ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ОСВОЕНИИ ЛАНДШАФТОВ

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 17Следующая ⇒

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 прогноза определяют 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 неблагоприятнымивоздействиями, 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.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒