Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях

Галицкая, Ирина Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях"

Учреждение Российской академии наук Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН)

На правах рукописи

Галицкан Ирина Васильевна

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ И РИСК НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ: АНАЛИЗ, ПРОГНОЗ, УПРАВЛЕНИЕ

Специальность 25.00.36 - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

1 4 0К7 2010

Москва-2010

004610214

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

fc.C. Дзекцер

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

И.С. Зекцср

доктор геолого-минералогических наук, профессор

A.B. Лехов

доктор геолого-минералогических наук, профессор

А.П. Хаустов

Ведущая организация: Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе

Защита состоится «25» июня 2010 г. в 14.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 002.048.01 в Учреждении Российской академии наук Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН) по адресу: 109004, Москва, ул. Нико-лоямская, д. 51.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЭ РАН по адресу: 101000, Москва, Уланский пер., д. 13, стр. 2.

Автореферат разослан «....» Х- 2010 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 101000, Москва, Уланский пер., д. 13, стр. 2, а/я 145, ученому секретарю Диссертационного совета Д 002.048.01 кандидату геолого-минералогических наук Г.И. Батраку.

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук

Г.И. Батрак

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Обеспечение безопасности всегда являлось одной из важнейших проблем личности, общества и государства, однако наибольшей остроты данная проблема достигла во второй половине XX века. В настоящее время развитие цивилизации привело к активизации опасных природных и техноприродных процессов, нарушению экологического баланса, деградации природной среды. Значительное ухудшение экологической обстановки наблюдается не только на локальном и региональном, но даже на глобальном уровне. Особенно актуально обеспечение экологической безопасности населения городов (прежде всего мегаполисов) от угроз, связанных с загрязнением природной среды. Анализ, оценка и прогноз антропогенного изменения природной среды и связанных с ними опасностей и рисков - важные элементы обеспечения устойчивого развития урбанизированных территорий, определяющие их оптимальное использование и защищенность жителей. Несмотря на то, что исследования рисков, обусловленных формированием загрязненных и агрессивных компонентов природной среды и их воздействием на население и объекты городской инфраструктуры, активно проводятся зарубежными, а в последние десятилетия и российскими специалистами, единая теоретическая и методическая база исследований разработана недостаточно, что определяет актуальность развития и совершенствования данного направления. Кроме того, основное внимание уделяется разработке аспектов оценки воздействия загрязненных сред на разных реципиентов, тогда как изучение такой важной составляющей риска, как формирование загрязненной и агрессивной природной среды, особенно в вероятностной постановке, развивается медленнее. Постановка данной темы обусловлена остротой проблемы экологической безопасности урбанизированнь1Х территорий и необходимостью развития теоретических, методологических и методических положений прогноза и управления техноприродными рисками, связанными с загрязнением и агрессивными свойствами природной среды. Актуальность работы подтверждается включением данной темы в программу Президиума РАН (проект 8.1. «Теоретические и методические основы количественной оценки риска природных явлений и катастроф. Прогноз и управление геологическим и геохимическим риском», 2009 г.) и в Программу 11 Отделения Наук о Земле РАН (тема «Оценка и прогноз изменения экологического состояния подземных вод на техногенно нагруженных территориях (мониторинг, прогнозы, риски)», 2009-2010 гг.).

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - разработка теоретических, методологических и методических основ анализа, оценки, прогноза и управления геохимической опасностью и риском на урбанизированных территориях.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Критический анализ современного состояния исследований опасностей и рисков, обусловленных загрязненностью и агрессивными свойствами компонентов природной среды.

2. Разработка обобщенной концептуальной модели формирования техноприродной геохимической опасности и риска и определение основных составляющих геохимиче-

ского риска на основе анализа и схематизации источников и факторов формирования опасных геохимических ситуаций на урбанизированных территориях.

3. Разработка методологических и методических основ анализа, оценки и прогноза геохимической опасности и риска на разных этапах освоения урбанизированных территорий.

4. Научное обоснование принципов управления геохимическим риском.

5. Разработка методологических и методических подходов к районированию урбанизированных территории по степени геохимической опасности.

6. Обоснование методических подходов к созданию системы мониторинга как элемента управления геохимическим риском.

7. Апробация основных положений методики оценки, прогноза и управления геохимической опасностью и риском на конкретных объектах.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является техноприрод-ный геохимический риск, предметом исследования - закономерности его возникновения на урбанизированных территориях, прогноз и управление риском. В связи с тем, что достаточно сложно с равной степенью детальности рассмотреть риск, связанный с формированием и реализацией опасных геохимических ситуаций, для всех компонентов природной среды, основное внимание уделено подземной гидросфере.

Методы и методика исследования, достоверность и обоснованность полученных результатов. Для решения поставленных задач был применен комплексный метод, заключающийся в теоретическом анализе и научном синтезе существующих методов оценки, прогноза и управления техноприродными рисками, системном подходе к исследованию геохимического риска, теоретическом анализе источников, процессов и факторов формирования геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях, экспериментальном и математическом моделировании гидрогеохимических процессов, апробации основных положений на конкретных объектах.

Основные положения и выводы работы обосновываются теоретическими и натурными исследованиями, проведенными в связи с оценкой и прогнозом загрязнения различных компонентов природной среды на урбанизированных территориях, и обоснованием геохимического мониторинга на различных объектах.

Основной объем исследований выполнен на объектах г. Москвы и Московской области; использовались также материалы исследований, проведенных автором в Ставропольском крае, Свердловской области, Курганской области, гг. Тольятти, Кисловодск, Березняки, Рубежное (Украина).

Личный вклад автора. В диссертационной работе приводятся результаты многолетних исследований, выполненных лично автором или под его руководством. Автору принадлежат: выбор направления исследования и постановка проблемы; аналитический обзор литературы; разработка обобщенной концепции формирования геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях; разработка теоретических, методологических и методических положений прогноза и управления геохимическим риском; теоретическое обобщение результатов; постановка, руководство и участие в исследованиях по апробации теоретических и методологических по-

ложений; формулировка выводов. Результаты разработок, проведенных в соавторстве с другими исследователями и касающиеся в основном апробации ряда положений диссертации на конкретных участках, включены в диссертацию только при наличии совместных публикаций.

Научная новизна проведенных автором исследований

Впервые на единой концептуальной основе разработаны теоретические, методологические и методические положения и ряд практических предложений по оценке, прогнозу и управлению геохимическим риском, главными из которых являются следующие.

1. Создание обобщенной концептуальной модели формирования техноприродной геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях на основе анализа и схематизации источников и факторов формирования опасных геохимических ситуаций.

2. Разработка методологических и методических положений прогноза техноприродно-го геохимического риска в вероятностной постановке, в основу которой положен принцип анализа и оценки вероятности формирования различных составляющих техноприродного риска как основание при принятии решений по предупреждению формирования опасных геохимических состояний различных компонентов природной среды и воздействия загрязненных и агрессивных сред на население и объекты инфраструктуры.

3. Развитие методологии управления геохимическим риском на урбанизированных территориях на основе принципов системности и ситуационности.

4. Разработка методического подхода к построению карт геохимической опасности, основанного на районировании территории по геохимическому состоянию природных сред, обусловливающему возникновение социального риска при проживании на данной территории и экономического риска при ее хозяйственном использовании.

5. Обоснование ряда методологических положений и практических предложений по формированию системы мониторинга как метода управления геохимическим риском.

Основные защищаемые положения

На защиту автором выносятся следующие положения.

1. Закономерности формирования техноприродной геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях, формализованные в обобщенной концептуальной модели. В основу модели положена концепция возникновения в социо-природно-технической системе (СПТС) риска как результата последовательно обусловленных событий, имеющих вероятностный характер, - воздействия техногенного источника, нахождения природного объекта в зоне техногенных воздействий, формирования опасного результирующего воздействия, проявления неустойчивости природного объекта, контакта объекта опасности (реципиента) с природным объектом, проявления реципиентом уязвимости.

достоверностью, соответствующими стадии проектирования, и зависящими от уровня ответственности объекта опасности, интенсивности потенциальных техногенных воздействий, уязвимости природной среды и объекта опасности, величины предполагаемого риска; использование вероятностных подходов (от субъективных оценок вероятности до сложных статистических процедур и стохастического моделирования).

3. В основу методологии управления техноприродным геохимическим риском положены: 1) принцип системности, предполагающий выделение в системе управления трех взаимодействующих подсистем управления: техногенными источниками, природной средой и объектами опасности; принцип ситуационности, заключающийся в принятии или корректировке управленческих решений в соответствии со складывающейся ситуацией и вытекающий из случайного характера поведения всех подсистем. Обоснование и выбор управляющих решений осуществляется на основе анализа и прогноза геохимического риска и всех его составляющих при сценарном подходе к развитию событий в двух моделях: 1) «техногенный источник - природная среда», 2) «природная среда - объект опасности». Важность сценарного подхода обусловлена спецификой развития СПТС как сложной системы, для которой характерны нелинейность, вероятностный характер формирования и реализации опасных геохимических ситуаций.

4. Методика построения карты геохимической опасности, основанная на районировании территории по геохимическому состоянию природных сред, которое может привести к возникновению социального риска при проживании на данной территории и экономического риска при ее хозяйственном использовании. Категории опасности определяются по сочетанию уровней загрязненности различных природных сред, защищенности подземных вод от загрязнения, агрессивности фунтовых вод, подтопления территории, с учетом ранжирования техногенно измененного химического состава природных сред по степени воздействия на население. При ранжировании учитывается как непосредственное влияние загрязненных и агрессивных сред на здоровье человека, так и их косвенное влияние на жизнедеятельность населения (повышение агрессивного воздействия подземных вод на фундаменты на подтопленных территориях, обусловливающее разрушение зданий и вывод из строя жизнеобеспечивающих коммуникаций).

5. Мониторинг для целей решения задач управления техноприродным геохимическим риском на объектном и муниципальном уровнях должен представлять собой информационно-диагностическую систему наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния основных элементов структуры опасности и риска (источников техногенного воздействия, природной среды и объектов опасности) на всех этапах жизненного цикла объектов. Программы мониторинга разрабатываются на основе анализа сценариев развития событий при наибольшей детальности проработки наиболее вероятного варианта. Мониторинг должен контролировать не только параметры, которые позволяют установить соответствие состояния среды действующим нормативам, но и показатели, которые дают возможность выяснять или уточнять условия формирования и изменения геохимического состояния среды, контролировать изменение сценариев развития ситуаций, совершенствовать или корректировать программы мониторинга и расчетные модели.

Практическая значимость работы

Результаты методологических и методических исследований были использованы при выполнении работ по проекту 2.2.2. «Оценка геохимического риска на территории г. Москвы» в рамках программы «Безопасность Москвы», при составлении карты геохимического риска участков 3-го транспортного кольца г. Москвы, оценке геохимической опасности территорий бывших полей фильтрации в 14 микрорайоне Марьинского парка для целей строительства, обосновании мероприятий по восстановлению водной системы Лефортовского парка, разработке программ мониторинга техногенных изменений компонентов природной среды Бованенского и Заполярного нефтегазоконденсатных месторождений, Уренгойского газового месторождения.

Теоретические и методологические разработки могут быть использованы: при проведении оценки и прогноза рисков, связанных с загрязнением и агрессивностью природных сред на различных стадиях проектирования; при строительстве и эксплуатации объектов; при обосновании управляющих решений по минимизации риска.

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации были доложены и обсуждались на международных, всесоюзных и российских совещаниях, конференциях и семинарах, основными из которых являлись:

• II Международный Конгресс «ЭКВАТЕК», Москва, 1996;

• Международный симпозиум «Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территорий», Екатеринбург, 2001;

• годичные сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (Сергеевские чтения), Москва, 1999, 2002, 2003, 2004, 2005, 2008;

• 32-й Международный геологический конгрессе, Флоренция, Италия, 2004;

• Симпозиум по мониторингу природных опасностей и управлению риском, Тайвань, 2007;

• 33-й Международный геологический конгресс, Осло, Норвегия, 2008;

• Совместный Российско-Итальянский семинар «Предупреждение и снижение природных опасностей», Козенца, Италия, 2008 (Russian-Italian Seminar on Natural Hazards Prevention and Mitigation, Cosenza, Italy, 2008);

• Совместный Российско-Индийский семинар «Снижение природных и техногенных опасностей», Дели, Индия, 2009;

• Международная конференция Международной ассоциации математических геонаук в Стэнфордском университете, Стэнфорд, США, 2009 (International Association for Mathematical Geosciences Meeting 2009 (IAMG 2009), Stanford, California, USA, August 23-28, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 53 работ, из них 13 статей в реферируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена наЗ^праницах, состоит из введения, 7 глав и заключения. Работа проиллюстрирована &?рисунками и содержит <2iтаблицы. Список использованных источников включает 290 отечественных и 114 зарубежных наименований.

Работа выполнена в лаборатории гидрогеоэкологии Учреждения Российской академии наук Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН).

Благодарности. Автор благодарит за всестороннюю помощь и поддержку при выполнении данной работы сотрудников лаборатории гидрогеоэкологии ИГЭ РАН к.г.-м.н. Г.И. Батрака, д.г.-м.н. В.П. Зверева, к.г.-м.н. И.А. Костикову, к.г.-м.н. И.А. Позднякову, к.х.н. B.C. Путилину, д.г.-м.н. С.М. Семенова, Л.С. Томса, Т.И. Юганову. Автор глубоко благодарен ушедшему из жизни профессору, д.т.н. Е.С. Дзекцеру за помощь в постановке данной работы и ценные советы, профессору, д.г.-м.н. С.П. Позднякову за ценные консультации при проведении стохастического моделирования, к.г.-м.н. А.И. Арбузову за значительную помощь при разработке методики составления карт геохимической опасности и риска.

Исследования выполнялась при поддержке грантов РФФИ (97-05-64608-а, 00-05-64957-а, 02-05-81004-Бел2002_а, 08-05-90007-Бел_а, 08-05-90100-Мол_а) и фанта МКНТ (1-1-24. 2002).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, изложены методология и методика исследований, сформулированы научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

Часть 1. Теоретические и методологические исследования проблемы геохимической опасности и риска на урбанизированных территориях

Глава 1. Постановка проблемы

В первой главе рассматривается становление и развитие исследований природных и техноприродных опасностей и рисков; проводится обзор и анализ формирования понятийно-терминологической базы при исследованиях опасностей и рисков, а также отечественного и зарубежного опыта оценки опасностей и рисков, связанных с загрязнением природной среды.

В настоящее время уже не вызывает сомнения, что технология устойчивого развития общества при обеспечении безопасности человека и окружающей его среды должна опираться на стратегию управления рисками (Кузьмин, Махутов, Хетагуров, 1997; Воробьев, 2001; Залиханов, 2002; Осипов, 2002; Дзекцер, Пырченко, 2005). В России, как и во многих странах мира, исследования опасностей и рисков проводятся практически во всех областях знаний. Методология количественного анализа риска разного генезиса стала основной в производственной и научной деятельности многих крупных организаций страны (Оценка и управление природными рисками, 2003).

Систематические исследования природных и техноприродных рисков в России начались в 1991 г. Проблемам природных и техноприродных опасностей и риска посвящены исследования В.И. Осипова, Е.С. Дзекцера, А.Л. Рагозина, Г.Л. Коффа, В.И. Ларионова, М.А. Шахраманьяна, А.И. Шеко, B.C. Круподерова, В.В. Кузьмина, А.П. Бело-усовой, В.Н. Башкина, А.П. Курбатовой и многих других. Наибольшие успехи достигнуты в разработке анализа природных рисков: разработаны основные положения теории и методики количественной оценки, сформулирована концепция допустимого уровня при-

родного риска; составлены первые в мире карты природного риска отдельных регионов, городов и России в целом, разработаны «Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы» (2002). Значительный вклад в развитие методологических исследований формирования геологической опасности и риска и методики управления риском, обусловленным подтоплением на урбанизированных территориях, внес Е.С. Дзекцер (Дзекцер, 1992, 1994; Дзекцер, Пырченко, 2005).

Одним из основных направлений наряду с исследованиями природных опасностей и рисков стало изучение рисков, связанных с загрязнением различных компонентов природной среды.

Для оценки риска для здоровья населения от воздействия факторов окружающей среды Агентством по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency, US EPA) разработана методология, которая в дальнейшем использовалась во многих странах, в том числе и в России. Внедрение системы оценки риска осуществлялись поэтапно по мере адаптации к российским условиям, и в настоящее время оценка риска выполняется в соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.192004». Разработке данной проблемы посвящены работы С.Л. Авалиани, A.M. Большакова, С.М. Новикова, Ю.А. Рахманина, Г.Г. Онищенко, Б.А. Ревича, Е.Ю. Колесникова, Г.И. Румянцева, О.В. Пономаревой, A.A. Быкова, A.B. Киселева, К.Б. Фридмана и многих других исследователей.

Процедура оценки риска в рассматриваемой постановке представляет собой алгоритм последовательности действий, состоящий из четырех этапов: 1) идентификация опасности, 2) оценка экспозиции, 3) оценка зависимости доза-эффект (данный этап принципиально различается для канцерогенов и неканцерогенов), 4) характеристика риска. Вероятность формирования опасного состояния компонентов природной среды не оценивается, в связи с чем использование данной методики для оценки риска от потенциальных опасностей не позволяет количественно оценить и проанализировать, насколько вероятно формирование опасности, реализация которой оценивается.

По сравнению с оценкой для здоровья человека слабее разработаны методы оценки экологического риска, что связано со сложностью растительных и биологических систем и их реакций на воздействие. В России данное направление находится в стадии становления.

Направление по оценке рисков, обусловленных загрязнением природной среды, является междисциплинарным, требующим участия специалистов как медицинского, так и естественнонаучного профиля (геохимиков, гидрогеологов, почвоведов и т.п.), поскольку рассматриваются не только неблагоприятные последствия для реципиентов при воздействии веществ, загрязняющих природную среду, но формирование загрязненности природной среды. В науках, исследующих различные компоненты природной среды, сформировались направления, занимающиеся вопросами оценки риска загрязнения природных сред (подземных вод, почв, поверхностных вод и др.). В данном случае термин «риск загрязнения природной среды» означал вероятность или возможность формирования загрязнения, опасного для здоровья человека или состояния растений, жи-

вотных или экосистемы в целом.

Проведенные нами исследования показали, что различные подходы к анализу и оценке риска загрязнения компонентов природной среды активно разрабатываются зарубежными, а в последние десятилетия и российскими специалистами. В целом можно выделить два основных подхода к оценке формирования опасностей и рисков: вероятностный и детерминистический.

Детерминистический подход к оценке риска загрязнения различных компонентов природной среды развивается в многочисленных работах зарубежных и отечественных исследователей. Примером использования данного подхода за рубежом является оценка риска загрязнения подземных вод на основе совмещения двух факторов: уязвимости водной системы и нагрузки загрязняющего вещества (или опасного воздействия, создаваемого в результате деятельности человека). Для характеристики риска загрязнения подземных вод используются методики, основанные: а) на сочетании индекса уязвимости DRASTIC (Aller et al., 1987) и опасного воздействия, б) на определении индексов и ранжировании зоны аэрации по сочетанию факторов, влияющих на поступление инфильтрующихся вод на уровень фунтовых вод (Eimers et al., 2000) и др. Для оценки риска загрязнения поверхностных вод существуют несколько методологических подходов (ECOMAN Project (Harum et al., 2004); (CDHS); USGS (Eimers et al., 2000), метод индексов WRASTIC (Gillentine, 2000)).

В России изучению различных компонентов природной среды с позиций формирования риска в детерминистической постановке также посвящены многочисленные исследования. Детерминистический подход применялся при оценке риска загрязнения подземных вод (Белоусова, 2004, 2007; Исаева, 2004), риска загрязнения почв (Овчинникова, 2003, 2004; Овчинникова, Васильевская, 2003), экологического риска для экосистем на основе анализа их устойчивости (Васильев, 1998; Воробьев, Батуев, 1996), риска для растений при воздействии загрязненных сред (Самаев, 2004) и в других исследованиях.

Вероятностный подход к оценке риска. Вероятностный характер формирования техноприродных опасностей и возникновения риска при их реализации потребовал изменения детерминистического мышления и привлечения вероятностных подходов при оценке риска. Анализ публикаций по проблемам, связанным с оценкой риска, показывает, что по сравнению с отечественными исследованиями за рубежом значительно больше внимания уделяется разработке вероятностных методов оценки риска, анализу и оценке неопределенностей. Наиболее успешно развиваются вероятностные методы оценки риска в США, в последние годы вероятностные подходы все чаще используются в Европе и Азии (Oberg, Bergbäck, 2005).

Использование вероятностных методов в исследованиях окружающей среды в основном началось с 1996 г. Так как получение вероятностных оценок при анализе риска преимущественно базируется на использовании методов, основанных на теории вероятности, US ЕРА был организован семинар по использованию метода Монте - Карло и годом позже было издано соответствующее руководство (Guiding principles..., 1997). В Европе осознание ценности вероятностного подхода происходило не столь быстро, но

пример, термин «геологический риск» может означать риск формирования опасного состояния природной среды и риск различного вида потерь при воздействии нарушенной среды). Аналогичные терминологические неопределенности присущи и понятиям «геохимическая опасность» и «геохимический риск».

В связи с этим нами были внесены дополнения в понятийно-терминологический аппарат и сформулированы понятия «геохимическая опасность» (на основе рассмотрения геохимической опасности как опасного геохимического состояния компонентов природной среды или опасной геохимической ситуации) и «геохимический риск», классифицирующий риск по среде формирования опасности и учитывающий вероятности как формирования опасной геохимической ситуации, так и ее реализации.

Глава 2. Методологические исследования формирования геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях (обобщенная концептуальная модель)

Основные понятия и определения

При определении понятий геохимической опасности и геохимического риска нами за основу взяты установившиеся в настоящее время понятия опасности и риска (Оценка и управление природными рисками, 2003; Природные опасности и общество, 2002).

Геохимическая опасность - геохимическое состояние компонентов природной среды или геохимическая ситуация, представляющие угрозу для жизни, здоровья или благосостояния людей, объектов хозяйства или окружающей природной среды.

Геохимический риск - мера геохимической опасности или совокупности геохимических опасностей. Величина риска включает следующие количественные показатели: 1) вероятность формирования геохимической опасности и ее реализации, 2) величину ущерба при реализации геохимической опасности. Таким образом, геохимический риск учитывает не только вероятность реализации опасной геохимической ситуации (например, вероятность воздействия загрязненных почв, подземных или поверхностных вод на здоровье человека или агрессивных подземных вод и грунтов на подземные части зданий и сооружений), но и вероятность формирования загрязненных и агрессивных компонентов природной среды (геохимической опасности).

Геохимическая опасность может быть обусловлена как повышенными, так и пониженными (по сравнению с экологическими и гигиеническими нормами) концентрациями отдельных химических веществ и их сочетаний, а также агрессивными свойствами компонентов природной среды по отношению к различным реципиентам. Понятие геохимической опасности неотделимо от объекта опасности (человека, объектов материальной сферы, биотических сообществ и т.п.), так как только относительно конкретного объекта можно оценить, какие именно химические элементы, в каких концентрациях, сочетаниях, формах нахождения и т.п. могут представлять опасность.

Геохимическая опасность может быть как природной, так и техногенной. Природная геохимическая опасность формируется под влиянием естественных факторов и является следствием природных геохимических условий территории - повышенного или пониженного по сравнению с гигиеническими нормативами содержания химических элементов, в том числе токсичных или биологически активных, определяющих эндемичность территории. Формирование техноприродной геохимической опасности обусловлено как

характером и интенсивностью техногенных воздействий, так и особенностями их трансформации по пути переноса воздействий к природному объекту и его устойчивостью к внешнему воздействию. На урбанизированных территориях геохимическая опасность в основном является техноприродной и обусловлена загрязненностью компонентов природной среды и их агрессивными свойствами.

Общие положения

Представленный в диссертации подход к исследованию формирования техноприродной геохимической опасности и риска основывается на сложивших в настоящее время представлениях о генезисе геологической опасности и риска на урбанизированных территориях. В структуре опасности и риска выделяют следующие элементы: субъект опасности, среду и объект опасности (Дзекцер, 1992, 1994; Дзекцер, Пырченко, 2005). Для геохимической опасности характерны более разнообразные источники и факторы формирования, развития и реализации по сравнению с геологической опасностью, что потребовало усложнения модели опасности и риска (рис. 1).

Объект 1-го „, „ ранга Объекты 2-го с_^ (человек)

Рис. 1. Схема общей модели формирования и реализации геохимической опасности Субъект опасности первого ранга - лицо, принимающее решение (ЛПР). Функционирование ЛПР приводит к созданию техногенных источников (субъектов второго ранга), представляющих техногенную опасность, при реализации которой в природной среде создается опасная геохимическая ситуация. Объект опасности первого ранга на урбанизированных территориях - человек. Таким образом, и субъектом, и объектом опасности первого ранга является человек, но в первом случае - это ЛПР, а во втором случае - человек как биологический вид, как член социума. Понятие «среда» включает только компоненты природной среды. Среда проводящая - это компоненты природной среды, через которые осуществляется трансляция опасных техногенных воздействий, среда исследуемая (природный объект) - это компонент (компоненты) природной среды, непосредственно воздействующий на объект опасности. К объектам опасности второго ранга относятся объекты материальной сферы, через которые опосредованно передаются опасные воздействия на человека, а также растительность, животные, рыбы и т.п., используемые в пищу. В структуру опасности и риска обычно вводится и внешнее лицо (позиционер), в функции которого входит оценка геохимической опасно-

сти, установление критериев опасности данной среды по отношению к объекту и т.п.

Для изучения механизма формирования геохимической опасности и риска выделены две части общей модели: модель I - «эргатическая система (ЛПР и техногенные источники) - природная среда» и модель II - «природная среда - человек» (рис. 2).

В первой модели рассматривается воздействие субъектов первого и второго рангов на природную среду, формирование ее опасного геохимического состояния, во второй -исследуется воздействие опасной геохимической ситуации на человека (непосредственно или опосредованно). Целесообразность выделения моделей обусловлена тем, что исследование опасности и риска обычно осуществляется специалистами различных областей: в первом случае - геохимиками, гидрогеологами, геологами, географами, почвоведами и др., а во втором - в зависимости от объекта опасности - гигиенистами, врачами (объект - здоровье человека), инженерами строительных специальностей и «эксплуатационниками» (объект - предметы материальной сферы) и т.п.

В связи с определяющей ролью человека в организации техноприродной опасности на урбанизированной территории при исследовании геохимической опасности и риска рассматривается социо-природно-техническая система (СТПС), что позволяет более полно раскрыть многообразные типы связей и установить закономерности формирования опасности и риска на всех этапах жизненного цикла системы: замысел - проектирование - строительство - эксплуатация - реконструкция - ликвидация.

: модель I «ЛПР— природная среда »

Субъект 1-го ранга

Субъекты 2-го ранш {техногенные источники)

Среда проводящая

Среда исследуемая

»«ярил^мая«0*9«$ ¿бьит шфсности» ^ ?

Среда исследуемая

Объекты 2го ранга

объект 1-го раита.человек

Рис. 2. Выделение моделей (пар) при анализе формирования и реализации геохимической

опасности

В основу обобщенной концептуальной модели формирования техноприродной геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях положена следующая концепция: «конечное» неблагоприятное событие рассматривается как сложное событие, являющееся результатом последовательно обусловленных более простых вероятностных событий - воздействия техногенного источника, нахождения природного объекта в зоне воздействий, формирования опасного результирующего воздействия, проявления неустойчивости природного объекта, контакта реципиента с исследуемым компонентом природной среды, проявления реципиентом уязвимости.

Формирование техноприродной геохимической опасности (модель I)

Возможность формирования опасной геохимической ситуации может возникнуть уже на начальном этапе (например, прединвестиционном), что зависит от целого ряда факторов: социальных, экономических, политических, от уровня компетентности и профессионализма ЛПР, степени изученности ситуации. На этапе проектирования риск может измениться в ту или другую сторону, например, увеличиться в результате ошибок в проектировании, размещении объекта и т.п. Результатом деятельности субъекта является создание на этапе строительства техногенных источников. Соответственно, на этапах строительства и эксплуатации возникает техногенное воздействие на природную среду, характеризующееся определенными параметрами (интенсивностью, составом, периодичностью и т.п.). Исходные воздействия являются потенциально опасными, так как их реальная опасность с позиций формирования неблагополучной геохимической ситуации возникает только в процессе взаимодействия с природной средой.

Техногенные источники и виды воздействия. Выявление и систематизация возможных техногенных источников потенциально опасных воздействий, обусловливающих формирование геохимической опасности, является необходимым этапом в процедурах оценки и прогноза формирования геохимической опасности на различных стадиях освоения территории. Характеристика источника воздействий включает масштаб, вид, характер, время, площадь воздействия, характер действия во времени и пространстве, количество источников, характер трансляции опасных воздействий, состав и состояние загрязняющих веществ. Формирование опасной геохимической обстановки может быть обусловлено различными: видами исходных воздействий - прямым (химическим) и косвенным (физическим, биологическим и др.), характером воздействий - штатным (запланированным) или аварийным, характером действия источников - детерминированным или случайным.

По характеру действия выделяются два вида техногенных источников: 1) источники, функционирование которых уже изначально предопределяет техногенное воздействие на среду (водозаборные и дренажные скважины, машины и механизмы механического воздействия при строительных работах и т.п.), 2) источники, воздействие которых может быть обусловлено различного рода отказами. Воздействие первого вида источников - квазидетерминированное, второго - вероятностное (определяется вероятностью отказов техногенных источников).

На различных этапах освоения территории техногенные воздействия характеризуются различной интенсивностью, продолжительностью, вероятностью проявления, масштабом и характером действия, преобладанием тех или иных видов воздействия. Проанализированы особенности техногенных воздействий: 1) на этапе строительства и 2) на этапе эксплуатации на территориях различных типов использования, основными из которых являются: селитебный (участки жилой застройки); транспортный (транспортные магистрали, железнодорожные пути, аэропорты, участки обслуживания транспорта - гаражи, бензозаправочные станции, мойки машин, склады ГСМ), обслуживающий (территории обеспечения жизнедеятельности населения - водозаборы, полигоны твердых бытовых и промышленных отходов, кладбища, поля фильтрации), промышленный (территории про-

мышленных предприятий, промплощадки и производственные корпуса, территории складирования промышленных отходов и т.п.); коммунально-складской (склады, бани, прачечные, химчистки); пригородный (дачи, приусадебные хозяйства - огороды, сады), рекреационный (парки); смешанный (например, селитебно-промышленный).

Формирование результирующего воздействия на исследуемый компонент природной среды (внешний фактор). Рассмотренные исходные воздействия необходимы, но не всегда достаточны для создания опасной геохимической ситуации, так как вероятность ее формирования также зависит от: 1) расположения природного объекта по отношению к источнику воздействий, 2) интенсивности и характера результирующих воздействий на природный объект.

Расположение природного объекта по отношению к техногенному источнику определяет принципиальную возможность воздействия на него. Вероятность того, что природный объект попадет в зону опасных воздействий, зависит от их типа (выбросы, проливы, утечки и т.п.), параметров, климатических, геоморфологических, гидрологических, гидрогеологических и других природных условий по пути трансляции опасных воздействий. Интенсивность и характер результирующих воздействий на природный объект, являются существенным фактором риска формирования геохимической опасности. Важно оценить вероятность формирования результирующих воздействий выше предельных, т.е. способных привести к созданию неблагоприятной геохимической ситуации. На основании полученных результатов принимается решение о необходимости дальнейшей оценки риска. Рассматривая результирующее воздействие на внешних границах объекта, следует учитывать, что они определяются в зависимости от цели исследования. Это могут быть границы исследуемого участка или границы раздела компонентов природной среды (например, почв и поверхностных вод, зоны аэрации и водоносного горизонта) и др.

Параметры результирующего воздействия зависят от вида и интенсивности исходного воздействия, условий по пути его трансляции. Например, при исходном химическом воздействии параметры результирующего воздействия зависят от: типа носителя (воздушная или водная среда) и его изменения (например, воздушный на водный), исходного количества загрязняющих веществ, химических свойств элементов и их соединений, форм миграции, кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий на пути переноса воздействий, характера физико-химических взаимодействий мигрирующих в водном потоке загрязняющих веществ с твердой фазой, микробиологического фактора. Условия на пути переноса исходных воздействий могут привести к изменению их вида (например, гидродинамического на химический), интенсивности и состава (например, за счет увеличения или уменьшения концентрации или изменения форм нахождения химического вещества). Изменение вида исходного воздействия в основном характерно для подземных вод и может быть результатом синергетических эффектов. Рассмотрены два типа ситуаций, следствием которых является увеличение (например, в результате образования новых более опасных соединений или растворения в процессе фильтрации легко- и среднерастворимых солей, содержащихся в горных породах и техногенных отложениях) или уменьшение (например, при хорошей защищенности природного объекта)

опасности результирующего техногенного воздействия по сравнению с исходным. Процессы, определяющие защитные свойства депонирующих компонентов природной среды (сорбция, ионный обмен, осаждение и т.п.), могут привести к формированию опасной геохимической ситуации в данных средах и при изменении условий «отложенная опасность» может явиться фактором риска.

Устойчивость природного объекта (внутренний фактор). Опасное результирующее воздействие на природный объект не является достаточным условием для формирования геохимической опасности в связи тем, что он может быть устойчив к внешним воздействиям и не перейти в опасное геохимическое состояние. Вероятность формирования опасного состояния в значительной степени зависит от внутренних свойств природного объекта и его способности сохранять, восстанавливать и (или) регулировать свой состав и свойства и (или) выполнять определенные функции (например, в качестве вод хозяйственно-питьевого назначения). Формирование опасного состояния миграционного компонента природной среды оценивается на участке (в створе) фиксации гидрохимической или гидрогеохимической опасности, который определяется в зависимости от цели исследования. В большинстве случаев это участок, на котором оценивается опасное воздействие природной среды на человека и объекты инфраструктуры. Он может пространственно совпадать с участком поступления загрязнения в водоносный горизонт или поверхностный водоток или находиться на некотором расстоянии. При переносе загрязняющих веществ в миграционной среде возможны значительные изменения степени опасности за смет дисперсии, физико-химических процессов превращения зафязняющих веществ в самой миграционной среде и при взаимодействии с твердой фазой отложений.

Устойчивость природного объекта определяется по отношению к конкретному загрязняющему веществу, она также может существенно меняться во времени, что обусловлено изменением его свойств (например, исчерпанием сорбционной емкости). Особенностью формирования геохимической опасности является ее латентный, «скрытый» характер. Формирование геохимической опасности может происходить в результате си-нергетических эффектов. В качестве примера рассмотрены взаимодействия, индуцированные водоотбором подземных вод.

Таким образом, в рамках модели «эргатическая система - природная среда» возникает так называемый «предметный» риск (риск формирования опасной геохимической ситуации). В общем виде вероятность возникновения в результате техногенного воздействия опасной геохимической ситуации - события (Н) - определяется по следующей схематической зависимости:

Р(Н) = Р(Р) • Р(Э| /=) • Р(РЛ| Р8. 5) • Р(Н| РЛ& Р8, 5), (1)

где Р(Р) - вероятность того, что в течение заданного периода времени на среду будет оказано техногенное воздействие; Р(Э | Р) - условная вероятность того, что в случае воздействия Р рассматриваемый природный объект окажется в зоне влияния техногенного источника; Р(РГ| Р& Э) - условная вероятность опасного (больше предельно допустимого) результирующего воздействия Рг в случае исходного воздействия Р и расположения объекта в зоне его влияния; Р(Н | Рг & Р& Б) - условная вероятность поражения природного объекта (события Н), которая является показателем его неустойчивости при резуль-

тирующем воздействии Рг. Если типов возможных воздействий на объект несколько, то для каждого Я/ рассчитывается вероятность Р(/-/,) поражения природного объекта, а результирующая вероятность опасной геохимической ситуации рассчитывается по формуле полной вероятности с учетом возможных зависимостей этих воздействий. На рис. 3 представлены два случая формирования геохимической опасности.

Рис. 3. Схема формирования геохимической опасности

Реализация опасной геохимической ситуации (модель II)

Реализация опасной геохимической ситуации обусловливает как социальные, так и экономические потери на урбанизированных территориях. Социальные потери определяются ухудшением здоровья человека (вплоть до летального исхода) при непосредственном воздействии загрязняющих веществ через атмосферный воздух, пылении почв, контакте с загрязненными поверхностными водами, использовании загрязненной растительности. Экономические потери определяются разрушением заданий и сооружений, выводом из строя жизнеобеспечивающих коммуникаций при воздействии агрессивных подземных вод на заглубленные конструкции на подтопленных территориях, а также загрязнением подземных вод, использование которых контролируется соответствующими организациями. Источники потенциально опасных воздействий в модели II -компоненты природной среды - имеют техноприродный или природный генезис. Если в модели I риск «организовывал» субъект (ЛПР), создавая техногенные источники воздействия, то и в модели II риск реализации геохимической опасности также в основном «организует» ЛПР, размещая в зоне опасных воздействий уязвимые объекты - людей, материальные ценности, допуская использование в пищу загрязненной растительности и животных, употребление некондиционных вод, не обеспечивая систем защиты от опасностей и т.п. Воздействие природной среды может быть: непосредственным - природная среда воздействует непосредственно на человека (например, воздействие загрязненного атмосферного воздуха - при дыхании, почв - при пылении, поверхностных вод - при купании, грунтовых вод (нецентрализованного водоснабжения) - при питье); опосредованным - воздействие осуществляется через объекты второго и более низких рангов. Объект опасности может повреждаться посредством различных воздействий,

формирующихся в результате синергетических эффектов, так как геохимическая опасность, как ни одна другая, характеризуется многочисленными разветвленными цепями взаимодействий технической и природной подсистем.

Для модели II вероятность нанесения ущерба реципиенту зависит от вероятности: опасного геохимического состояния природного объекта, контакта реципиента с природным объектом, проявления реципиентом уязвимости. Как и в модели I, формирование потенциально опасного воздействия со стороны природной среды рассматривается на участке фиксации: на водозаборе, на участках размещения зданий и сооружений, в местах нахождения человека. Контакт объектов опасности с загрязненным компонентом природной среды может быть как детерминированным (расположение здания на территории, подтопленной агрессивными водами, нахождение человека на рабочем месте), так и вероятностным (нахождение человека на улице в период пыления почв, выпадения загрязненных атмосферных осадков и т.п.). Данное обстоятельство зависит и от специфики реципиента, и от функционального использования территории. Для модели II также важно результирующее воздействие, однако оно определяется в основном искусственной защищенностью реципиентов (очистные сооружения, гидроизоляция фундаментов и т.п.).

Возникновение ущерба зависит от внутренних свойств объектов опасности, их уязвимости, зависящей как от качеств самих объектов, так и от характера и интенсивности этих воздействий. Уязвимость материального объекта (например, фундамента здания) определяется его восприимчивостью к воздействию и состоянием конструкции и характеризуется его реакцией на опасные воздействия (Дзекцер, 1992). Уязвимость человека к опасным воздействиям со стороны загрязненной природной среды определяется его индивидуальной сопротивляемостью, которая зависит от наследственности, возраста, пола, физиологического состояния организма в момент воздействия неблагоприятного фактора, ранее перенесенных заболеваний и т.д. (Киселев, Фридман, 1997).

В целом с учетом факторов риска при реализации опасного воздействия со стороны природной среды, геохимический риск Я для объекта опасности выражается следующей зависимостью:

Я? = Р(Н) • Р(5" | Н) ■ Р(/. | Н & 8") • (2)

где Р(Н) - вероятность формирования опасного геохимического состояния природного объекта (см. формулу (1)), Р(5* | Н) - условная вероятность контакта в' реципиента (объекта опасности) с природным объектом, Р(/_ | Н& Б') - условная вероятность реализации ущерба /_ в случае контакта реципиента с природным объектом в его опасном состоянии Н (показатель уязвимости реципиента).

По каждой цепочке «техногенный источник - компонент природной среды - объект опасности» риск оценивается отдельно для каждого исследуемого потенциального загрязняющего вещества. При суммировании этих рисков специальную проблему представляет учет взаимодействия контаминантов. Риски от воздействия различных загрязненных или агрессивных компонентов природной среды на реципиента суммируются (здесь может потребоваться учитывать возможные синергетические эффекты).

Глава 3. Основные методологические и методические положения оценки и прогноза геохимической опасности и риска

Оценка геохимической опасности

В настоящее время существует два подхода к оценке геохимического состояния компонентов природной среды с позиций опасности их воздействия на различные объекты: вероятностный и детерминистический.

При вероятностном подходе в соответствии с определениями опасности и риска, приведенными ранее, мерой опасности является риск. Общепринято, что для количественного измерения опасностей применяется «шкала», в которой в качестве единиц измерения используются единицы риска (Кузьмин, Махутов, Хетагуров, 1997). Таким образом, геохимическая опасность должна выражаться в единицах риска в зависимости от типа ущерба и соответственно категории опасности должны определяться исходя из величины риска. Данный подход в основном разрабатывается при оценке риска для здоровья человека; методические исследования для других реципиентов находятся в стадии становления.

При детерминистическом подходе для оценки опасности геохимической ситуации с позиций ее воздействия на различные объекты опасности используются разные системы санитарно-гигиенических норм и геохимических показателей. Данные нормативы достаточно актуальны в современный период в особенности при проведении санитар-но-токсикологических исследований, инженерно-экологических изысканий, и т.п., однако их использование во многих случаях недостаточно обосновано, что требует дальнейшего совершенствования методической базы.

В данной главе представлены:

1) критический анализ методик оценки опасности геохимических состояний разных компонентов природной среды с позиций их воздействия на различные объекты опасности - воздействия загрязненных природных сред на человека (объект первого ранга) и агрессивных природных сред - на объекты инфраструктуры (объекты второго ранга);

2) результаты развития методических подходов к оценке геохимической опасности: а) компонентов природной среды с позиций их воздействия на объекты опасности, б) почв и пород зоны аэрации как вторичного источника загрязнения.

Анализ методических подходов к оценке опасных геохимических состояний компонентов природной среды с позиций их воздействия на объекты опасности

При оценке опасности загрязненных компонентов природной среды по отношению к здоровью человека и компонентам экосистемы в качестве основных показателей используются величины предельно допустимой концентрации (ПДК) и фоновые концентрации. Недостатки ПДК для оценки состояния компонентов природной среды как фактора воздействия на здоровье человека неоднократно обсуждались (Киселев, Фридман, 1997; Головин, Морозова и др. 2000), что однако не повлияло на широкое использование данного показателя в связи с отсутствием столь же удобного альтернативного варианта. Несмотря на то, что ПДК позволяет оценить не опасность, а безопасность геохимического состояния исследуемой среды, для оценки опасности часто используется коэффициент опасности К0 (отношение концентрации химического вещества к ПДК).

Полагают, что чем больше величина К0, тем выше опасность воздействия загрязненной природной среды на реципиентов, но такие оценки носят качественный характер и использование К0 в данном случае требует специального обоснования. Аналогичный характер носит применение коэффициента опасности НО (отношение дозы (или концентрации) химического вещества к его референтному уровню), используемого в методологии оценки риска неканцерогенных эффектов. Превышение референтных значений (как и ПДК) позволяет делать вывод только о возможности неблагоприятных эффектов без количественной оценки.

Приводится анализ существующих подходов к оценке геохимической опасности различных компонентов природной среды по отношению к разным реципиентам (человеку, подземным частям зданий и сооружений) и другим компонентам природной среды. Особое внимание уделено рассмотрению оценке опасности почв и горных пород.

При оценке опасности почв и горных пород с позиций их воздействия на реципиентов используются в основном следующие подходы, заключающиеся в определении превышения концентрации компонента по отношению к: 1) ПДК (ОДК), 2) фону. В настоящее время разрабатываются другие, более современные методы, из которых наиболее удачным является ЭКОСКАН (Буренков, Гинзбург, Грибанова, 1997).

При оценке загрязнения техногенных отложений и горных пород урбанизированных территорий обычно используются методики, разработанные для почв населенных мест, в соответствии с которыми уровень химического загрязнения определяется по таким показателям как коэффициент опасности К0, коэффициент концентрации Кс (отношение фактического содержания компонента к фоновому содержанию) и суммарный показатель загрязнения 2С. Наиболее дискуссионными являются такие вопросы как: 1) применение нормативов для почв при оценке опасности горных пород, 2) использование действующих критериев для оценки опасности почв и горных пород как вторичного источника загрязнения, 3) использование при расчете 7.с почв региональных, а не базисных значений фона, а при расчете 1С пород - кларков элементов в качестве фоновых значений, 4) игнорирование синергетического действия химических элементов.

Использование при оценке опасности загрязнения пород нормативов для почв возможно в основном в том случае, когда загрязненные породы непосредственно воздействуют или могут воздействовать на здоровье человека, например, при распылении и обогащении загрязненными частицами грунта приземных атмосферных аэрозолей. При рассмотрении целесообразности применения базисных концентраций элементов в качестве фона отмечено следующее. В действующих нормативных и нормативно-методических документах фон определяется как содержание вещества на территориях вне сферы локального антропогенного воздействия (СП 11-102-97), не подвергающихся техногенному воздействию или испытывающих его в минимальной степени (МУ 2.1.7.730-99). В то же время ряд исследователей полагает (Морозова, Москаленко, 2001; Москаленко, Гинзбург, 2001), что на урбанизированных территориях в качестве точки отсчета, следует применять базисные концентрации элементов, т.е. концентрации, характерные для данной экосистемы до начала хозяйственной деятельности в ее пределах. Результаты, полученные автором при использовании предлагаемого «базис-

точника, нахождения природного объекта в зоне техногенных воздействия, формирования опасного результирующего воздействия на природный объект, проявления неустойчивости природного объекта, контакта реципиента с природным объектом, проявления реципиентом уязвимости.

Процедура прогноза геохимического риска включает следующие стадии.

1. Формулировка цели и задач исследования, требований к проводимым исследованиям.

2. Разработка общей концептуальной модели формирования геохимической опасности и возникновения геохимического риска.

3. Прогноз геохимического риска (реализация концептуальной модели).

Стадия 1. Формулировка цели и задач исследования, требований к проводимым исследованиям

Формулировка цели и задач проводимых работ должна включать:

1) Определение основных элементов концептуальной модели: субъекта/субъектов опасности (ЛПР и техногенных источников), риск воздействия которых необходимо оценить; объекта опасности (для кого или для чего оценивается риск); «контактного» компонента природной среды; пространственного расположения точки (участка) фиксации опасного геохимического состояния; временного интервала оценки воздействия компонента природной среды на реципиента; вида выражения риска (экономический, физический и др.).

2) Требования к: процедуре прогноза геохимической опасности и риска и используемым методам (стандартным или модифицированным с учетом специфики решаемых задач и т.п.); исходным данным; точности результатов работ.

В зависимости от поставленной цели прогноз геохимического риска может проводиться для всех стадий жизненного цикла объекта. Приложенные усилия и затраченные ресурсы при оценке риска должны соответствовать величине предполагаемых ущербов.

Стадия 2. Разработка общей концептуальной модели формирования геохимической опасности и возникновения геохимического риска

На этой стадии разрабатывается общая концептуальная модель формирования геохимической опасности на исследуемом участке и возникновения риска при ее реализации для конкретных реципиентов. Разработка концептуальной модели должна быть выполнена на стадии обоснования инвестиций и корректироваться на каждой последующей стадии проектирования, а также - в случае необходимости корректировки прогноза риска и управляющих решений на стадии эксплуатации - по мере поступления новой информации.

Общая концептуальная модель формирования геохимической опасности и риска включает следующие концепции: формирования геохимической опасности (модель I), реализации опасной геохимической ситуации (модель II), вида ущерба. Данная модель разрабатывается на основе представлений о: а) техногенных источниках, виде и интенсивности исходных техногенных воздействий; б) природных условиях, в которых происходит трансляция и трансформация техногенных воздействий, формирование опасного результирующего воздействия и геохимической опасности на исследуемом участке; в)

процессах трансформации исходного воздействия и формирования результирующего воздействия на природный объект; г) устойчивости природного объекта к внешнему воздействию; д) условиях контакта природного объекта с реципиентом; е) возможном ущербе для реципиента при реализации геохимической опасности.

Процедура разработки общей концептуальной модели включает: идентификацию техногенных источников; разработку концептуальной модели природной среды (геологического строения, гидрогеологических, гидрологических, почвенных и др. условий, эколого-геохимического состояния компонентов природной среды); определение условий и процессов изменения исходного воздействия на пути трансляции воздействий от техногенного источника к реципиенту; характеристику реципиента; обобщение полученных данных и разработку общей концептуальной модели. В процессе всех стадий жизненного цикла системы «субъект опасности - среда - объект опасности» по мере получения новой информации необходим критический анализ существующей концептуальной модели и в случае необходимости ее усовершенствование.

1. Идентификация (инвентаризация) техногенных источников воздействия (техногенной опасности). Процедура идентификации заключается в установлении характерных особенностей, параметров, показателей техногенных источников, которые могут привести или привели к формированию опасной геохимической ситуации на оцениваемой территории, характера распределения источников по площади, вида, состава и количества загрязняющих веществ. На данной стадии: устанавливается вид исходных воздействий -прямой (химический) и косвенный (физический, биологический и др.), характер действия - детерминированный или случайный, интенсивность и продолжительность воздействия, вероятность отказа, преобладание тех или иных видов воздействия; определяется перечень загрязняющих веществ, которые могут поступать в окружающую среду; проводится анализ токсичности, выделение неканцерогенных и канцерогенных веществ; устанавливается расположение источника по отношению к рассматриваемому участку; проводится сбор данных о нештатных ситуациях и причинах их возникновения (для действующих техногенных источников собирается информация об случившихся аварийных ситуациях, для проектируемых - об аварийных ситуациях на объектах-аналогах), в т.ч. определяются: форма и характер проявления нештатной ситуации (взрыв, выброс, разрыв трубопровода и т.п.); интенсивность и направленность воздействий (выбросы в атмосферу; утечки из подземных коммуникаций с указанием глубины заложения коммуникаций и др.); перечень компонентов, поступающих в окружающую среду; характеристика физико-химических свойств (способность к разложению, сорбции, осаждению). На данной стадии необходимо сформулировать концептуальные представления о приоритетности загрязняющих веществ и их учете при прогнозе риска.

2. Разработка концептуальной модели природной среды на пути трансляции опасных воздействий от техногенного источника к реципиенту (далее концептуальной модели природной среды). В зависимости от расположения техногенного источника по отношению к исследуемому участку, а также характера и направленности воздействий определяются предполагаемые пути трансляции потенциально опасных воздействий и, соответственно, компоненты природной среды, через которые осуществляется

трансляция опасных воздействий.

Основные этапы в развитии концептуальной модели природной среды: сбор и анализ опубликованных и фондовых материалов, данных инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий, научных исследований, режимных наблюдений за развитием геохимических опасностей, в случае отсутствия информации - проведение изысканий в необходимом объеме, разработка предварительной концептуальной модели, анализ неопределенностей, определение состава и объема дополнительных исследований, разработка программы исследований, проведение дополнительных исследований и уточнение предварительной концептуальной модели.

3. Характеристика процессов вдоль пути трансляции исходных техногенных воздействий включает рассмотрение процессов переноса и физико-химической трансформации потенциальных загрязняющих веществ во всех природных средах на пути от источника к реципиенту. Например, при оценке риска, связанного с загрязнением подземных вод в зоне воздействия выбросов загрязняющего вещества, рассматриваются процессы миграции в воздушной среде и далее через ненасыщенную и насыщенную зоны к реципиенту. В данном случае в зависимости от природных условий и вида загрязняющего вещества возможны дисперсия, межфазные физико-химические процессы, перечень которых определяется в зависимости от конкретных условий.

4. Характеристика реципиента - объекта опасности включает рассмотрение всех объектов опасности, для которых выполняется прогноз риска. Характеристика населения, потенциально подверженного воздействию на исследуемой территории, предусматривает анализ мест проживания (локализация и расстояние от источника загрязнения), видов деятельности, выявление чувствительных подгрупп, анализ состояния здоровья, уровня заболеваемости, возможности и длительности контакта с потенциально загрязненными природными средами и т.п.. Характеристика объектов инфраструктуры (зданий и сооружений) включает тип объекта, его возраст, состояние (в т.ч. степень износа), основные характеристики (например, для фундамента - тип: ленточный / столбчатый / плита / сваи висячие / сваи, глубина расположения подошвы I ростверка, нагрузка на грунты оснований, материал фундамента: камень / кирпич / бетон (блоки) / дерево).

5. Характеристика ущерба включает определение типа ущерба (денежный, физический и др.), выбор методики расчета, определение основных составляющих ущерба.

Стадия 3. Прогноз техноприродного геохимического риска (реализация концептуальной модели)

На данной стадии выполняется прогноз геохимического риска, процедура которого в общем случае включает следующие стадии: 1. Анализ всех составляющих геохимического риска. 2. Выбор метода оценки геохимического риска. 3. Выполнение прогнозных расчетов геохимического риска. 4. Анализ полученных результатов.

В ходе анализа основных событий, обусловливающих возникновение геохимического риска, определяется, какие составляющие риска могут рассматриваться как вероятностные, какие - как детерминированные (квэзидетерминированные). Прогноз риска выполняется с точностью и достоверностью, которые зависят от стадии

проектирования, уровня ответственности объекта опасности, интенсивности потенциальных техногенных воздействий, восприимчивости природной среды и объекта опасности, уровня неопределенности и величины предполагаемого риска. В соответствии с этим выбирается метод прогноза геохимического риска. Для оценки вероятности используются разные методы: от субъективных оценок вероятности, метода аналогии и экспертных оценок риска до сложных статистических процедур и стохастического моделирования.

На начальной стадии (прединвестиционной) при дефиците информации рекомендуется использовать метод аналогии или экспертные методы. На стадии обоснования инвестиций рекомендуется использовать аналитические методы с использованием упрощенных статистических распределений. Использование аналитических методов при определении геохимического риска основано на следующем положении: вероятность наступления «конечного» неблагоприятного события рассматривается как сложное событие, декомпозиция которого на более простые позволяет оценить вероятность его наступления на основе определения вероятностей простых событий. Вероятность конечного события определяется как произведение вероятности начального (инициирующего) события на условные вероятности всех остальных при условии, что вероятность каждого последующего вычисляется в предположении, что все остальные события уже совершились. При использовании аналитических методов вероятности простых событий оцениваются отдельно, затем определяется их произведение. На стадии проекта процедура оценки риска усложняется, в связи с чем целесообразно использовать стохастическое моделирование. При вычислении вероятности наиболее часто используется вероятностно-детерминированное моделирование, когда вероятностные блоки включаются в модель, которая детерминированно описывает процессы фильтрации и миграции.

В разделе рассмотрены подходы к оценке отдельных составляющих «предметного» гидрогеохимического риска.

Оценка ущерба

Реализация воздействий техногенно нарушенной природной среды (загрязненной или агрессивной) может привести к следующей цепочке: последствия - потери - ущерб (Оценка и управление природными рисками, 2003). В зависимости от реципиента различают следующие виды ущерба: жизни и здоровью конкретных людей (медико-биологический); физическим и юридическим лицам, организациям (материальный, экономический, моральный); природной среде (экологический); социально-экономической системе (социально-экономический); государству (социально-политический). В разделе рассмотрены подходы к оценке экономического ущерба воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье населения (Ревич, Сидоренко, 2006, 2007), экологического ущерба (Медведева, 2003), ущерба окружающей среде от загрязнения токсичными металлами (Головин, Морозова и др., 2000), ущерба от загрязнения подземных вод нанесенных различным природным средам (объектам, ресурсам) и природопользовате-лям (Методика исчисления размера ущерба...., 1997), ущерба от загрязнения подземных вод и фунтов нефтепродуктами (Гольдберг, 1994).

Развитие методики постановки, проведения и интерпретации экспериментальных лабораторных исследований межфазных физико-химических процессов и определения миграционных параметров

Неопределенности при прогнозе опасных геохимических ситуаций в подземных водах в значительной степени связаны с недостаточным знанием физико-химических процессов в системе вода-порода, а также значений миграционных параметров, в особенности параметров межфазовых взаимодействий, основным методом определения которых остается лабораторный. Несмотря на ряд недостатков, неоднократно отмечаемых в литературе, экспериментальное лабораторное моделирование при условии правильной интерпретации результатов может успешно использоваться при изучении формирования гидрогеохимической обстановки, выяснении физико-химических процессов, происходящих при фильтрации через породы, - процессов, которые во многих случаях трудно выявить по данным натурных наблюдений, а также характера и направленности микробиологических процессов, которые могут активизироваться при изменении условий. Представляется важным развитие данного направления.

Проанализированы сложности, возникающие при проведении экспериментальных лабораторных исследований и связанные: с отбором образцов пород и их подготовкой к опыту, изменением ионно-солевого комплекса пород при хранении образцов (рассмотрены недостатки хранения пород в запарафинированном виде), активизацией микробиологических процессов при хранении образцов и в процессе эксперимента.

В разделе рассмотрены результаты экспериментальных лабораторных исследований, направленных на изучение: 1) формирования химического состава растворов при фильтрации через сульфидизированные глинистые породы, лессовидные суглинки и суглинки в условиях массообмена II типа; 2) процессов ионообменной сорбции карбонатными и песчано-глинистыми породами в статических и динамических условиях; 3) процессов сорбции тяжелых металлов на песках, супесях и суглинках в статических условиях. На основании полученных данных проводилось обоснование теоретических моделей процессов, определялись расчетные схемы, оценивались параметры.

Экспериментальные исследования формирования химического состава растворов при фильтрации через сульфидизированные глинистые породы. Лабораторные фильтрационные опыты по моделированию питания через слабопроницаемые сульфидизированные глинистые породы проводились с целью исследования гидрогеохимического аспекта процесса перетекания и его роли в формировании химического состава межпластовых вод. На основании анализа результатов химического и минералогического исследования образцов пород до и после фильтрации, а также результатов изменения химического анализа фильтратов, выявлено влияние условий хранения образцов сульфиди-зированных пород на трансформацию ионно-солевого комплекса, установлены особенности формирования на разных стадиях эксперимента химического состава фильтратов из образцов, использованных после отбора керна (рис. 4а), и хранившихся более двух месяцев в запарафинированном вцце; определены физико-химические и микробиологические процессы в образце на этапах хранения, подготовки к опыту, проведения эксперимента. Интерпретация полученных результатов позволила установить процессы, обу-

словливающие поступление компонентов из перекрывающих глин в межпластовые водоносные горизонты, и подтвердить региональные закономерности изменения химического состава вод на участках с различной интенсивностью питания.

Теоретическая модель миграционного процесса разработана А.А. Рошалем. Математическая модель среды с двойной пористостью ((3 - относительный объем слабопроницаемых пор, у (Ау), у'(А'у) - коэффициенты массообмена между жидкой фазой в хорошо* и слабопроницаемых порах и между твердой и жидкой фазами в слабопроницаемых порах, V - скорость фильтрации) удовлетворительно описывает экспериментальные выходные кривые. Определены параметры массообмена: [В = 0.4-0.7, А=3.2-4.7 м-1, А'= (0.7—0.9)х10-3 м-1.

Экспериментальные лабораторные исследования формирования химического состава растворов при фильтрации через слабоэасоленные суглинки и лессовидные суглинков. Опыты в фильтрующих образцах проводились с целью исследования формирования агрессивности растворов при фильтрации через суглинки и лессовидные суглинки; обоснования теоретической модели миграционного процесса и расчетной схемы определения миграционных параметров. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием программы «МАЗЭТЯАМ» (Лехов, Петров, 1989). Результаты обработки показали, что выходным кривым выноса хлорид-иона соответствует модель гетерогенной среды с сосредоточенной емкостью, выходным кривым выноса сульфат-иона - также и модель гетерогенной среды с неограниченной емкостью.

На основании анализа результатов изменения химического состава фильтрата и минералогического состава образцов пород, особенностей массообмена в гетерогенно-блоковой среде было установлено, что химический состав растворов при фильтрации через слабоэасоленные породы определялся: на начальной стадии опыта - составом жидкой фазы образца к началу фильтрации и особенностями переноса компонентов в гетерогенной среде; на второй стадии - условиями массообмена между жидкой и твердой фазами (растворением гипса, ионным обменом, образованием гидротроилита) и особенностями выноса компонентов в гетерогенной среде; на третьей стадии (конечный участок выходной кривой) - особенностями выноса компонентов в гетерогенной среде в тех условиях, когда межфазовые взаимодействия происходят в очень незначительных масштабах и ограничиваются в основном образованием гидротроилита (рис. 46).

При определении параметров гетерогенной модели, значения относительной пористости каналов в большинстве случаев не превышали 0.07, значения активной пористости, определенные по выходным кривым изменения содержания сульфат-иона, составляли 0.42-0.77, т.е. в 1.5-2 раза выше, чем определенные по выходным кривым выноса хлорид-иона, что связано с влиянием на миграцию сульфат-иона процесса образования гидротроилита. Величины коэффициентов массообмена, определенные по выносу хлорид-иона и сульфат-иона, в основном имели близкие значения и в большинстве случаев характеризовались значениями 0.19-1.2 сут"1, типичными для пород с гетерогенностью миллиметровых размеров.

мг-ив п

Рис. 4. Экспериментальные кривые изменения состава растворов при фильтрации через: а) юрские сульфидюированные глины, б) лессовидные суглинки

Исследование процессов ионообменной сорбции на карбонатных и песчано-глинистых породах в статических и динамических условиях. Изучение физико-химического взаимодействия техногенных рассолов с породами и определение параметров ионного обмена проводились с целью информационного обеспечения геомиграционных моделей при прогнозе загрязнения подземных вод на шахтном поле БКРУ-2, расположенном в Березниковско-Соликамском горнопромышленном районе. Природная гидрогеологическая обстановка участка характеризуется наличием водоносных горизонтов, связанных с пермскими образованиями - терригенно-карбонатной толщей РгЩзЬ. и залегающими на ней песчано-глинистыми породами - пестроцветной толщей Ргигэз. На территории БКРУ-2 были зафиксированы значительные изменения естественной гидрогеохимической обстановки под влиянием утечек из шламохранилища, где складируется соляно-глинистая пульпа с минерализацией в жидкой фазе до 250-300 г/кг. Исследования, ранее проводимые на рассматриваемой территории (Кочнева, 1987; Мироненко, Румынии, 1999), позволили установить, что в пределах ореола засоления активно протекает обмен катионов натрия и калия техногенных рассолов на кальций и магний поглощенного комплекса водовмещающих пород. Исследование формирования гидрогеохимической обстановки сосредотачивалось на изучении физико-химических процессов, происходящих в терригенно-карбонатной толще, в связи с чем возникла необходимость выяснения изменения состава рассолов на всем пути фильтрации, т.е. изучение процессов межфазового взаимодействия также в отложениях пестроцветной толщи. В ходе ранее проводимых исследований также выяснилась необходимость решения ряда методических вопросов, связанных с выбором оптимальной методики определения состава обменных катионов, емкости обмена, параметров реакций ионного обмена.

На первом этапе с целью уточнения и расширения существующих представлений об условиях формирования состава подземных вод на рассматриваемой территории были проведены исследования минерального состава, структуры, степени засоленности, емкости поглощения и состава обменных катионов пород пестроцветной и терри-

генно-карбонатной толщ. На основании анализа полученных данных на втором этапе проводилась корректировка методик лабораторных исследований параметров ионного обмена в статических и динамических условиях и определялись параметры ионного обмена.

Проведенные исследования техногенного преобразования пород позволили уточнить масштаб и характер взаимодействия по площади и в разрезе рассолов шламохра-нилища и пород пестроцветной и терригенно-карбонатной толщ и определить область воздействия рассолов на породы, затрагивающую не только терригенно-карбонатную, но и пестроцветную толщу. При определении параметров ионного обмена в статических условиях (взаимодействие навески породы с растворами ЫаС1 или КС1) было проведено сравнение ранее использовавшейся (вариант 1) и модифицированной методики (вариант 2). Отличие модифицированной методики состояло в том, что растворах хлористого натрия кроме Са2+ и Мд2+ определялось содержание К+, а в растворах хлористого калия - содержание так как были установлены более значительные содержания натрия и калия в поглощенном комплексе, чем предполагалось ранее. В динамических условиях опыты проводились на образце из пород пестроцветной толщи, при фильтрации использовался раствор из шламохранилища.

На основании полученных материалов экспериментальных исследований были сделаны следующие выводы:

1. Анализ результатов обработки опытов в статических условиях с образцами пород пестроцветной и терригенно-карбонатной толщи показал, что экспериментальные данные, полученные при проведении опытов с растворами ЫаС1 (обработка по вариантам 1 и 2) и КС1 (вариант 1), удовлетворительно аппроксимируются изотермой Ленгмюра, а изотерма ионообменной сорбции в опытах с раствором КС1 (обработка по варианту 2) характеризуется «двухступенчатым» строением (рис. 5), что связано с поступлением натрия с различных обменных позиций. Сравнение результатов расчета параметров ионного обмена с применением различных методических подходов позволило установить различия, особенно существенные при использовании в качестве вытеснителя КС1 и учете вытеснения натрия (обработка по варианту 2). Максимальное различие величин параметра (3У (предельная емкость обмена) составляло 60 %, что подтверждает важность учета вытеснения из обменного комплекса натрия, который на участке техногенного загрязнения приобретает все большее значение в составе обменного комплекса пород

2. При расчете по модифицированной методике параметров изотермы Ленгмюра выяснено, что величина параметра СЬ существенно уменьшается в вертикальном разрезе, составляя: на границе четвертичных и пестроцветных отложений - 42.4-45.6 мг-экв/100 г породы; в пестроцветных отложениях - 19.1-29.5 мг-экв/100 г; в породах терригенно-карбонатной толщи - 12.9-21.0 мг-экв/100 г, что объясняется снижением степени глинистости пород с глубиной, а также увеличением содержания в глинистой фракции гидрослюдистых и хлоритовых пакетов и уменьшением монтмориллонитовых пакетов, характеризующихся более высокой емкостью поглощения.

,1х

Г/

а) б)

Рис. 5. Изотермы ионного обмена в породах терригенно-карбонатной толщи: а) скв. 3 глуб. 34 м, б) скв. 3 глуб. 82 м. Условные обозначения: • - опыты с ЫаС1 (вариант 2), х - опыты с КС1 (вариант 1), Ж- опыты с КС) (вариант 2)

3. При проведении экспериментов в динамических условиях на начальном этапе наблюдалась значительная метаморфизация рассолов, затрагивающая как катионный, так и анионный состав и обусловленная сочетанием процессов, происходящих на различных этапах опыта: концентрированием рассола в период стадии медленного насыщения образца, катионным обменом кальция и магния поглощенного комплекса пород на натрий и калий рассола, частичным осаждением сульфата кальция и хлорида натрия из фильтратов (галитовая стадия кристаллизации начинается при М = 275.27 г/кг, твердая фаза - СаБОд • 2Н20 + №С1), незначительным растворением карбонатов и сульфатов. Величина полной емкости поглощения составила 36.9 мг-экв/100 г, что несколько меньше результатов, полученных в статических условиях. Результаты экспериментальных исследований позволили выявить возможность значительной метаморфизации техногенных рассолов в глинистых породах (в особенности в отложениях пестроцвет-ной толщи и четвертичных отложениях).

Совершенствование подходов к обеспечению расчетных моделей параметрами сорбции. В данном разделе работы рассмотрен методический подход к постановке, проведению и интерпретации результатов экспериментальных исследований параметров сорбции в породах зоны аэрации. Постановка исследований связана с тем, что обычно используемые для описания сорбции уравнения Генри, Ленгмюра и Фрейндпиха часто недостаточно точно описывают экспериментальные данные и это приводит к существенным ошибкам при оценке параметров и последующих прогнозных расчетах. Экспериментальные исследования сорбции свинца, меди, никеля, ртути, цинка различными литологическими разностями отложений участка в пойме р. Москвы проводились в статических условиях с модельными растворами.

Обработка результатов экспериментальных исследований включала: 1) определение коэффициента распределения компонента между твердой и жидкой фазами (я/с), 2) построение графиков зависимости я - с, ц!с - нагрузка (количество вещества, взаимо-

действующего с породой, мг/кг), q/c - q, lg q/c - Ig q; 3) установление класса и подкласса изотермы адсорбции компонента по классификации Джайлса (Giles, 1974); 4) определение соответствия экспериментальных данных уравнениям изотермы сорбции, предложенным в (Hinz, 2001), и расчет параметров сорбции с использованием программы SorbFit.

На основании анализа результатов экспериментальных исследований сорбции тяжелых металлов на песках, супесях и суглинках исследуемого участка сделаны следующие выводы.

1. Величина q/c тяжелых металлов существенно зависит от величины нагрузки, в большинстве случаев по мере повышения нагрузки вначале наблюдается увеличение значения q/c, а затем его уменьшение или стабилизация, что объясняется снижением фиксации компонентов исследуемыми литологическими разностями отложений. Значительный диапазон изменения q/c свидетельствует о важности учета нагрузки при выборе параметра. Обоснование значений q/c при миграционных расчетах должно проводиться с учетом концентрации компонента в инфильтрующихся водах и ее изменения в профиле зоны аэрации.

2. Интенсивность сорбции исследуемых компонентов в целом с глубиной залегания пород на рассматриваемой территории уменьшается, что приводит к снижению значений q/c. Данный факт важен при выборе коэффициентов распределения при расчетах массопереноса в зоне аэрации, так как использование осредненных значений для различных литологических разностей может существенно сказаться на результатах прогнозной оценки.

3. Диагностика вида кривой в области низких нагрузок с помощью графиков q/c - q и Ig q/c - Ig q позволила уточнить класс и тип изотерм. Изотермы сорбции тяжелых металлов по классификации Джайлса в основном относятся к классу сигмоидных изотерм S, реже к классу L. Изотермы сорбции меди и никеля можно отнести к типу S2, изотермы сорбции цинка супесями и суглинками - в основном к типу S2, песками - к типу L2, изотермы сорбции свинца и ртути - к классу S1, реже к S2. Выявление сигмоидных форм изотерм оказалось возможным в связи с проведением опытов в области низких нагрузок, где сорбция компонента может быть ингибирована конкурирующей реакцией в растворе, например комплексообразованием. Проведение исследований с большими интервалами исходных нагрузок часто приводит к искажению формы кривой.

4. Экспериментальные данные по сорбции меди суглинками, супесями и песками наиболее хорошо аппроксимируются обобщенным уравнением Фрейндлиха. Кроме того, изотермы сорбции меди на суглинках удовлетворительно описываются уравнением Редлиха-Петерсона, на песках - обобщенным уравнением Ленгмюра-Фрейндпиха и уравнением Редлиха-Петерсона (рис. 6). Экспериментальные данные по сорбции цинка суглинками и супесями хорошо аппроксимируются модифицированным уравнением Ленгмюра и обобщенным уравнением Ленгмюра-Фрейндлиха. В отличие от этого, при изучении сорбции цинка песками удовлетворительная аппроксимация уравнениями То-та, Ленгмюра, обобщенным уравнением Ленгмюра-Фрейндлиха отмечена только для одного образца, в остальных случаях коэффициент аппроксимации R2 не превышал 0.5.

Рассчитаны параметры изотерм сорбции. В большинстве случаев уравнения изотерм имели более сложный вид по сравнению с использующимися в программах расчета сорбции загрязняющих веществ в зоне аэрации и водоносных горизонтах уравнениями Генри, Ленгмюра и Фрейндлиха, что определяет необходимость включения в данные программы реальных изотерм сорбции.

150

концентра до мирсти • раствор«, иг/л

в)

Рис. 6. Аппроксимация экспериментальных данных: по сорбции меди - обобщенным уравнением Фрейндлиха: а) образец 2, суглинок, б) образец 8, супесь; по сорбции цинка - модифицированным уравнением Ленгмюра: в) образец 2, суглинок

Глава 4. Управление геохимическим риском

В основу управления геохимическим риском положены: 1 - принцип системности и 2 - принцип ситуационности. Принцип системности предполагает выделение в системе управления техноприродным геохимическим риском трех взаимодействующих и различающихся по объекту управления подсистем управления: техногенными источниками, геохимической ситуацией, объектами опасности. В каждой подсистеме можно выделить две основные функции - управление воздействиями данной подсистемы и ее защита от внешних воздействий. Это обусловлено возможностью изменения ролевых функций в каждой подсистеме, когда субъект опасных воздействий может сам стать объектом опасности. Эффективность системы управления в значительной степени определяется степенью взаимосвязи трех подсистем и координации их действий единым координационным центром. Сложность управления геохимическим риском обусловлена значительным разнообразием: источников и видов техногенного воздействия, компонентов природной среды, подверженных данным воздействиям, и объектов опасности (реципиентов). Принцип ситуационности заключается в принятии или корректировке управленческих решений в соответствии со складывающейся ситуацией и вытекает из случайного характера поведения всех подсистем.

С учетом данных принципов разрабатывается система управления геохимическим риском. Основные функции системы управления геохимическим риском: определение цели и задач управления геохимическим риском, определение способов и средств достижения цели и решения поставленных задач, организация управления риском, выяснение эффективности управляющих решений (системно-ситуационный мониторинг).

В каждой подсистеме структура системы управления включает следующие блоки:

управляющий (ЛПР), исполнительный (системы управления формированием геохимической опасности и ее реализации), управляемый (техногенные источники, компоненты природной среды, объекты опасности первого и второго рангов).

Обоснование и выбор управляющих решений осуществляется на основе анализа и прогноза геохимического риска и всех его составляющих при сценарном подходе к развитию событий в двух моделях: «техногенный источник - природная среда» и «природная среда - объект опасности». Необходимость сценарного подхода обусловлена особенностями СПТС как сложной системы, для которой характерны нелинейность, вероятностный характер формирования и реализации опасных геохимических ситуаций.

Для выбора мероприятий необходимо проанализировать составляющие геохимического риска, оценить вероятность неблагоприятного события в каждой составляющей риска, величину потерь, экономические затраты на проведение мероприятий по уменьшению вероятности опасных событий на различных этапах возникновения риска, выбрать оптимальный вариант управляющих решений для снижения риска. Снижения риска можно добиваться путем выполнения мероприятий, направленных на уменьшение вероятности как формирования, так и реализации геохимической опасности. После выбора мероприятий оценивается риск с учетом их воздействия на субъект и объект опасности.

В работе проанализированы современные подходы к управлению. В настоящий период формируется новая парадигма управления риском, которая опирается на синергетику - теорию самоорганизации сложных, открытых, неравновесных, нелинейных систем. К таким сложным системам можно отнести и СПТС. К наиболее теоретически разработанным подходам в оценке физической сущности самоорганизации в открытых системах относятся: подход Пригожина И.Р., связывающего сущность самоорганизации с диссипацией (Гленсдорф, Пригожин, 1973; Николис, Пригожин,1979; Пригожин, 1985), и подход Руденко А.П., рассматривающего самоорганизацию с позиций эволюционного катализа (Руденко, 1964, 1995, 2000). Развитие работ в области эволюционного катализа внесло вклад в понимание физической сущности явления самоорганизации и его отличия от альтернативного явления организации и в утверждении новой парадигмы естествознания, узаконивающей антиэнтропийный принцип наряду с энтропийным. В основе синергетического подхода к управлению лежит необходимость следования законам самоорганизации - антиэнтропийных процессов, идущих в открытой системе против равновесия (Руденко, 2000). Пренебрежение различиями в физической сути процессов самоорганизации и организации приводит часто к неправильному использованию термина самоорганизация (антиэнтропийный процесс) для обозначения альтернативного явления организации (энтропийный процесс). Существующие в настоящее время представления о синергетических процессах, нередко приводят к рассмотрению их как синонимов процессов самоорганизации. При рассмотрении синергетических процессов не учитывается, что они могут иметь как энтропийную, так и антиэнтропийную направленность. Относимые к процессам самоорганизации синергетические цепочки (например, утечки из водонесущих коммуникаций - подъем уровня подземных вод -увеличение их агрессивности - деформации и разрушение фундамента) являются эн-

Автор разделяет позицию тех исследователей, которые считают, что управление не является функцией мониторинга, но методически и организационно мониторинг связан с решением задач управления (Шестаков, 1988). Все системы мониторинга природной среды направлены на решение проблем экологической безопасности и в той или иной степени призваны способствовать уменьшению риска, однако эффективное функционирование мониторинга при управлении риском возможно только при создании целенаправленной системы.

При решении задач управления техноприродным геохимическим риском мониторинг должен представлять информационно-диагностическую систему наблюдений, оценки и прогноза состояния основных элементов структуры опасности и риска (субъекта опасности - источников техногенного воздействия, компонентов природной среды и объектов опасности - населения, объектов инфраструктуры и т.п.). В основу системы мониторинга как метода управления геохимическим риском положены принципы научной обоснованности, целенаправленности, модельной ориентированности, системности, ситуационности, стадийности. При управлении риском сущность этих принципов характеризуется специфическими чертами, которые рассматриваются в диссертации.

Целенаправленность определяется важностью ориентации мониторинга на решение конкретных задач. При управлении геохимическим риском задачами мониторинга являются: 1) получение информации, позволяющей корректировать или усовершенствовать концептуальную модель формирования геохимической опасности и риска и соответствующие расчетные модели, уточнять прогнозную оценку риска, научно обосновывать управляющие решения по снижению риска; 2) корректировка концептуальной модели формирования геохимической опасности и риска и совершенствование расчетных моделей; 3) уточнение прогноза геохимического риска; 4) наблюдение, анализ и оценка эффективности предпринимаемых мероприятий по минимизации риска.

Системность. В основу построения системы мониторинга при управлении риском должна быть положена концептуальная модель формирования геохимической опасности и возникновения риска. Принцип системности предполагает выделение в структуре мониторинга подсистем: 1) техногенных источников, 2) геохимического состояния компонентов природной среды, 3) объектов опасности (населения, объектов инфраструктуры и т.п.).

Модельная ориентированность мониторинга определяется необходимостью обоснования расчетной модели, которая в процессе наблюдений совершенствуется применительно к требованиям решения задач прогноза и управления (Шестаков, Брусилов-ский, 2007). Сложность решения данной задачи при управлении техноприродным геохимическим риском заключается в необходимости согласованности действий подсистем мониторинга, так как в каждой из них при прогнозе риска могут использоваться разные расчетные модели. При этом, если подсистема мониторинга техногенных источников, по сути, является независимой от природной среды, на которую они оказывают воздействие (если не учитывать возможности обратного воздействия), то расчетная модель прогноза формирования опасных ситуаций в природной среде должна учитывать входящие техногенные воздействия, а модель для объектов опасности - воздействия ком-

понентов природной среды.

Ситуационность. Принцип ситуационности предполагает оперативное управление, осуществляемое в дополнение к стратегическому; заключается в принятии или корректировке управленческих решений в соответствии со складывающейся ситуацией; вытекает из вероятностного характера формирования и реализации опасных геохимических ситуаций. Программы мониторинга должны разрабатываются специалистами различных областей знаний на основе анализа сценариев развития событий с наибольшей детальностью проработки наиболее вероятного варианта. Мониторинг должен контролировать не только показатели, которые дают возможность установить соответствие состояния природной среды действующим нормативам, но и те, которые позволяют выяснить условия формирования и изменения геохимического состояния компонентов природной среды, изменение сценариев развития ситуации, совершенствовать расчетные модели.

Стадийность. В проведении мониторинга следует выделять следующие этапы, характеризующиеся различными задачами и соответственно программой мониторинга: предстроительный (реперный), строительный, эксплуатационный. На предстроительном этапе мониторинга основная задача - получение информации, позволяющей определить реперные показатели состояния природной среды и объектов опасности, выяснить динамику их изменения до начала строительства. В течение строительного этапа в зависимости от расположения конкретных техногенных источников корректируется сеть наблюдательных пунктов, выясняются особенности изменения состояния действующих подсистем в период строительства. На эксплуатационном этапе решаются рассмотренные выше основные задачи мониторинга. С позиций выбора контролируемых показателей данный этап разделяется на два подэтапа. На первом подэтапе исследуется максимально возможный комплекс показателей, позволяющих установить соответствие состояния природной среды нормативам; выяснить условия формирования и изменения геохимического состояния природной среды, изменение сценариев развития ситуации; выбираются приоритетные показатели; определяются геохимические ассоциации элементов-индикаторов, характеризующих воздействие конкретных источников загрязнения. На втором подэтапе контроль за состоянием природных сред осуществляется в основном по приоритетным показателям, перечень которых периодически корректируется. На всех этапах выполняется прогнозная оценка геохимического риска и на основе результатов прогноза уточняются мероприятия по минимизации риска, эффективность которых оценивается на эксплуатационном этапе мониторинга.

Экспертная система как инструмент оперативного принятия решений по управлению риском в чрезвычайной ситуации

В разделе представлен подход к управлению риском при экстремальных геоэкологических ситуациях на урбанизированных территориях с использованием экспертных систем. Представленный подход позволяет обосновать конкретное содержание и последовательность процедур, используемых при работе экспертной группы в процессе решения задач управления риском в нештатной ситуации при дефиците времени и информации. Действия эксперта предполагают разработку и реализацию первооче-

редных защитных мероприятий до завершения полного цикла исследований (аналогичный подход был апробирован автором при выполнении работ на территории ПО «Краситель» в г. Рубежное, Украина). Советующие экспертные системы, основная часть которых - компьютерная база знаний, где накапливается опыт специалистов по решению рассматриваемого класса задач, способствуют повышению оперативности, обоснованности и качества работы эксперта при подготовке вариантов таких решений на основе анализа и прогноза природно-техногенной ситуации.

Подход к организации комплекса экспертных систем для поддержки деятельности группы экспертов в экстремальной геоэкологической ситуации рассматривается на примере системы ПОДТОП (комплекс экспертных систем), разрабатываемой для экстремальной геоэкологической ситуации, возникающей при деформациях здания, предположительно обусловленных подтоплением агрессивными водами (автор принимал участие в разработке гидрогеохимического блока). При разработке сценария работы системы главной трудностью характерной для любой экстремальной геоэкологической ситуации, оказалась необходимость обеспечить оперативное информационное взаимодействие экспертов. Для решения этой общей проблемы построен проект программного комплекса - ЭКСПЕРТ-ЭГС, в котором учтены особенности задач, условий и характера работы эксперта любой специальности (Галицкая, Дзекцер, Чесалов, Юганова, 1998). В ходе проектирования системы ПОДТОП была построена структурно-функциональная схема совместной деятельности экспертной группы (эксплуатационник, гидрогеолог, гидрогеохимик, инженер-геолог, инженер-строитель) и ЛПР по управлению риском «на месте» в экстремальной ситуации.

Часть II. Апробация основных положений методики оценки и управления геохимической опасностью и риском на конкретных объектах

Глава 5. Апробация положений оценки геохимической опасности на конкретных участках

Оценка геохимической опасности территорий несанкционированных городских свалок

Одной из актуальных задач при переходе к устойчивому развитию является обеспечение экологически безопасных условий проживания людей в городах. Интенсивный рост жилищного строительства обусловливает необходимость освоения все новых территорий, нередко занятых несанкционированными свалками. При принятии решения о возможности использования территории свалки и способах ее рекультивации одним из важнейших критериев, наряду с газогеохимической опасностью грунтов, их радиоактивным и бактериологическим загрязнением, является геохимическая опасность, определяемая химическим загрязнением свалочных грунтов и отложений, вмещающих тело свалки, а также их опасностью как вторичного источника загрязнения.

Подход к оценке геохимической опасности данных территорий рассмотрен на примере несанкционированной свалки, приуроченной к бывшим полям фильтрации, в одном из микрорайонов Марьинского парка в г. Москве. В 1980-е годы началась ликвидация полей фильтрации, накопившиеся иловые осадки сточных вод были частично изъя-

ты и на этом месте сформировалась несанкционированная свалка. Под насыпными грунтами распространены отложения древнеаллювиальной надпойменной террасы р. Москвы, представленные в основном неоднородными песками.

Отмечается сложный характер распределения концентраций тяжелых металлов по профилю зоны аэрации и по площади, сложившийся в результате фильтрации сточных вод из отстойников, складирования отходов различного генезиса и т.п. Проанализированы два подхода к оценке геохимической опасности территории, основанные на использовании: а) коэффициента опасности; б) суммарного показателя загрязнения.

По сочетанию токсичности и концентрации в грунтах наиболее опасным загрязняющим веществом на рассматриваемой территории являлся свинец, по которому при полиэлементном загрязнении в соответствии с нормативными требованиями должна проводиться оценка степени загрязнения грунтов (безопасный уровень - 32 мг/кг). Данный критерий представляется завышенным, так как базисная концентрация свинца для почв в районе Марьино выше 40 мг/кг (Буренков, Гинзбург, Грибанова, 1997). Кроме того, по данным зарубежных исследователей максимально допустимый уровень свинца в почве, покрытой травянистой растительностью, где бывают дети, составляет 250-600 мг/кг (БЬагиа, 1989; Буренков, Борисенко, Москаленко, Янин, 1991).

Более обоснованным является применение суммарного показателя загрязнения 2С, рассчитанного по базисным содержаниям. Проведен сравнительный анализ различных подходов к выбору фоновых концентраций веществ. В качестве фоновых значений были использованы: 1) значения регионального фона Московского региона, 2) базисные фоновые значения почв в Марьино (Москаленко, Гинзбург, 2001), 3) ориентировочные значения для средней полосы России по СП 11-102-97, 4) кларки пород (по К. Таркяну и К. Ведеполю), 5) фон пород г. Москвы.

Геохимические ассоциации, характеризующие техногенное загрязнение в зонах наиболее высокого загрязнения насыпных свалочных грунтов и подстилающих аллювиальных отложений, представлены в таблице 1. Сравнение использования различных фоновых параметров при оценке загрязнения грунтов показало, что от выбора фона в существенной степени зависит величина Тс и соответственно категория загрязнения грунтов. Отмечается изменение структуры геохимической ассоциации, отражающей уровень аномальности химических элементов. Наиболее низкий уровень загрязнения грунтов установлен при использовании базисных значений почв района исследования, в большинстве случаев грунты относятся к допустимой категории загрязнения. Приведенные результаты подтверждают важность ранее сделанного вывода о необходимости обоснования выбора фоновых содержаний. В данном случае важность использования базисных содержаний очевидна, однако отсутствие нормативных документов затрудняет применение научно обоснованных выводов. Показано существенное различие уровня загрязнения пород при использовании кларков пород и фоновых содержаний пород г. Москвы; обоснован вывод, что при изучении процессов концентрирования элементов на породах более обоснованным является использование фоновых параметров пород исследуемой территории.

Таблица 1. Геохимические ассоциации в насыпных грунтах и аллювиальных отложениях

Тип отложений Геохимическая ассоциация zc

Региональный фон в районе озера Глубокое под Звенигородом

насыпные РЬПЗ Си, ю CdJ7 Zn,« Nil, Hgs.j Mo28 Cr2.0 350

аллювиальные Hg,5 РЬ45 Cu,7 Zn,2 Cd,2 MO» N¡4.6 Cr,., 96,4

Базисные фоновые значения Марьино

насыпные Pb„2 Cu<iO Cdu N¡6,4 Hg5.7 Ztl4.8 Мп,,8 196

аллювиальные Hg77 РЬ» Си« Cd^s Zn?., M02.6 Sb2.r, N¡2,3 Mn2., 47,6

Фон в дерново-подзол истых песчаных и супесчаных почвах в средней полосе России

Pb747 Cuin Cd2i9 N¡41 Zn,4 Mo2,g Co2.6 Cr2.0 1416

Pbiw Cdf/i Cu58 Ni,s Zn22 Hgij Mog Sb2.6 Сг2Л 379

Средние содержания элементов в песчаных породах (по К. Таркяну и К Ведеполю)

аллювиальные Cu463 Cd,47 Pbi67 Sb^o Ni46 M040 Zn,, Hg27 Mm, Com Cr2,7 1258

Фон пород г. Москвы

аллювиальные Pb225 CU75 Zn39 Hg.,3 N¡31 Cd,7 Mn,2 Cr, 402

Оценка степени опасности грунтов как вторичного источника загрязнения. Количественная оценка грунтов как вторичного источника загрязнения подземных вод в настоящее время проводится по степени загрязнения фунтов подвижными формами тяжелых металлов по отношению к мифационному водному показателю вредности. Критерии выделения степеней загрязнения научно не обоснованы и могут использоваться только для сравнительной характеристики. Как один из подходов к решению проблемы предлагается использовать расчеты влаго- и массопереноса для анализа изменения содержания элементов в отложениях зоны аэрации при различных вариантах выемки зафязненных фунтов. Расчеты проводились для меди как одного из основных зафязняющих элементов при помощи профаммного комплекса WHI UnSat Suite Plus версия 2.2.0.2. Результаты прогнозных расчетов показали, что для случая, когда не производится выемка зафязненных пород, полное очищение пород зоны аэрации происходит через 100 лет. При этом концентрация меди во влаге, поступающей на уровень фунтовых вод, составит через: 10 лет - 850 мг/л; 20 лет - 840 мг/л; 30 лет - 570 мг/л; 40 лет - 300 мг/л; 50 лет - 150 мг/л. При выемке зафязненных пород насыпного слоя, в том числе наиболее зафязненного слоя илового осадка, полное очищение зоны аэрации происходит примерно через 70 лет, но концентрация меди во влаге, поступающей на уровень грунтовых вод, существенно ниже и составит через: 10 лет - 75 мг/л; 12 лет -50 мг/л. Учитывая большую длительность процессов и низкую интенсивность поступления загрязнения на уровень фунтовых вод, для решения вопроса об опасности пород зоны аэрации выполненные расчеты необходимо дополнить прогнозом загрязнения подземных вод.

Оценка опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных и поверхностных вод нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ)

Подход к оценке опасности пород зоны аэрации как вторичного источника загрязнения грунтовых вод нефтепродуктами и ПАУ рассмотрен на примере исследований, проводившихся при восстановлении водной среды Лефортовского парка (г. Москва). Основные источники нефтепродуктов и ПАУ на рассматриваемой территории - гаражи, склад ГСМ, подземные емкости с нефтепродуктами на территории предприятий, расположенных в непосредственной близости от парка. Поступление ПАУ в данном районе с развитой сетью автодорог и интенсивным движением также осуществляется с выбросами автотранспорта. Инфильтрация загрязненных вод на данных участках обусловливает очень высокий уровень загрязнения пород зоны аэрации различными углеводородными компонентами нефтепродуктов, в том числе канцерогенными ПАУ. Результаты анализа типа ассоциаций индивидуальных ПАУ (3,4 - бензпирена, пирена, 1,12 бензпе-рилена, 11,12 бензфлуорантена, перилена, хризена, фенантрена, антрацена) и их корреляции с другими компонентами нефтепродуктов использованы при идентификации источников загрязнения и выяснении особенностей формирования загрязнения подземных вод и зоны аэрации. Для оценки опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных и поверхностных вод при ликвидации первичных источников были выполнены расчеты миграции нефтепродуктов (бензола и толуола) и ПАУ (пирена) в зоне аэрации при помощи программного комплекса WHI UnSat Suite Plus (версия 2.2.0.2) (Gogolev et al., 2002) и подпрограммы VLEACH (Ravi, Johnson, 1997). Выполненные расчеты миграции нефтепродуктов в зоне аэрации показали, что даже на конец 200-летнего периода содержание основных составляющих нефтепродуктов - бензола и толуола - в породах уменьшится до 10-11 г/кг, во влаге, поступающей на уровень фунтовых вод, - до 1 г/л, что значительно выше ПДК.

Исследование геохимической опасности горных пород как вторичного источника загрязнения в районе размещения отвала фосфогипса и пиритного огарка (Воскресенский промрайон)

Данное направление исследований возникло в связи с необходимостью обоснования выбора мероприятий для защиты от загрязнения водозабора пресных подземных вод, которые находятся в зоне влияния основного источника загрязнения — отвала фосфогипса и пиритного огарка. С целью исследования пород как вторичного источника зафязнения было проведено изучение состава и интенсивности их загрязнения микроэлементами (с использованием полуколичественного спектрального анализа) и форм нахождения в породах тяжелых металлов (с использованием фазового геохимического метода в модификации Ю.Е. Саета и Н.И. Несвижской, 1974).

В результате проведенных исследований установлено полиэлементное загрязнение четвертичных и карбонатных пород с наличием в вертикальном разрезе пиков содержаний микроэлементов (наиболее значительное для стронция, мышьяка и элементов группы тяжелых металлов), что свидетельствует о концентрировании элементов на геохимических барьерах. Выделены геохимические ассоциации элементов (таблица 2).

Таблица 2. Геохимические ассоциации в четвертичных и каменноугольных отложениях

Геохимические ассоциации

В четвертичных песчано-глинистых отложениях

1-10 Agin Pbg Y,,Coí Ва5 Мо4 Sc., Cr, Vj Nij Li, Ti, Yb3 Zn, Sn2 B: F:

10-100 Cd loo Zn5(, As4u Srw Cu2S Mn,3

В карбонатных породах каменноугольных отложений

1-10 Cr,o Ga,0 VioZnio F, Li7 Y6 B6 Pb5 Mn5 Sc4 Na Sn, Co, Ag; Mo: Co2,

10-100 Znioo Sf40 ASjo Cu;0

Результаты спектрального анализа показали потенциальную возможность действия пород как «комплексного геохимического барьера», на котором могут концентрироваться загрязняющие вещества. Для оценки опасности пород как вторичного источника загрязнения подземных вод в случае ликвидации отвала проведено изучение форм нахождения ряда элементов в породах.

На основании обобщения полученных результатов установлено следующее.

1. В виде водорастворимых соединений находится незначительное количество тяжелых металлов. В абсолютных величинах наиболее существенно наличие водорастворимых соединений железа, цинка и марганца, что хорошо согласуется с фактом повышенного содержания данных элементов в подземных водах. Основную опасность представляют марганец, цинк и железо, содержание которых в подвижных формах наиболее высоко по сравнению с другими элементами.

2. По характеру концентрирования выделены три группы элементов: а) элементы, пик концентрации которых зафиксирован в верхней части разреза: железо, кобальт, марганец в гидроксидной форме (концентрирование на щелочном барьере) и цинк в ор-ганоминеральной форме; б) элементы, пик концентрации которых зафиксирован вверху карбонатной части разреза: медь, цинк и кадмий в карбонатной форме и свинец в аморфной гидроксидной форме; концентрирование меди, цинка и кадмия происходит на карбонатном барьере; 3) элементы без явных пиков концентрирования: никель и хром в аморфной гидроксидной форме.

Ряды, отражающие максимальные концентрации элементов в различных формах (мг/100 г породы), представлены в таблице 3.

Таблица 3. Формы нахождения химических элементов

Форма нахождения Геохимические ассоциации

Воднорастворимая Feo х Zno.3oMn0 и Croáis CU0.013NÍ0.008 Pb< Со* Cd<

Обменно-сорбированная Mni rr Fe„ 26 Zno our C00050 N¡oo,5 Cry, ого Pbo oís С Lio 01s С do no,

Карбонатная Znu.B Fe6 7 Мни Cuo 9S Co0 Cd01, Сг<ш» Pbo 057 Nio o,r

Органоминеральная Milis* Fe», 1 Zn« Cuo22 C00.19 Pboom Crn.057 N¡0.044 Cdooos

Аморфная гидроксидная Fe24,9 Мпзи Zn2.i Clin 49 C00.2R Си, 20 Pbo. 19 Ni<, ш Cd<

< - содержание элемента ниже чувствительности анализа.

В результате применения данного подхода для изучения роли пород в контролировании техногенного загрязнения установлено, что основная часть мигрирующих с подземными водами тяжелых металлов закрепляется в породах, с одной стороны, обу-

словливая уменьшение концентрации загрязняющих компонентов в подземных водах, а с другой, - формируя источник вторичного загрязнения, размеры которого определяются совокупностью природно-техногенных условий загрязнения. Использование фазового геохимического метода позволило выяснить распределение форм нахождения тяжелых металлов в породах. Сделаны выводы о характере изменения загрязнения подземных вод после прекращения отсыпки отвала.

Глава 6. Прогноз риска загрязнения подземных вод подольско-мячковского водоносного горизонта в районе бывших Люблинских полей фильтрации (г. Москва)

Люблинские поля фильтрации были устроены в 1892-1898 гг. как первые очистные сооружения города, занимавшие площадь до 1000 га. С 1985 г. началась их частичная, а с 1994 г. полная рекультивация, которая заключалась в выемке и вывозе илового осадка, замещении его суглинком и песком, но значительная доля илов оставалась на дне карт. Сточные воды полей фильтрации содержали значительное количество органического вещества, тяжелых металлов, нефтепродуктов и азота, что привело к загрязнению подземных вод и пород.

Территория исследований имеет ряд важных особенностей, которые необходимо учитывать при создании модели геологической среды - основы для построения геофильтрационной и миграционной моделей. На территории были обнаружены участки, где мощность юрских глин, разделяющих основные водоносные горизонты на рассматриваемой территории - надъюрский и подольско-мячковский, сокращена или юрские глины отсутствуют - участки литологических окон в разделяющем слое. На этих участках абсолютные отметки уровней надъюрского водоносного горизонта устанавливается выше, чем в более глубоких горизонтах и существует предпосылка перетекания загрязненных вод надъюрского водоносного горизонта в подольско-мячковский. Несмотря на большое количество пробуренных на территории скважин, положение, размеры и конфигурации литологических окон точно не известны.

Моделирование миграции и прогноз риска загрязнения подземных вод через лито-погические окна

На основании анализа ситуации предположили, что в качестве детерминированных событий можно принять: воздействие источника загрязнения (Р); расположение природного объекта в зоне влияния источника (Э|Р), так как водозабор расположен по пути миграции загрязняющих веществ; проявление неустойчивости природного объекта(\/|Рг), поскольку физико-химическое взаимодействие рассматриваемого нитратов с водовме-щающими породами (известняками) незначительно и процесс дисперсии (в нашем случае основной процесс) рассматривается как детерминированный. Вероятностным процессом является формирование результирующего воздействия (Рг^&Б), так как концентрация загрязняющего вещества, поступающего в эксплуатируемый водоносный горизонт, зависит от литологических окон, количество, расположение и размер которых точно неизвестны.

Основными задачами являлись: оценка вероятности формирования в эксплуатируемом водоносном горизонте концентраций загрязняющего вещества, превышающих

ПДК; оценка вероятности прихода загрязнения к водозаборной скважине, расположенной на противоположном берегу р.Москвы; исследование влияния литологических окон на загрязнение эксплуатируемого водоносного горизонта.

Для решения поставленных задач были разработаны две модели: модель без литологических окон в разделяющем слое, чтобы представить ситуацию, когда информация об окнах отсутствует, и модель с использованием условного стохастического моделирования литологических окон в разделяющем слое. В обоих случаях был выполнен расчет переноса нитратов с использованием программы MODFLOW/MT3DMS (Chiang, Kinzelbach, 2001). В моделях был задан источник загрязнения (поля фильтрации) при помощи дополнительного инфильтрационного питания и относительной концентрации загрязнения, равной 1. Для модели с окнами выполнено условное стохастическое моделирование загрязняющего вещества с оценкой вероятности загрязнения.

Для условного стохастического моделирования «литологических окон» была использована индикаторная функция /(х):

Статистические свойства индикаторной функции Дх) (математическое ожидание Е{/(х)}) и пространственная корреляция индикаторной функции в виде индикаторной вариограммы были рассчитаны с использованием данных по 254 скважинам. Математическое ожидание Е{/(х)}, или вероятность появления литологического окна - 0.3.

Методика, используемая для моделирования вероятности загрязнения эксплуатируемого водоносного комплекса, включала следующие шаги:

- условное стохастическое моделирование 50 вариантов расположения литологических окон при помощи SISIM программы GSLIB (Deutsch, Journel, 1997);

- переход от каждого результата стохастического моделирования к карте коэффициентов фильтрации разделяющего слоя, используя условие:

- получение решения фильтрационной и миграционной задач при помощи программ MODFLOW/MT3DMS для каждого поля коэффициента фильтрации разделяющего слоя (Chiang Kinzelbach, 2001);

- вероятностный анализ полученных в результате моделирования полей концентраций.

Как показали результаты, максимальные модельные концентрации нитратов в эксплуатируемом водоносном горизонте в конце 100-летнего периода в обеих моделях превышают ПДК (рис. 7).

Сравнение поля концентраций нитратов в надъюрском водоносном горизонте, полученного с использованием детерминистической модели без литологических окон, и поля осредненных концентраций, полученного при использовании стохастической модели с литологическими окнами, показало, что поля концентрации практически аналогичны. В отличие от этого, концентрации нитратов в подольско-мячковском водоносном горизонте значительно выше и область загрязнения больше в модели с литологическими окнами,

Лх) =

1, если расчетный блок попадает в лшпологическое окно 0, если расчетный йюк не попадает в лшпологическое окно

1, тогда к (х) = К . О, тогда к(х) =К

глина

а) б)

Рис. 7. Результаты моделирования распределения загрязнения в подольско-мячковском водоносном горизонте (ниже разделяющего слоя): а) модель без литологических окон, б) модель с литологическими окнами (осрсдненные по 50 вариантам концентрации) что свидетельствует о существенном влиянии окон на загрязнение эксплуатируемого водоносного горизонта, в том числе на миграцию загрязнения к водозабору.

Результаты вероятностного анализа модельных концентраций, полученных при стохастическом моделировании, показали следующее: во всех вариантах в эксплуатируемом водоносном горизонте формируется область загрязнения с концентрациями, превышающими предельно допустимые; - размер площади области загрязнения в эксплуатируемом водоносном горизонте с вероятностью 90-95% попадает в интервал от 8.3 до 11 км2; вероятность достижения загрязнения в эксплуатируемом водоносном горизонте в водозаборе составляет 0.75-0.85. Величина ущерба принималась равной стоимости очистных сооружений, которая по предварительным расчетам составляла около 1 млн. руб. Таким образом, величина риска в денежном выражении - более 500 000 руб.

Глава 7. Обоснование управляющих решений по минимизации риска, связанного с загрязнением подземных вод, на участке размещения полигона твердых бытовых отходов

Постановка исследований обусловлена серьезной экологической проблемой - загрязнением природных сред, особенно мезокайнозойских водоносных горизонтов, в районе полигона твердых бытовых отходов (ТБО). Для научного обоснования управляющих решений по минимизации риска необходимо было выполнить прогноз вероятности загрязнения подземных вод на перспективу развития полигона ТБО. Цель проводимых нами исследований - схематизация физико-химических условий и процессов миграции загрязняющих веществ как один из основных этапов прогнозных расчетов. Эпи-гнозный эколого-геохимический анализ изменения химического состава подземных вод, сопредельных сред и свалочного фильтрата с начала функционирования полигона позволил: 1) идентифицировать опасность свалочного тела как источника загрязнения окружающей природной среды (состав отложений, перечень потенциальных загрязняющих веществ, стадию разложения отходов (в верхней части свалочного тела - ацетоге-нез, в нижней - активный или стабильный метаногенез); 2) установить пространствен-

ния компонентов природной среды с позиций опасности их воздействия на различные объекты выделено и рассмотрено два подхода: вероятностный, при котором геохимическая опасность выражается в единицах риска в зависимости от типа ущерба, и детерминистический, использующий разные системы санитарно-гигиенических норм и геохимических показателей. На основании многолетнего опыта и анализа литературных и фондовых данных обоснован вывод о необходимости учета специфики задач исследования при выборе «реперных» параметров для оценки опасности загрязнения почв, пород и техногенных отложений. Разработан подход для оценки геохимической опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных вод тяжелыми металлами. Апробация отдельных методических положений проведена на объектах г. Москвы и Московской области.

7. При постановке, проведении и интерпретации экспериментальных лабораторных исследований межфазных физико-химических процессов в системе «подземные воды -порода» и определении миграционных параметров необходимо учитывать возможность значительной трансформации ионно-солевого комплекса пород в зависимости от способов отбора, хранения и подготовки образцов. Проведенные экспериментальные исследования позволили развить: а) представления о возможности использования лабораторных опытов для моделирования формирования химического состава растворов при фильтрации через породы различного генезиса, установления межфазных физико-химических процессов, выяснения развития микробиологических процессов, которые обычно не принимаются во внимание и недооценка влияния которых на условия поступления компонентов в фильтрат приводит к ошибкам при определении параметров; б) подход к выбору теоретической модели, описывающей миграционный процесс в образце, и определению параметров.

8. Экспериментальные исследования сорбции свинца, меди, никеля, ртути, цинка различными литологическими разностями отложений, обработка результатов экспериментальных исследований с использованием методических приемов (Hinz, 2001) и расчет параметров сорбции с использованием программы SorbFit позволили расширить представления о формах изотерм сорбции тяжелых металлов. Выяснено, что в большинстве случаев уравнения изотерм имели более сложный вид по сравнению с использующимися в программах расчета сорбции загрязняющих веществ в зоне аэрации и водоносных горизонтах уравнениями Генри, Ленгмюра и Фрейндлиха, что определяет необходимость включения в данные программы реальных изотерм.

9. Разработанный методологический системно-ситуационный подход к управлению геохимическим риском предполагает создание трех взаимодействующих подсистем управления: техногенными источниками, компонентами природной среды и объектами опасности, деятельность которых координируется единым центром. Оптимальными уровнями системы управления геохимическим риском являются объектный и муниципальный, так как на более высоких уровнях решение проблемы координации представляет значительную сложность. Обоснование и выбор управляющих решений осуществляется на основе прогноза геохимического риска при сценарном подходе к развитию событий. При использовании синергетического подхода к управлению риском, в основе

которого лежит необходимость учитывать законы самоорганизации (антиэнтропийные процессы, идущие в открытой системе против равновесия), необходимо перейти от декларации намерений к выяснению закономерностей процессов самоорганизации и организации в конкретных сложных системах и разработать методологию управления риском с учетом тенденций саморазвития СПТС.

10. Разработаны методологические и методические подходы к районированию урбанизированных территорий по степени геохимической опасности различных компонентов природной среды. Подходы реализованы на примере построения карты геохимической опасности территории г. Москвы масштаба 1:50 ООО. На основе анализа данных по геохимическому состоянию природных сред, которое обусловливает социальный риск проживания на данной территории и экономический риск при ее хозяйственном использовании, выделены категории геохимической опасности (по сочетанию уровней загрязненности природных сред, защищенности подземных вод от загрязнения, агрессивности грунтовых вод) и проведено районирование территории по категориям опасности. Результаты районирования послужили основанием для разработки комплекса управляющих решений по минимизации рисков, связанных с опасным геохимическим состоянием природных сред.

11. Разработан методический подход к созданию системы мониторинга при управлении геохимическим риском на основе принципов целенаправленности, модельной ориентированности, системности, ситуационности, стадийности. Разработка программ мониторинга должна выполняться на основе анализа сценариев развития событий при наибольшей детальности проработки наиболее вероятного варианта. Обоснована важность контролирования не только параметров, которые позволяют установить соответствие состояния среды действующим нормативам, но и показателей, необходимых для уточнения условий формирования и изменения геохимического состояния среды, а также для отслеживания изменения сценариев развития ситуации.

12. Методология оценки и прогноза техноприродных рисков является сравнительно молодым научным направлением, интенсивно развиваемым в различных областях научных знаний, в связи с чем закономерен поиск новых и совершенствование разработанных путей решения проблемы анализа, прогноза и управления рисками как основы обеспечения безопасности населения.

К основным задачам при дальнейшем развитии теории геохимического риска относятся:

1) Совершенствование методологии прогноза и управления техноприродным геохимическим риском на основе интеграции подходов, разрабатываемых специалистами различных областей знаний.

2) Разработка методологии и методик построения крупномасштабных карт геохимической опасности и геохимического риска на урбанизированных территориях.

3) Разработка методических документов, регламентирующих порядок и выполнение прогноза геохимического риска на различных этапах освоения урбанизированных территорий.

Публикации по теме диссертации

I.Геохимические аномалии в зоне аэрации и подземных водах на территории крупного промышленного комплекса // Современные проблемы инженерной геологии и гидрогеологии территории городов и городских агломераций. М.: Наука, 1987. С. 77-79 (совместно с Сорокиной Н.П., Чаплиным В.А., Кезиным B.C.).

2.0ценка взаимосвязи загрязнения минеральных вод и поверхностных водотоков на месторождении, расположенном в зоне влияния урбанизированной территории крупного города-курорта // Современные проблемы инженерной геологии и гидрогеолопга территории городов и городских агломераций. М.: Наука, 1987. С. 206-208 (совместно с Саетом Ю.Е.).

3.Гидрогеохимия перетекания в естественных и нарушенных условиях // Вестник МГУ, сер. Геология. 1982. № 2. С.49-64 (совместно с Всеволожской М.А., Рошалем A.A., Ивановой Н.В.).

4.Гидрохимическая оценка загрязнения месторождения при обосновании качества минеральных вод // Тр. НИИ курортологии и физиотерапии. Минеральные воды и лечебные грязи. Условия их формирования и ресурсы. М., 1987. С. 93-100 (совместно с Саетом Ю.Е., Чесаловым С.М., Рыбаковым B.C.).

5.Влияние сельскохозяйственной и коммунально-бытовой деятельности на состояние водных систем в районе месторождений углекислых минеральных вод // Эколого-геохимический анализ техногенного загрязнения. М.: ИМГРЭ, 1992. С. 42—49 (совместно с Кашиной Л.И., Саетом Ю.Е., Яниным Е.П., Бахаревой Т.В.).

6.Conception model and experience in assessing the impact of technical and technological disasters on the geological environment // Hydrological Science and Technology / American Institute of Hydrology. 1993. V. 9, N. 1—4. P. 96-100 (совместно с Осиповым В.И., Зверевым В.П., Чесаловым С.М. и др.).

7.Разработка систем управления воздействием на подземные воды в России // ЭКВАТЕК-96. Вода: экология и технология: Сб. тез. докл. II междунар. конгр., Москва, 17-21 сентября 1996 г. М., 1996. С. 123 (совместно с Дзекцером Е.С., Чесаловым С.М., Югановой Т.И.).

8.Роль пород в загрязнении месторождения подземных вод в зоне влияния отвала фосфогипса: подход к проблеме // ЭКВАТЕК-96. Вода: экология и технология: Сб. тез. докл. II междунар. конгр., Москва, 17-21 сентября 1996 г. М., 1996. (совместно с Чесаловым С.М.).

9.Экспертные системы и экстремальные геоэкологические ситуации на урбанизированных территориях // Современные информационные технологии в урбанистике, градостроительстве и региональном планировании УРБИС-97: Мат. конф., Москва, 20-23 окт. 1997. Т. 1. М., 1996. С. 171-172 (совместно с Дзекцером Е.С., Югановой Т.И.).

10. Оценка опасности и риска формирования агрессивных подземных вод на застраиваемых территориях // Анализ и оценка природных рисков в строительстве: Мат. Межд.. конф., 12-13 ноября 1997 г. М.: ПНИИИС, 1997. С. 107-109 (совместно с Арбузовым А.И., Ковалевским Ю.В.).

II. Химический состав и свойства подземных вод // Москва: геология и город. М.: АО «Московские учебники и Картолитография», 1997. С. 141-152 (совместно с Пашковским И.С., Дубровиным В.Н., Зверевым В.П).

12. Загрязнение поверхностных вод и донных осадков // Москва: геология и город. М.: АО «Московские учебники и Картолитография», 1997. С. 323-322 (совместно с Есиным A.B., Они-щенко Т.П.).

13. Геохимический мониторинг // Москва: геология и город. М.: АО «Московские учебники

и Картолитография», 1997. С. 364-368.

14. Установление режимов регулирования застройки в условиях геологического и геохимического рисков // Москва: геология и город. М.: АО «Московские учебники и Картолитография», 1997. С. 382-395 (совместно с Осиповым В.И., Кутеповым В.М., Дегтяревым Б.М.).

15. К методике построения карт опасности и риска загрязнения подземных вод // Геоэкология. 1997. №3. С. 111-116 (совместно с Арбузовым А.И.).

16. К вопросу об изучении роли пород в формировании техногенного загрязнения подземных вод в зоне влияния отвалов промышленных отходов (на примере Воскресенского промрайона) // Геоэкология. 1997. №1. С. 58-69 (совместно с Чесаловым С.М., Голубевой Г.А).

17. Методология оперативной оценки экстремальной геоэкологической ситуации на базе экспертных систем. Проблемы и постановка задачи II Геоэкология. 1998. №4. С. 102-111. (совместно с Дзекцером Е.С., Чесаловым С.М., Югановой Т.И.).

18. Исследования миграционных процессов в слабозасоленных лессовидных суглинках // Геоэкология. 1998. №2. С. 113-120.

19. Экспертная система как инструмент оперативного принятия решений в чрезвычайной ситуации подтопления зданий и инженерных сооружений // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: Обз. инф. // ВИНИТИ. 1998. Вып. 12. С. 53-62 (совместно с Дзекцером Е.С., Югановой Т.И.).

20. Геоэкологическая оценка территорий бывших свалок (два аспекта) // Геоэкология. 1999. №5. С. 480-485 (совместно с Труфмановой Е.П.).

21. Методология оперативной оценки экстремальной геоэкологической ситуации на базе экспертных систем. Сценарий деятельности экспертной группы // Геоэкология. 1999. №2. С. 172-179 (совместно с Дзекцером Е.С., Югановой Т.И.).

22. Геохимическое состояние окружающей среды // Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Экологическая безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы. М.: МГФ «Знание», 1999. С. 393—440.

23. К методике оценки опасности и риска формирования неблагоприятных геоэкологических ситуаций в подземных водах // The mining Pribram symposium. Mathematical methods in geology. MB: Environmental problems. Proceeding Volume / Ed. V. Nemec. Prague, October 4-8, 1999. Prague, 1999. P. 1. (совместно с Арбузовым А.И.).

24. Информационное обеспечение геомиграционных моделей параметрами межфазовых физико-химических реакций при прогнозе загрязнения подземных вод на территории шахтных полей // The mining Pribram symposium. Mathematical methods in geology. MB: Environmental problems. Proceeding Volume / Ed. V. Nemec. Prague, October 4-8, 1999. Prague, 1999. P. 5.

25. Компьютерная поддержка деятельности группы экспертов в экстремальной геоэкологической ситуации: объектно-ориентированный анализ проблемной области // The mining Pribram symposium. Mathematical methods in geology. MB: Environmental problems. Proceeding Volume / Ed. V. Nemec. Prague, October 4-8, 1999. P. 23 (совместно с Дзекцером E.C., Югановой Т.И.).

26. Принципы геоэкологического контроля территории // Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Экологическая безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы. М.: МГФ «Знание», 1999. С. 440-452 (совместно с Семеновым С.М.).

27. Оценка геохимической опасности городских территорий (на примере г. Москвы) II Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Экологи-

ческая безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы. М.: МГФ «Знание», 1999. С. 425-440.

28. Методология оперативной оценки экстремальной геоэкологической ситуации. Организация комплекса экспертных систем // Геоэкология. 2001. №1. С. 74-82 (совместно с Дзекцером Е.С., Югановой Т.И.).

29. Оценка геохимической опасности городских территорий (на примере города Москвы) // Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территорий // Материалы Международного Симпозиума. Т. 2. Екатеринбург: АКВА-ПРЕСС, 2001. С. 432-438 (совместно с Арбузовым А.И., Зверевым В.П.).

30. Оценка загрязнения вод и донных отложений прудов Лефортовского парка // Сергеевские чтения. Выпуск 3. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и геоэкологии (22-23 марта 2001). М.: ГЕОС, 2001. С. 244-248 (совместно с Осиповым В.И., Мамаевым Ю.А., Махориной Е.И.).

31. Оценка особенностей миграции загрязняющих веществ на участке размещения полигона ТБО // Современные проблемы гидрогеологии и гидрогеомеханлки: Сб. докл. конф. СПб., 2002. С. 54-64. (совместно с Поздняковой И.А.).

32. Геоэкологические проблемы рекреационных территорий на малых реках // Сергеевские чтения. Выпуск 4. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и геоэкологии (21-22 марта 2002). М.: ГЕОС, 2002. С. 190-195 (совместно с Махориной Е.И., Просунцовой Н.С.).

33. Оценка зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных вод на территории несанкционированной свалки в московском микрорайоне Марьино // Проблемы гидрогеологии XXI века: Наука и образование. М.: РУДН, 2003. С. 252-263 (совместно с Поздняковой И.А.).

34. К вопросу выбора фоновых значений при оценке уровня химического загрязнения грунтов на территориях городских свалок // Сергеевские чтения. Выпуск 5. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и геоэкологии (24-25 марта 2003 г.). М.: ГЕОС. 2003. С. 237-241 (совместно с Глушковой М.В.).

35. Оценка геохимической опасности территорий несанкционированных городских свалок // Сергеевские чтения. Выпуск 6. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и геоэкологии (23-24 марта 2004 г.). М.: ГЕОС. 2004. С. 240244 (совместно с Поздняковой И.А., Труфмановой Е.П.).

36. Estimation of geochemical hazard on city territories for the maintenance of environmental safety // Proceedings of 32nd Intern. Geological Congress. Florence-Italy. August 20-28, 2004. P. 24.

37. Экологические проблемы обращения и утилизации бытовых и промышленных отходов // Геоэкология. 2005. №2. С. 144-147.

38. Роль органического вещества в миграции тяжелых металлов на участках складировшшя твердых бытовых отходов // Геоэкология. 2005. №5. С. 411-422 (совместно с Путилиной B.C., Югановой Т.И.).

39. Влияние органического вещества на миграцию тяжелых металлов на участках складирования твердых бытовых отходов: Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН; ИГЭ РАН // Сер. Экология; Вып. 76. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 2005. 100 с. (совместно с Путилиной B.C., Югановой Т.И.).

40. Оценка и картирование геохимических опасностей территории г. Москвы // Уникальные

и специальные технологии в строительстве. 2006. №1. С. 40-46.

41. Assessment of groundwater and unsaturated zone contamination in urban areas // 1AEG 2006 Congress «Engineering Geology for tomorrow's cities. Nottenhem, 2006 (совместно с Поздняковой И.А.).

42. Методологические исследования формирования геохимической опасности и риска на урбанизированных территориях // Геоэкология. 2007. №3. С. 225-337.

43. Поведение органического вещества в фильтрате и подстилающих породах свалки. Влияние на миграцию тяжелых металлов // Геоэкология. 2007. №6. С. 483-493 (совместно с Путили-ной B.C., Югановой Т.И.).

44. Assessment of heavy metal and oil contamination in groundwater and unsaturated zone // Papers presented to Taiwan Russian Joint Symposium on Natural Hazard Monitoring, Risk Management and Reduction. 2007. P. XXI - XXII (совместно с Поздняковой И.A.).

45. Исследование влияния пород зоны аэрации на загрязнение подземных вод при градостроительном освоении территорий // Геоэкология. 2009. №1. С. 1-18 (совместно с Антиповым М.А., Поздняковой И.А., Томсом JI.C.).

46. Assessment of Hydrogeochemical Hazard and Risk in the Urbanized Territories // Материалы 33-го Международного геологического конгресса. Опубликованы на CD-ROM (совместно с Поздняковой И.А., Томсом Л.С.).

47. Формирование зональности окислительно-восстановительных состояний в водоносных горизонтах под влиянием полигонов и свалок ТБО // Геоэкология. 2008. №5. С. 401—410 (совместно с Путилиной B.C. и Югановой Т.Н.).

48. Изучение роли пород в загрязнении пород зоны аэрации при освоении городских территорий // Сергеевские чтения. Выпуск 10. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и геоэкологии (20-21 марта 2008). М., 2008. С. 359-364 (совместно с Томсом Л.С., Поздняковой И.А.).

49. Сорбционные свойства пород зоны аэрации и их влияние на загрязнение подземных вод на территориях крупных городов // Геоэкологические и инженерно-геологические проблемы развития гражданского и промышленного комплексов города Москвы: Мат. научно-практ. конф. М.: РГГРУ, 2008. С. 72-74 (совместно с Поздняковой И.А., Томсом Л.С.).

50. К проблеме оценки и прогноза технолриродного геохимического риска на урбанизированных территориях // Проблемы снижения природных опасностей и рисков: Мат. Между нар. научно-практ. конф. «ГЕОРИСК-2009». Т. 2. М.: РУДН, 2009. С. 65-70.

51. Probabilistic Approach to Forecast of the Risk Caused by Groundwater Contamination in Urbanized Territory // International Association for Mathematical Cieosciences Meeting 2009 (IAMG 2009) Stanford, California, USA, August 23-28, 2009. Опубликовано на CD-ROM (совместно с Поздняковой И.А., Томсом Л.С.).

52. Simulation of contaminant transport with risk contamination estimate // Calibration and Reliability in Groundwater Modeling «Managing Groundwater and Environment» / Ed. Y. Wang. China University of Geosciences Press, 2009. P. 333-336 (совместно с Поздняковой И.А., Томсом Л.С.).

53. Assessment of Hydrogeochemical Hazard and Risk in the Urbanized Territories // Global Groundwater Resources and Management. Selected Papers from The 33rd International Geological Congress, Scientific Publishers (India). Jodhpur, 2010. P. 477-496 (совместно с Поздняковой И.А., Томсом Л.С.).

Подписано в печать 21.04.2010 г. Тираж 120 экз. Заказ № 1000 Отпечатано в типографии «АллА Принт» Тел. (495) 621-86-07, факс (495) 621-70-09 www.allaprint.ru

- Л2, А* H-.lt, УЗ,

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Галицкая, Ирина Васильевна

Введение

1. Постановка проблемы

1.1. Развитие исследований природных и техноприродных опасностей и рисков.

1.2. Анализ отечественного и зарубежного опыта анализа и оценки опасностей и рисков, связанных с загрязнением природной среды.

1.3. Понятийно-терминологическая база при исследованиях опасностей и рисков.

1.4. Выводы к главе 1.

2. Методологические исследования формирования геохимической опасности и возникновения геохимического риска на урбанизированных территориях (концептуальная модель)

2.1. Основные понятия и определения.

2.2. Общие положения.

2.3. Формирование техноприродной геохимической опасности (модель 59 I «Эргатическая система-природная среда»).

2.3.1. Техногенные источники и виды воздействия.

2.3.2. Формирование результирующего воздействия (внешний 76 фактор).

2.3.3. Устойчивость природного объекта (внутренний фактор).

2.4. Реализация геохимической опасности (модель II «Природная среда - 85 человек).

2.5. Выводы к главе 2.

3. Основные методологические и методические положения оценки и прогноза геохимической опасности и риска

3.1. Оценка геохимической опасности.

3.1.1. Анализ методических подходов к оценке опасных геохимических состояний компонентов природной среды с 93 позиций их воздействий на объекты опасности.

3.2. Анализ, оценка и прогноз геохимического риска.

3.2.1.Основные понятия, используемые при оценке риска 106 (вероятность, частота, неопределенность). Классификация неопределенностей.

3.2.2. Методы оценки риска.

3.2.3. Основные положения методологии прогноза геохимического 117 риска.

3.2.4. Оценка ущерба.

3.3. Развитие методических подходов к постановке, проведению и интерпретации экспериментальных лабораторных исследований межфазных физико-химических процессов и определению ^ миграционных параметров.

3.3.1.Экспериментальные исследования формирования химического состава растворов при фильтрации через 143 сульфидизированные глинистые породы.

3.3.2.Экспериментальные лабораторные исследования формирования химического состава растворов при фильтрации через слабозасоленные суглинки и лессовидные ^^ суглинки.

3.3.3. Исследование процессов ионообменной сорбции на карбонатных и песчано-глинистых породах в статических и 155 динамических условиях.

3.3.4. Совершенствование подходов к обеспечению расчетных моделей параметрами сорбции.

3.4. Выводы к главе 3.

4. Управление геохимическим риском

4.1. Общие положения.

4.2. Методологические и методические подходы к составлению карт геохимической опасности на урбанизированных территориях.

4.3. Научное обоснование принципов мониторинга при управлении геохимическим риском.

4.4. Экспертная система как инструмент оперативного принятия 245 решений по управлению риском.

4.5. Выводы к главе 4.

Часть 2. Апробация основных положений методики оценки, прогноза и управления геохимическими опасностями и рисками на конкретных объектах

Глава 5. Апробация положений оценки геохимической опасности на конкретных участках.

5.1. Оценка геохимической опасности территорий несанкционированных городских свалок.

5.2. Оценка опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных и поверхностных вод нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами

5.3. Исследование геохимической опасности горных пород как вторичного источника загрязнения в районе размещения отвала фосфогипса и пиритного огарка (Воскресенский промрайон).

5.4. Выводы к главе 5.

6.1. Характеристика района исследования.

6.2. Геологическое строение и гидрогеологические условия.

6.3. Моделирование миграции и прогноз риска загрязнения подземных 315 вод через литологические окна.

6.4. Выводы к главе 6.

7.1. Экологические проблемы обращения и утилизации твердых 324 бытовых отходов.

7.2. Подход к обоснованию управляющих решений по минимизации 327 риска загрязнения подземных вод в районе полигона ТБО

Хметьево».

7.3. Выводы к главе 7.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях"

Актуальность темы. Обеспечение безопасности всегда являлось одной из важнейших проблем личности, общества и государства, однако наибольшей остроты данная проблема достигла во второй половине XX века. В настоящее время развитие цивилизации привело к активизации опасных природных и техноприродных процессов, нарушению экологического баланса, деградации природной среды. Значительное ухудшение экологической обстановки наблюдается не только на локальном и региональном, но даже на глобальном уровне. Особенно актуально обеспечение экологической безопасности населения городов (прежде всего мегаполисов) от угроз, связанных с загрязнением природной среды. Анализ, оценка и прогноз антропогенного изменения природной среды и связанных с ними опасностей и рисков - важные элементы обеспечения устойчивого развития урбанизированных территорий, определяющие их оптимальное использование и защищенность жителей. Несмотря на то, что исследования рисков, обусловленных формированием загрязненных и агрессивных компонентов природной среды и их воздействием на население и объекты городской инфраструктуры, активно проводятся зарубежными, а в последние десятилетия и российскими специалистами, единая теоретическая и методическая база исследований разработана недостаточно, что определяет актуальность развития и совершенствования данного направления. Кроме того, основное внимание уделяется разработке аспектов оценки воздействия загрязненных сред на разных реципиентов, тогда как изучение такой важной составляющей риска, как формирование загрязненной и агрессивной природной среды, особенно в вероятностной постановке, развивается медленнее. Постановка данной темы обусловлена остротой проблемы экологической безопасности урбанизированных территорий и необходимостью развития теоретических, методологических и методических положений прогноза и управления техноприродными рисками, связанными с загрязнением и агрессивными свойствами природной среды. Актуальность работы подтверждается включением данной темы в программу Президиума РАН (проект 8.1. «Теоретические и методические основы количественной оценки риска природных явлений и катастроф. Прогноз и управление геологическим и геохимическим риском», 2009 г.) и в Программу 11 Отделения Наук о Земле РАН (тема «Оценка и прогноз изменения экологического состояния подземных вод на техногенно нагруженных территориях (мониторинг, прогнозы, риски)», 2009-2010 гг.).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

2. Разработка обобщенной концептуальной модели формирования техноприродной геохимической опасности и риска и определение основных составляющих геохимического риска на основе анализа и схематизации источников и факторов формирования опасных геохимических ситуаций на урбанизированных территориях.

4. Научное обоснование принципов управления геохимическим риском.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является техноприродный геохимический риск, предметом исследования — закономерности его возникновения на урбанизированных территориях, прогноз и управление риском. В связи с тем, что достаточно сложно с равной степенью, детальности рассмотреть риск, связанный с формированием и реализацией опасных геохимических ситуаций, для всех компонентов природной среды, основное внимание уделено подземной гидросфере. к

Методы и методика исследования, достоверность и обоснованно полученных результатов. Для решения поставленных задач был примеЬ-^^ комплексный метод, заключающийся в теоретическом анализе и научном си существующих методов оценки, прогноза и управления техноприродными риск; системном подходе к исследованию геохимического риска, теоретическом ана^г источников, процессов и факторов формирования геохимической опасное' возникновения риска на урбанизированных территориях, экспериментально: математическом моделировании гидрогеохимических процессов, апро£>; основных положений на конкретных объектах.

Основные положения и выводы работы обосновываются теоретически натурными исследованиями, проведенными в связи с оценкой и прогЕ^, загрязнения различных компонентов природной среды на урбанизиров территориях, и обоснованием геохимического мониторинга на различных объе

Основной объем исследований выполнен на объектах г. Москвы и Моско области; использовались также материалы исследовании, проведенных авто^^^^ Ставропольском крае, Свердловской области, Курганской области, гг. Толх^^ Кисловодск, Березняки, Рубежное (Украина).

Личный вклад автора. В диссертационной работе приводятся резуд-.-^ аты многолетних исследовании, выполненных лично автором или под его руководи

Автору принадлежат: выбор направления исследования и постановка про аналитический обзор литературы; разработка обобщенной концепции формир^ геохимическои опасности и возникновения риска на урбанизированных терри-^^-^ разработка теоретических, методологических и методических положении проз^^ управления геохимическим риском; теоретическое обобщение резуд^ И постановка, руководство и участие в исследованиях по апробации. теорети^е ' и методологических положений; формулировка выводов. Результаты разрае=^

Ток, проведенных в соавторстве с другими исследователями и касающиеся в осцном апробации ряда положении диссертации на конкретных участках, вклюх^-^ в диссертацию только при наличии совместных публикации.

Научная новизна проведенных автором исследований

Впервые на единой концептуальной основе разработаны теоретц^ кие,

•методологические и методические положения и ряд практических предло^е по оценке, прогнозу и управлению геохимическим риском, главными из которых являются следующие.

2. Разработка методологических и методических положений прогноза техноприродного геохимического риска в вероятностной постановке, в основу которой положен принцип анализа и оценки вероятности формирования различных составляющих техноприродного риска как основание при принятии решений по предупреждению формирования опасных геохимических состояний различных компонентов природной среды и воздействия загрязненных и агрессивных сред на население и объекты инфраструктуры.

Основные защищаемые положения

На защиту автором выносятся следующие положения.

1. Закономерности формирования техноприродной геохимической опасности и возникновения риска на урбанизированных территориях, формализованные в обобщенной концептуальной модели. В основу модели положена концепция возникновения в социо-природно-технической системе (СПТС) риска как результата последовательно обусловленных событий, имеющих вероятностный характер, -воздействия техногенного источника, нахождения природного объекта в зоне техногенных воздействий, формирования опасного результирующего воздействия, проявления неустойчивости природного объекта, контакта объекта опасности (реципиента) с природным объектом, проявления реципиентом уязвимости.

2. Основными принципами методологии прогноза техноприродного геохимического риска на разных этапах освоения урбанизированных территорий являются: представление урбанизированной территории как СПТС, отраженной в модели «эргатическая система (лицо, принимающее решение, и техногенные источники) - природная среда - объект опасности»; выполнение прогнозных оценок риска с точностью и достоверностью, соответствующими стадии проектирования, и зависящими от уровня ответственности объекта опасности, интенсивности потенциальных техногенных воздействий, уязвимости природной среды и объекта опасности, величины предполагаемого риска; использование вероятностных подходов (от субъективных оценок вероятности до сложных статистических процедур и стохастического моделирования).

4. Методика построения карты геохимической опасности, основанная на районировании территории по геохимическому состоянию природных сред, которое может привести к возникновению социального риска при проживании на данной территории и экономического риска при ее хозяйственном использовании. Категории опасности определяются по сочетанию уровней загрязненности различных природных сред, защищенности подземных вод от загрязнения, агрессивности грунтовых вод, подтопления территории, с учетом ранжирования техногенно измененного химического состава природных сред по степени воздействия на население. При ранжировании учитывается как непосредственное влияние загрязненных и агрессивных сред на здоровье человека, так и их косвенное влияние на жизнедеятельность населения (повышение агрессивного воздействия подземных вод на фундаменты на подтопленных территориях, обусловливающее разрушение зданий и вывод из строя жизнеобеспечивающих коммуникаций).

Практическая значимость работы

II Международный Конгресс «ЭКВАТЕК», Москва, 1996;

Международный симпозиум «Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территорий», Екатеринбург, 2001; годичные сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (Сергеевские чтения), Москва, 1999, 2002, 2003, 2004, 2005, 2008;

32-й Международный геологический конгрессе, Флоренция, Италия, 2004;

Симпозиум по мониторингу природных опасностей и управлению риском,

Тайвань, 2007;

33-й Международный геологический конгресс, Осло, Норвегия, 2008;

Совместный Российско-Итальянский семинар «Предупреждение и снижение природных опасностей», Козенца, Италия, 2008 (Russian-Italian Seminar on Natural Hazards Prevention and Mitigation, Cosenza, Italy, 2008);

Совместный Российско-Индийский семинар «Снижение природных и техногенных опасностей», Дели, Индия, 2009;

Международная конференция Международной ассоциации математических геонаук в Стэнфордском университете, Стэнфорд, США, 2009 (International Association for Mathematical Geosciences Meeting 2009 (IAMG 2009), Stanford, California, USA, August 23-28, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 53 работ, из них 13 статей в реферируемых журналах.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 396 страницах, состоит из введения, 7 глав и заключения. Работа проиллюстрирована 63 рисунками и содержит 23 таблицы. Список использованных источников включает 299

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Галицкая, Ирина Васильевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Представленная диссертационная работа является научным обобщением теоретических, методологических и методических исследований автора. Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие выводы и наметить пути дальнейшего развития направления.

1. Разработка теории и методологии обеспечения безопасности населения и территорий в условиях активизации формирования и воздействия техноприродных геохимических опасностей - одна из наиболее актуальных проблем в современный период, решение которой должно основываться на результатах анализа и прогноза риска. Междисциплинарный характер проблемы обусловил проведение исследований в различных предметных областях науки, что определило вполне закономерное наличие разных подходов к классифицированию рисков (по среде развития опасностей, по реципиентам опасных воздействий), к методологии и методам их оценки.

2. Выделение таких понятий как «геохимическая опасность» и «геохимический риск» вызвано стремлением исследователей обозначить риски по среде развития опасностей, обусловленных загрязнением или агрессивными свойствами различных компонентов природной среды (горные породы, почвы, поверхностные и подземные воды, донные отложения), сформировавшихся под влиянием природных и/или техногенных факторов и представляющих угрозу для различных реципиентов. В целом исследования геохимического риска носили несистематический характер, не имели общей методологической и методической базы, в толковании понятий «геохимическая опасность» и «геохимический риск» существовали существенные расхождения, что определило важность развития данного направления.

3. Результаты анализа и систематизации терминологии, разработанной в различных областях знания при исследовании опасностей и рисков, показали, что существующие различия при определении: понятия «опасность» в основном обусловлены рассмотрением различных сторон объективной реальности (состояние, ситуация, свойство), понятия «риск» - с разными реципиентами (объектами опасности). Аналогичные терминологические неопределенности присущи и терминам «геохимическая опасность» и «геохимический риск». В связи с этим были внесены дополнения в понятийно-терминологический аппарат и сформулированы понятия геохимическая опасность» (как опасное геохимическое состояние компонентов природной среды или опасная геохимическая ситуация, представляющие угрозу для жизни, здоровья или благосостояния людей, объектов хозяйства или окружающей природной среды) и «геохимический риск», классифицирующий риск по среде формирования опасности и учитывающий вероятности как формирования геохимической опасности, так и реализации опасной геохимической ситуации.

4. На основании научного синтеза различных теоретических представлений и опыта многолетних исследований, анализа и схематизации источников и факторов формирования и реализации опасных геохимических ситуаций на урбанизированных территориях разработана обобщенная концептуальная модель формирования техноприродной геохимической опасности и возникновения риска в социо-природно-технической системе. В структуре опасности и риска выделены: субъекты опасности первого ранга (ЛПР) и второго ранга (техногенные источники) - компоненты природной среды (проводящие и исследуемые) - объекты опасности первого ранга (человек) и второго ранга (объекты материальной сферы, растительность, животные и т.п.), позиционер.

Концептуальная модель позволяет представить: основные этапы, факторы и процессы формирования геохимической опасности и возникновения риска, основные составляющие геохимического риска, характер взаимосвязи в системе «ЛПР -техногенные источники - природная среда - человек». Разработанные концептуальные представления положены в основу методологии прогноза и управления геохимическим риском на урбанизированных территориях.

5. Разработаны теоретические и методологические основы вероятностного подхода к прогнозу и управлению техноприродным геохимическим риском на урбанизированных территориях на единой концептуальной основе, заключающейся в рассмотрении возникновения риска как результата последовательно обусловленных вероятностных событий в социо-природно-технической системе.

Методология прогноза техноприродного геохимического риска основана на следующей концепции: наступление «конечного» неблагоприятного события рассматривается как сложное событие, являющееся результатом последовательно обусловленных более простых событий - воздействия техногенного источника, нахождения природного объекта в зоне воздействия техногенного источника, формирования опасного результирующего воздействия на природный объект, проявления неустойчивости природным объектом, контакта объекта опасности (реципиента) с природным объектом, проявления реципиентом уязвимости.

Прогноз риска выполняется с точностью и достоверностью, соответствующими стадии проектирования и зависящими от уровня ответственности объекта опасности, интенсивности потенциальных техногенных воздействий, восприимчивости природной среды и объекта опасности к воздействиям, величины предполагаемого риска. На прединвестиционной стадии рекомендуется использование экспертных методов или метода аналогии, на стадии обоснования инвестиций — аналитического метода, при дефиците информации - с использованием упрощенных статистических распределений, на стадии проекта - стохастическое моделирование. Предложения по выбору методов прогноза риска на разных стадиях проектирования носят рекомендательный характер и могут корректироваться в зависимости от задач исследований.

6. На основании анализа существующих подходов к оценке геохимического состояния компонентов природной среды с позиций опасности их воздействия на различные объекты выделено и рассмотрено два подхода: вероятностный, при котором геохимическая опасность выражается в единицах риска в зависимости от типа ущерба, и детерминистический, использующий разные системы санитарно-гигиенических норм и геохимических показателей. На основании многолетнего опыта и анализа литературных и фондовых данных обоснован вывод о необходимости учета специфики задач исследования при выборе «реперных» параметров для оценки опасности загрязнения почв, пород и техногенных отложений. Сформулированы выводы: а) о нецелесообразности соблюдения существующих нормативных требований по ПДК для определения безопасных уровней содержания химических элементов в грунтах на урбанизированных территориях и соответственно обоснования методов рекультивации территории, б) о возможности использования критериев загрязнения по суммарному показателю загрязнения-почв (рассчитанного относительно базисных концентраций) для пород и техногенных отложений в основном при их существующем или потенциальном воздействии на население, в) о необходимости использования при исследовании концентрирования химических элементов на породах их фоновые содержания на исследуемой территории (а не кларки пород или региональные фоновые содержания), так как значения фоновых концентраций могут существенно варьировать в зависимости от минералогического состава пород, ландшафтно-геохимических и других факторов, а кларки пород представляют среднее из очень больших выборок.

7. Для оценки геохимической опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных вод тяжелыми металлами, предложен подход, заключающийся в следующем: определение форм нахождения химических элементов в породах в вертикальном разрезе для каждой литологической разности в верхней части, в центре и в нижней части слоя; выяснение физико-химических процессов (растворение, десорбция, деструкция); выбор модели; определение параметров массо-и влагопереноса, моделирование влагопереноса и массопереноса (прогноз концентраций, поступающих на уровень грунтовых вод в заданные периоды времени, и в разрезе зоны аэрации); моделирование переноса загрязняющего вещества в водоносном горизонте (в исследуемой части площади).

8. Апробация основных положений оценки, прогноза и управления геохимическими опасностями и рисками проведена на конкретных объекта при решении следующих задач 1) оценка геохимической опасности территорий несанкционированных городских свалок (на примере несанкционированной свалки, приуроченной к бывшим полям фильтрации, в одном из микрорайонов Марьинского парка в г. Москве); 2) оценка опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных и поверхностных вод нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) (Лефортовский парк г. Москва); 3) исследование геохимической опасности горных пород как вторичного источника загрязнения в районе размещения отвала фосфогипса и пиритного огарка (Воскресенский промрайон); 4) прогноз риска загрязнения подземных вод подольско-мячковского водоносного горизонта в районе Люблинских полей фильтрации (г. Москва); 4) научное обоснование управляющих решений по минимизации риска, связанного с загрязнением подземных вод, на участке размещения полигона твердых бытовых отходов (на примере полигона ТБО «Хметьево» Московская область).

9. Вероятностный прогноз риска загрязнения подольско-мячковского водоносного комплекса на территории бывших Люблинских полей фильтрации, выполненный с использованием условного стохастического моделирования литологических окон в перекрывающих водоносный горизонт келловей-оксфордских глинах, позволил установить высокие вероятности: а) формирования обширной области загрязнения от 8.3 до 11 км2 в водоносном горизонте (вероятность - 0.90-0.95) за 100-летний период существования такого масштабного источника загрязнения как Люблинские поля фильтрации и б) достижения загрязнением водозаборного участка на конец расчетного периода (вероятность - 0.75-0.85). С учетом ущерба оценена величина «денежного» риска. Сравнение результатов моделирования с использованием двух моделей: 1-е литологическими окнами в разделяющем слое и 2-с отсутствием литологических окон, позволило установить, что в первом случае концентрация загрязняющего вещества в подольско-мячковском водоносном горизонте значительно выше и область загрязнения больше, что свидетельствует о существенном влиянии литологических окон на загрязнение эксплуатируемого водоносного горизонта и необходимости учета данного фактора при прогнозных расчетах.

10. Неопределенности при прогнозе опасных геохимических ситуаций в подземных водах в значительной степени связаны с недостаточным знанием физико-химических процессов в системе вода-порода, а также значений миграционных параметров, в особенности параметров межфазовых взаимодействий, основным методом определения которых остается лабораторный. Результаты экспериментальных лабораторных исследований позволили развить: а) представления о возможности использования лабораторных опытов для моделирования формирования химического состава растворов при фильтрации через породы различного генезиса, установления межфазных физико-химических процессов, выяснения развития микробиологических процессов, которые обычно не принимаются во внимание и недооценка влияния которых на условия поступления компонентов в фильтрат приводит к ошибкам при определении параметров; б) подходы к выбору теоретической модели, описывающей миграционный процесс в образце, и определению параметров.

11. Усовершенствован методический подход к постановке, проведению и интерпретации результатов экспериментальных исследований сорбционных параметров в отложениях зоны аэрации. Экспериментальные исследования сорбции свинца, меди, никеля, ртути, цинка различными литологическими разностями отложений, обработка результатов экспериментальных исследований с использованием методических приемов [343] и расчет параметров сорбции с использованием программы 8огЬБп позволили расширить представления о формах изотерм сорбции тяжелых металлов. Выяснено, что в большинстве случаев уравнения изотерм имеют более сложный вид по сравнению с использующимися в программах расчета сорбции загрязняющих веществ в зоне аэрации и водоносных горизонтах уравнениями Генри, Ленгмюра и Фрейндлиха, что определяет необходимость включения в данные программы уравнений реальных изотерм.

12. Разработанный методологический системно-ситуационный подход к управлению геохимическим риском предполагает создание трех взаимодействующих подсистем управления: техногенными источниками, компонентами природной среды и объектами опасности, деятельность которых координируется единым центром. Оптимальными уровнями системы управления геохимическим риском являются объектный и муниципальный, так как на более высоких уровнях решение проблемы координации представляет значительную сложность. Обоснование и выбор управляющих решений осуществляется на основе прогноза геохимического риска при сценарном подходе к развитию событий. При использовании синергетического подхода к управлению риском, в основе которого лежит необходимость учитывать законы самоорганизации (антиэнтропийные процессы, идущие в открытой системе против равновесия), необходимо перейти от декларации намерений к выяснению закономерностей процессов самоорганизации и организации в конкретных сложных системах и разработать методологию управления риском с учетом тенденций саморазвития СПТС.

13. Разработаны методологические и методические подходы к районированию урбанизированных территорий по степени геохимической опасности различных компонентов природной среды. Подходы реализованы на примере построения карты геохимической опасности территории г. Москвы масштаба 1:50 ООО. На основе анализа данных по геохимическому состоянию природных сред, которое обусловливает социальный риск проживания на данной территории и экономический риск при ее хозяйственном использовании, выделены категории геохимической опасности (по сочетанию уровней загрязненности природных сред, защищенности подземных вод от загрязнения, агрессивности грунтовых вод) и проведено районирование территории по категориям опасности. Результаты районирования послужили основанием для разработки комплекса управляющих решений по минимизации рисков, связанных с опасным геохимическим состоянием природных сред.

14. Разработан методический подход к созданию системы мониторинга при управлении геохимическим риском на основе принципов целенаправленности, модельной ориентированности, системности, ситуационности, стадийности. Разработка программ мониторинга должна выполняться на основе анализа сценариев развития событий при наибольшей детальности проработки наиболее вероятного варианта. Обоснована важность контролирования не только параметров, которые позволяют установить соответствие состояния среды действующим нормативам, но и показателей, необходимых для уточнения условий формирования и изменения геохимического состояния среды, а также для отслеживания изменения сценариев развития ситуации.

15. Методология оценки и прогноза техноприродных рисков является сравнительно молодым научным направлением, интенсивно развиваемым в различных областях научных знаний, в связи с чем закономерен поиск новых и совершенствование разработанных путей решения проблемы анализа, прогноза и управления рисками как основы обеспечения безопасности населения.

К основным задачам при дальнейшем развитии теории геохимического риска относятся:

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Галицкая, Ирина Васильевна, Москва

1. Абалкина И.Л., Демин В.Ф., Иванов С.И., Новиков С.М., Порфирьев Б.Н. Экономические параметры оценки риска для расчета ущерба, обусловленного воздействием на здоровье населения разных факторов вреда // Проблемы анализа риска. 2005. №2. С. 132- 138.

2. Абдрахманов Р.Ф. Геохимия экотоксикантов в подземных водах урбанизированных территорий//Геохимия. 1997. №6. С. 630-636.

3. Азанов С.Н., Вангородский С.Н., Корнейчук Ю.Ю., Костров A.B., Мухин И.И. Ещё раз о риске // Проблемы безопасности при ЧС. 1999. №7. С.32-51.

4. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск. Анализ и оценка: Учебное пособие для вузов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 188 с.

5. Антипов М.А., Галицкая И.В., Позднякова И.А., Томе Л.С. Исследование влияния пород зоны аэрации на загрязнение подземных вод при градостроительном освоении территорий // Геоэкология. 2009. № 1. С. 1-18.

6. Арбузов А.И., Галицкая И.В. К методике построения карт опасности и риска загрязнения подземных вод // Геоэкология. 1997. №3. С. 111-116.

7. Арутюнов В.В. Базы знаний и экспертные системы в геологии //

8. Информатизация отрасли геологии и разведки недр и система научно-технической информации: Обз. инф. М.: ВИЭМС, 1990. С. 32-48.

9. И. Бахирева JI.B. Геологический и геохимический риск как критерий геоэкологического нормирования территорий // История взаимодействия общества и природы: факты и концепции : тез. докл. М., 1990. Ч. 1. С. 98-102.

10. Бахирева JI.B., Кофф Г.Л., Мамонтова С.А., Яранцева Е.Е. Оценка геологического и геохимического риска в схемах охраны геологической среды культурно-исторических зон (на примере Московского региона) // Инженерная геология. 1989. № 6. С. 36-47.

11. Башкин В.Н. Управление экологическим риском. М.: Научный мир, 2005. 368 с.

12. Белоусова А.П. Оценка рисков загрязнения подземных вод как одной из характеристик устойчивости их качества // Вод. ресурсы. 2006. Т. 33. № 2. С. 239-252.

13. Белоусова А.П. Оценка опасности и риска загрязнения подземных вод // Геоэкология. 2006. № 2. С. 115-123.

14. Белоусова А.П. Методология оценки риска загрязнения подземных вод // Оценка и управление природными рисками // Материалы Всеросс. конф. «Риск-2003, М., 2003. С. 124-128.

15. Болгов М.В., Дзекцер Е.С. Методика вероятностной оценки опасности развития процесса подтопления // Анализ и оценка природного и техногенного риска в строительстве. Минстрой России. М.: ПНИИИС, 1995. С.84-85.

16. Болгов М.В., Дзекцер Е.С. Стохастическая неопределенность прогнозов подтопления застраиваемых территорий на побережьях внутренних морей //Анализ и оценка природных рисков в строительстве. Материалы международной конференции. М.: ПНИИИС, 1997. С. 17-19.

17. Болгов М.В., Дзекцер Е.С. О вероятностно-детерминистических моделях в гидрогеологических прогнозах на застраиваемых территориях // Водные ресурсы. 1992. №1. С.16 -20.

18. Болгов М.В., Дзекцер Е.С. Стохастические закономерности подтопления застраиваемых территорий грунтовыми водами // Геоэкология. 1995. № 4. С. 104-117. .

19. Болгов М.В., Дзекцер Е.С., Перцовский В.В. Стохастическая модель результирующего инфильтрациониого питания грунтовых вод // Метеорология и гидрология. 1994. № 6. С. 111-116.

20. Большаков А. М., Крутько В. Н., Пуцилло Е. В. Оценка и управление рисками влияния окружающей среды на здоровье населения. Москва, Эдиториал УРСС, 1999. 256 с.

21. Бондарев В.А., Павлов А.Н. Опыт построения терминологического регламента при решении задач экологической безопасности // Региональная экология. 2005. №3-4 (25). С. 200-205.

22. Бугаец А.Н., Вострокнутов Е.П., Вострокнутова А.И. Применение экспертных систем в геологическом прогнозировании // Математические методы и автоматизированные системы в геологии: Обз. инф. М.: ВИЭМС, 1986. 59 с.

23. Буренков Э.К., Гинзбург Л.Н., Грибанова Н.К. и др. Комплексная эколого-геохимическая оценка техногенного загрязнения окружающей природной среды. М.: Прима-Пресс, 1997. 81 с.

24. Буренков Э.К., Борисенко И.Л., Москаленко H.H., Янин Е.П. Экологическая геохимия городских агломераций // Геоэкол. исслед. и охрана недр. Обзор. ВИЭМС, МГП «Геоинформмарк», М., 1991. 79 с.

25. Буренков Э.К., Гинзбург Л.Н., Зангиева Т.Д. Экология крупных городов: проблемы и решения // Прикладная геохимия. Выпуск 2. Экологическая геохимия. Гл. ред. Э.К. Буренков. Сб. статей. М.: ИМГРЭ, 2001. С. 339-353.

26. Буянова М.Э. Управление рисками в системе экологической безопасности региона. Автореферат на соискание уч. ст. канд. экон. наук по спец. 08.00.04. Волгоград. 1999.

27. Бык Ф.Л., Китушин В.Г. Понятийные аспекты новой парадигмы управления // Менеджмент в России и за рубежом. 2007. №5.

28. Быков A.A., Мурзин Н.В. Проблемы анализа безопасности человека, общества и природы. СПб.: Наука, 1997. 247 с.

29. Быков A.A. Проблемы анализа риска // "Проблемы анализа риска" Российское научное общество анализа риска. 2005.

30. Васильев C.B. Воздействие нефтегазодобывающей промышленности налесные и болотные экосистемы Среднего Приобья // РАН. СО. Ин-т почвоведения и агрохимии. Ред. Гаджиев И.М. Новосибирск: Наука, 1998. 136 с.

31. Васильева Е.А., Виниченко В.Н, Гусева Т.В. и др. Как организовать общественный экологический мониторинг. Под ред. М.В. Хотулевой. М.: СоЭС Методический центр "Эколайн", 1998. www.cci.glasnet.ru\mc\books\monitor

32. Веселов A.B., Ихер Т.П. Компьютерная эколого-медико-демографическая экспертно-геоинформационная система интеллектуальное ядро экологического мониторинга // Новые идеи в науках о Земле: Тез. докл. III Междунар. конф. Т. 4. М., 1997. С. 19.

33. Витвицкая И.В., Гурский Ю.Н., Левшенко Т.В. Катионный обмен в системе осадок-иловая вода при диагенезе донных отложений северо-восточной части Черного моря // Литология и полезные ископаемые. 1977. №3. С.29-37.

34. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Малинецкий Г.Г. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. М.: Наука, 2000. 432 с.

35. Воробьев Ю.Л., Малинецкий. Г.Г., Махутов. H.A. Управление рисками и устойчивое развитие. Человеческое измерение// Общественные науки и современность. 2000. №4. С. 150-162.

36. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод. Утв. Госкомгидрометом СССР 22.09.1986 г. №250.1163. М.: 1986. 5 с.

37. Всеволожская М.А., Рошаль A.A., Галицкая И.В., Иванова Н.В. Гидрогеохимия перетекания в естественных и нарушенных условиях // Вестник МГУ, сер. Геология. 1982. № 2. С.49-64.

38. Гаврилова Т.А., Червинская K.P. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и связь, 1992. 199 с.

39. Галицкая И.В. Формирование химического состава межпластовых вод верхней гидродинамической зоны в условиях питания через перекрывающие слабопроницаемые породы // Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. к.г.-м.н. М.,1982.

40. Галицкая И.В. Экспериментальное определение параметров массообменапри фильтрации растворов через засоленные грунты зоны аэрации // Тезисыдокладов на I Всесоюзном съезде инженер-геологов, гидрогеологов игеокриологов, Киев, «Наукова Думка», 1989, С.5.

41. Галицкая И.В. Дзекцер Е.С., Чесалов С.М., Юганова Т.И. Методология оперативной оценки экстремальной геоэкологической ситуации на базе экспертных систем. Проблема и постановка задачи // Геоэкология. 1998. № 4. С. 102-111.

42. Галицкая И.В., Дзекцер Е.С., Юганова Т.И. Методология оперативной оценки экстремальной геоэкологической ситуации на базе экспертных систем. Сценарий деятельности экспертной группы // Геоэкология. 1999. № 2. С. 172179.

43. Галицкая И.В., Позднякова И.А. Оценка особенностей миграции загрязняющих веществ на участке размещения полигона ТБО // Современные проблемы гидрогеологии и гидрогеомеханики. Сборник докладов конференции. С.-П. 28 февраля 2 марта 2002 г. С. 54-64.

44. Галицкая И.В., Путилина B.C., Юганова Т.И. Роль органического вещества в миграции тяжелых металлов на участках складирования твердых бытовых отходов // Геоэкология. 2005. №5. С.411-422.

45. Галицкая И.В. Экологические проблемы обращения и утилизации бытовых и промышленных отходов // Геоэкология. 2005. №2. С. 144-147.

46. Галицкая И.В. Оценка и картирование геохимических опасностей территории г. Москвы //У никальные и специальные технологии в строительстве. 2006. №1. С.40-46.

47. Галицкая И.В., Путилина B.C., Юганова Т.И. Формирование зональности окислительно-восстановительных состояний в водоносных горизонтах под влиянием полигонов и свалок ТБО // Геоэкология. 2008. №5. С. 401-410.

48. Геохимия полициклических ароматических углеводородов в горных породах и почвах. Под ред. А.Н.Геннадиева и Ю.И.Пиковского М.:Изд-во МГУ, 1996.192 с.

49. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. Методические указания МУ 2.1.7.730-99. М.: Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 1999. 38 с.

50. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры устойчивости и флуктуаций. М.: Мир. 1973. 280 с.

51. Головин A.A., Морозова И.А., Гуляева Н.Г., Трефилова Н.Я. Оценка ущерба окружающей среде от загрязнения токсичными металлами. Под. ред. Э.К.Буренкова, М.В.Кочеткова, В.И. Морозова., ИМГРЭ, 2000. 134 с.

52. Головин A.A., Самаев С.Б.и Соколов JI.C. Современные подходы к методике эколого-геохимических исследований урбанизированных территорий. // Разв. и охр. недр. 2004. №3. С.67.

53. Голодковская Г.А., Елисеев Ю.Б. Геологическая среда промышленных районов. М.: Недра, 1989. 220 с.

54. Г-2 Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М., Недра. 1984.

55. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. Л-д.: Гидрометеоиздат, 1987. 248 с.

56. Гольдберг В. М., Зверев В. П., Арбузов А. И., Казеннов С. М., Ковалевский Ю. В., Путилина В. С. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М.: Наука. 2001. 150 с.

57. ГОСТ Р 22.0.02-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий.

58. ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» (утверждены Гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации 27 апреля 2003 г.)

59. ГОСТ 25100-95 Межгосударственный стандарт "Грунты. Классификация" (введен в действие постановлением Минстроя РФ от 20 февраля 1996 г. № 1810)

60. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятности. М: Наука, 1988. 451 стр.

61. ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водонабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора»

62. Грим Р.Е. Минералогия глин. М.: Иностр. литература, 1959. 452 с.

63. Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка. М.: Гос. Изд-во иностр. и нац. словарей, 1955.

64. Дашко Р.Э., Норова Л.П. Историко-экологический анализ преобразования основных компонентов подземного пространства комплекса зданий Нового Эрмитажа // Реконструкция городов и геотехническое строительство. 2001. №4. С.72-86.

65. Дернер Д. Логика неудач. Стратегическое мышление в сложных ситуациях. Учебное пособие для дополнительного образования. Изд-во «Смысл», 1997. 243 с.

66. Дзекцер Е.С., Миронов Ю.Е. Вероятностно-детерминистический подход к гидрогеологическому прогнозированию // В кн: "Научные основы гидрогеологических прогнозов режима подземных вод в естественных и нарушенных условиях". Минск, 1985.

67. Дзецер Е.С. Закономерности формирования подтопления застраиваемых территорий, принципы прогнозирования и инженерной защиты // Дисс. на соискание уч.ст. д.т.н. в форме научного доклада. М., 1987.

68. Дзекцер Е.С. Геологическая опасность и риск (методологические исследования) // Геоэкология. 1992. № 6. С.3-10.

69. Дзекцер Е.С. Мониторинг подземных вод урбанизированных территорий // Водные ресурсы. 1993. т.20. № 5. С.615-620.

70. Дзекцер Е.С. Методологические аспекты проблемы геологической опасности и риска // Геоэкология. 1994. №3. С. 3-10.

71. Дзекцер Е.С. Оценка вероятности возникновения ущерба от подтопления застроенных территорий грунтовыми водами // Анализ и оценка природного и техногенного риска в строительстве. Минстрой России. М.: ПНИИИС, 1995. С. 83-84.

72. Дзекцер Е.С., Ишназарова Р.Н. Оценка опасности и риска развития процесса подтопления застроенной территории // Анализ и оценка природного итехногенного риска в строительстве. Минстрой России. М.: ПНИИИС, 1995. С. 85-86.

73. Дзекцер Е.С. Геологический риск и неопределенности при принятии управляющих решений в городе // Анализ и оценка природных рисков в строительстве. Материалы международной конференции. М.: ПНИИИС, 1997. С. 80-82.

74. Дзекцер Е.С. Опыт синергетики как способ преодоления геологической неопределенности (на примере процесса подтопления) // Сб. «Анализ и оценка природных рисков». Матер, межд. конф. М.: ПНИИИС, 1999. С. 53-55.

75. Дзекцер Е.С. Функция уязвимости объекта как основа прогноза чрезвычайных ситуаций // Сб. «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». II научно-техническая конференция. Доклады и выступления. М.: Едитория УРСС, 2003. С. 117-122.

76. Дзекцер Е.С. Ситуационный мониторинг в системе техноприродной безопасности застроенной территории // Сб. «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций»: III Научно-практическая конференция. М.: Едитория УРСС. 2004. С. 70-74.

77. Дзекцер Е.С., Пырченко В.А. Технология обеспечения устойчивого развития урбанизированных территорий в условиях воздействия природных опасностей. М.: ЗАО «ДАР/ВОДГЕО», 2005. 166 с.

78. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Зенин A.A. Метод комплексной оценки загрязнения воды // Оценка и классификация качества поверхностных вод для водопользования. Харьков, 1979. С. 126-128.

79. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Родзиллер И.Д. Способ обобщения показателей для оценки качества поверхностных вод // Гидрохим. материалы. 1980. Т. 77. С. 88-96.

80. Ефремов И.В. Моделирование почвенно-растительных систем. ЛКИ, 2008.

81. Залиханов М.Ч. Устойчивое развитие России, перспективы и угрозы // Шестая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление рисками чрезвычайных ситуаций». Москва, 20-21 марта 2001 г. М.: КРУК, 2002. С. 22-26.

82. Захарова Ю.В. Основные подходы к оценке риска загрязнения некоторых компонентов окружающей среды // Обзор, информ. ВИНИТИ. Сер. Эколог, экспертиза. 2003. № 1. С. 18-29.

83. Зекцер И С. Подземные воды источник водоснабжения // Вестник РАН. 2000. Т.70, №12. С.1069-1073.

84. Зекцер И.С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир, 2002, 338 с.

85. Зекцер И. С., Каримова О. А., Бужуоли Ж., Буччи М. Региональная оценка уязвимости пресных подземных вод: методологические аспекты и практическое применение // Водные ресурсы. М.: Наука/Интерпериодика, 1972. 2004. Т. 31. № 6. С. 645-650.

86. Зубков В.И. Риск как предмет социологического анализа // СОЦИС, 1999. № 4.С. 3-9.

87. Израэль Ю.А. Философия мониторинга//Метеорология и гидрология. 1990. №6. С. 5-10.

88. Исаева С.Д. Методология обоснования мелиорации с учетом экологической устойчивости геосистем // Автореферат дисс. на соиск. уч. ут. доктора техн. наук, М.:2004.

89. Каздым A.A. Техногенные отложения Москвы литология, геохимия, микростроение // Экологические системы и приборы. №8, 2005. С.17-21.

90. Каздым A.A. Техногенные отложения древних и современных урбанизированных территорий. М., Наука, 2006. 158 с.

91. Кейлис-Борок В.И., Кронрод T.JL, Молчан Г.М. Расчет сейсмического риска // Сейсмическое районирование территории СССР. М.: Наука, 1980. С. 62-82.

92. Кейлис-Борок В.И., Кронрод Т.Д., Молчан Г.М. Сейсмический риск для крупнейших городов мира: предварительная оценка // Математические модели строения Земли и прогноза землетрясений. М.: Наука, 1982. С. 82-98.

93. Киселев A.B., Фридман К.Б. Оценка риска здоровью. Подходы киспользованию в медико-экологических исследованиях и практике управления качеством окружающей среды, СПб.: АО «Дейта»., 1997, 230 с.

94. Князева E.H., Курдюмов С.П. Антропный принцип в синергетике // Вопросы философии. 1997. №3. С. 62-79.

95. Костров A.B., Ткачева A.A. Защита территорий и населения: семантический анализ, синтез и формализация ключевых терминов // Проблема безопасности при ЧС. 2000. вып.6. С. 24-47.

96. Кофф Г.Л., Петренко С.И., Лихачева Э.Л., Котлов В.Ф. Очерки по геоэкологии и инженерной геологии Московского столичного региона. Под ред. Н.А.Богданова и А.И.Шеко. М.: РЭФИА, 1997. 185 с.

97. Кофф Г.Л., Рюмина Е.В. Сейсмический риск (виды, оценки, управление). М.: ПОЛТЕКС, 2003. 108 с.

98. Кочнева М.Н. Формирование техногенных ореолов загрязнения подземных вод (на примере участков шламохранилищ соликамско-Березниковского соледобывающего района)//Автореферат на соиск. уч.степени канд.геол.-мин.наук., Л., 1987.

99. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. 677с.

100. Крайнов С.Р., Швец В.М. Основы геохимии подземных вод. М.: Недра, 1980. 286 с.

101. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М.: Недра, 1987. 237 с.

102. Крайнов С.Р., Закутан В.П. Геохимико-экологическое состояние подземных вод // Геохимия. 1994. №3. С. 312-329.

103. Крайнов С.Р., Матвеева Л.И., Закутан В.П. Геохимические типы аммонийсодержащих подемных вод // Геохимия. 1995. № 4. С. 553-575.

104. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Утверждено Приказом Минприроды РФ от 30 ноября 1992 г. (Опубликовано в газете "Зеленый мир". 1994. №11.51 е.).

105. Кржиж Л., Пашковский И.С. ГИС-инструмент прогнозирования экологического ущерба// Oil&Gas Journal Russia. 2008. С. 78-81.

106. Кудельский A.B., Лебедева Л. Д. Экотоксикологическое состояние территории свалок ТБО и ТПО городов Минска и Витебска // Природопользование и охрана окружающей среды. Минск, 2000. С. 27 28.

107. Кудельский A.B., Лебедева Л.Д., Ковальчик Н.В., Капора М.С., Хомич B.C. Оценка воздействия полигонов ТБО и ТПО городов Минска и Витебска на окружающую среду // Природопользование и охрана окружающей среды. Минск, 2000. С. 26.

108. Кудельский A.B., Поткин В.И., Лебедева Л.Д., Волкова Н.П. Вещественный состав и экотоксикологическая опасность свалок городских отходов // Доклады HAH Беларуси. 2001, т. 45. № 6. С. 90-96.

109. Кузьмин И.И., Махутов H.A., Меньшиков В.Ф. Принципы управления риском в социально-экономической системе // Анализ и оценка природного и техногенного риска в строительстве. Минстрой России. М.: ПНИИИС, 1995. С. 25-36.

110. Кузьмин И.И., Махутов H.A., Хетагуров C.B. Безопасность и риск: эколого-экономические аспекты. СПб: СПбГУЭФ, 1997. 164 с.

111. Кузьмин А.П., Левашов С.П. Опасность: понятие, системные свойства, структура // Безопасность жизнедеятельности. 2004. №9. С. 2-6.

112. Кузьмин В.В. Обоснование безопасного состояния подземных вод на основе оценки риска. Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. доктора техн. наук, М., 2006.

113. Кузьмин С.Б. Геоэкологический анализ рельефа: опасные морфогенетические процессы и риск // Ин-т географии. Новосибирск.: СО РАН, 2004. 13 л.

114. Куранов П.Н., Расторгуев A.B. Использование вероятностного моделирования при расчетах миграции углеводородных загрязнений от техногенных источников // Сб. трудов «Проблемы инженерной геоэкологии»,2002. вып.2. С. 27-32.

115. Курбатова A.C., Мягков С.М., Шныпарков A.JI. Природный риск для городов России. М.: НИиПИ экологии города, 1997. 240 с.

116. Курдюмов С.П. Самоорганизация сложных систем // Экология и жизнь. 2000. №5. С. 42-45.

117. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Синергетика теория самоорганизации. Идеи, методы, перспективы., М., Наука., 1983. 64 с.

118. Куценко С.А. Основы токсикологии. Санкт-Петербург, 2002.

119. Ларичев О.П., Мошкович Е.М. Качественные методы принятия решений. Вербальный анализ решений. М.: Наука, 1996. 208 с.

120. Лехов A.B., Рыбникова Л.С. Моделирование массопереноса в карбонатном водоносном горизонте // Водные ресурсы. 1986. № 1. С. 55-64.

121. Лехов A.B., Петров А.Л. Методы определения геомиграционных параметров с использованием ЭВМ (система программ "Masstran"). ВИЭМС. 1989.

122. Лехов А. В., Соколов В. Н. Проблемы миграции продуктов разложения осадка сточных вод // Геоэкология. 2002. № 1. С. 53-62.

123. Лехов A.B., Вишняк А.И. Модель окисления дисперсного пирита песчано-глинистых отложений при водопонижении // Геоэкология. 2005. №6. С. 505516.

124. Литвак Б.Г. Экспертные технологии в управлении. М.: «Дело», 2004. С. 6768.

125. Лукнер Л., Шестаков В.М. Моделирование миграции подземных вод. М.: Недра, 1986. 208 с.

126. Луман Н. Понятие риска // THESIS, 1994. Вып. 5. С. 135-160.

127. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Сослагательное наклонение// Знание-сила. 1995. №9. С. 58-66.

128. Малинецкий Г.Г. Синергетика. Король умер. Да здравствует король! // В кн.: Синергетика. (Труды семинара. Вып.1.). М.: МГУ, 1998. С. 52-80.

129. Мазаев В.Т., Шлепнина Т.Г., Мандрыкин В.И. Контроль качества питьевой воды. М.: Колос, 1999, 168 с.

130. Майорова О.А «Геохимический подход к оценке экологического риска». Автореферат диссертационной работы представленной на соискание ученойстепени кандидата геолого-минералогических наук по специальности 25.00.36 геоэкология». М., 2002.

131. Майорова O.A., Гинзбург JI.H., Москаленко H.H. Геохимический подход к оценке экологического риска (на примере Юго-Восточного округа г. Москвы) // Прикладная геохимия. Выпуск 6. Экологическая геохимия Москвы и Подмосковья. М.: ИМГРЭ, 2004. С. 25-30.

132. Маршалл В.К. Основные опасности химических производств. 1989. 673 с.

133. Медведева O.E. Оценка экологического ущерба // Материалы конгресса «10 лет оценочной деятельности в России. Итоги и перспективы Центр Международной Торговли. 4-5 июня 2003 г.

134. Менчинская О.В. Эколого-геохимические аспекты техногенного загрязнения металлургических центров (на примере Владикавказа). Автореферат диссертации, представленной на соискание уч. ст. к. г.-м. н. М., 2004.

135. Методика исчисления размера ущерба от загрязнения подземных вод. ГК РФ по охране окружающей среды. М., 1998.

136. Методика исчисления размеров ущерба, вызываемого захламлением, загрязнением и деградацией земель на территории г. Москвы. Приложение к распоряжению Мэра г. Москвы от 27.06.99 г. № 801 РМ.

137. Методические рекомендации по контролю загрязнения почв и грунтов при проектировании и строительстве подземных сооружений и коммуникаций в г. Москве. Департамент природопользования и охраны окружающей среды, М., 2001.

138. Методические и нормативно-аналитические основы экологического аудирования в Российской Федерации // М.: Эльзевир, 2000. 640 с.

139. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения. Под ред. И. К. Гавич. М.: Недра, 1985. С. 125.

140. Мироненко В.А., Румынии В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах (опыт гидрогеологических исследований). JL: Недра, 1980. С.142-168.

141. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Монография в 3-х томах. Том 2. Опытно-миграционные исследования. М.: Моск.гос.горн.ун-т,1994. С.34-40.

142. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Монография в 3-х томах. Том 3 (книга 1). Прикладные исследования. М.: Моск.гос.горн.ун-т, 1999. С.285-311.

143. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Монография в 3-х томах. Том 3 (книга 2). Прикладные исследования.- М.: МГГУ, 1998. 504 с.

144. Монисов A.A. Об основных положениях методологии оценки риска // Центр «Окружающая среда-риск-здоровье» http://erh.ru/dok/metod01.php

145. Москаленко H.H., Гинзбург JI.H. Городские агломерации: проблема геохимического фона // В сб. «Проблемы управления качеством городской среды». М.: «Прима-Пресс», 2001.

146. Москва: геология и город // Гл. ред.В .И.Осипов, О.П.Медведев. М.: АО "Московские учебники и картолитография", 1997. 400 с.

147. Моисеев H.H. План действий. «Неустойчивые Нидерланды». М.:Экопресс -3. М., 1995. 65 с.

148. Муравых А.И., Синергетический подход к управлению экологической безопасностью // Право и безопасность. 2004. № 3 (12).

149. Морозова И.А., Москаленко H.H. "Горячие точки" отечественного эколого-геохимического картирования и картографирования // Прикладная геохимия. Вып.2 "Экологическая геохимия". М.: ИМГРЭ, 2001. С. 99-111.

150. Невечеря И.К., Воронин В.Д., Зеегофер Ю.О., Вакар И.Г. Оценка источников формирования железа в водах Московской области.// Современные проблемы гидрогеологии и гидрогеомеханики. СПб., 2002. С. 341-353.

151. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир. 1979. 512 с.

152. Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Филатов H.H. и др. Критерии оценки риска для здоровья населения приоритетных химических веществ, загрязняющих окружающую среду: Методические рекомендации / НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н.

153. Сысина РАМН, ММА им. И.М. Сеченова, Центр Госсанэпиднадзора в г. Москве. М., 2001.

154. Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Скворцова Н.С., Шашина Т.А. Современные проблемы оценки рисков и ущербов здоровью от воздействия факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2007. №5.

155. Овчинникова И.Н. Экологический риск и загрязнение почв // М:, Альтекс, 2003. 363 с.

156. Овчинникова И.Н., Васильевская Е.Д. Экологический риск // География и природные ресурсы. 2003. №1.

157. Овчинникова И.Н. Интегральная оценка риска загрязнения почв // Автореферат дисс. на соиск. уч степени докт.геогр.наук, 2004.

158. Огородникова E.H., Николаева С.К. Техногенные грунты. Уч. Пособие. М.: МГУ, 2004. 250 с.

159. Огняник Н.С., Рудаков В.К., Рыбин В.Ф., Ситников А.Б. и др. Охрана подземных вод в условиях техногенеза. Киев.: Вища шк. Головное изд-во, 1985, 221 с.

160. Опасные экзогенные процессы. Под ред. В.И.Осипова. М.: ГЕОС, 1999. 290 с.

161. Осипов В.И. Оценка и управление природными рисками // Шестая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление рисками чрезвычайных ситуаций». Москва, 20-21 марта 2001 г. М.: КРУК, 2002. С. 3435.

162. Осипов В.И. Управление природными рисками // Вестник Российской академии наук. 2002. Т.72. №8. С. 678-687.

163. Осипов В.И., Кутепов В.М., Галицкая И.В., Дегтярев Б.М. Установление режимов регулирования застройки в условиях геологического и геохимического рисков // Москва: геология и город. М.: АО "Московские учебники и Картолитография", 1997. С. 382- 395.

164. Оценка и управление природными рисками // Материалы Всероссийской конференции «РИСК-2003». М: Российский ун-т дружбы народов. 2003. Т.1. 416 с.

165. Оценка и управление природными рисками. Тематический том. Под ред. А.Л. Рагозина. М.: «КРУК», 2003, 320 с.

166. Оценка и управление природными рисками // Материалы Всероссийской конференции «РИСК-2000». М: Анкил. 2000. 480 с.

167. Проблемы снижения природных опасностей и рисков // Материалы Международной научно-практической конференции «ГЕОРИСК-2009». Т.2. М.: РУДН, 2009.

168. Пантелеева Т.И. Формирование химического состава подземных вод Подмосковной промышленной зоны в связи с прогнозом изменения крупной урбанизированной территории // Проблемы биосферы. Бюлл. № 10. М., 1985. С. 93-100.

169. Пантелеева Т.И. Оценка возможного влияния складируемых отходов производства удобрений на изменение качества подземных вод // Межвуз. сб. тр. Гидрометеорол. ин-та. № 89. JL, 1985. С. 30-35.

170. Парабучев И.А. Мониторинг процессов взаимодействия гидротехнических сооружений с геологической средой //. Инженерная геология. 1992. С.3-16.

171. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: МГУ, 1993. 208 с.

172. Подход к моделированию окружающей среды с использованием экспертнойсистемы и нейронной сети: ГИС-приложения в системе RAISON // Геологическое изучение недр: Экспресс-информация. М.: АОЗТ "Геоинформмарк", 1996. Вып. 12. С. 13-16.

173. Поздняков С. П. Стохастическое моделирование гидрогеодинамических процессов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени докт. геол.-мин. наук, М., 1996.

174. Полосков И.Е. Компьютерное моделирование динамики загрязнения бассейн реки с учетом запаздывания и случайных факторов // Вычислительные технологии. 2005. Том.10. №1. С. 103-115.

175. Порфирьев Б.И. Риск как научная и правовая категория // Вопросы анализа риска. 1999. 2-4. С. 2-8.

176. Порфирьев Б.П. Экологическая экспертиза и риск технологий. М.: ВИНИТИ, 1990.

177. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. Сост. Яковлев A.C., Кузнецов В.П. и др. М.: Минприрода РФ; Роскомзем, 1993.

178. Пособие по оценке опасности, связанной с возможными авариями при производстве, хранении, использовании и транспортировке больших количеств пожароопасных, взрывоопасных и токсичных веществ. М.: Минприроды России, 1992.

179. Пригожин И; От существующего к возникающему. М.: Наука. 1985. 328 с.

180. Природные опасности и общество. Тематический том. Под ред.

181. В.А.Владимирова, Ю.Л.Воробьева, В.И.Осипова. М.: Изд. фирма «КРУК», 2002. 248 с.

182. Природные опасности и общество. Том 3. Экзогенные геологические опасности. Под ред. Кутепова В.М., Шеко А.И. М.: «КРУК», 2002 .348 с.

183. Прогноз качества подземных вод в связи с их охраной от загрязнения // Ф.И.Тютюнова, И.Я.Пантелеев и др. М.: Наука, 1978.

184. Прозоров Л.Л., Экзарьян В.Н. Введение в геоэкологию. М.: Пробел, 2000. 208 с.

185. Пузанов Ю.В. Ещё и ещё о риске // Проблемы безопасности при ЧС. 1999. №7. С. 220-221.

186. Путилина B.C., Галицкая И.В., Юганова Т.И. Влияние органического вещества на миграцию тяжелых металлов на участках складирования твердых бытовых отходов // Аналит. обзор. Новосибирск.: ГПНТБ СО РАН;. Сер. Экология. 2005. Вып. 76. 100 с.

187. Рагозин А.Л. Современное состояние и перспективы оценки и управления природными рисками в строительстве // Анализ и оценка природного и техногенного риска в строительстве. Минстрой России. М.: ПНИИС, 1995. С. 925.

188. Рагозин А.Л. Современные методы и проблемы количественной оценки и управления природными рисками // Оценка и управление природными рисками. Материалы Всероссийской конференции «РИСК-2003». М.: Российский университет дружбы народов, 2003. С. 350-355.

189. Рагозин А.Л., Еремина О.Н. Критерии и возможные подходы к оценке экологического риска // Сергеевские чтения. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и геоэкологии. М: ГЕОС. 2001. В.3. С. 137-141.

190. Рагозин А.Л. Теория и практика оценки риска. Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук.1. М., 1997. С. 32.

191. Рагозин А.Л. Введение в синергетику опасных природных процессов // Анализ и оценка природных рисков в строительстве. Матер, междунар.конф. М.: ПНИИИС, 1997. С.50-52.

192. Рагозин А.Л. Общие положения оценки и управления природным риском // Геоэкология. 1999. №5. С. 417-429.

193. Рагозин А.Л. Оценка и управление природными рисками: итоги XX в. // Геоэкология. 2001. №2. С. 183-187.

194. Рагозин А.Л. Общие закономерности формирования и количественная оценка природных рисков на территории России // Вопросы анализа риска. 1999. Т.1.№ 2-4. С. 28-47.

195. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б. Современный экономический словарь. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ИНФРА-М, 2003. 480 с.

196. Рахманин Ю.А., Румянцев Г.И., Новиков С.М. Методологические проблемы диагностики и профилактики заболеваний, связанных с воздействием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2001. № 5. С. 3 7.

197. Рахманин КХА.Экология человека: современные проблемы и пути их решения // "Устойчивое развитие. Наука и Практика", №3/2003 Специальный выпуск "V Общенациональный экологический форум России", Дубна, 11-12 июля 2003 г. С. 117-126.

198. РацМ.В. Политика развития. М.: Кастель. 1995. 192 с.

199. Ревич Б.А., Сает Ю.Е. Состояние здоровья детского населения промышленных городов с различной территориальной геохимической структурой // Вестник АМН ССР. 1989. №8. С. 14-18.

200. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения: Введение в экологическую эпидемиологию. М.: МНЭПУ, 2001.

201. Ревич Б.А., Сидоренко В.Н. Методика оценки экономического ущерба здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха. Пособие по региональной экологической политике. М.: Акрополь, ЦЭПР, 2006.

202. Ревич Б.А., Сидоренко В.Н. Экономические последствия воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье населения. Пособие по региональной экологической политике. Ответственные редакторы В.М.

203. Захаров, С.Н. Бобылев. М.: Акрополь, ЦЭПР, 2007, 56 с.

204. Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы. Под ред. д.г.-м.н. А.Л.Рагозина. Москомархитектура. ГУ ГО ЧС г. Москва. М.: ГУПНИАЦ. 2002.

205. Рельеф среды жизни человека (экологическая геоморфология). Отв. Ред. Э.А.Лихачева, Д.А.Тимофеев. М.: Медиа-ПРЕСС, 2002, 640 с.

206. Решение задач охраны подземных вод на численных моделях // Под ред. В .А. Мироненко. М.: Недра, 1992. 238 с.

207. Розенкова Н.И., Филиппова Т.В., Янин Е.П. О формах нахождения тяжелых металлов в техногенном потоке рассеяния// Методы изучения техногенных геохимических аномалий. М.: ИМГРЭ, 1984.

208. Рошаль A.A. Методы определения миграционных параметров. (Гидрогеол. и инж. геология. Обзор ВНИИ экон. минер, сырья и геол.-развед. работ. ВИЭМС). М., 1980. 62 с.

209. Руденко А.П. Саморазвивающиеся каталитические системы // ДАН СССР. 1964. Т. 159. С. 1374-1377.

210. Руденко А.П. Самоорганизация и прогрессивная эволюция в природных процессах в аспекте концепции эволюционного катализа // Росс. Хим. журн. 1995. Т. 39. №2. С. 55-71.

211. Руденко А.П. Самоорганизация и синергетика// Синергетика. Тр. семинара. Вып. 3. М.: МГУ, 2000. С. 61-99.

212. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04 " (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 05.03.2004)

213. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб.: Политехника, 2000. 248 с.

214. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. Логико-методологический анализ. М.: Наука, 1974. 279 с.

215. Сает Ю.Е., Несвижская Н.И. Изучение форм нахождения элементов во вторичных потоках рассеяния. М.: ВИЭМС, 1974.

216. Сает Ю.Е., Ревич Б.А. Геохимические аспекты экологии человека в городе // Проблемы экологии человека. М. Наука, 1986. С. 33-42.

217. Самаев С.Б., Соколов Л.С., Воробьев С.А. Динамика формирования загрязнения почвенного покрова района Марьина Роща // Проблемы управления качеством окружающей среды. Сб. докл. IV международной конференции. М.: Прима-Пресс, 1999. С. 178-183.

218. Самаев С.Б. Оценка эколого-геохимического состояния зон с высокой антропогенной нагрузкой (Московский регион). Автореферат на соиск.уч.ст. канд.геол-мин.наук, М., 2004.

219. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», (Утверждены Главным государственным санитарным врачом РФ 26 сентября 2001 г. № 24).

220. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.117502 "Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников".

221. С-15 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества».

222. Санитарные правила «Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения. СП 2.1.5.1059-01», утвержденные Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 16 июля 2001 г.

223. Свод правил «Инженерно-экологические изыскания для строительства» (СП 11-102-97). Госстрой России, 1997.

224. Слепцов Б.Г. Некоторые вопросы «управления риском» в инженерно-геологической практике // Геоэкология. 1997. №3. С. 29-40.

225. Солодовников А. Ю. Устойчивость и экологический риск процедуре оценки воздействия нефтегазовых объектов на окружающую среду: теоретический аспект // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. №3. 2002.

226. Соложенцев Е.Д. Сценарное логико-вероятностное управление риском в бизнесе и технике. СПб.: Изд. дом «Бизнес-пресса», 2004, 415 с.

227. Снакин В.В. Экология и охрана природы. Словарь-справочник. Под ред. акад. А.Л.Яншина. М.: Academia, 2000, 384 с.

228. СНиП 2.03.11-85 Строительные нормы и правила «Защита строительныхконструкций от коррозии» (Дата введения 1986-01-01).

229. Соколов JI.C., Астрахан Е.Д. Техногенное загрязнение почв как индикатор экологической обстановки. // Руды и металлы. М: ЦНИГРИ, 1995. Вып. 4. С. 117-126.

230. Соловов А.П., Архипов А.Я., Бугров В.А. и др. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М.: Недра. 1990.

232. Требования к выполнению работ по оценке риска для здоровья населения, обусловленного воздействием химических факторов среды обитания // Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН. Издание официальное. Минздрав России Москва, 2003.

233. Тютюнова Ф.И. Физико-химические процессы в подземных водах. Взаимосвязь с антропогенными факторами. М.: «Наука», 1976. 126 с.

234. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. М.: Наука, 1987. 335 с.

235. Тютюнова Ф.И., Сафохина И.А., Швецов П.Ф. Техногенный регрессивный литогенез. М.: Наука, 1988. 239 с.

236. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989. 388 с.

237. Управление организацией: Энциклопедический словарь. М., 2001.

238. Управление риском в социально-экономических системах: концепция и методы ее реализации // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1996. Вып. 2.

239. Фалько В.В. К вопросу оценки экологического риска для человека в проектах строительства предприятий // "Вюник СумДУ". 2006. №12(96). С.171-180.

240. Филиппов JI.A., Филиппов M.JI. Оценка риска по методу Вексицкого // Алтайский государственный университет, 2000.

241. Фон Нейман Дж., Моргенштерн О. «Теория игр и экономическое поведение». 1970, 707 с.

242. Шварцев C.JT. Прогрессивно самоорганизующиеся абиогенные диссипативные структуры в геологической истории Земли // Литосфера. 2007. № 1.С. 65-89.

243. Шеко А.И., Круподеров B.C. Оценка опасности и риска экзогенных геологических процессов//Геоэкология. 1994. №3. С. 11-21.

244. Шестаков В.М. Принципы гидрогеодинамического мониторинга // Разведка и охрана недр. М.: Недра, 1988. С. 45-49.

245. Шестаков В.М Гидрогеодинамический мониторинг на участках береговых водозаборов. Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, Секция ГЕОЛОГИЯ, Подсекция: Гидрогеология. Апрель 2003 г.

246. Шестаков В. М., Брусиловский С. А. Методическое руководство по ведению мониторинга ресурсов подземных вод // МГУ, геол.ф-т, кафедра гидрогеологии. 1998.

247. Шестаков В.М. Физико-химическая гидрогеодинамика. 3. Экспериментальные определения геомиграционных параметров // Геологический факультет. Кафедра гидрогеологии, http://info.geol.msu.ru

248. Шибаева И.Н., Василевская В.Д. Экологический риск и загрязнение почв // География и природ.ресурсы. 2003. №1. С. 28-34.

249. Щедровицкий Г.П. Схема мыследеятельности системно-структурное строение, смысл и содержание // Системные исследования. Методологические проблемы. М.: Наука, 1987. С. 124-146.

250. Щербаков A.C. Самоорганизация материи в неживой природе. Философские аспекты синергетики. М.: МГУ. 1990. 111 с.

251. Щетников А.И. Геохимический риск: сущность, понятие, оценка // Экологический риск: анализ, оценка, прогноз. Материалы Всероссийской конференции. -Иркутск, 1998. С. 19-22.

252. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1993. С. 201.

253. Хаустов А. П. Устойчивость подземной гидросферы и основы экологического нормирования. М., 2007.

254. Хаустов А.П. Редина М.М. Производственный экологический мониторинг Учеб. пособие. М.: РУДН, 2008.

255. Хаустов А. П. Экологическое проектирование и риск-анализ // А.П. Хаустов, М.М. Редина, П.Ю. Силаева. М., 2008. 320 с.

256. Хачумов C.B. Технологические аспекты расчета экономического ущерба через категорию экологического риска. Экологические системы и приборы №5,2002 г. С.38-44.

257. Хованов Н.В. Математические модели риска и неопределенности. СПб.:Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1998. 202 с.

258. Человеческий фактор. В 6-ти томах. Т.4. Эргономическое проектирование деятельности и систем/ Ред.: Салвенди, Гред Москва: Мир, 2003.

259. Экзогенные геологические опасности. Тематический том.// Под. Ред. В.М.Кутепова, А.И.Шеко. М.: «КРУК», 2002. 348 с.

260. Экологическая безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы // Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. М.: МГФ «Знание», 1999. 704 с.

261. Экологическое картографирование Сибири // Воробьев В.В., Батуев А.Р., Белов А.В. и др. Новосибирск.: Наука. Сиб. отд., 1996.

262. Экспертные системы. Принципы работы и примеры // Под ред. Р. Форсайта. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. 224 с.

263. Экспертные системы в проектировании и управлении строительством. Под ред. А.А.Русакова. М.: Стройиздат, 1995. 296 с.

264. Энциклопедический словарь «Безопасность России». М., 1999.

265. Экзарьян В. Н. Геоэкология и охрана окружающей среды. М.: Экология, 1997. 786 с.

266. Ayala F.J. Introducción a los riesgos geológicos // In: Ayala FJ. (ed) Riesgos Geológicos, IGME, Serie Geologiá Ambiental: Madrid, Spain, 1987. P. 3-19.

267. Baccini P., Henseler G., Figi R., Belevi H. Water and element balances of municipal solid waste landfills // Waste Management and Research. 1987. V.5. № 4.1. P. 483-499.

268. Balci O., and Sargent R.G. A methodology for cost-risk analysis in the statistical validation of simulation models // Communication of the ACM. 1981. 24. №. 4. P. 190-197.

269. Barlaz M.A., Schaefer D.M., Ham R.K. Bacterial population development and chemical charateristics of refuse decomposition in a simulated sanitary landfill // Applied and Environmental Microbiology. 1989. V. 55. № 1. P.55-65.

270. Barry D.A., Prommer H., Miller C.T., Engesgaard P., Brun A., Zheng C. Modelling the fate of oxidisable organic contaminants in groundwater // Advances in Water Resources. 2002. V. 25. №8-12. P. 945-983.

271. Beven K.J. and Binley A.M. The future of distributed models: Model calibration and uncertainty prediction // Hydrological Processes. 1992. 6. P. 279-298.

272. Binley A., Beven K. Vadose zone flow model uncertainty as conditioned on geophysical data // Ground Water. Mar/Apr 2003. 41. 2. AGRICOLA. P. 119-123.

273. Birdie T. Develop a ground water numerical model // International Ground-Water Technology. 1995. P. 22-25.

274. Bonomo L., Caserini S., Pozzi C., Uguccioni D.A. Target cleanup levels at the site of a former manufactured gas plant in northern Italy: Deterministic versus probabilistic results // Environ. Sci. Technol. 2000. 34. P. 3843-3848.

275. Bozkurt S., Moreno L., Neretnieks I. Long-term processes in waste deposits // The Science of the Total Environment. 2000. V. 250. №1-3. P.101-121.

276. Chang S.S. Implementing probabilistic risk assessment in USEPA Superfiind program. // Hum. Ecol. Risk. Assess., 1999. 5. P.737-754.

277. Chiang W.H., Kinzelbach W. 3D-Groundwater Modeling with PMWIN. First Edition. Springer Berlin Heidelberg, New York. ISBN 3-540 67744-5,2001, 346 pp.

278. Clayton M., Troiano J., Spurlock F. Probabilistic Modeling for Risk Assessment of California Ground Water Contamination by Pesticides // American Geophysical

279. Union, Fall Meeting 2007, abstract #H54D-02.

280. Cohen J.T., Beck B.D., Bowers T.S., Bornschein R.L., Calabrese E.J. An arsenic exposure model: Probabilistic validation using empirical data // Hum. Ecol. Risk Assess. 1998.4. P. 341-377.

281. CDHS Drinking water source assessments for surface water sources. Interim guidance for staff. California Department of Health Services (CDHS). 2000.

282. Cullen A.C., Frey H.C. Probabilistic techniques in exposure assessment: a handbook for dealing with variability and uncertainty in models and inputs. Plenum Press, New York, 1999.

283. De Vivo B., Boni M., Costabile S. Normational anomalies versus mining pollution: geochemical risk maps of Sardinia, Italy // Journal of Geochemical Exploration. 1998. V. 64. № 1. P. 321-337.

284. Detay M., Poyei P. Design and implementation of a field expert system for village water supply programs // Bull. Internat. Assoc. Engin. Geol. 1990. №41. P.63.75.

285. Deutsch C.V., Journel A.G. GSLIB: Geostatistical Software Library and Users Guide // Oxford University Press, second edition, 1997, New York, 369 p.

286. Dictionary of Environmental Science. Ed. by Stevenson H.L. and Wyman B. The Facts on File, 1991.

287. Dor F, Empereur-Bissonnet P, Zmirou D, Nedellec V, Haguenoer J-M, Jongeneelen F, Person A, Dab W, Ferguson C Validation of Multimedia Models Assessing Exposure to PAHs The SOLEX Study // Risk Anal. 2003. 23. P. 10471057.

288. Ducci D. GIS Techniques for Mapping Groundwater Contamination // Risk Natural Hazards. 1999. 20. P. 279-294.

289. Ducci D., De Masia G., and Delli Priscolia G. Contamination risk of the Alburni Karst System (Southern Italy) //Engineering Geology. 2008. V. 99. Issues 3-4. P. 109-120.

290. Externalities of Energy "ExternE" Project, Vol. 2, Methodology. JOULE programme. DGXII, Science, Research and Development. Belgium: European Commission, 1995.

291. External Costs of Transport in ExternE. JOULE III Programme. Bickel B., Schmid S., Krewitt W. Friedrich R. IER (toim.), European Commission, 1997.

292. Feyen L., Beven K.J., De Smedt F.,Freer J. Stochastic capture zones delineated within the generalized likelihood uncertainty estimation methodology: conditioning on head observations // Water Resources Research. 2001. V. 37. №. 3. P.625-638.

293. Framework for Ecological Risk Assessment //Risk Assessment Forum, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC 20460. 1992.

294. Galitskaya I.V. Estimation of geochemical hazard on city territories for the maintenance of environmental safity // Proceedings of 32nd Intern. Geological Congress. Florence -Italy. August 20-28, 2004. P. 24.

295. Gelhar L.W. A quarter century of uncertainty in the aqueous underground //. In Eos, Transactions, American Geophysical Union. 2002. 83. №. 47.

296. Giles C.H., Smith D., Huitson A., A general treatment and classification of the soluble adsorption isotherm. I: Theoretical // J. Colloid Interface Sci. 1974. V. 7. P. 755-765.

297. Glasgow H.S., Fortney M.D., Lee J., Graettinger A.J. MODFLOW 2000 head uncertainty, a first-order second moment method // Ground Water. May/Jun 2003. V. 41. №3. P. 342-350.

298. Glossary of Geology, CD-ROM, American Geological Institute, 3rd Edition.

299. Gogolev, M.I. and others. 1-D Unsaturated zone groundwater flow and contaminant transport modeling using VLEACH, PESTAN, VS2DT and HELP). WHI UnSat Suite user's manual // WHI publication. 2002. 325 p.

300. Goodrum P.E., Diamond G.L., Hassett J.M., Johnson D.L. Monte Carlo modeling of childhood lead exposure: Development of a probabilistic methodology for use with the USEPAIEUBK model for lead in children // Hum. Ecol. Risk.Assess. 1996. 2. P. 681-708.

301. Griffin S., Goodrum P.E., Diamond G.L., Meylan W.L., Brattin W.J., Hassett J.M Application of a probabilistic risk assessment methodology to a lead smelter site // Hum. Ecol. Risk Assess. 1999. №5. P. 845-868.

302. Guidelines for Ecological Risk Assessment/ Risk Assessment Forum, Environmental Protection Agency, Washington, DC, 1998.

303. Hakel M.D. How often is often? // American Psychologist. 1968. №. 23. P. 533534.

304. Haken H. Synergetic. An Introduction. Springer. Berlin, 1983.

305. Hathhorn W.E., Wubbena T. Site vulnerability assessment for wellhead protection planning // Journal of Hydrologic Engineering. V. I. №. 4. 1996.

306. Healy R.W. Simulation of transport in variably saturated porous media with supplemental information on modification to the U.S. Geological surveys computer program VS2D.

307. Hession W. C., Storm D. E., Haan C. T., Burks S. L., and Matlock M. D. A watershed-level ecological risk assessment methodology // Water resour. bull. 1996. 32:5. 1039-1054 pp.

308. Hinz C., Gaston L.A., Selim H.M. Effect of sorption isotherm type on predictions of solute mobility in soil // Water Resour. Res. 1994. 30. № 11. P. 3013-3021.

309. Hinz C. Description of sorption data with isotherm equations // Geoderma. 2001. V. 99. № 3-4. P. 225-243.

310. Hope B., Stock M. Guidance for use of probabilistic analysis in human health risk assessments. Oregon Department of Environmental Quality, Portland OR, 1998.

311. Hu B. X. Stochastic Study of Solute Transport in a Nonstationary Medium // Ground Water. March-April. 2006. V. 44. №. 2. P. 222-233.

312. Jager T., den Hollander H.A., Janssen G.B., van der Poel P., Rikken M.G.J.,Vermeire T.G. Probabilistic risk assessment for new and existing chemicals: Example calculation // RTVM, Bilthoven, the Netherlands, report 679102049, 2000.

313. Kaplan, S. & Garrick, B. J. (1981) On the quantitative definition of risk // Risk Analysis 1(1). P. 11-27.

314. Katsumata P.T., Kastenberg W.E. On using residual risk to assess the cost effectiveness and health protectiveness of remedy selection at superfund sites // Reliab. Eng .Syst. Safe. 1998. 62. P. 131-151. .

315. Kennedy C. A. Interpretation of Monte Carlo Simulation Using Parameter Space Plots // Risk Analysis. 2004. V. 24. №. 2.

316. Konikow L.F., Bredehoeft. Ground water models cannot be validated. Advances in Water Resources. 1992. V.15. P.75-83.

317. Korre A., Durucan S., Koutroumani A. Quantitative-spatial assessment of the risks associated with high Pb loads in soils around Lavrio, Greece // Appl. Geochem. 2002. 17. P. 1029-1045.

318. Lahkim MB, Garcia LA Stochastic modeling of exposure and risk in a contaminated heterogeneous aquifer. 1. Monte Carlo uncertainty analysis // Environ. Eng. Sei. 1999, 16. P. 315-328.

319. Lahkim M.B, Garcia L.A, Nuckols J.R Stochastic modeling of exposure and risk in a contaminated heterogeneous aquifer. 2: Application of Latin Hypercube Sampling//Environ. Eng. Sei. 1999. 16. P. 329-343.

320. Lee P.M. Bayesian Statistics, An Introduction, Edward Arnold New York: Oxford University Press. 1989.

321. Leeson J., Edwards A., Hydrogeological Risk Assessments for Landfills and the Derivation of Groundwater Control and Trigger Levels. Environment Agency, Rio House, Waterside Drive, Aztec West Almondsbury, Bristol BS32 4UD, 2003.

322. Lee S.J. and Kitanidis P.K. Optimal estimation and scheduling in aquifer remediation with incomplete information // Water Resources Research. 1991. 27. P.2203 -2217.

323. Lee R.C, Kissel J.C Probabilistic prediction of exposures to arsenic contaminated residential soil//Environ. Geochem. Health. 1995. 17. P. 159-168.

324. LeGrand H.E. A Standardized System for Evaluating Waste-Disposal Sites. 2nd ed. National Water Well Assoc., Worthington, 1983.

325. Looser M.O., Parriaux A., Bensimon M. Landfill underground pollution detection and characterization using inorganic traces // Water Research. 1999. V. 33. №.7. P. 3609-3616.

326. Mark R. K. and Stuart-Alexander D. E. Disasters as a Necessary Part of Benefit-Cost Analyses. Science 16 September 1977: V. 197. №. 4309. P. 1160 1162.

327. Milde F.J., Kerndorf H., Schleyer R., Voigt H.J. Zur Bewertung hydrogeologischer Barrieren-Welche Möglichkeiten bietet der Grosranm Berlin. B., Wirtschafts Symp., 1990. 27 p.

328. McKenna S.A. Geostatistical approach for managing uncertainty in environmental remediation of contaminated soils: Case study // Environ. Eng. Geosci. 1998. №4. P. 175-184.

329. Mills W.B., Lew C. S., Hung C.Y. Sensitivity of Concentration and Risk Predictions in the PRESTO and MMSOILS Multimedia Models: Regression Technique Assessment // Risk Analysis. 1999. V.19. №. 3. P.511-520.

330. Molski E.V., Kotchneva M/N/ Groundwater contamination in Voskresensk industrial region (Russia)// Future groundwater Resources at Risk, Proceedings of the Helsinki Conference, June 1994, LANS Publ. 1994. №.22.

331. Morgan MG, Henrion M, Small M. Uncertainty: a guide to dealing with uncertainty in quantitative risk and policy analysis. Cambridge University Press, Cambridge, 1990.

332. Munn R.G. Global environment monitoring system (GEMS). Action plan for Phase // SCOPE. Rep. 3. Toronto. P. 37-42

333. National Research Council: Science and judgment in risk assessment. National Academy Press, Washington DC . 1994.

334. Neber A. Geological 3D Mapping and Structure-Modelling with GSI3D. Geological Surveying and Investigation in 3D: Introduction and User Manual. 2006. 67 p.

335. OECD. The role of conceptual models in demonstrating repository post-closure safety // Proceedings of an NEA Workshop, Paris, November 16-18, 1993. OECD Documents.

336. Oberg, T., Bergback, B. A review of probabilistic risk assessment of contaminated land// Journal of Soils and Sediments. 2005. № 5. P.213-224 .

337. Paustenbach D.J, Meyer D.M, Sheehan P.J, Lau V. An assessment and quantitative uncertainty analysis of the health risks to workers exposed to chromium contaminated soils // Toxicol. Ind. Health. 1991. № 7. P. 159-196.

338. Petak W., Atkinson A. Natural Hazard risk assessment and public policy. N.Y.Sptinger Verlag, 1982.

339. Primel E. G., Zanella R.; Kurz Marcia H.S.; Gonpalves F. F.; Martins M. L.;

340. Ravi Varadhan, Johnson Jeffrey. VLEACH A one-dimensional finite difference vadoze zone leaching model, version 2.2, 1997.

341. Rees J.F. The fate of carbon compounds in the landfill disposal of organic matter // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 1980. V. 30. P.161-175.

342. Reichard E., Cranor C., Raucher R., Zapponi G. Groundwater contamination risk assessment: a guide to understanding and managing uncertainties // Blackwell Scientific Publications Ltd, 1990.

343. Rosen L., LeGrand H.E. An Outline of a Guidance Framework for Assessing Hydrogeological Risks at Early Stages // Ground Water. 1997. V.35. №. 2. P.195-204.

344. Rowe, W. D. An Anatomy of Risk. New York, N.Y.: John Wiley and Sons. 1977. 488 p.

345. Rowe W.D Identification of risk. In: Oftedal P, Brogger A (eds). Risk and reason: risk assessment in relation to environmental mutagens and carcinogens. A.R. Liss, New York, 1986. P. 3-22.3 82. Rubin Y. Applied Stochastic Hydrology. Oxford, 2003.

346. Schroeder P.R., Aziz N.M. The Hydrogeologic evalution of landfill performance (HELP) model/EPA/600/R-94/168 a, September 1994. U.S.

347. Servida D., De Capitani L., Grieco G., Poli S. Innovative approaches to evaluate geochemical risk related to sulphide-bearing Abandoned Mine Lands // Milano, 2009.

348. Shand P., Degens B. (Eds.). Avon Catchment acidic groundwater geochemical risk assessment // CRC LEME Open File Report 191. 2008.

349. Shanta M. Lead in soil, recommended maximum permissible levels // Environ.

350. Res. 1989. V.49. № 1. P. 136-142.

351. Simpson R. The specific meanings of certain terms indicating differing degrees of frequency // The Quarterly Journal of Speech. 1944. V.30. P. 328-330.

352. Sander P., Óberg T. Comparing Deterministic and Probabilistic Risk Assessments. A case study at a closed steel mill in southern Sweden // Journal of Soils and Sediments, Springer Berlin / Heidelberg, V. 6. № 1. P.55-61.

353. Suter G.W., Barnthouse Lawrence W. Ecological Risk Assessment // CRC Press, 1993, 538 p.

354. Tristan E., Demetriades A., Ramsey M.H, Rosenbaum M.S, Stavrakis P, Thornton I, Vassiliades E, Vergou K. Spatially resolved hazard and exposure assessments: An example of lead in soil at Lavrion, Greece // Environ. Res. 2000, 82. P.33-45.

355. USEPA: Hazard ranking system. Federal Register. 1990. V.55. №.241.

356. USEPA: Risk assessment guidance for Superfiind: Volume III Part A, Process for conducting probabilistic risk assessment. US Environmental Protection Agency, Washington DC, report EPA/540/R-02/002, 2001.

357. USEPA: Guiding principles for Monte Carlo analysis. US Environmental Protection Agency, Washington DC, report EPA/ 630/R-97/001,1997.

358. Udias A. Principles of Seismology. Cambridge.N.Y. 1999.

359. USNRC: Reactor safety study: an assessment of accident risks in U.S. commercial nuclear power plants. US Nuclear Regulatory Commission, Washington DC, report WASH-1400, 1975.

360. Varness et al. Landslide hazard zonation, a review of principles and practice. 1984. UNESCO. 63 p.

361. Vermeire T., Pieters M., Rennen M., Bos P. Probabilistic assessment factors for human health risk assessment .A practical guide. RIVM, Bilthoven, the Netherlands, report 601516005, 2001.

362. Voltaggio M., Spadoni M. Variation of geochemical risk associated with the use of ophiolitic washing mud as refilling material in a basalt quarry of the Northern Apennine (Italy) // Environmental Geology. 2007. V. 53. №. 2. P. 417-432.

363. Wagner B.J. and Gorelick S. Optimal ground water quality management under parameter uncertainty // Water Resources Research. 1987. 23. №.7: P.l 162-1174.

364. Wagner B.J. and Gorelick S. Ground water quality management under uncertainty. Stochastic programming approaches and the value of information // Water Resour. Res. 1992. 28. P. 1233-1246.

365. Watkins P.S., Jacobs T.L., Conolly R.B., Piver W.T. Probabilistic Approach for Cancer Risk Assessment // North American Water and Environment Congress & Destructive Water, Conference Proceeding Paper, April 4, 1996. P. 2366-2371.

366. Whelan G., Buck J.W., Strenge D.L., Droppo J.G., Hoops B.L., Aiken R.J. Overview of the Multimedia Environmental Pollutant Assessment System (MEPAS) // Hazardous Materials. 1992. V. 9. №.2. P. 191-208.

367. Winter C. L., Tartakovsky D.M. A reduced complexity model for probabilistic risk assessment of groundwater contamination // Water Resour. Res. 2008. 44. P. 1-7.1. Фондовая литература

368. Грибанова Л.П. и др. «Информационная записка о геолого-экологических условиях территории Хметьевского полигона твердых бытовых отходов Солнечногорского района Московской области» (на 01.03.1990 г.)» I этап. М., 1990

369. Грибанова Л.П., Портнова Т.Г. Информационная записка о геолого-экологических условиях территории Хметьевского полигона ТБО Солнечногорского района Московской области (на 01.11.1990 г.). II этап. М.: НПК «Геоэкология», 1990.

370. Колесникова Е.В. Результаты гидрохимических наблюдений на полигоне ТБО «Хметьево» в 4-ом квартале 1999 года. НПО «РОСЭКО»,Чехов, 1999

371. Оценка миграции потенциального загрязнения и распределение концентрации загрязняющих веществ в подземных водах с учетом сорбции и деструкции. Отчет о научно-иссл. работах. М., 2001.

372. Оценка экологического ущерба от загрязнения подземных вод нефтепродуктами на объектах НПО. Отчет о научно-иссл. работах. ИГЦ РАН. М.: 1994.

373. Прогноз распространения загрязнения от проектируемых сооружений ПЗТБО «Хметьево». Отчет о научно-иссл. работах. М., 2001.

374. Селезнев В.Н., Грибанова Л.П. Информационная записка «Моделирование загрязнения подземных вод с учетом защитных мероприятий на Хметьевском полигоне ТБО Солнечногорского района Московской области М.: НПК «Геоэкология», 1991.

Информация о работе

Галицкая, Ирина Васильевна
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 2010
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях"

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Галицкая, Ирина Васильевна

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях"

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Галицкая, Ирина Васильевна

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Галицкая, Ирина Васильевна, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология