Городские ландшафты

При подземной добыче формируется провально-терриконовый тип местности с высотой терриконов от 50 до 200 м (в Уэльсе до 300 м). Склоны терриконов изъедены рытвинами, вынутые с больших глубин породы бесплодны, растительностью зарастают очень медленно. Терриконы угольных шахт из-за большой температуры внутри склонны к самовозгоранию. Над шахтами из-за обрушения кровли подземных выработок образуются провальные воронки (антропогенный псевдокарст), происходят оползневые смещения грунтов, затопление грунтовыми водами земель и усиление процессов эрозии в пределах депрессионной воронки, шахтными водами загрязняются подземные воды.

Шахтным способом разрабатываются, кроме месторождений каменного угля и железной руды, основная часть руд цветных металлов. Именно добыча этих металлов создает сложную экогеохимическую ситуацию. Рудные районы характеризуются наличием природных аномалий с контрастностью на порядок выше фоновых, а непосредственно над самим месторождением концентрация некоторых цветных и редких металлов в почвах и растительности превышает фон в тысячи и десятки тысяч раз. Добыча и особенно переработка руд приводит к еще более высоким уровням содержания металлов во всех компонентах техногенных ландшафта. Геохимический спектр анамалий определяется типом месторождения, т.е. его типоморфными элементами. Каждый минералого-геохимический и генетический тип месторождения характеризуется определенными ассоциациями типоморфных элементов (табл. 1.)

Типоморфные элементы руд и первичных ореолов месторождений (по С.В.Григоряну, Ю.Е.Саету)

Таблица 1.

Тип месторождения	Элементы-индикаторы и характерные элементы-примеси
Медноникелевые	Cu, Ni, Co, Ba, Pb, Zn, Ag
Медноколчеданные	Cu, Mo, Pb, Co, As, Zn, Ag, Se
Полиметаллические	Pb, Zn, Cu, Ag, Cd, Hg, As, Mo
Золоторудные	Au, As, Sb, Pb, Cu, Zn, Bi, Hg
Оловорудные	Sn, W, Be, As, Hg, Pb, Zn
Ртутные и сурьмяно-ртутные	Hg, Sb, As, Ta, Ag, Bi, Zn, Mo
Урановые	U, Ag, Pb, Zn, Cu, Mo, V
Редкометальные пегматитовые	Li, Rb, Cs, Nb, Sn, Ta, W, As
Апатитовые	P, Sr, Ce, La, Y, Yb, Zr, Nb
Железорудные	Fe, As, Zn, Pb, Mn, Ni, V, Ti

При добыче руд закрытым способом наиболее контрастные аномалии возникают во второй зоне, где происходит деградация почвенно-растительного покрова, и куда поступает дополнительное загрязнение, связанное с обогащением и плавлением руд. Содержание пыли и тяжелых металлов в воздухе в этой зоне в радиусе до 2-3- км превышает ПДК на 1-2 порядка.

Техногенные изменения ландшафтов в районах развития нефтедобывающей промышленности

Добыча нефти и газа относится к региональному типу производств, охватывающих территории в сотни и тысячи квадратных километров. Нефте- и газодобывающие районы соседствуют с перспективными территориями, где ведутся поисково-разведочные геофизические и буровые работы, и в будущем возможно строительство новых комплексов. Нефтяной промысел эксплуатирует одно или несколько месторождений. На его территории размером в десятки и сотни квадратных километров функционируют и оказывают воздействие на природную среду эксплуатационные, разведочные, наблюдательные и нагнетательные скважины, сборные пункты, насосно-компрессорные скважины, пункты первичной подготовки нефти, сеть трубопроводов и другие сооружения, обеспечивающие добычу и транспортировку нефти.

Воздействие всего комплекса этих технических сооружений приводит к разнообразным нарушениям компонентов природных ландшафтов, и, в конечном счете, может создать на территории нефтегазового предприятия кризисные экологические ситуации. Эти воздействия могут выражаться в:

- механическом нарушении почвенно-растительного покрова,

- воздействии на геологическую среду,

- тектонической активизации недр.

Механические нарушения почвенного покрова и растительности вызывают: усиление криогенных процессов (термокарста, термоэрозии, солифлюкции, пучения, оживление курумов) эрозию, дефляцию.

Воздействия на геологическую среду приводят к проседанию земной поверхности и, как следствие, к заболачиванию, подтоплению, или осушению. Нарушение гидрогеологических условий приводит к изменению водно-физических характеристик почвы, вызывая нарушения установившихся ландшафтно-геохимических процессов.

Тектоническая активизация проявляется в сейсмичности, микроподвижках пластов, образовании трещин. Это вызывает механическую деструкцию почв и грунтов, отток части жидкости из недр на поверхность, усиление карстообразования, засоление и загрязнение грунтовых вод.

Кроме природных, возникновению кризисных экологических ситуаций способствуют антропогенные факторы:

· разливы нефти и соленых вод (хронические утечки или залповые выбросы);

· попадание в природную среду промысловых сточных вод, химических реагентов, буровых жидкостей.

Нефть и сопутствующие ей химические вещества производят изменения во всех компонентах ландшафта: нарушается структура, водно-солевой режим почв, соотношение и подвижность химических элементов, трансформируется почвенный биоценоз, деградирует наземная растительность, загрязняются поверхностные и грунтовые воды. Для оценки загрязнения ландшафта важно знать как состав и количество разлитой жидкости, так и физико-географические факторы среды. Признаки нарушения состояния ландшафтов связаны со следующими явлениями:

· постепенным увеличением содержания в почвах нефтяных компонентов, продуктов их трансформации, хлоридно-натриевых и сульфатно-натриевых солей;

· неуклонным уменьшением продуктивности почв,

· ухудшением состояния растительности (в том числе лесов), появлением признаков “эвтрофикации” или уменьшением объема фитомассы водоемов.

При увеличении содержания в почвах нефтяных компонентов происходят изменения химического состава, физических свойств и структуры почв; резкая трансформация фракционного состава гумуса, изменение окислительно-восстановительных условий, увеличение подвижности ряда микроэлементов. Нефтяные компоненты, аккумулируясь в почвенных горизонтах, обволакивая корни, листья и стебли растений и проникая через клеточные мембраны, нарушают водно-воздушный баланс среды и организмов, разрушают сложившиеся трофические связи. Это приводит к неуклонному снижению продуктивности почв, ухудшению состояния растительности вплоть до гибели почвенных животных и растений. Уровень загрязнения, при котором происходят эти первые изменения, зависит от конкретных ландшафтных условий, облегчающих или затрудняющих самоочищение среды. Допустимая концентрация нефтепродуктов в почвах, при которой не требуется проведения мероприятий по санации почв составляет 1000 мг/кг (1%) и достигает 5000-6000 мг/кг. Полное уничтожение растительности (травянистой) и более половины древесной происходит при насыщении гумусового горизонта нефтью в степных районах - более 6%, в таежно-лесных - более 3%, в мерзлотно-тундрово-таежных - более 0,5-1%.

Контроль за состоянием почв в районах добычи нефти может проводиться на основе мониторинга уровней содержания и качественного состава широкой гаммы относительно устойчивых органических соединений - полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). В почвах присутствуют ПАУ, генетически связанные с процессами, протекающими в почвах. Появление специфических групп ПАУ, продуктов биохимической их деградации (т.е. сдвиг в соотношении отдельных групп) является хорошим индикатором начальных этапов загрязнения. Диагностика ранних стадий изменения ландшафтов при загрязнении нефтью может проводиться также с помощью изучения физиологического состояния автотрофных организмов (почвенные и водные водоросли) высших растений и микроорганизмов. Установлено, (метод флюоресценции и послесвечения), что если после загрязнения уровень фотосинтетической активности не опустился ниже 40-60% по сравнению с контрольными величинами, то биоценоз может восстановиться (число живых клеток не ниже 15-20%).

Восстановление почв и ландшафтов в целом после нефтяного загрязнения должно базироваться на максимальной мобилизации внутренних резервов геосистем для восстановления своих первоначальных функций. Самовосстановление и рекультивация - неразрывный биогеохимический процесс, а рекультивация - ускорение процесса самоочищения с использованием природных резервов - климатических, микробиологических, ландшафтно-геохимических. Общая длительность процесса рекультивации зависит от почвенно-климатических условий и характера загрязнения. Наиболее быстро этот процесс может быть завершен в степных, лесостепных и влажных субтропических условиях и составит 2-5 лет.

Техногенные изменения ландшафтов под воздействием теплоэлектростанций

Наиболее сильное влияние на прилегающую территорию теплоэлектростанция (ТЭС) оказывает дымовыми выбросами золы, окислов серы и азота. Другие виды воздействий оказывают существенное влияние на компоненты ландшафта лишь в сочетании с другими воздействиями.

Дымовые выбросы ТЭС на твердом топливе подщелачивают атмосферные осадки, почву и поверхностные воды. В условиях промывного режима почв лесной зоны (таежные ландшафты на бескарбонатных породах) поступление содержащих щелочи атмосферных осадков приводит к понижению кислотности, дополнительному поступлению элементов питания за счет зольных выбросов угольных ТЭС, что может положительно сказаться на биопродуктивности ландшафтов. Но при высоких концентрациях в золе кальция возможно формирование экологически кризисной ситуации для кальциефобов в зоне, непосредственно прилегающей к ТЭС.

В степной и сухостепной зонах кризисные ситуации вокруг ТЭС могут возникнуть из-за повышенной запыленности приземной атмосферы за счет худшего ее самоочищения при малом количестве осадков и вторичном запылении за счет перемешивания выпавшей золы и пыли со слабо задернованной и сухой поверхностью почвы.

Особенно остро это может проявляться в селитебных зонах, ухудшая санитарно-гигиенические условия зон, попадающих в сферы влияния угольных ТЭС. Поэтому с антропоцентрических позиций более негативные экологические последствия от работы угольных ТЭС следует ожидать в степных и сухостепных ландшафтах.

Дымовые выбросы мазутных и (в меньше степени, газовых) ТЭС содержат значительное количество окислов серы и азота и подкисляют атмосферные осадки, поверхностные и подземные воды. В условиях лесной зоны с промывным режимом подкисление ведет к усилению выноса катионогенных элементов из поглощающего комплекса дерново-подзолистых почв, что отрицательно сказывается на их плодородии и биопродуктивности ландшафта. Окислы серы и азота непосредственно оказывают негативное воздействие на фотосинтезирующие органы растений. Отмирание лишайников и повреждение сосняков наблюдается при концентрациях окислов серы 0,03-0,2 мг/м3. В зонах локального влияния мазутных ТЭС в лесных ландшафтах можно ожидать экологически неблагоприятных, а иногда и кризисных ситуаций связанных с закислением поверхностных вод, усыханием хвойных лесов и растений кальциефилов в наименее устойчивых к кислотным выбросам ландшафтах, снижение продуктивности лесных ландшафтов и сельскохозяйственных угодий.

В лесостепных и степных ландшафтах с черноземными и каштановыми почвами, буферность которых значительно выше, чем объемы поступающих за счет выбросов ТЭС дополнительных кислот, их влияние будет минимальным.

Выбросы ТЭС осуществляются на большую высоту и поэтому в зоне, непосредственно примыкающей к ТЭС, выпадает не более 10% от выброшенных окислов серы и их производных и половина дымовых выбросов. Остальная часть включается в транзитные потоки регионального уровня, что в комплексе с другими загрязняющими производствами может создавать региональные неблагоприятные и кризисные экологические ситуации, связанные, например, с усыханием и снижением продуктивности части лесов на значительном удалении от ТЭС. Исследования показали, что повреждаемость растений одного и того же вида или их устойчивость к двуокиси серы меняется в 1,5-3 раза в зависимости от вида ландшафта и положения в нем. Различия же в устойчивости к двуокиси серы разных видов древесных растений в одном и том же ландшафте могут достигать 1-1,5 порядков.

Учитывая, что приземные концентрации окислов серы и азота даже в локальных зонах вокруг современных ТЭС с трубами высотой 200-300 м, как правило, относительно невелики, говорить о коренной перестройке ландшафтов как целого, при отсутствии других воздействий можно только по отношению к ограниченным, наименее устойчивым видам. Остальные же ландшафты ранга фаций и их групп будут претерпевать различные антропогенные модификации по тем или иным природным компонентам или их параметрам. Например, в таежных ландшафтах это может быть смена основной лесообразующей породы, для которой эта ситуация является кризисной, на второстепенную. Однако при дополнительных антропогенных воздействиях или при некоторых естественных экстремальных отклонениях в состоянии природной среды (например, засухах или очень влажных годах) наименее устойчивые, сильно модифицированные ландшафты уже целиком могут оказаться в экологически кризисном состоянии.

Городские ландшафты являются наиболее сильно измененной категорией антропогенных ландшафтов. В их пределах произошла трансформация всех компонентов природного ландшафта. Изменилась литогенная основа, исчезла естественная растительность и появились особые фитоценозы городских парков и скверов, сформировался особый тип почв - урбаноземы. Существенное влияние оказывает город даже на самую стабильную часть ландшафта - атмосферу. Выбросы промышленных предприятий и транспорта приводят к существенным загрязнениям воздуха, особенности городской архитектуры (антропогенный рельеф) создают особые условия циркуляции и теплообмена приземных слоев воздуха, что в итоге приводит к формированию особого городского климата.

Деятельность человека в городском ландшафте приводит к формированию крупных геохимических аномалий. На природном фоне города выделяются как центры концентрации веществ, поступающих в них с транспортными потоками, в результате работы промышленных предприятий и коммунальной деятельности. Наиболее сильное техногенное геохимическое воздействие на природную среду и население проявляется в крупных промышленных городах, которые уже сейчас по интенсивности загрязнения и площади аномалий загрязняющих веществ представляют собой техногенные геохимические провинции. Поступая в окружающую среду, отходы хозяйственной деятельности формируют техногенные геохимические аномалии в различных средах.

Дата добавления: 2015-06-04