Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ОСВОЕНИИ ЛАНДШАФТОВ

 

Различные нарушения ландшафтов происходят по направле­нию: «воздействие — изменение — последствие». Воздействие – определяющий фактор в анализе ситуации и прогнозе изменений и последствий. Изменения и последствия рассматривают как отклик на воздействие, как средство по выявлению характера и особенностей воздействия. Отправная гипотеза – жесткая детерминированная связь между определенным воздействием на геосистему и характером измене­ний, уровнем последствий. Длительность воздействия на ланд­шафт и устойчивость к нему природных свойств ландшафта опре­деляют глубину изменений и последствий, возможные сроки их ликвидации. Особое внимание концентрируют на ресурсовоспроизводящих функциях ландшафта. Отсюда критерием оценки изменений и последствий может быть принят объем и качество исходных ресурсов или исходное «качество среды». Стратегия «предупредить легче, чем вылечить» ориентирована на анализ раз­личных состояний объекта с момента его освоения и с учетом природных резервов ландшафта по возобновлению ресурсов.

За­дача прогноза последствий деятельности человека – показать возможности ландшафта возобновлять исходные ресурсы через определенное число лет. Для этого разрабатывают стратегию действий, выбирают схему производительных сил, нормируют ограничения. На основе прогноза можно составить карту ландшафта с указанием районов с неблагоприятными по­следствиями от деятельности человека и карту изменений неблагоп­риятных состояний геосистемы, дать анализ изменения ресурсовоспроизводящих функций ландшафта. Неблагоприятные последствия деятельности человека для ландшафта прогнозируют в две стадии.

На первой стадии прогнозаопределяют элементы, характеризующие со­стояние среды и ресурсов, воздействия, изменения устойчивости, последствия, близость или отдаленность критического состояния. Состояние ресурсов ландшафта определяется следующими ситуа­циями: 1 – нормальная, 2 – конфликтная, 3 – критическая.

Нор­мальная ситуация не вызывает истощения ресурсов, ухудшения окружающей среды. Повышение нагрузки создает конфликтную ситуацию, а воспроизводство природных ресурсов ландшафта уравновешено неблагоприятными воздействиями, и возможен пе­реход к критической ситуации – эксплуатация геосистемы в пре­жнем объеме становится нерентабельной и угрожает воспроизвод­ству ресурсов. В критической ситуации возможны обратимые и необратимые состояния.

Обратимое состояние ожидается, когда в пределах срока прогноза сохраняется возможность управления состоянием ландшафта при соответствующих затратах средств и труда. При необратимом состоянии этого сделать невозможно.

При прогнозах воздействия на ландшафт оценивают тип и вид источника воздействия и длительность воздействия: краткое – до двух десятилетий, длительное – несколько десятилетий.

Вторая стадия прогнозирования включает разработку стратегии отношения к возможным неблагоприятным последствиям и разработку мероп­риятий по предупреждению критических состояний и неблагоприят­ного изменения характеристик ландшафта. Стратегия отношения к отрицательным последствиям воздействия: 1) последствиями можно пренебречь; 2) последствия необходимо ограничить; 3) последствия требуется ликви­дировать. В прогнозе критические последствия для ландшафта долж­ны быть исключены, так как пренебрежительное к ним отношение за сравнительно короткие сроки может привести ландшафт в необратимое состояние, поэтому критические последствия в стратегических про­гнозах либо ограничиваются, либо ликвидируются.

 

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГЕОСИСТЕМ

 

Загрязнения воздушной среды.Защита территорий от загрязне­ния – составная часть природообустройства. Движение воздуш­ных масс может вызывать ветровую эрозию, перенос солей на приморские территории. Изменение атмосферного давления при­водит к газообмену между почвой и приземным воздухом, извест­ны случаи опасной загазованности подземных сооружений (погребов, убежищ) вредными газами из глубоких слоев при резком изменении атмосферного давления, особенно в местах скопления отходов, нефтепродуктов.

Циркуляция воздушных масс – не только мощный климато- и погодообразующий фактор, но и причина круговорота ве­ществ, в том числе и загрязняющих.

Носителями загрязняющих веществ в атмосфере являются при­земные воздушные потоки, которые образуют приграничный слой атмосферы. Толщина его переменна, зависит от скорости ветра на большой высоте (в свободной атмосфере), от вертикальной стра­тификации (расслоения) воздушных масс, от шероховатости по­верхности земли (от рельефа, растительности). Обычно толщина этого приграничного слоя составляет несколько километров.

Тяжелая примесь, в отличие от невесомой, перемещается в ат­мосфере не только за счет сноса ветром и турбулентного рассеивания, но и оседает под действием сил тяжести.

максимум концентрации уменьша­ется пропорционально квадрату высоты трубы предприятия, а расположение максимума отодвигается пропорционально ее высоте. максимум концентрации и положение максимума сильно зависят от метео­рологических условий, в частности от параметра стратификации, характеризующего термическую устойчивость атмосферы. В днев­ное время и в летний период атмосфера неустойчива, максимум концентрации увеличивается ближе к трубе, а в зимнее время при устойчивой атмосфере он уменьшается, отодвигаясь от трубы. Су­ществует много формул для расчета выбросов разных при­месей из различных источников, которые приведены в специаль­ных руководствах.

Загрязнения тяжелыми металлами. К тяжелым металлам отно­сятся более 40 химических элементов, масса атомов которых пре­вышает 50 атомных единиц массы. Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих фер­ментов. При фоновом содержании в почвах их называют микро­элементами, т. е. необходимыми, хотя и в очень малых количе­ствах, элементами питания для биоты. Их недостаток сказывается негативно на развитии растений, животных и человека. При по­вышенном содержании этих элементов возникает угроза загрязне­ния, приводящего к токсичным условиям.

Обычно в группу тяжелых металлов включают: Pb, Zn, Cd, Hg, Mo, Mn, Ni, Sn, Co, Ti, Cu, V, Sb, As. При избытке этих элементов в почве снижается продуктивность растений, повышается их со­держание в сельскохозяйственной продукции, употребление в пищу которой может вызвать серьезные заболевания у животных и человека. Фоновое содержание тяжелых металлов в почве неве­лико, редко превышает 50 мг на 1 кг сухой почвы, т. е. не более 0,005 % массы почвы.

Загрязнение почв тяжелыми металлами происходит главным образом в результате газопылевых выбросов металлургических предприятий, особенно предприятий цветной металлургии. Наибольшее загрязнение наблюдают вблизи предприятий на рас­стоянии 1...2 км, заметное – на расстоянии 3...8 км, меньшее – на расстоянии 10...50 км от источника загрязнения. Загрязнение почв тяжелыми металлами в непосредственной близости от предприя­тий может превышать фон в десятки и сотни раз.

Другими источниками загрязнения могут быть рудники, обога­тительные фабрики. Почвы при этом загрязняются через атмосфе­ру, при поливе загрязненными речными водами, при использова­нии сточных вод предприятий, внесении минеральных удобре­ний, при складировании отвалов и т. п. Сильно загрязнены почвы вдоль автомобильных трасс, особенно свинцом.

Рассмотрим загрязнение почв тяжелыми металлами, поступаю­щими через атмосферу. вне зависимости от формы нахождения загрязняющих веществ (газы и пыль, растворенные в атмосферных осадках) непосредственно в почву они поступают в виде раствора при впитывании атмосферных осадков или талых вод. зная в прогнозных расчетах объем атмосферных осад­ков и объем впитавшихся талых вод, можно определить условную концентрацию тяжелых металлов во впитывающейся влаге.

Отмечено, что многие тяжелые металлы выпадают на поверх­ность почвы в виде оксидов, растворимость которых сильно зави­сит от кислот­ности почвенного раствора. Наибольшей растворимостью они об­ладают в сильнокислых почвах, наименьшей – в нейтральных и слабощелочных. Многие тяжелые металлы в почве имеют переменную валентность и участвуют в окислитель­но-восстановительных процессах. При изменении степени окис­ления миграционные способности тяжелых металлов различны. Катионы тяжелых металлов могут энергично по­глощаться коллоидами и гумусом почв, что переводит их в неподвижные формы, малодоступные растениям, препятствует вымыванию их из почвы и, следовательно, способствует накоплению их в вер­хних горизонтах.

В структурных почвах присутствует также эффект снижения подвижности тяжелых металлов из-за нахождения части почвен­ных растворов в тупиковых порах микроагрегатов.

Большое влияние на трансформацию тяжелых металлов оказы­вает почвенная биота. Микроорганизмы, водоросли, грибы спо­собны в значительной степени поглощать их, переводя в непод­вижные формы. При отмирании микроорганизмов и последующем разложении их тя­желые металлы могут опять переходить в подвижные формы. Не­которое количество металлов поглощается растениями, часть из них отторгается вместе с урожаем и уменьшает их запасы в почве, другая остается в почве с корнями и при разложении раститель­ных остатков вновь вступает в круговорот.

Содержание тяжелых металлов в биомассе рас­тений зависит от их вида и концентрации тяжелых металлов в почвенном растворе. При фоновом содержании в почве вынос тяжелых металлов растениями незначителен. При загрязнении почв тяжелыми металлами их содержание в рас­тениях увеличивается после достижения некоторого порогового уровня загрязнения.

Подвижные фракции тяжелых металлов, находящиеся в по­чвенном растворе, передвигаются за счет разности концентрации (диффузионная составляющая потока) и за счет потока влаги (конвективная составляющая).

Загрязнения нефтепродуктами.Проблема загрязнения компо­нентов природы нефтью и нефтепродуктами стоит очень остро. В частности, в районах расположения нефтеперерабатывающих за­водов, крупных складов ГСМ в результате проливов, утечек, ава­рий в грунтах скапливается громадное количество легких нефте­продуктов (бензина, реактивного керосина, дизельного топлива). Ориентировочно ежегодные потери составляют 0,5...2 % годового оборота нефтепродуктов, за 30...40 лет объем просочившихся неф­тепродуктов измеряется сотнями тысяч и миллионами тонн.

нефтепродукты наслаи­ваются на подземные воды из-за меньшей, чем у воды, плотности, но линза чистых нефтепродуктов не образуется из-за специфики поведения несмешивающихся жидко­стей в пористой среде. Формируется область загрязнения с пере­менным содержанием нефтепродуктов в пространстве, которое принято выражать в насыщенности, т. е. как отношение объема нефтепродуктов к объему пор. в отдельных случаях она может до­стигать 0,6...0,7.

об­ласть загрязнения из-за колебания уровня подземных вод перемещается: в вертикальном направлении и растягивается по вертикали, захватывая нижние слои водоносного горизонта при опускании уровня, а при подъеме – заг­рязняется почвенный слой, нефтепродукты выклиниваются на по­верхность земли в понижениях. Практически всегда имеющийся горизонтальный поток грун­товых вод увлекает за собой нефтепродукты, которые уже во мно­гих местах выводят из строя подземные водозаборы, выклинива­ются в реки и водохранилища.

Очистка таких загрязненных зон – сложная инженерно-эколо­гическая задача. сейчас известны многие технические решения, позволяющие удалить так называемый гидравлически подвижный нефтепродукт и выполнить последующую доочистку земель от ос­тавшегося продукта. Для обоснования мероприятий по удалению подвижных нефте­продуктов используют теорию их совместного передвижения с во­дой в пористых средах и разработанные на ее основе математичес­кие модели. Характерная особенность рассматриваемого здесь процесса – нахождение двух жидкостей, несмешивающихся не только под действием внешних давлений, но и присутствия между ними давления на границе раздела из-за разности сил поверхностного натяжения и разного смачивания твердой фазы. По-разному эти жидкости взаимодействуют и с газами в капиллярной кайме. В рассматрива­емом (представительном) объеме пористой среды при полном на­сыщении жидкостями существуют два тела – водное и нефтепро­дуктов со сложной границей раздела, имеющей большую площадь, а в капиллярной кайме присутствует и газовое тело.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 52; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.081 с.) Главная | Обратная связь