Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Теория и методология крупномасштабных эколого-геологических исследований

ВАК РФ 04.00.24, Экологическая геология

Автореферат диссертации по теме "Теория и методология крупномасштабных эколого-геологических исследований"

На правах рукописи УДК 502.55:502.36

косинова РГБ ОД

Ирина Ивановна ^ ^

ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 04.00.24 - экологическая геология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва 1999

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии геологического факультета Воронежского государственного университета.

Научный консультант:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор А.Н.Вахтанова

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Гальперин А.М.

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Сергеев В.И.

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Четвериков Л. И.

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им Л.Д.Шевякова.

Защита диссертации состоится 15 октября 1999 года в 14.30 час. ж заседании диссертационного совета по защите докторских диссертацш Д.053.05.27 в Московском Государственном Университете им М.В.Ломоносова по адресу: Москва, Воробьевы Горы, геологически факультет МГУ, ауд. 415.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологическоп факультета МГУ, зона "А", 6 этаж.

Автореферат разослан "10" сентября 1999 г.

Ученый секретарь

Л.С.Гарагуля

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

На развитие общества в конце XX века накладывается жесткий хногенно-экологический императив: инженерные достижения человека лжны быть соотнесены с естественными законами природы. В этой язи процесс экологизации охватил все науки не только естественного, • и гуманитарного профиля. Интенсивно развивается теория и ¡тодология "экологической геологии", представляющий собой дисциплинарное направление, изучающее геологическую среду как мплексный абиотический фактор экосистем. Исходя из целевой гнкции нового направления, декларированного как оценка влияния еживого на живое", его следует считать самостоятельным разделом уки "экология". Данное обстоятельство не значит, что "экологическая элогия" изымается из области геологических знаний. Это значит, что еювом качестве взаимоотношений между живой и неживой природой планете Земля все естественные науки будут экологически иентированными. Раздельное, дифференцированное изучение цельных процессов и явлений не позволит создать единой целостной ртины сущего. Только система знаний, построенная на шмоувязанных и взаимосвязанных информационных пространствах, зволит создать оптимальную модель экогеосферы планеты. Особо гуальны эти проблемы в пределах техногенно перегруженных эриторий, требующих создания постоянно действующих моделей элого-геологических систем, позволяющих разрабатывать и ализовывать управленческие решения по созданию оптимального «има их функционирования, предотвращению аварийных ситуаций, 5работке приоритетных направлений природоохранной деятельности, ¡следующее планирование развития районов и областей должно чцествляться на основе эколого-геологических карт.

Цель настоящей диссертационной работы представляет собой здание теории и методологии крупномасштабных эколого-геологических следований, формирование их структуры, определение содержательной артографической основ.

Для достижения поставленной цели нами были решены следующие >ачи:

проведен обзор понятийных и терминологических особенностей процесса экологизации геологических знаний; дан анализ современных методик проведения эколого-геологических исследований;

выполнена систематизация атрибутных и внешних факторов, определяющих состояние отдельных участков геологической среды;

дано обоснование построения принципиальной структуры

крупномасштабных эколого-геологических исследований; разработаны принципы создания условий оптимальности эколого-геологических систем;

дано обоснование выбора полигона апробации теоретических и методологических построений; проведен анализ особенностей формирования структуры и свойств системы Старооскольского экогеорайона (территория Курской магнитной аномалии).

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ включала в себя:

1) Исторический и содержательный анализ основных понятий, формирующихся при экологизации геологических знаний с последующей их формализацией;

2) Системно-структурный анализ строения эколого-геологических систем и эколого-геологических исследований;

3) Комплексные методы обобщения информации при построении эколого-геологической карты, разработке принципов оптимального режима существования экогеосистем.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

рассмотрены историко-генетические основы экологизации геологических знаний. В развитии понятийного аппарата "экологической геологии" представлен свой взгляд на ее место в фундаментальной экологии. Прослежены этапы и виды экологизации геологии, являющейся одной из ведущих естественных наук;

сформировано собственное определение эколого-геологических систем, основанное на понятии сложных причинно-следственных связей и экологических свойств геологической среды. Обозначена принципиальная особенность экогеосистем, обусловленная их сложным строением, включающим "вещи первой и второй природы", а также их приповерхностным расположением. Рассмотрены модели их эволюции. Выделены зоны взаимодействия человека с литосферой по вертикали. Проведено иерархическое классифицирование экогеосистем зоны максимального взаимодействия. В качестве системообразующего фактора рассматривается комплекс воздействий, определяющих экологические свойства геологической среды. В этой связи представлены определения экологических функций и экологических свойств геологической среды. Выделено пять структурных уровней, включающих как природную среду, так и техносферу; разработана теория эколого-геологических исследований

предполагающая выделение объекта и предмета изучения. Данная задача в первые реализована в виде построения схемы общей иерархии экогеологических исследований (ЭГИ). Она основана на принципе качественной элементарности, который позволил последовательно выделить уровни исследования объектов исходя из характера и задач экогеологических исследований. Дано определение естественных и техногенных эколого-геологических объектов, обозначены их границы; впервые научно и методически обоснована структура крупномасштабных ЭГИ. Объектом изучения являются экогео-области; выделяемыми неоднородностями - экогеорайоны. Масштаб ЭГИ - 1:50000. Предлагаемая методика анализа фактологических пространств учитывает атрибутные и внешние факторы системы;

при оценке ЭГИ использован принцип соотнесения результатов исследований с медико-токсикологическими нормативами жизнедеятельности экосистем высокого и более низкого уровней организации. Разработаны количественные параметры оценки состояния ЭГС, которые в необходимой степени характеризуют экологические свойства геологической среды;

представлена оригинальная методика построения эколого-геологической каргы масштаба 1:50000. Интеграция количественной информации осуществлена методом компьютерной графики с использованием программы "МарМо". Разработана оригинальная легенда к эколого-геологической карте, впервые создана универсальная шкала экспресс-оценки состояния компонентов ЭГС. Обозначены принципы создания постоянно действующих моделей как конечного элемента эколого-геологических исследований. Детализирована система экогеодогического мониторинга, разработана его структура, определено функциональное назначение. Впервые вводятся мобильные точки ЭГМ, как элементы системы случайного поиска;

практическая апробация теории и методологии крупномасштабных ЭГИ произведена на примере Старооскольского экогеорайона. Это сложная гетерогенная экогеосистема, включающая горнодобывающий, промышленный, гидротехнический, селитебный, лесо- и агротехнический классы экогеосистем. Для территории Старооскольского района впервые были составлены карты деградации почв по показателям засоления, почвенных потерь, загрязнения тяжелы-

ми металлами; уровня загрязнения поверхностных вод, степени защищенности сеноман-альбского водоносного горизонта; плотности техногенной нагрузки. Определены особенности функционирования экогеологической системы "Стой-ленский карьер". Установлены параметры метеоусловий, определяющих масштабы влияния карьера на сопредельные территории. Разработана программа расчета пространственно-временных закономерностей распределения вещества, перемещаемого при буровзрывных работах. Проведено медико-статистическое обследование населения г. Старый Оскол на предмет онкологических заболеваний. Выявлены четко коррелируемые закономерности между плотностью техногенной нагрузки и уровнем заболеваемости населения. Впервые для данной территории составлена эколого-геологическая карта с выделением зон, отличающихся состоянием ЭГС. Согласно разработанной методике карга содержит все необходимые структурные элементы, сопровождается комплексом природоохранных мероприятий, рекомендации по различным видам освоения территорий.

Защищаемые положения:

■ Система эколого-геологических исследований предполагает выделение семи иерархических уровней организации эколого-геологических объектов, начиная от планетарного и завершая уровнем участка.

■ Методология крупномасштабных эколого-геологических исследований включает в себя три последовательно выполняемых стадии: I стадия - создание информационно-диагностического отпечатка анализируемой системы путем исследования ее атрибутных и внешних факторов; II стадия - построение комплексной эколого-геологической карты; III стадия -создание постоянно действующей модели ЭГС на основе научно-обоснованной системы экогеологического мониторинга в целях выработки принципов управления состоянием эко-георайона и возможности планирования развития территории.

■ Прединвестиционная экспертная оценка определяет виды атрибутных и внешних факторов, необходимых для эколого-гео-логического анализа территории. Создана система количественных критериев экогеологической оценки экогеорайонов, что сделало возможным разработку универсальной шкалы анализа состояния ЭГС для экспресс-оценки территории.

■ Защищается общая методика построения комплексной эколого-геологической карты. Данная карта, снабженная систе-

мой экогеомонигоринга, преобразуется в постоянно действующую модель экогеосистемы. Она является основой оптимизации и управления экогеорайонами.

Н Теория и методология крупномасштабных эколого-геологических исследований апробированы путем создания постоянно действующей модели ЭГС Старооскольского экогеорайо-на (территория Курской магнитной аномалии).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Для территории Старооскольского экогеорайона впервые построена постоянно действующая модель ЭГС. Проведена оценка геологической среды по степени благоприятности для жизни и деятельности человека. Модель позволила предложить, а затем и применить комплекс природоохранных мероприятий, регулировать состояние системы, стабилизировать условия оптимальности, локализировать аварийные ситуации.

Полученная с помощью модели информация стала основой административной управленческой деятельности в пределах района, позволяет планировать его дальнейшее развитие.

Данная модель может рассматриваться как типовая для горнометаллургических районов России и СНГ.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

Методическая и научная работа автора с начала восьмидесятых годов связана с решением эколого-геологических проблем. В 1988 г. защищена кандидатская диссертация на тему: "Рациональное использование и охрана геологической среды промзон черной металлургии". Дальнейшая разработка теоретических основ и методики крупномасштабных эколого-геологических исследований проводилась в рамках хоздоговорных тематик, изучающих ЭГС промзон, городских территорий, горнодобывающих комплексов и т.д. Автор осуществлял эко-лого-геологическую оценку Ситовского месторождения известняков, руководил экспериментом на Стойленском карьере по описанию и анализу различных типов буровзрывных выбросов. Является также основным автором семи отчетов по исследуемым темам, рассмотренных и утвержденных Дирекцией экологического фонда Старооскольского района, г. Липецка. Методические разработки были реализованы при составлении методических программ и руководств по лекционным курсам "Экологическая геология", "Инженерная геоэкология", "Экогео-логическое картирование", "Основы гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии", "Охрана окружающей среды", "Инженерная геодинамика".

Фактический материал диссертационной работы представляет результат эколого-геологических исследований автора, проводимых в период с 1980 по 1999 годы. Параллельно использовались литератур-

ные и фондовые материалы различных научно-исследовательских и производственных организаций: ГП "Белгородгеология", ГП "Ли-пецкгеология", комитетов по экологии Белгородской, Липецкой и Воронежской областей, Староосколъского района, ЦРГЦ.

АПРОБАЦИЯ И ПУБЛИКАЦИИ.

Основные положения настоящей работы изложены в ряде статей, опубликованных в период с 1981 по 1999 гг. Исследуемые вопросы обсуждались соответственно на конференциях и семинарах, таких как: международная научно-техническая конференция "Высокие технологии в экологии" (Воронеж, 1998), V форум ГИС технологий (Москва, 1998), международная научно-практической конференция "XXI столетие - проблемы и перспективы освоения месторождений полезных ископаемых" (Днепропетровск, 1998 г.), международная научно-техническая конференция "Проблемы техно-природных аварий и катастроф" (Киев, 1997), международная научно-методическая конференция "Проблемы экологической безопасности и контроль динамичных природно-технических геосистем" (Львов, 1996), Российско-американский конгресс "Экологическая инициатива" (Воронеж-Канзас, 1996), III международная конференция "Циклы природы и общества" (Ставрополь, 1995) и т.д. В целом автором по теме работы был сделан 71 доклад. Результаты исследований опубликованы в центральной и периодической печати в виде тезисов и статей (99 работ), четырех монографий, включая монографию "Теоретические основы крупномасштабных экогеологкческих исследований", вышедшую в ВГУ в 1998 г.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, теоретической и практической частей, включающей по четыре главы каждая, заключения. Содержит 324 страниц текста, 42 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 219 наименований.

На различных этапах исследований автор пользовался консультациями и советами В.Л.Бочарова, Г.А,Голодковской, Д.Г.Зи-линга, В.А.Королева, В.Н.Лазаренко, В.А.Окорокова. В.И.Осипова, В.В.Петрухина, К.Е.Питьевой, А.Д.Савко, [В.Н.Селезнева, | [Е.М.Сергеева,! Н.М.Чернышова и др. Пользуясь случаем, автор выражает им свою большую благодарность. Необычайно ценной для меня была моральная поддержка моей работы академиком В.Т.Трофимовым и творческий контакт с научным консультантом проф. Вахтановой

А.Н., во многом определившие полученные результаты.

7

ЧАСТЫ.

ГЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава I.

Историко-генетические основы экологизации геологических знаний

Влияние человека на состояние компонентов окружающей среды юзрастало по мере совершенствования его технического оснащения и ¡озрастания потребностей. Первые законы, ограничивающие негативное юздействие человека на природу, датируются XIII веком. В XVI веке на 1ервых географических картах Московского государства уже содержатся ведения об обмелении рек и загрязнении грунтовых вод, возникшем в >езультате сведения лесов и замусоривания пойм. В создании и развитии юнцепции бережного отношения к природе приняли участие видные ученые i естествоиспытатели:

Новиков Н.И., Вик д Азир, ЖЛамарк, А.Гумбольт, Э.Реклю, К.Геккель, £.Марко, Ф.Энгельс, Э.Леруа, П.Гейяр, К.Тролл и многие другие. В 1944 \ В.И.Вернадский создает учение о ноосфере, как новом геологическом тлении на планете. Человек в XX веке становится крупнейшей геологической силой. Ноосфера, представляющая собой комплексное образование развивающегося общества и изменяемой природной среды, ложет и должна быть управляема. Данное положение легло в основу всех ювременных прогрессивных природоохранных концепций.

Экологическое направление работ геологического профиля тоявляется в России в 50-60-е годы. Оно связано с именами таких ученых сак В.В.Докучаев, Е.М.Сергеев, А.В.Сидоренко. В настоящее время данное вправление реализовалось в рождении новой науки - экологическая "еология, теоретические и методологические основы которой разработаны профессором, академиком РАЕН и МАН ВШ Трофимовым В.Т. В ее развитии принимают участие ведущие ученые различных специальностей. Зреди них Г.К.Бондарик, В.Л.Бочаров, М.Б.Буренков, А.Н.Вахтанова, \..Н.Воронов, В.А.Всеволожский, А.М.Гальперин, Г.А.Голодковская, З.И.Данилов-Данильян, Ю.Б.Елисеев, Э.Д.Ершов, Д.Г.Зилинг, З.А.Кирюхин, А.Н.Клюквин, В.А.Королев, М.Б.Куринов, В.И.Осипов, ЕС.Е.Питьева, В.В.Петрухин, Л.А.Островский, В.Н.Островский, З.И.Сергеев, Л.В.Шаумян, Р.К.Шахнова и многие другие. Полный список «следователей значительно превышает возможности упоминания в рамках штореферата.

Глава П.

Эколого-геологические системы как объект диагностирования

Согласно представлениям Г. А-Голодковской, М.Б.Куринова под эколого геологической системой понимается «система, в которой подсистемньп элементы (источники воздействия, геологический компонент природно! среды, экологическая мишень) тесно связаны причинно-следственнымр прямыми и обратными связями». Использование принципа детерминизмг в данном определении универсально для всех систем.

Эколого-геологические системы обладают рядом общих I специфических свойств:

1) они открыты и обмениваются веществом - энергией < окружающей средой;

2) обладают определенным динамическим, химическим I физическим уровнями устойчивости против внешни; воздействий;

3) природные и техногенные элементы ЭГС взаимно коррелируют^ в структурном, генетическом, функциональном и экологическок планах;

4) экогеологические системы способны к развитию. Они являются элементом давления жизни, т.е. соотношения между потенциалом размножения и средой, препятствующей реализации потенций беспрепятственного размножения;

5) обладают эмержентными свойствами, исходным принципом ю исследований являются синтез.

В собственном определении эколого-геологических систем за основ) берется антропоцентрический подход. Данные ЭГС представляют собо£ частный случай, при их изучении в центр исследований выводится человек В этой связи под эколого-геологинескими системами предлагается понимать комплексные системы, включающие в качестве взаимодействующих элемента геологическую среду, техносферу и человека.

Для реализации данного подхода вводятся два базовых определения экологические функции геологической среды - представляющш собой выраженную направленность действий, определяющю условия жизнедеятельности человека. Это поведенческий признау системы;

экологические свойства геологической среды - обозначенных ка! комплекс параметров, описывающих ее экологические функции Это признак, характеризующий специфические свойства система

Предлагается выделить три вида эколого-геологических систем п< степени взаимодействия человека с геологической средой:

1) Зона максимального воздействия. Пространственно располагается в пределах активной зоны (до 20-30 м). Включает техногенные объекты и сооружения, почвы, подпочвенные четвертичные отложения, поверхностные, грунтовые и подземные воды. Экогеосистемы данного уровня взаимодействий характеризуются максимальной деструкцией экологических свойств геологической среды.

В горнодобывающих районах глубина распространения зоны максимального взаимодействия увеличивается до сотен метров. Карьеры и шахты формируют обширные как в плане, так и по глубине зоны максимальной трансформации литосферы.

Данная зона является основным объектом исследований экологической геологии.

2) Средняя зона взаимодействий располагается до глубины 2-3 км, в горнодобывающих районах - до 7-8 км. Представляет собой коренные породы, заключенные в них подземные воды, газы и органику, находящиеся в пределах зоны реального воздействия крупных наземных и подземных сооружений. К данной зоне приурочены районы шахт по добыче полезных ископаемых, захоронений токсичных отходов. Экогеосистемы среднего уровня взаимодействия локальны в разрезе, результаты их проявления на поверхности

имеют, в основном, геодинамический характер.

3) Нижняя зона пространственно сопряжена с глубинными породами. Ее воздействие на человека проявляется путем проявления глубинных геотектонических процессов, таких как сейсмичность, вулканизм. Степень проявления нижней зоны на поверхности нередко имеет катастрофический характер, приурочена к покровно-складчатым областям. В настоящее время возбужденная сейсмичность возможна и в областях платформ.

Принципиальным отличием трансформированных экогеосистем является их сложное строение, включающее «вещи первой и второй природы». Формирование ЭГС происходит в результате триединого процесса:

- деструкция, разрушение природной системы;

- аккумуляция некоторых свойств, их трансформация;

- создание качественно иной системы.

Переход в иное качество осуществляется в виде скачка, который происходит как в интенсивной, так и в постепенной форме. Новые системы характеризуются иным вещественным составом и структурой.

Иерархическое классифицирование ЭГС зоны максимального взаимодействия предлагается проводить на основе параметров, определяющих экологические свойства геологической среды.

В основе иерархической классификации лежит принцип дифференцирования ЭГС по преобладанию естественных (первой природы) и искусственных (второй природы) элементов в процессе их эволюции. Вид ЭГС выделяется в зависимости от их масштаба, класс - по особенностям функционального профиля. На мега - и макроуровнях превалируют естественные типы экогеосистем. Микротиповой уровень предполагает преобладание элементов второй природы. Техносфера является важным структурным элементом эколого-геологических систем. Ее уникальность обусловлена искусственностью происхождения, кратким временным периодом возникновения и развития, интенсивностью, нередко катастрофичностью воздействия на биосферу. Под техносферой предлагается понимать сложный комплекс искусственных полей, объектов и сооружений, отличающихся собственными параметрами функционирования в пространственно-временном континиуме. Человек, производя техносферу, находится с ней в прямых и обратных причинно-следственных связях. Она, влияя на литосферу, формирует геологическую среду. Влияние геологической среды на техносферу значительно. Технические характеристики данного взаимодействия рассматривает инженерная геология, экологический аспект процесса изучает экологическая геология.

Согласно разработанной иерархии ЭГС, микротип ЭГС подразделяется на 6 классов: селитебно измененные, промышленно измененные, горнодобывающе измененные, гидротехнически измененные, агротехнически

измененные и лесотехнически измененные. В работе дается детальная характеристика каждого из выделенных классов.

Так, например, класс экогеосистем, преобразованных горнодобывающей промышленностью, характеризуется максимально проявленными негативными экологическими свойствами геологической среды. Характерным системообразующим фактором является глубинное (до 8 км) механическое, химическое и физическое преобразование геологической среды. При добыче полезных ископаемых происходит перемещение объемов вещества, сопоставимое с крупнейшими геологическими процессами. Важным системообразующим фактором является перераспределение глубинного минерального вещества между лито-, гидро- и атмосферами. При открытой добыче полезных ископаемых глубинные породы в виде буровзрывной пыли покрывают пространства в радиусе до 50 км и более. Вскрышные породы складируются на поверхности, формируя качественно новый техногенный рельеф. Последний образует новые площади водосбора, значительно отличающиеся от первоначальных. Системообразующим фактором ЭГС являются измененные гидродинамические условия, сопровождающиеся образованием крупных депрессионных воронок. В результате происходит отмирание малых рек,

загрязнение и обмеление более крупных. Отличительным признаком данных ЭГС является образование техногенных поверхностных водотоков, формирующихся из дренажных вод карьеров и осветленных вод хвостохранилищ. Системообразующим фактором ЭГС горнодобывающего класса есть отчуждение крупных территорий почв как под карьеры, так и под отвалы. В некоторых случаях производится съем плодородного слоя и его селективное складирование. Однако почвы в отвалах быстро выветриваются и теряют свои уникальные свойства. Нередко производится бессистемное отвалообразование почв со вскрышными породами, что приводит к полной потере данного природного ресурса.

Таким образом, экогеосистемы горнодобывающего класса являются примером коренной переработки естественных природных условий, их трансформированные экологические свойства определяют угнетение жизнедеятельности экосистем всех уровней.

Анализ экогеологических систем как комплексных конгломератов элементов первой и второй природы позволяет сделать следующие выводы:

- выделяются два основных типа эколого-геологических систем: естественные и техногенные. Они тесно взаимосвязаны, характеризуются возможностями перехода друг в друга;

- образование экогеологических систем происходит в результате накопления ряда количественных изменений, которые путем скачка переходят в новое качественное состояние. Следует отметить преобладание регрессивного направления в их развитии;

- в формировании экологических свойств геологической среды глобальных ЭГС ведущую роль играют объекты и процессы естественной природы. Структуру и функции региональных и крупномасштабных ЭГС определяют искусственные факторы или «вторая природа».

Процесс эволюции техногенных эколого-геологических систем может быть реализован в трех направлениях: обратный переход в естественное состояние, преобразование в ноосферу, разрушение системы при преодолении пороговых критических состояний.

Глава III.

Схема общей иерархии эколого-геологических исследований

Под эколого-геологическими исследованиями предлагается понимать структуру изучения и совокупность методов, преследующих цели создания моделей оптимальных эколого-геологических систем. Это прикладной аспект нового научного направления в геологии, синтезирующего информацию о геологической среде как абиотическом компоненте существования и

эволюции человека.

Структура эколого-геологических исследований строится в целях обеспечения его нормального физиологического состояния.

Общегносеологической основой экогеологических исследований является положение о тройственной структуре универсума (вещь-свойство-отношение) и принцип историзма в изучении.

К методологическим предпосылкам эколого-геологических исследований относятся:

А. Предпосылки изучения современного экогеологического строения: 1) вещественность объектов изучения; 2) системность объектов и экогеологических исследований; 3) историзм как основа упорядочения объектов.

Б. Предпосылки, восстанавливающие историю формирования современных экогеосистем: 1) актуализм как метод познания настоящего через прошлое; 2) представления о детерминированности и синергизме экогеологических процессов и явлений.

Информационно-коммуникативный характер всей экогеологической деятельности приводит к необходимости обособления эколого-геологических объектов в окружающей среде как общего свойства объекта исследований, т.к. однородная среда не может быть источником информации.

В этой связи под естественными эколого-геологтескими объектами (ЭГО) предлагается понимать часть геологического пространства, внутри границ которого его экологические свойства остаются постоянными. Техногенные эколого-геологические объекты, в свою очередь, представляют собой часть геологической среды, внутри границ которой каждая точка характеризуется определенным комплексом измененных экологических свойств. Границами эколого-геологических объектов являются или линии или точка, при переходе через которые нарушаются непрерывности экологических свойств литосферы.

Иерархия ЭГИ базируется на иерархической классификации эколого-геологических систем. Системообразующими факторами обеих иерархий являются масштаб и виды техногенной нагрузки на единицу площади, определяющие экологические свойства геологической среды. Общая схема иерархизации эколого-геологических исследований целевая, основана на принципе качественной элементарности. Она предполагает наличие последовательности выделения уровней исследований эколого-геологических объектов исходя из характера и задач ЭГИ (табл. 1).

Планетарный уровень организации ЭГИ своим объектом изучения имеет экогеосферу, включающую элементы живой, неживой и искусственной природы, рассматриваемую как сфера жизнедеятельности различных

Таблица 1

СХЕМА ОБЩЕЙ ИЕРАРХИИ ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

№ Уровни организации Объекты изучения Элементы неоднородности Масштаб Основные задачи

1 2 3 4 5 6

I Планетарный Экогеосфера Материки, океаны, тропосфера 1:5000000 Формирование ноосферы в планетарном масштабе

II Глобальный Экогеоэлемент: Экогеоблоки: покровно- 1:2500000 Анализ процессов

континент складчатые области, платформы 1:2000000 геодинамической трансформации континентов, влияющих на жизнедеятельность человека

III Региональный Экогеоблоки Экогсорепюны; мегаполисы, территориально-промышленные, агропромышленные, естественные (арктический, умеренный, экваториальный и т.д.) 11 Обеспечение оптимальных условий взаимодействия крупнейших техногенных объединений с регионалышми участками литосферы

1 2 3 4 5 6

IV Областной Эко георегионы Экогеообласти: 1:200000 Изучение

селитебные, горнодобывающие, 1:100000 особенностей

промышленные, строения

лесотехнические, геологической

агротехнические, среды с целью

гидротехнич еские, смешанные, оптимального

естественные (высокогорный, распределения и

пустынный, континентальный и перераспределения

т.д.) техногенной

нагрузки в

пределах

экогеорегионов.

V Районный Экогеообласти Экогеорайоны: городов с населением <500 тыс.чел., горнодобывающих предприятий, промышленных комплексов, лесных массивов, агрооб ъединений, водохранилищ, естественных (озерных, лесных, пустынных, степных и т.д.) 1:50000 Создание постоянно действующей мод СЛИ '3 ко Л 010-геологической системы в целях обеспеч ения комфортности среды обитания человека

1 2 3 4 5 6

VI Площадный Экогеорайоны Экогеоплощади: 1:25000 Геологическое

городских районов, 1:10000 обеспечение

карьеров, шахт, цехов, экологических

отдельных хозяйств, мероприятий,

хвостохраншшщ, социальных,

полигонов ТБО и т.д., экологических и

естественные (лесные инженерных

урочища, поймы рек, решений для

пруды и т.д.) эффективного

VII Уровень уч астка Экогеоплощади Экогеоучасток: отдельного здания, промышленного корпуса, земельного участка, технологического звена и т.п., естественный (участок леса, поля, поймы, террасы и т.д.) 1:5000 1:500 фушщионирования отдельных экогео площадей, экогеоучастков.

'л

Таблица 2

МЕТОДИЧЕСКАЯ ОСНОВА ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методы Уровни иерархии экогеологических иследований

I II ш IV V VI VII

1. Дистанционное зондирование + + + + + + - - -

2. Аэрометоды - - + + ++ + - -

3 .Структурно-геотектонические + + + + + + + + - -

4. Тектонофизические + + + + + + + + + -

5.Структурно-геоморфологические - + + + ++ + + + +

6. Ландшафтно-индикационные - - + + + + - -

7. Геодезические + + + + + + ++ + + ++

8.Геологические + + + + + + + ++ + + + +

9. Гидрогеологические - - + ++ ++ + + + +

10.Инженерно-геологические - - + + + ++ + + + +

И. Геофизические - + + ++ ++ + -

12. Геокриологические - - + + ++ + + + +

13. Инженерно-экологические - - + + + ++ + + + +

14. Почвенные - - - + ++ + + + +

15. Гидрологические - - + + + ++ + + + +

16.Радиационные - - + + 4- ++ + +

17. Геохимические - - + + + ++ + + + +

18. Гидрогеохимические - - + + + + + + +

19. Газогеохимические - - - - - + + +

20. Медико-статистические + + + + ++ + + +

21. Санитарно- эпидемиологические - - - + ++ + + + +

22. Геоботанические - + + + ++ + + + +

23. Биологические + - - + ++ + + + +

24. Технологические - - + + ++ + + +

25. Экогеомониторинг + + + + + + ++ + + +

26. Социологические - - + + + + ++ + -

27. Экономические - - + + + + ++ + + +

- не используется + используется частично + "Ь используется максимально

экосистем. Элементами неоднородности на данном уровне являются материки, океаны и тропосфера. Первые отличаются строением типа земной коры, весом гидросоставляющей, видом проявления природных и техногенных процессов и явлений. Экогеологические исследования на данном уровне могут быть связаны с формированием ноосферы, решением планетарных геологических задач существования биосферы. Среди них крупные тектонические движения земной коры и вызванные ими катастрофические процессы, нарушение озонового экрана в результате спонтанных выбросов водорода и метана в рифтовых зонах, образование геопатогенных зон, процессов техногенного характера и т.п. Масштаб экогеологических исследований планетарного уровня 1:5 ООО ООО. Основной методической базой данных ЭГИ являются космические методы дистанционного зондирования (табл. 2).

Глобальный уровень организации экогеологических исследований своим объектом изучения имеет тропосферу, континенты и океаны. Настоящая схема иерархии рассматривает особенности ЭГИ в пределах континентов как зон максимальной техногенной деятельности человека. Основной задачей данных экогеологических исследований является анализ процессов геодинамической трансформации континентов, влияющих на жизнедеятельность крупнейших экосистем. Элементами неоднородности континентов являются покровно-складчатые области и платформы. Масштабы глобальных ЭГИ составляют 1 : 2 ООО ООО - 1:2 500 ООО. Среди методов исследований ведущими являются дистанционное зондирование, структурно-геотектонические, тектонофизические. Оптимальная сеть экогеомониторинга материков может быть пространственно приурочена к территории между 30 и 60 параллелями северной широты.

По мнению специалистов здесь сконцентрирована техногенная деятельность человечества. Задачами экогеомониторинга планетарного и глобального уровней является обеспечение информационной базы для регулирования условий выживания биосферы и человечества на Земле, т.е. он определяет стратегическую экогеологическую политику. Тактические задачи должны решаться применительно к конкретному месту и времени в более крупном масштабе.

Особенностями планетарного и глобального уровней экогеологических исследований является акцент на естественные процессы - вещи первой природы. Это связано с тем, что техногенное влияние на экологические свойства геологической среды относительно масштаба данных ЭГИ характеризуется преимущественно низким уровнем воздействия.

На региональном уровне ЭГИ производится изучение экогеоблоков. Элементами неоднородности являются экогеорегионы, в пределах которых

плотность техногенеза возрастает. Экогеологическим исследованиям подлежат регионы крупнейших мегаполисов, территориально-промышленных и агропромышленных комплексов. В связи с этим основной задачей ЭГИ регионального уровня является обеспечение оптимальных условий взаимодействия крупнейших техногенных объединений с региональными участками литосферы. Естественные экогеорегионы соответствуют природным поясам и могут исследоваться с точки зрения их перспективного освоения. Региональные ЭГИ проводятся в масштабе от 1:1 ООО ООО до 1:500 ООО. Методическая база исследований значительно расширяется (табл.2). Помимо дистанционных максимально используются геодезические, геологические, также применяются специальные методы исследований: гидрогеологические, инженерно-геологические, радиационные, геоботанические и т.д. Решение основной задачи оптимального функционирования геологической среды и техногенных мегакомплексов базируется на широком применении социологических и экономических методов исследований.

Четвертый - областной уровень организации ЭГИ - изучает экогеорегионы с позиции выделения экогеообластей. Масштаб исследований 1 : 100 ООО - 1 : 200 000. По функциональной ориентации выделяются селитебные, горнодобывающие, промышленные, лесотехнические, агротехнические, гидротехнические и смешанные ЭГ области. В их пределах экологические свойства геологической среды определяются как ее генезисом, строением и свойствами, так и характером техногенной нагрузки. Естественные экогеообласти совпадают пространственно с природными областями в том случае, если последние становятся объектом воздействия хозяйственной деятельности человека. Общей задачей данного уровня исследований является изучение особенностей формирования и строения геологической среды с целью оптимального распределения и перераспределения техногенной нагрузки в пределах экогеорегионов.

На данном уровне экогеосистем наряду с геологическими методами исследований большое значение приобретают методы медико-статистических и санитарно-эпидемиологических оценок. Задача последних - определение комфортности среды обитания в пределах выделяемых экогеообластей.

Районный уровень организации ЭГИ объектом изучения имеет неоднородности, которыми являются экогеорайоны. Масштаб исследований —1 : 50 000. Задачей данных ЭГИ является районирование территории по степени благоприятности геологической среды как среды жизнедеятельности человека. Начиная с крупномасштабных исследований данного уровня эколого-геолбгические исследования преимущественно

должны основываться на количественных критериях оценки. Они еще частично наследуют методы исследований среднего масштаба, однако ведущими становятся гидрогеологические, инженерно-геологические, геофизические, геокриологические, инженерно-экологические и т.д. Широко применяются социологические, экономические методы и экогеомониторинг.

Уровень ЭГИ площади и участка элементами неоднородности соответственно имеют экогеоплощади и экогеоучастки. Их масштабы соответственно: 1:25 ООО - 1:10 ООО и 1:5 ООО - 1:500. Задачей ЭГИ данных уровней является обоснование инженерных решений по оптимальному функционированию экогеоэлементов отдельных объектов и их частей. Здесь также сохраняется тенденция превалирования специальных методов исследований. Исследование естественных экогеоучастков пойм, лесов, террас и др. производится для определения их роли в формировании экологических свойств участка геологической среды.

Предлагаемая иерархизация разработана как прикладная часть общей теории систем, представляет собой раскрытие I защищаемого положения, является теоретической основой экогеологических исследований любого уровня.

Глава IV.

Методологические основы крупномасштабных эколого-геологических

исследований

Системная методология принимается в качестве основы крупномасштабных экогеологических исследований, временным этапом развития которых является разработка методов управления состоянием формирующихся, существующих и разрушающихся ЭГС. Крупномасштабные экогеологические исследования - строго целевые. К ним, согласно разработанной схеме иерархии, относятся ЭГИ пятого, шестого и седьмого уровней организации. В диссертационной работе основное внимание уделено техногенно

преобразованным эколого-геологическим системам и, соответственно, техногенным эколого-геологическим объектам. Основной целью крупномасштабных исследований экогеорайонов является оценка и районирование экогеологической ситуации для разработки территориальных и отраслевых схем их развития, размещения новых производств, районных планировок, разработки приоритетных направлений природоохранной деятельности.

Предлагаемая методика оценки их состояния основана на комплексном использовании экспертной оценки и типологическом экогеологическом районировании территории по количественным признакам, что представляет

Рис.1. Принципиальная стуктура эколого-геологических исследований

собой существо второго защищаемого положения.

Выбор системообразующих элементов исследований производится на основании экспертной оценки территории, которая осуществляется на прединвестиционной стадии. Рассматривается краткая природно-хозяйственная характеристика, обобщается имеющаяся информация по экологическому состоянию элементов геологической среды. Изучаются сведения о существующих и проектируемых источниках воздействия на нее, учитываются данные об особенностях технологических процессов, осуществляемых в пределах исследуемых участков, анализируется имеющаяся информация об экологических проблемах, возможных аварийных ситуациях. Производится оценка существующих профилактических и инженерных схем природоохранных мероприятий. В результате обобщения исходных данных составляется экспертное заключение о структуре сбора исходной информации, включающей конкретные атрибутные и внешние факторы экогеологических систем.

Предлагается трехслойная структура ЭГИ пятого уровня организации, включающая этапы непосредственного сбора информации, использования ее для диагностирования ЭГС и получения доминирующего положительного эффекта. В настоящей работе рассматриваются особенности эколого-геологических исследований территорий как среды жизни и деятельности человека.

В этой связи по организационным и технологическим признакам их предлагается разделить натри блока (рис. 1):

I блок - накопление информации;

II блок - эколого-геологическое картирование;

III блок - создание постоянно действующей модели ЭГС.

Данная схема раскрывает методическую сущность диссертационной работы.

На I стадии проводится анализ фактологических пространств.

В диссертационной работе рассматриваются техногенные эколого-геологические объекты, в качестве атрибутных факторов исследований которых предлагается рассматривать:

1) степень преобразования литосферы;

2) степень преобразования геополей;

3) степень преобразования подземных вод и донных осадков;

4) степень преобразования почв по различным показателям;

5) степень преобразования поверхностной гидросферы.

Анализ степени преобразования поверхностных вод необходим в пределах техногенно-перегруженных территорий, т.к. реки являются мощным транспортирующим элементом, определяющим аккумуляцию и

миграцию твердого вещества в геологической среде.

В качестве внешних относительно ЭГС факторов предлагается учитывать функциональную организацию территории, уровень деградации растительности и уровень заболеваемости населения. Анализ перечисленных внешних факторов выявляет прямые и обратные причинно-следственные связи между геологической средой, техносферой и состоянием экосистем, включая человека.

Оценку состояния экогеорайонов предлагается проводить на основе количественных критериев, ранжированных по трем классам: благоприятная, условно благоприятная и неблагоприятная обстановки. Набор критериев соответствует существующим нормативным документам и, следовательно, может быть использован при любых видах экогеологических исследований. Их систематика и ранжирование проводилось на базе многолетних эмпирических наблюдений, по литературным данным российских и зарубежных исследователей.

Значения критериев оценки, близкие к естественным, количественно выражаются в фоновых значениях параметров ЭГС, предельно допустимых значениях. Класс неблагоприятной оценки соответствует зоне чрезвычайной экологической ситуации. Здесь количественно фиксируется устойчивое отрицательное изменение природной среды, угрожающее здоровью населения. Затрагивается генетический фонд растений и животных. Класс условно благоприятной оценки экогеорайонов обозначен промежуточными значениями количественных критериев показателей ЭГС. На таких территориях хозяйственная или иная деятельность человека приводит к значительным, иногда необратимым изменениям в природной среде, оказывает негативное влияние на высшие экосистемы.

Количественная оценка состояния различных компонентов экогеосистем дана в работе в виде блока таблиц.

В диссертационной работе представлен новый подход к эколого-геологическим исследованиям почв и грунтов. Существующие методики, основанные на показателе суммарного загрязнения, не учитывают степень токсичности каждого элемента, а также не контролируют миграцию ингредиентов в трофических цепях. В этой связи информацию по содержанию токсикантов в почвах и породах зоны аэрации предлагается дополнять

биогеохимическими исследованиями с определением токсических элементов в укосах трав, листьях деревьев, грибах, овощах и т.п. В этой связи:

в ключевых точках наблюдений производится отбор проб грунтов, почвы, поверхностных и подземных вод, элементов флоры;

определяются ингредиенты, аккумулирующиеся в растениях;

КРИТЕРИИ ЭКОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭКОГЕОРАЙОНА

Таблица 3

Атрибутные факторы

Степень Мощ- Защи- Степень Степень Сте- Степень Сумма Сумма Умень- Оценка

пару тем- ность щен- изменения загрязне- пень проявления токеич. токс.солеи в шение экоге алогичес-

ности зоны ность уроненного ния почв загряз- плоскост- ссяеи в почве с степени кого состояния

рельефа аэрации ПОДО.ВСД режима тяжелым нения ной эрозии почве участием кислот- ЭГР

Епыл.+ продуктивного и метал- поверх. соды ности

гл. водоносного горизонта лами вод почв

% М % % 7л 2спД1< т/га/год % % в % от сред.

<]0 >50 >50 <10 <10 <1 <5 <0,1 <0,1 <10 Благоприятная

10-20 10-50 50-25 10-50 10-33 1-5 6-100 0,11-0,5 0,1-0,3 10-20 Условно благоприятная

20-50 <10 <25 >50 >33 >5 > 101 >0,51 >0,31 >21 Неблагоприятная

Внешние факторы

Модуль техногенного преобразования атмосферы Уровень заболевания Загрязнение биоматериала Оценка экогеологического состояния территории

(т/год) % (/О

<10 <10 <1 Благоприятная

10-10 000 10-30 1-5 Условно благоприятная

>10 000 >30 >5 Не&тагопр иятная

путем соотнесения результатов анализов выделяются элементы, поступающие в трофические цепи из геологической среды и поступающие к человеку.

Функциональный анализ процесса рационально проводить на базе соотнесения диаграмм концентраций. Данная методика позволяет повысить степень эффективности эколого-геологических исследований, исключая из анализа ингредиенты, не представляющие опасности для биоты. Несомненно общее удешевление ЭГИ, концентрирование на определенных элементах-загрязнителях.

Проведенное ранжирование количественных критериев, диагностирующих атрибутные факторы экогеосистем, позволяет проводить эффективную и достоверную оценку состояния экогеорайонов. Апробирование разработанной методики количественной экогеологической оценки территории гетерогенного экогеорайона центра России по необходимым показателям представлено в табл. 3.

Теоретико-картографическое моделирование представляет собой возможность обобщения исходной фактологической информации.

Объектом экогеологического картографирования ЭГР являются сложные образования, включающие геологическую среду, элементы техносферы, их свойства и системы наблюдения. В этой связи экогеологическая карта является своего рода моделью литосферного блока. Структура картографирования представляет собой последовательное вовлечение в процесс все более сложных отношений между вещественными телами первой и второй природы и их характеристиками. На первом уровне картографирования систематизируются первичные наблюдения, осуществляемые на начальной стадии ЭГИ. Основным родом карт на данном уровне являются карты фактического материала. Второй уровень, предполагающий усложнение информации, осуществляется путем сравнения объектов на базе применения ГИС технологий. Процесс обобщения всего объема информации воплощается в виде создания комплексной эколого-геологической карты. Следовательно, третий уровень картографирования предполагает упорядочение объектов методом оценки и типологического районирования состояния экогеосистем ЭГР с применением оверлейных операций. Данную задачу целесообразно решать путем использования программно-технологических средств электронной картографии, а также интегрированного анализа данных на базе геоинформационных систем (ГИС).

Предлагается несколько основ построения эколого-геологических карт (ЭГК):

на геологической основе. Использование геологических границ при ЭГК рационально на региональном и областном уровнях ЭГИ. Данный подход заложен в основу методик проведения государственных геоэкологических съемок; на базе исследований, проведенных по равномерной сети наблюдений, в пределах которой производится полный эколого-геологический анализ системы. Такой подход эффективен при крупномасштабном картировании;

комплексное использование геологической основы и сети наблюдений при эколого-геологическом картировании наиболее эффективно при районном и площадном уровнях ЭГИ. Результаты исследований различных экогеорайонов показали, что наложение специальной информации на геологическую основу позволяет дать полную оценку состояния ЭГС.

Карта строится в семафорном варианте: неблагоприятная оценка показывается красным цветом, условно благоприятная - желтым, благоприятная - зеленым. Легенда как логическая классификационная основа экогеологической карты фиксирует ее объект, предмет и определяет семантику. Разделяющая роль цветовой графики на данных картах очевидна. Тоновая переменная цвета дает количественную информацию, упорядочивает ее по тонам одного цвета и объединяет действие по тонам разных цветов. Оценка состояния рассматриваемых экогеосистем базируется на медико-токсикологических параметрах. В этой связи наличие хотя бы одного фактора, характеризующегося кризисными значениями, определяет территорию в целом в разряд неблагоприятных.

Таким образом, при построении карты вначале выделяют зоны неблагоприятных территорий. Участки, отнесенные к благоприятным, характеризуются значениями факторов, максимально приближенных к природным, обеспечивающим равновесное состояние между живой и неживой природой. Условно благоприятные территории являются промежуточными между описанными выше. В окончательном виде зональность определяется по ведущему фактору: во-первых, наличием фактологических пространств с Максимальным уровнем негативного воздействия (неблагоприятные зоны); во-вторых - минимальным уровнем (благоприятные зоны) и, в-третьих - промежуточные - условно благоприятные зоны. В пределах выделенных зон количество ведущих факторов показывается тоновыми оттенками. Наиболее темный тон определяет суммарное воздействие на территорию трех и более

- неблагоприятное состояние ЭГС

- условно благоприятное состояние ЭГС

- благоприятное состояние ЭГС

Рис.2. Универсальная шкала оценки функционального состояния эколого-геологической системы

ведущих факторов. Промежуточный характеризуется суммарным воздействием двух ведущих факторов, наиболее светлый обозначает территорию, где оценка состояния ЭГС определяется одним ведущим фактором.

Подразделение неблагоприятной и условно благоприятной зон на подзоны (по три каждая) позволяет получить более дифференцированную оценку состояния эколого-геологических систем; что является основой максимально эффективного освоения территорий.

Цифровой тематический язык ЭГК предполагает использование цифровых и буквенных изображений. Римскими цифрами указывается зона (I - неблагоприятная, II - условно благоприятная, III - благоприятная), греческими - наличие сопутствующих факторов. Ведущие факторы определяют оценку состояния ЭГР, а сопутствующие являются дополнительной информацией. Буквенные значения, определяющие качественную характеристику критериев оценки, ставятся после цифровых обозначений. Так, индекс I ГИ2ДВ должен быть прочтен следующим образом: территория оценивается как неблагоприятная. Ведущими критериями оценки являются максимальное загрязнение почв (г) и максимальный модуль техногенной нагрузки (и). Дополнительно (2) ЭГС испытывает вредное воздействие эрозионных процессов (Д), фиксируется загрязнение биоты (В). Численные значения параметров, соответствующие выделенным таксонометрическим единицам, приводятся в условных обозначениях.

Экспрессный анализ состояния ЭГС в заданной точке предлагается проводить по разработанной универсальной экогеологической шкале УЭШ (рис. 2.).

На шкалу выносятся оцениваемые атрибутные и внешние факторы. Вертикальные векторы градуируются согласно количественным изменениям показателей. Цветом на шкале показаны зоны, отличающиеся значениями всех учитываемых параметров, т.е. неблагоприятные, условно благоприятные и благоприятные. Экспрессный анализ в любой точке пространства может осуществляться как по одному, так и по комплексу факторов. В том случае, если количественные показатели системы преимущественно группируются в желтом поле шкалы - фиксируется условно благоприятное состояние ЭГС. Попадание какого-либо показателя в красную зону относит систему в категорию неблагоприятных. Достоверность анализа зависит от количества рассматриваемых параметров.

Комплексная экогеологическая карта, составленная по настоящей методике, представляет собой информационно-диагностический отпечаток состояния анализируемой эколого-геологической системы. Структура и

методика ее построения представляет собой четвертое защищаемое положение настоящей диссертационной работы.

Третья стадия экогеологических исследований ЭГР представляет собой этап создания постоянно действующей модели ЭГС. Методической основой ее создания служит экогеологический мониторинг. Детальное описание развития терминологических и функциональных особенностей мониторинга как метода исследований приведено в работах В.А.Королева.

Следует подчеркнуть принципиальное отличие в изучении экогеологических и геологических объектов. Оно заключается в том, что первые расположены на поверхности и в приповерхностной зоне, а вторые скрыты от глаз наблюдателя на глубине. Структура ЭГМ при крупномасштабных экогеологических исследованиях экогеорайонов определяется целевой программой создания постоянно действующей модели.

Основной целью экогеологического мониторинга является получение полного объема информации, позволяющей построить требуемую прикладную модель ЭГС для обеспечения оптимальных условий жизнедеятельности человека путем прогнозирования неблагоприятных геодинамических, геофизических, геохимических ситуаций. Объектом экогеологического мониторинга являются, соответственно, компоненты экогеологических систем. Комплексная экогеологическая карта представляет собой основу ЭГМ. Она позволяет:

1) выделить объекты, представляющие опасность в экогеологическом отношении;

2) определить набор наблюдаемых параметров;

3) обосновать научную базу сети мониторинга;

4) определить периодичность наблюдений опробования;

5) дать оценку фоновых фактологических моделей.

При крупномасштабных экогеологических исследованиях следует разрабатывать локальную систему наблюдений. Ее пространственное расположение определяется, с одной стороны, существующей, исторически сложившейся ситуацией; с другой, прогнозом возможного будущего события. Крупномасштабный экогеомониторинг базируется на общеметодологических принципах аналогии, итеративности, принципе ключевых участков.

Экогеомониторинг территории экогеорайонов осуществляется по трехмерной сети наблюдений, учитывающей пространственно-временные координаты локальных точек, характеризующихся параметрами х, у, I. В структуру ЭГМ предлагается включить системы стационарных и мобильных наблюдений.

1) Стационарная сеть наблюдений представляет собой постоянные в пространстве и времени локальные наблюдения. Их основной задачей является долговременное прослеживание экогеоситуации по ключевым участкам и на границах зон зкогеологической оценки территории. Данная сеть стационарных наблюдений включает: площадки экогеомониторинга; наблюдательные створы; отдельные точки наблюдений.

Площадки комплексного ЭГМ располагаются в местах проявления неоднородности экогеосистем, характеризующихся длительно выраженными во времени либо катастрофическими негативными экогеологическими ситуациями. Они представляют собой систему единичных комплексных локальных наблюдений. В пределах площадок ведутся многопрофильные изучения состояния элементов ЭГС. Наблюдаются: литосфера, почвы, поверхностные и подземные воды, приземная атмосфера. Фиксируются деградационные процессы в биосфере, осуществляется систематический контроль за состоянием здоровья населения. Состояние фоновых территорий также наблюдается с помощью стационарных площадок ЭГМ.

Вторым конструктивным элементом 'стационарной сети ЭГМ являются наблюдательные створы. Они представляют собой отдельное линейное пересечение геологической среды, выполненное в вертикальной плоскости. Такие наблюдения, в частности, проводятся в скважинах, наблюдающих литосферу, грунтовые и подземные воды.

Отдельные точки стационарных наблюдений предлагается располагать на контакте зон оценки экогеологического состояния территории. В зависимости от существующей проблемы в стационарных точках могут осуществляться наблюдения по любому необходимому параметру природного и техногенного характера.

Основной задачей стационарной сети ЭГМ является обеспечение качественных и количественных информационных характеристик негативных процессов в необходимом объеме.

2) «Мобильная» сеть наблюдений. Представляет собой сеть точек, динамично передвигающихся - плавающих - в пространстве. Ее основной отличительной особенностью является динамика в пространстве и времени. Она также трехмерна. Координаты локальных замеров постоянно изменяются, сеть мобильна. Целевым назначением такой сети является фиксирование возможного расположения будущего события. Второй отличительной особенностью является то, что «мобильная» точка может давать любую фактологическую информацию, заданную

применительно к конкретной ситуации. Количество точек в «мобильной» сети зависит как от уровня экологической безопасности территории, так и от материальных возможностей природоохранных служб.

Периодичность наблюдений по обоим типам ЭГМ зависит от состояния экогеологической системы. Наблюдения могут выполняться ежесуточно, ежемесячно, посезонно и ежегодно. При стабильном состоянии ЭГС рекомендуются посезонные и ежегодные наблюдения по стационарной сети. При возникновении и нарастании катастрофических ситуаций периодичность наблюдений в стационарной сети становится ежесуточной. Нормализация кризисной ситуации должна отслеживаться ежемесячно до момента полной стабилизации ЭГС.

Применительно к экогеологическому мониторингу следует говорить о линейных и неправильных сетях наблюдений. Расположение линейных пересечений взаимно независимо, определяется общим трендом трансформации элементов геологической среды. Наиболее широко при ЭГМ экогеорайонов применяется радиальная сеть наблюдений. Ее центром является, как правило, мощный техногенный источник возмущения: промпредприятие, свалка ТБО, захоронение отходов и т.д. Радиальная сеть ЭГМ позволяет фиксировать ситуацию в пространстве и времени, осуществлять ее контроль. Линейный и радиальный типы сетей наиболее эффективны при стационарных наблюдениях.

Мобильный ЭГМ характеризуется анизотропной сетью наблюдений. Здесь точки замеров распределяются в пространстве и времени неравномерно, расстояния между ними различны, меняются во времени. Такая геометрия сети обусловлена ее целевым назначением - поиском возможных аварийных ситуаций.

С момента поступления первой информации на ГИС «Комплексная экогеологическая карта» последняя превращается в действующую модель ЭГС. Она является завершающим и основополагающим элементом крупномасштабных экогеологических исследований.

Созданная и самообучающаяся ПДМ представляет собой инструмент управления ЭГС экогеорайонов. С ее помощью производится оценка состояния компонентов системы на любой фиксированный момент времени. Определяются параметры состояния экосистем, их устойчивость к внешним воздействиям, способность к восстановлению. Происходит периодическое уточнение границ зон экогеосистем, рассчитываются их размеры и определяются конфигурации. На основе количественных критериев позонально рассчитываются допустимые техногенные воздействия, учитывающие как существующие, так и проектируемые объекты. Фиксируются территории экологического неблагополучия, острых

экологических ситуаций. Отслеживаются пространственно-временные закономерности миграции ингредиентов атмо-, гидро- и литофильным путем. Возможно проведение экологического районирования по видам освоения территорий.

Методика создания постоянно действующей модели экогеорайона на базе комплексной эколого-геологической карты также реализует четвертое защищаемое положения настоящей диссертационной работы.

ЧАСТЬ II.

ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ СТАРООСКОЛЬСКОГО ЭКОГЕОРАЙОНА

Апробирование теоретических и методологических основ крупномасштабных эколого-геологических исследований проводилось автором на различных экогеосистемах горнодобывающих комплексов Курской магнитной аномалии, крупных металлургических предприятий центра России, промышленных зонах, городских агломерациях, сельскохозяйственных районах и т.п. Выбор Старооскольского экогеорайона в качестве типового полигона ЭГИ обоснован следующими обстоятельствами:

1) Старооскольский ЭГР характеризуется сложным гетерогенным строением экогеосистемы. Его территория представлена тремя типами строения геологической среды, обуславливающей наличие незащищенных, условно защищенных и защищенных водоносных горизонтов. Техносфера ЭГР включает большинство известных видов антропогенного воздействия на компоненты природной среды;

2) Наличием горнодобывающе измененного класса ЭГС. В процессе исследований выявлено, что именно этот класс воздействий обуславливает максимальное преобразование геологической среды в целом и ее экологических свойств в частности. В связи с тем, что высота отвалов вскрышных пород достигает 100 м, а глубина карьера - двухсот, градиент трансформации составляет 300 м.Сопредельное расположение на малой площади карьера, крупнейшего в России металлургического комбината, большого количества разнопрофильных промпредприятий, хвостохранилища СГОКа, Старооскольского водохранилища, г. Старый Оскол создало уникальный полигон, характеризующийся высокотрансформированной природной средой.

3) Объект исследований располагается в пределах ЦентральноЧерноземной области России, основным богатством которой являются черноземные почвы. В этой связи создание постоянно действующей модели экогеологической системы Старооскольского ЭГР является неотложной проблемой;

4) Наличие наиболее полного объема информации по атрибутным и внешним факторам экогеосистемы, включающей экспертные заключения по эколого-геологической оценке систем крупнейших предприятий Старооскольского ЭГР;

5) Представляет собой типовой объект, что позволяет использовать разработанную методику построения постоянно действующей модели как типовую для техногенно перегруженных территорий, включающих аналогичные эколого-геологические системы.

Согласно разработанным^1георетическим и методическим построениям экогеологические исследования Старооскольского ЭГР включают прединвестиционное экспертное обследование, систематизацию тематической информации, ее ранжирование на основе количественных критериев, внутреннюю экспертную оценку экогеологической ситуации территорий крупнейших промышленных предприятий, построение постоянно действующей модели.

В первой главе второй части диссертационной работы изложены результаты анализа ситуации в районе объекта исследований.

В геологическом строении исследуемого района принимают участие архейская, протерозойская, палеозойская (девонская система), мезозойская (юрская, меловая системы) и кайнозойская (неогеновая, четвертичная системы) группы. Основной отличительной особенностью данного ЭГР является наличие крупнейшего в мире месторождения железистых кварцитов. Стойленский горнодобывающий комбинат занимает площадь около 400 км2. Технологический цикл предприятия включает Стойленский карьер, установки по дроблению и обогащению руды. На 1998 г. отработано около 25000 тыс. м3 вскрышных пород.

Железные руды Стойленского месторождения залегают на глубине 135 метров в архей-протерозойских образованиях под осадочными разновозрастными породами.

Грунты активной зоны представлены меловыми отложениями, литология которых изменяется от песков в нижнем отделе до мело-мергельных в верхнем. Неогеновые отложения представлены песчано-глинистыми образованиями различного генезиса. Четвертичная система сложена в изучаемом районе широким генетическим диапазоном континентальных образований всех четырех отделов. Это ледниковые,

водноледниковые, аллювиальные и перигляциальные отложения, представленные плохосортированными кварцевыми песками, бурыми запесоченными глинами, суглинками. Голоценовые отложения представлены перигляциальными лессовидными образованиями. Исследуемый район относится к Среднерусской возвышенности, отличается сильно пересеченным рельефом.

В тектоническом отношении он приурочен к Оскольскому неотектоническому прогибу, разделяющему группу поднятий восточного крыла Среднерусской антеклизы и Курское неотектоническое поднятие.

В неотектоническом плане район относится к структуре с положительным знаком движения и расположен в пределах наибольших высот междуречий (абс.отм. 240 м), где к поверхности близко подходит кристаллический фундамент с глубиной залегания до 60 м, что является следствием длительного преобладания восходящих неотектонических движений.

Район в геоморфологическом отношении четко разделяется основной его водной артерией - р.Оскол - на правобережье, с более интенсивной расчлененностью рельефа, и на левобережье, где рельеф (до верховьев р. Котел) более спокоен. Эти части района также дифференцируются: различаются как по распространенности типов почв, по их субстрату.

В пределах исследуемой территории выделено 8 водоносных горизонтов и комплексов. Продуктивным является альб-сеноманский водоносный горизонт. Горизонт напорный, в районе карьеров сдренирован полностью. Мощность обводненных мелко- и среднезернистых песков выдержана по простиранию и колеблется в пределах 20-30 м. Верхним водоупором служит невыдержанная по мощности «фосфоритовая плита», нижним - песчано-глинистые отложения нижнего мела и верхней юры. На водоразделах уровни подземных вод прослеживаются на глубинах 70-85 м, в долинах 5-8 м. Водоносный горизонт эксплуатируется всеми водозаборами г. Ст.Оскол и рудников в пределах железорудных месторождений. По химическому составу воды гидрокарбонатные, кальциевые, с минерализацией 0,3-0,5 г/л, часто встречаются гидрокарбонатно-сульфатные воды.

Вопросы техногенной трансформации системы Старооскольского экогеорайона рассматривается в 7 разделах второй части настоящей диссертационной работы. Открытие месторождений КМА в 30-х годах нынешнего столетия привело к скачкообразному развитию техносферы в пределах данного района. Сформировавшаяся эколого-геологическая система является как продуктом естественных геологических процессов и явлений, так и результатом 65-летнего существования эволюционирующей техносферы. По особенностям строения геологической среды и по структуре

техногенной нагрузки исследуемая территория подразделяется на 3 участка: Левобережный, Правобережный и Восточный.

В 1990 году было проведено экспертное эколого-геологическое обследование территории Староосколького ЭГР, позволившее определить набор атрибутных и внешних факторов ЭГИ (табл.3). Первая стадия исследований, формирующая блок исходной информации, осуществлялась в период 1990-97 гг. В результате были построены тематические карты, отражающие степень нарушенности рельефа, особенностей строения грунтовых толщ, защищенности продуктивного водоносного комплекса, засоления почв, развития эрозионных процессов, загрязнения почв тяжелыми металлами, загрязнения почв биогеохимически активными элементами, загрязнения поверхностных вод и донных отложений, деградации растительного покрова, интенсивности проявления онкологических заболеваний среди населения.

Вторая стадия ЭГИ была реализована путем построения комплексной эколого-геологической карты территории Старооскольского экогеорайона. На ее основе проведена оценка состояния рассматриваемой ЭГС, изложенная в главе II второй части диссертационной работы. Выявлено, что в пределах выделенных участков отмечается дифференциация атрибутивных и внешних факторов системы:

А) Правобережный участок оценивается как наиболее неблагоприятный. Здесь коэффициент техногенной переработки рельефа составляет 40-50%. Кризисность ситуации обусловлена максимальным вертикальным градиентом трансформации поверхности - до 300 м. В районах карьера и меловых отвалов общий радиационный фон повышен на 2-5 мкр/час. Здесь полностью уничтожен почвенный покров, что относит эту территорию к IV классу деградации. В результате дренажных работ в районе Стойленского карьера существенно изменены естественные условия распространения и залегания подземных вод на площади равной 60 км2. Сеноман-альбский водоносный горизонт осушен. Интенсивность плоскостной эрозии варьирует от 6 до 100 т/га/год. В пределах участка зафиксированы стойкие геохимические изменения в почвах и грунтах. Максимальные значения аномалий зафиксированы в районе Стойленского карьера и хвостохранилища. Здесь значение суммарного показателя загрязнения Ъч превышает 100. Общий токсикологический фон представлен металлами первого класса опасности: Ъп, РЬ, Ве, второго класса: Си, Мо, Сг, 8Ь, МЬ, №, Бг. Общая площадь загрязненных почв в пределах участка составляет 80%. Количество элементов I и II классов опасности - 8-10. Уникальным явлением в пределах участка являются техногенные водотоки. Русла исчезнувших в результате отработки карьера малых рек были использованы для сброса дренажных и осветленных вод хвостохранилищ Лебединского (р. Осколец) и Стойленского ГОКов (р. Чуфичка). Это

водотоки нового типа - техногенные. Сток р. Осколец за последние 20 лет увеличился на 30%. Воды этих рек содержат в высоких концентрациях нефтепродукты, органические вещества, сульфаты, взвешенные вещества, тяжелые металлы. Воды рек отнесены к загрязненным (2с=4). Ниже впадения этих рек в р. Оскол формируются гидрохимические аномалии на расстоянии до 1,8 км, показатель суммарной токсичности донных отложений равен 5. Выявлен общий высокий уровень техногенной метаморфизации р. Оскол, проявляющийся в изменении типа вод, их загрязнений соединениями азота, медью и марганцем. По уровню медного загрязнения р. Оскол в пределах города характеризуется чрезвычайной экологической ситуацией. Анализ донных отложений выявил превышения по марганцу меди, хрому, железу ^с=3).

Высокий уровень трансформации компонентов системы и общая неблагоприятная оценка Правобережного участка связаны со структурой техносферы. В его пределах находятся Стойленский карьер, карьерная площадка по дроблению сырья, отвалы вскрышных пород, юго-западная промзона, правобережная часть г. Старый Оскол. Наиболее весомыми факторами техногенного воздействия являются буровзрывные работы, пыление отвалов, атмосферные выбросы промзон. Модуль техногенной нагрузки превышает 50000 т/год, где вещества I и II классов опасности составляют около 10 000 т/год.

Специальные эколого-геологические исследования выявили, что наиболее активно в трофические цепи в пределах участка включаются никель (20<Кс<40), марганец (50<Кс<70), барий (50<Кс<300). Причем никель максимально аккумулируется травянисто-кустарниковой растительностью, а Мп, Ва - зерновыми культурами. Анализ онкопатии населения, проживающего в зоне влияния карьера, выявил максимальное проявление патологии в пределах данного участка. Здесь проживает 47% зафиксированных онкобольных, их средний возраст составляет 54 года. Заболевание представлено 18 нозологическими разностями, максимально проявлены раки кожи и нижней губы, рак легких, редко встречающихся видов онкопатии.

Б) Левобережный участок характеризуется в основном условно, благоприятной оценкой. В его структуру входят селитебный, промышленный и агротехнический классы ЭГС. Показатель нарушенности рельефа составляет 10-17%, что связано с интенсивным нивелированием поверхности в целях гражданского, промышленного, дорожного строительства. Преимущественное распространение имеют слабодеградированные по показателям засоления, плоскостного смыва, кислотности почвы. Около 80% почв характеризуются гидрокарбонатно-хлоридным и хлоридно-карбонатным типами засоления. Сульфатно-хлоридный и хлоридный типы встречаются эпизодически. Около 10% почв

должно быть подвержено консервации - это солончаки. В целом явление засоления имеет первичную природу. Аномальность хлоридных проявлений засоления предполагает их вторичный техногенный генезис.

Особого внимания требует зона воздействия Оскольского электрометаллургического комбината, состояние ЭГС которой оценивается как катастрофическое. Выявлено, что радиус влияния комбината составляет 15 км, причем зона максимального преобразования геологической среды фиксируется в двухкилометровой зоне. Здесь отмечается наивысший уровень загрязнения лито-, гидро-, атмо-, биосфер компонентами I и II классов опасности. Среди них Cr, Zn, Pb, As. Показатель суммарной токсичности в грунтах превышает 35. Отмечается защелачивание подземных вод, обусловленное высокими концентрациями Cl, Na, К. Модуль техногенной нагрузки достигает 20000 т/год. Анализ геобиохимических циклов выявил аномальные значения Pb, Cu, Zn и Sr, накапливающихся в растительности.

Количество онкобольных составляет около 25% от общего числа, средний возраст больного - 53 года. Отмечается 15 видовых разностей заболевания. Наиболее представлены рак легких, желудка, женские заболевания и рак крови.

Особую опасность в настоящее время представляет процесс формирования комплексного воздействия мощных техногенных зон Стойленского карьера, хвостохранилища ОЭМК, промузла Котел, промпредприятий г. Старый Оскол. В настоящее время идет процесс образования общей экогеологической аномалии, расположенной на участках активной фильтрации. Формирование аномалии имеет характер экологической катастрофы с тенденцией охвата обширных пространств.

В) Восточный участок по всем показателям наиболее близок к природным значениям. В его пределах отсутствуют критические ситуации. Условно благоприятная оценка фиксируется по проявлению природного засоления и эрозионным процессам. В пределах участка преимущественно распространены arpo- и лесотехнический классы ЭГС.

Третья глава II части диссертационной работы посвящена апробированию разработанных теоретических и методологических построений на уровне экогеоплощадей Стойленского горнообогатительного и Оскольского электрометаллургического комбинатов. Масштаб эколого-геологических исследований - 1:10000. Различия в ЭГИ для данных объектов отмечаются на уровне прединвестиционных исследований и на первой стадии, что проявляется в выборе критериев оценки экологических свойств систем. В целом оценка обеих экогеоплощадей определена как неблагоприятная, соответствующая состоянию экологического бедствия (Стойленский ГОК), экологического кризиса (ОЭМК).

Четвертая глава II части диссертационной работы реализует третью стадию ЭГИ и определяет методическое обеспечение оптимизации состояния Старооскольского экогеорайона. В первом разделе главы приводится обоснование системы экогеомониторинга, являющегося инструментом преобразования эколого-геологической карты в постоянно действующую модель ЭГР.

Во втором разделе представлен комплекс мероприятий, направленных на оптимизацию ситуации. Каждая таксонометрическая единица постоянно действующей модели комплектуется набором конкретных рекомендаций. Они являются необходимым элементом функционирования постоянно действующей модели, при необходимости дополняются и дорабатываются.

Заключение

I. Принципиальное отличие эколого-геологических систем обусловлено их сложным строением. В зависимости от факторов, определяющих их современную эволюцию, ЭГС подразделяются на естественные и техногенные. Последние характеризуются высоким уровнем трансформации всех компонентов системы. Техногенные эколого-геологические системы имеют, как минимум, три пути эволюционного развития. Прогрессивным является процесс их пластичного преобразования в ноосферный тип. Антропоцентрический подход при изучении техногенных ЭГС предполагает их рассмотрение как комплексных систем, включающих в качестве взаимодействующих элементов геологическую среду, техносферу и человека.

Оценка состояния эколого-геологических систем базируется на фундаментальных понятиях экологических функций и экологических свойств геологической среды. Последние выбраны в качестве системообразующего фактора иерархической классификации эколого-геологических систем.

Это целевая классификация, основанная на анализе вида и уровня техногенной нагрузки на элемент площади. Доминирующая роль техногенеза при формировании объектов крупномасштабных ЭГИ является основой классифицирования систем по виду их искусственного изменения. Обоснованием данного подхода служит специфичность ЭГС, формирующихся в пределах селитебных, промышленных, горнодобывающих, гидротехнических, агротехнических и лесотехнических зон.

, Анализ вертикальной трансформаций геологической среды выявил три зоны, причем максимальной степенью преобразования характеризуется первая приповерхностная зона. Ее глубина не превышает одного километра.

Наибольшим уровнем трансформации характеризуются горнодобывающе измененные экогеосистемы.

2. Эколого-геологические исследования представляют собой структуру изучения и совокупность методов, преследующих цели создания моделей оптимальных эколого-геологических систем. Иерархическое дифференцирование эколого-геологических исследований позволяет перейти к выделению рядов целостных в конкретном отношении объектов. В зависимости от преобладания в их эволюционном развитии «вещей первой либо второй природы» формируются естественные и техногенные эколого-геологические объекты. Последние представляют собой часть геологической среды, внутри границ которой каждая точка характеризуется определенным комплексом измененных экологических свойств. Значимая доля эколого-геологических исследований приходится на техногенные ЭГО.

Основным функциональным признаком иерархизации объектов ЭГИ является уровень техногенной нагрузки на элемент площади. Выделены семь уровней эколого-геологических исследований, обозначены их объекты, цели и задачи. Отмечается последовательное повышение роли и уровня техногенеза от первого до седьмого уровней организации. Организация соподчинения и соразмерности таксонов любого уровня будет меняться в соответствии с изменением элемента предшествующего уровня организации.

3. Особенность крупномасштабных эколого-геологических исследований заключается в том, что их объектом изучения преимущественно являются техногенно трансформированные ЭГС. Последние рассматриваются как среда жизни и деятельности человека. Границы эколого-геологических объектов подразделяются на:

резкостные - линии либо точки, фиксирующие разрыв рассматриваемых параметров при переходе через них; нарушенные - представляют собой дискретные резкостные границы;

произвольные или условные - не зависящие от пространственного распределения экологических свойств литосферы, определяются экономической целесообразностью.

Два первых типа границ контролируются геологическим пространством. Рассмотрение ЭГО в произвольных границах предполагает возможность их совмещения с административными, что обусловлено оптимальными возможностями их управления.

4. Разработанная методика оценки состояния ЭГС базируется на прединвестиционной экспертной оценке территории, типологическом районировании экогеологических систем как однородностей, отражающих их общие черты строения. Методологическими предпосылками экогеологических исследований являются аксиома эмерджентности, закон полноты составляющих, законы достаточности и оптимальности.

Трехслойная структура исследований обеспечивает наличие эффективного числа функциональных составляющих системы. Она включает изучение атрибутных и внешних факторов систем с последующим их картографированием, синтезирование информации в виде оценочной комплексной эколого-геологической карты, создание постоянно действующей модели системы согласно принципам ее оптимальности.

5. Для количественного анализа загрязнения почв и грунтов на отдельных территориях предложен метод изучения миграции элементов в трофических цепях. Выделение класса элементов, поступающих из геологической среды и активно мигрирующих в них, позволяет достигнуть более высокой эффективности ЭГИ. Это возможно при целевом сужении спектра наблюдений и, соответственно, углублении изучения сущности процесса. Предлагаемый подход реализуется в виде комплексных исследований по изучению пространственно-временных закономерностей миграции ингредиентов по звеньям пищевой цепи, их биоаккумуляции, трансформации при переходе из одной системы в другую.

6. Выбор критериев оценки экологического состояния территорий при крупномасштабных эколого-геологических исследованиях осуществляется на основе количественных показателей. Выбор данных критериев производится с учетом функциональной организации территории и может значимо дифференцироваться для различных эколого-геологических объектов. Источником их количественных значений является нормативная литература в основном санитарно-токсикологического профиля. Предлагаемое ранжирование показателей позволяет выделить три класса оценки экогеосистем: благоприятная, условно благоприятная, неблагоприятная. Дальнейшее дифференцирование ЭГС в пределах класса проводится в зависимости от количества и качества аномальных проявлений, фиксируемых в геологической среде.

7. Оригинальная методика построения комплексной эколого-геологической карты позволяет дать качественную и количественную оценку состояния экогеосистемы. Карта высокоинформативна, достоверна, легко читаема специалистами различного профиля. Практически комплексная эколого-геологическая карта строится с помощью методов компьютерной графики и представляет собой способ компьютерного моделирования факторных пространств. Необходимым элементом данной карты является универсальная шкала состояния ЭГС. Она разработана для экспресс-анализа и эффективна при предварительной либо промежуточной оценке территории при наличии малого объема исходной информации.

8. Создание постоянно действующей модели ЭГС осуществляется при дополнении экогеологической карты системой экогеомониторинга.

Система локальных наблюдений многофункциональная, осуществляется по трехмерной сети. Она включает сеть стационарных площадок ЭГМ, располагающихся в ключевых участках системы. В пределах площадок осуществляется локальный комплексный мониторинг, анализирующий состояния всех необходимых факторов. Основной целью создания стационарной сети является долговременное прослеживание экогеоситуации. Стационарные точки ЭГМ должны располагаться на границе выделенных зон, они контролируют динамику отдельных компонентов системы. При экогеологических исследованиях необходимо введение элементов случайного поиска. Так, мобильные точки мониторинга дают точечную пространственно-временную информацию с целью прогнозирования возможности возникновения аварийных ситуаций.

9. Апробация теоретических и методологических построений проводилась на примере экогеорайона (М 1:50000) и экогеоплощадей (М 1:10000). В качестве основного объекта исследований выбран Старооскольский экогеорайон, располагающийся в пределах Курской магнитной аномалии. Уникальность данного объекта обусловлена сложностью его структуры, весьма высоким уровнем и разнопрофильностью техногенного воздействия на геологическую среду, расположением в Центрально-черноземной области России. Эколого-геологические исследования, проведенные на различных уровнях, позволили выделить в пределах Старооскольского ЭГР три участка, различающихся по особенностям геологического строения и по особенностям функциональной организации техносферы. Правобережный участок характеризуется явным преобладанием неблагоприятной оценки. Это связано с расположением на данной территории Стойленского карьера, ряда крупных промышленных предприятий. Неблагоприятная ситуация в пределах Левобережного участка фиксируется примерно на 50% территории. В его пределах кризисное состояние фиксируется в зоне Оскольского электрометаллургического комбината. Восточный участок представляет собой территорию, максимально приближенную по всем показателям к естественному состоянию. Неблагоприятная оценка отмечается только по особенностям строения геологической среды.

10. Насущная необходимость реальной и эффективной работы геологических и природоохранных служб любого региона и Старооскольского района в частности обусловлена экстремальностью сложившихся ситуаций и реальными возможностями их разрешения. Эколого-геологическая карта территории Старооскольского ЭГР построена в 1997 г. Ее использование в качестве постоянно действующей модели требует создания специального структурного подразделения при администрации района. Оно должно владеть моделью, современной

компьютерной техникой и квалифицированными специалистами и быть !адействован в сборе информации, которая в дальнейшем вводится в геоинформационную систему.

При таком подходе постоянно действующие эколого-геологические модели территорий становятся реальной основой -щанирования их развития, гармоничного сосуществования природы и техносферы. Созданная постоянно действующая модель эколого-геологической системы Старооскольского ЭГР представляет собой типовой вариант для исследований сложных горно-металлургических зкогеорайонов.

Список основных работ по теме диссертации:

I. Изучение температурного режима некоторых антропогеновых

водоносных горизонтов. Деп. в ВИНИТИ 24.06.85 № 4444-85. - 14 с. (В соавт. с Туралиным A.A.). I. Типизация инженерно-геологических условий Левобережной

части г.Липецка с целью охраны окружающей среды. Деп. в ВИНИТИ 24.06.85 г. № 4443-85 Деп. - 17 с. (В соавт. с Вахтановой А.Н., Токаревым А.Г.). 3. Влияние техногенных воздействий на гидродинамический

режим водоносного пласта./Инж.геол. № 1, 1988. С.57-64. (В соавт. с Вахтановой А.Н., Талдыкиным Е.М.). Рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях металлургического производства//В кн. "Актуальные проблемы комплексного экономического и социального развития регионов". Изд-во Саратов.гос.ун-та, 1988. С.27-31. (В соавт. с Вахтановой А.Н., Селезневым В.Н.). 5. Рациональное использование и охрана геологической среды

промышленных зон черной металлургии. Автореф.дисс.канд.геол.-мин.наук. - Москва. МГУ, 1988. - 25 с.

S. Роль адсорбционных процессов в загрязнении геологической

среды./В докл. Всесоюзн.научн.конф. "Проблемы инженерно-геологических и гидрогеологических исследований". Ташкент, 1990. С.103-107. (В соавт. с Вахтановой А.Н.). 7. Роль адсорбционных свойств грунтов при очищении сточных

вод от загрязнения./В кн."Природа Липецкой области и ее охрана". Вып. 1. Воронеж. Изд-во ЦЧО, 1990. С.41-50. I. К вопросу рационального использования трещиноватых и

карстующихся пород./В сб. докл.межд.симп. "Инженерная геология карста", Пермь, 1992. Т.2. с. 219-223. Гидрогеохимическая особенность поверхностных вод р. Песчанка. Деп. в ВИНИТИ 11.08.92. № 2593-В92. - 8 с.

(В соавт. с Гончаровой И.В., Бузуновой A.B.).

10. Геологическая оценка геохимических особенностей природных и техногенных грунтов левобережья г. Воронежа. Деп. в ВИНИТИ 11.08.92 № 2594-В92. - 8 с. (В соавт. с Гончаровой И.В., Бузуновой A.B.).

11. Источники газового загрязнения водозабора Орловские Грязи Липецкой области (монография). Деп. в ВИНИТИ 11.08.92 № 2592-В92.-75 с./В соавт. с Селезневым В.Н.

12. Оценка влияния эксплуатации горнопромышленных предприятий КМА на геоэкологическое состояние прилегающих территорий (монография). Деп. в ВИНИТИ 15.12.93 № 3082-В93,-57 с.

13. Метеорологические условия района Стойленского ГОКа как фактор миграции загрязняющих компонентов./В кн. "Гидрогеология, инженерная геология и геоэкология месторождений полезных ископаемых". - Екатеринбург, УГГА, 1994. С.133-179.

14. О некоторых видах техногенного преобразования инженерно-геологических свойств грунтов промышленных зон./В межвуз.сб. "Расчет и проектирование оснований и фуцдамен-тов в сложных инженерно-геологических условиях". Воронеж, 1994. С.23-25.

15. Техногенная метаморфизация поверхностных и подземных вод в пределах железорудного горнодобывающего района.// В сб.докл. "Современные проблемы экологического состояния геологической среды Украины", ЮГУ, 1995. С.74-79. (В соавт. с Бочаровым В.Л.).

16. Участие природоохранных организаций ЦЧР в подготовке специалистов геоэкологического профиля.//В коллективной монографии: Специфика творческих связей геологического факультета с производственными и научными геологическими организациями в современных условиях/Воронеж.гос.ун-т.-Воронеж, 1995.-28 с. Деп. в НИИВО от 28.12.95 № 300-95 деп.

17. Особенности ПТС долин малых рек центральной части территории КМА (монография). Деп. в ВИНИТИ 20.02.96. № 528-В96. - 49 с.

18. Геоэкологические последствия открытой разработки месторождений КМА./В Вестн. ВГУ. Сер.геол. № 1, 1996. С.176-179.

19. Роль и место геологических знаний в системе школьного образования/В Вестн. ВГУ. Сер.геолог. № 2. 1996. С.207-209 (В соавт. с Закутским С.Н.).

20. Результаты работы международного экологического конгресса "Экологическая инициатива"./В Вестн.ВГУ. Сер.геолог., 1996. № 2. С.206-207.

21. Геоэкология в разделе естественных наук. В кн. "Экологический вестник Черноземья". Вып. 3. Изд-во Российской Экологической академии. Воронеж, 1996. С. 15-18.

22. Особенности инженерно-геологического районирования при-родно-технических геологических систем в Старооскольском районе КМА./Известия высших учебн.заведений. Геология и разведка. № 6, 1996. С.17-25. (В соавт. с Коноваловой O.A.).

23. Методические основы геоэкологического картирования городских агломераций./В сб.докл. Российскоо-америкайского конгресса "Экологическая инициатива", 22-28 сентября, 1996. Воронеж, С.44-49.

24. О методах определения микроколичеств фенолов в почвогрунтах./В кн. Природа Липецкой области и ее охрана. Вып.8. Липецк, 1996. С.55-57.

25. Геоэкологическое картирование городских территорий. Вестн.ВГУ, сер.геолог. № 2Д996. С.196-197. (В соавт. с Бочаровым В.Л.).

26. Геогидроэкологические аспекты эксплуатации Ситовского месторождения известняков ./В кн. Природа Липецкой области и ее охрана. Вып. 8. Липецк, 1996. С.57-60.

27. Проблемы эрозионной расчлененности поверхности почвогрунтов территории Старооскольского района КМА./В межвузовском сборн.трудов "Экология и безопасность жизнедеятельности". Вып. 2. Изд-во Российской экологической академии. Воронеж, 1998. С.58-63.

28. Особенности формирования геохимических барьеров в зоне аэрации.® Вестн.ВГУ. Сер.геол. № 3, 1998. С.129-134. (В соавт. с Вахта-новой А.Н., Коноваловой O.A.).

29. Основы типизации геологической среды территории Старооскольского районаЛВ Вест. ВГУ. Сер.геол. №4, 1998. С. 185-187. (В соавт. с Коноваловой O.A.).

30. Методическое обоснование экогеологического картйрования./В матер.научн.сессии ВГУ "Современные проблемы геологии", Воронеж, 1998. С.41-51.

31. О количественной оценке сложности инженерно-геологических ус-ловий./В Вестн.ВГУ. Сер.геол.№ 5, 1998. С.239-241. (В соавт. с Коноваловой O.A.).

32. Становление экогеологии как нового естественно-научного направления/В Вестн.ВГУ. Сер.геол. № 5. 1998. С.173-176.

33. Оценка степени экологической безопасности района на примере Старооскольского района./В сб.трудов "Междун.экологии.чтений памяти К.К.Сент-Илера", Воронеж, 1998. С.104-106. (Соавтор Зин-

кевич О.Г.)

34. Экологические проблемы территорий открытой разработки месторождений полезных ископаемых./В тр.межд.науч.-техн.конф. "Высокие технологии в экологии". 13-15 мая 1998. Ч.П. Воронеж, С.44-50.

35. Основные принципы экогеологических исследований ./В матер. V межд.форума ГИС. Москва, 1998. С.31-35.

36. Влияние процессов влаго-солепереноса на степень деградации почв./ В сб. "Экология центрального черноземья Российской федерации", Липецк, 1998. С.180-184. (Соавтор Зинкевич О.Г.).

37. Методические особенности экогеологического мониторинга Старо-оскольского района КМА./В сб. "Экология центрального черноземья Российской Федерации", Липецк, 1998. С.172-180.

38. Методические особенности изучения экогеологических систем горнодобывающего класса/В матер.заседания секции научного совета РАН по проблемам комплексного освоения КМА.-Губкин: НИИ КМА, 1998.С.24-31.

39. Методические особенноети экогеологических исследований горнодобывающих районов. /В матер.межд.научн.конф. "XXI столетие -проблемы и перспективы освоения месторождений полезных ископаемых". Днепропетровск: НГАУ, 1998. С.82-89.

40. Основы управления экогеосистемами горнодобывающих районов/ В матер.междун.научно-практ.конф. "XXI столетие - проблемы и перспективы освоения месторождений полезных ископаемых".-Днеп-ропетровск: НГАУ, 1998. С.74-82.

41. Теоретические основы крупномасштабных экогеологических исследований. - / ВГУ, Воронеж, 1998. - 255 с. (монография).

42. Экогеологические системы как объект диагностирования /В Вестн.ВГУ.Серг.геолог. № 6. 1999. С.91-101.

43. Методические особенности оценки эколого-геологических систем селитебного класса на примере территории Большого Воронежа./В Вестн. ВГУ. Сер.геол.Х» 7.1999. С.223-228. (Соавтор Мячина Д.Е.).

44. О выделении границ эколого-геологических объектов./В матер.научн.конф. "Гидрогеология, инженерная геология, экологическая геология на рубеже третьего тысячелетия: новые идеи и перспективы", июнь 1999. Воронеж, С.103-106.

45. Особенности строения грунтовых толщ как элемент прогноза динамики эрозионных процессов./В матер.научн.конф. "Гидрогеология, инженерная геология, экологическая геология на рубеже третьего тысячелетия: новые идеи и перспективы", июнь 199^. Воронеж, С .6266. (В соавт. с Вахтановой А.Н., Крутских Н.В.);

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Косинова, Ирина Ивановна

Введение ЧАСТЬ I

Глава 1.

Глава 2.

Глава 3.

Теория и методология крупномасштабных эколого- 15 геологических исследований

Историко-генетические основы экологизации 15 геологических знаний

Экогеологические системы как объект 27 диагностирования

Место экологической геологии в области 27 естественнонаучных знаний

Классифицирование экогеологических систем иерархии эколого-геологических

Схема общей исследований

3.1. Методологические предпосылки ЭГИ

3.2. Иерархизация экогеологических исследований

Глава 4. Методологические основы крупномасштабных экогеологических исследований

4.1. Принципиальная структура ЭГИ экогеорайонов

4.2. Функциональный анализ как аппарат количественного 84 диагностирования атрибутных и внешних факторов ЭГС

4.3. Методология комплексного экогеологического 106 картирования

4.4. Постоянно-действующая модель ЭГС - основа управления 117 экогеорайонами

ЧАСТЬ II Экогеологическая оценка территории

Старооскольского экогеорайона

Глава 1. Анализ ситуации в районе объекта исследований

1.1. Геологическое строение территории

1.2. Метеорологические условия района как фактор миграции 145 загрязняющих компонентов

1.3. ЭГС Старооскольского района, ее техногенная 149 трансформация и современная структура

1.3.1. Оценка степени нарушенности рельефа

1.3.2. Деградация почвенного покрова

1.3.3. Оценка загрязнения почв экогеорайона

1.3.4. Экогеологическая оценка состояния поверхностных вод

1.4. Метод количественного анализа и оценка естественной 199 защищенности подземных вод от загрязнения

1.5. Гидрогеодинамические особенности района

1.6. Оценка плотности техногенной нагрузки

1.7. Анализ уровня заболеваемости населения г. Старый Оскол

Глава 2 Оценка состояния ЭГС

Глава 3 Эколого-геологические исследования экогеоплощадей крупнейших предприятий района

3.1. Оценка состояния экогеоплощади Оскольского электрометаллургического комбината

3.2. Стойленский горнообогатительный комбинат

Глава 4 Методическое обеспечение оптимизации состояния 263 Старооскольского экогеорайона

4.1. Система экогеомониторинга

4.2. Создание оптимизационной модели ЭГС 275 Заключение 297 Список литературы

Заключение Диссертация по теме "Экологическая геология", Косинова, Ирина Ивановна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа выполнена в момент становления нового направления в естественных науках - «экологической геологии». Современная роль человека в системе «планета Земля» обозначена В.И. Вернадским в его учении о ноосфере. Масштабность и грандиозность воздействия человека на все природные процессы и явления обусловила необходимость разработки принципов их равновесного сосуществования. На развитие общества в конце XX века накладывается жесткий техногенно-экологический императив: инженерные достижения человека должны быть согласованы с естественными законами природы. В этой связи процесс экологизации охватил все науки не только естественного, но и гуманитарного профиля. Интенсивно развиваются теоретические основы и методология экологической геологии. Существование любой экосистемы обусловлено влиянием абиотических, биотических и техногенных факторов. Экологическая геология представляет собой междисциплинарное направление, изучающее геологическую среду как комплексный ^ абиотический фактор экосистем. Исходя из целевой функции нового направления его следует считать разделом науки «экология». Данное обстоятельство не значит, что «экологическая геология» изымается из области геологических знаний. Это значит, что в новом качестве взаимоотношений между живой и неживой природой на планете Земля все естественные науки будут органически интегрироваться в «экологию». Раздельное, дифференцированное изучение отдельных процессов и явлений не позволит создать единой целостной картины сущего. Только система знаний, построенная на взаимоувязанных и взаимосвязанных информационных пространствах, позволит создать оптимальную модель экосферы планеты. В данной работе представлена попытка такой -V 298 интеграции, определены приоритеты практически-хозяйственной деятельности человека на территориях техногенно перегруженных районойй В пределах последних процессы самокомпенсации и саморегенерации биогеоценозов в значительной степени подавляются техногенным воздействием. Принципиально новая экологическая стратегия освоения территорий базируется на теоретическом обосновании единой методологии исследований экогеологических систем, создания их постоянно действующих информационно-диагностических моделей и разработке высокоэффективных опережающих компенсационных природоохранных мер. Основным объектом изучения экологической геологии являются эколого-геологические системы. Антропоцентрический подход при изучении ЭГС позволяет рассматривать их как комплексные системы, включающие в качестве взаимодействующих элементов геологическую среду, техносферу и человека. Для всех подсистемных элементов характерна цикличность вещества и энергии, обуславливающая формирование экологических функций литосферы.

Эколого-геологические системы представляют собой качественно г новое образование на планете, связанное со скачкообразным развитием научно-технического прогресса. Структурообразующим фактором их иерархической классификации избран характер процессов, обеспечивающих эволюцию системы. В соответствии с данным подходом выделены два типа эколого-геологических систем:

I- эволюция ЭГС обеспечивается в основном естественными процессами;

И- эволюция системы практически полностью контролируется влиянием техносферы; v. V 299

Высшие уровни организации ЭГС выделены на основе системообразующих факторов, обеспечивающих общие условий существования биосферы на планете Земля.

Мезотип иерархической решетки объединяет техногенную часть экогеосистем. Он включает шесть классов, определяющих основные виды жизнедеятельности человека. Проведенный анализ показывает, что наиболее сложным является горнодобывающий класс ЭГС. Это связано с глубинным перераспределением вещества между оболочками. Извлечение минеральных, газовых и водных компонентов геологической среды с глубин более 200 м с выносом их на поверхность приводит к пространственно-временной трансформации экосистем всех уровней. Геологическое обоснование комплекса экологических мероприятий позволяет обеспечить прогрессивный путь эволюции техногенных эколого-геологических систем.

Так исторически сложилось, что экологическая геология выросла из инженерной геологии и гидрогеологии/Методологически важно выделить общие позиции данных наук и их принципиальные различия. Проведенный, анализ обозначил преемственность экологической геологии и определил основное отличие, заключающееся в изучении качества верхней части литосферы, как сферы жизни и деятельности человека.

Литературный обзор фундаментальных работ в области естествознания, практический опыт изучения различных экогеологических систем позволил разработать схему общей иерархии эколого-геологических исследований, под которыми предлагается понимать структуру изучения и совокупность методов, преследующих цели создания моделей оптимальных эколого-геологических систем. Разработанная схема базируется на иерархической классификации ЭГС. Основными принципами проведенных иерархических построений являются комплексность, системность и программно-целевой подход. Особое внимание в работе уделено разработке теоретических основ крупномасштабных ЭГИ.

Основными методологическими предпосылками ЭГИ являются методы изучения экогеологического строения систем, а также способы получения информации, дающей возможность реконструировать историю формирования ЭГС. Экогеологические исследования являются упорядоченной целостной структурой. Тройственная структура универсума «вещь-свойство-отношение» предполагает выделение неоднородностей в системе на основе принципа качественной элементарности. Уровни организации ЭГИ определяются в зависимости от объекта, масштаба, целей и задач исследований. Согласно иерархии выделено семь уровней организации ЭГИ - от планетарного до уровня части. Соответственно в качестве объектов экогеологических исследований выступают: экогеосфера (М 1:5000000), экогеоэлементы (М 1:2500000-1:2000000), экогеоблоки (М 1:1000000, 1:500000), экогеорегионы (М 1:200000, 1:100000), экогеообласти (М 1:50000), экогеорайоны (М 1:25000, 1:10000), экогеоплощади (М 1:5000, 1:500). Два первых уровня организации ЭГИ изучают естественно эколого-геологические объекты, представляющие собой часть геологического пространства, внутри границ которого его экологические свойства остаются постоянными. Техногенные эколого-геологические объекты изучаются на 3-7 уровнях., они являются частью геологической среды, внутри границ которой каждая пачка характеризуется определенным комплектом измененных экологических свойств. Основным функциональным признаком иерархизации объектов ЭГИ является плотность техногенной нагрузки на элемент площади, повышающаяся от первого к седьмому уровню.

Разработанная иерархия есть прикладная часть общей теории систем, служит методологической основой современных крупномасштабных экогеологических исследований. Их структура имеет трехслойное строение. В первом блоке аккумулируется информация по атрибутным и внешним факторам системы. Основным отличием данного набора количественных параметров является их соотнесение с медико-биологическими нормативами состояния компонентов ЭГС. Среди факторов, способных дать максимальную информацию о природных элементах ЭГС, предлагается выделить:

1. Степень преобразования литосферы.

2. Степень преобразования геополей.

3. Степень преобразования почв по необходимым для картируемой территории категориям.

4. Степень преобразования поверхностной гидросферы и донных отложений.

5. Техногенное преобразование подземных вод.

Внешними относительно верхней части литосферы являются экосистемы различного уровня и различные виды техногенной нагрузки. В качестве внешних факторов разработанная методика предполагает анализ ^ уровня техногенного преобразования растительности, качественную и количественную характеристику заболевания населения, модуль техногенной нагрузки. В излагаемой методике в качестве количественного показателя, отражающего интенсивность воздействия деятельности человека на 01фужающую среду, предлагается величина предельно-допустимых выбросов предприятий. Атмосферные выбросы характеризуются наиболее широким спектром вредных веществ. Они обладают максимальной миграционной способностью, им обеспечен практически свободный доступ к экосистемам различного уровня. С другой стороны, показатель предельно допустимых выбросов учитывает не только специфику выбрасываемых веществ, но и климат, рельеф территории, взаиморасположение селитебных и промышленных зон. Анализ ситуации показал, что уровень атмосферных выбросов предприятий практически соответствует ПДВ. Последние не учитывают аварийные выбросы. В этой связи предельно допустимые выбросы предприятий можно считать некоторым средним значением.

В целом атрибутные и внешние факторы ранжируются по набору количественных показателей.

Информационный блок экогеологических исследований предполагает использование комплекса нормированных полевых и лабораторных методов изучения атрибутных и внешних факторов ЭГС. Полученная информация должна соответствовать критериям точности, объективности и достоверности. Группы количественных критериев оценки состояния ЭГС формируются на основе существующих нормативных документов. Их ранжирование позволяет выделить три класса оценки. Первый - показатели системы соответствуют естественному уровню. Третий - по значениям показателей (согласно нормативным документам) фиксирует состояние экологического кризиса в системе. Второй класс, объединяющий промежуточные значения показателей оценки, обозначает эластичное состояние системы. При снятии техногенных нагрузок ЭГС может вернуться в естественное состояние. В противном случае, эколого-геологическая система переходит в стадию экологического кризиса. Данная стадия является начальной в процессе общего разрушения системы. Такой подход при выборе критериев характерен для оценки геохимических и геофизических экологических функций. Ранжирование критериев, описывающих геодинамические и ресурсные функции, проводилась на основе авторских исследований (степень изменения уровенной поверхности водоносного горизонта, адсорбционная способность грунтов) и по литературным данным. Принцип системности наиболее полно реализуется на стадии создания модели комплексной эколого-геологической карты,оценочного типа. В основе построения карты лежит типизация территорий по количественным параметрам состояния ЭГС. Путем матричного наложения факторных пространств строится картографическая модель, в пределах которой выделяется неблагоприятная, условно благоприятная и благоприятная зоны. Использование термина "благоприятность" позволяет наиболее полно отразить оценку качества, системы относительно условий жизни и деятельности человека.К неблагоприятной относятся территории, на которых отмечено кризисное состояние системы по одному или более факторам. Выделение подзон производится по количественному проявлению ведущих факторов. Наличие сопутствующих факторов обозначается специальными цифровыми и буквенными символами. Выделение условно благоприятной зоны производится по промежуточным значениям количественных показателей атрибутных и внешних факторов. Благоприятная зона характеризуется ситуацией, максимально приближенной к естественной. Необходимым элементом эколого-геологической карты является универсальная шкала ' состояния ЭГС. Она разработана для экспресс-анализа и позволяет производить предварительную оценку территорий при наличии малого объема исходной информации. Практически комплексная экогеологическая карта строится с помощью методов компьютерной графики и представляет собой оригинальный способ компьютерного моделирования синергетики системы.

Создание постоянно действующей модели ЭГС осуществляется при дополнении экогеологической карты системой ЭГМ. Система локальных наблюдений многофункциональная, осуществляется по трехмерной сети.

Она включает сеть стационарных площадок ЭГМ, располагающихся в ключевых участках системы. В пределах площадок осуществляется локальный комплексный мониторинг, анализирующий состояния всех необходимых факторов. Основной целью создания стационарной сети" является долговременное прослеживание экогеоситуации. Стационарные точки ЭГМ должны располагаться на границе выделенных зон, они контролируют динамику отдельных компонентов системы. При экогеологических исследованиях необходимо введение элементов случайного поиска. Так, мобильные точки мониторинга дают точечную пространственно-временную информацию с целью прогнозирования возможности возникновения аварийных ситуаций.

Постоянно действующая геоинформационная модель позволяет полностью контролировать состояние экогеологических систем. Основной целью ее создания является обеспечение оптимальных условий существования ЭГС, комфортности проживания. Практическое управление состоянием эколого-геологических систем должно осуществляться отделами ЭГМ при территориальных геологических управлениях областей, комитетами по экологии при районных администрациях. Отдел экогеологического мониторинга является владельцем стационарных и мобильных объектов ЭГМ. Он вырабатывает компенсационные природоохранные меры, обеспечивает опережающую высокоэффективную оценку экогеологического риска как в локальном, так и в региональном масштабе.

Эколого-геологическая карта служит основанием для десятилетнего периода планирования развития территорий. Административные органы с ее помощью могут рационально размещать экологически опасные объекты (свалки, накопители отходов и т.п.), новые промышленные комплексы, объекты отдыха и здравоохранения и т.д.

Постоянно действующая модель ЭГС может выдавать целевую информацию. Например, карта благоприятных условий территории по всем анализируемым факторам, карта кризисных ситуаций, карты рекомендуемых участков для выращивания элитных сортов зерновых,"4 карты природоохранных мероприятий и т.д.

Разработанные теоретические основы крупномасштабных экогеологических исследований были апробированы на территории Старооскольского экогеорайона. Он представляет собой сложное гетерогенное образование, в котором тесно переплетены объекты естественной и искусственной природы. Основной отличительной особенностью данного ЭГР является наличие крупнейшего в мире месторождения железистых кварцитов. Стойленский горнодобывающий

•л комбинат занимает площадь около 400 км . Технологический цикл предприятия включает Стойленский карьер, установки по дроблению и обогащению руды. На 1998 г. отработано около 25000 тыс. м3 вскрышных пород. Производство металла осуществляется на Оскольском электрометаллургическом комбинате. Наличие полного цикла добычи, переработки руды и выплавки металла определяет эколого-геологическую ситуацию района.

Уникальность территории Старооскольского района состоит в том, что на небольшой площади представлен широкий диапазон состояний экогеологической системы: от кризисного до благоприятного. Данное обстоятельство обусловлено спецификой атрибутных и внешних факторов. Их соотношение привело к выделению в пределах Старооскольского района трех экогеоподсистем. Правобережная подсистема характеризуется явным преобладанием неблагоприятной оценки состояния экогеосистемы. Это связано с расположением на данной территории Стойленского карьера, ряда крупных промышленных предприятий.

Неблагоприятная ситуация в пределах Левобережной ЭГ подсистемы фиксируется примерно на 50% территории.

В ее пределах находится десять предприятий различного уровня. Модуль техногенной нагрузки ОЭМК превышает 20 ООО т/год. Вредные вещества I класса опасности составляют около 5%, II - около 15%. Выброс контаминантов производится, в основном, через высокие трубы, радиус воздействия комбината составляет 15 км. Проведенные исследования позволили выделить зоны: максимального влияния - г=5 км, умеренного влияния - г=5-10 км.

Анализ атрибутных и внешних факторов ЭГС зоны максимального влияния ОЭМК фиксирует кризисное состояние системы.

Восточная ЭГ подсистема представляет собой территорию, максимально приближенную по всем показателям к естественному состоянию. Неблагоприятная оценка отмечается только по особенностям строения геологической среды.

Таким образом, комплексная эколого-геологическая карта позволила дать обобщенную информацию о состоянии ЭГС территории Старооскольского района. Она является основой разработки системы экогеомониторинга. Последний включает пять стационарных площадок наблюдений за состоянием элементов ЭГС. Пространственно площадки ЭГМ приурочены к ключевым участкам системы. Стационарные гидрогеологические наблюдения предлагается проводить по трем створам, расположенным в пределах участков катастрофического состояния ЭГС. Здесь же сконцентрированы стационарные точки гидрологических, почвенных, биологических, атмосферных и медико-статистических наблюдений. Точки мобильного мониторинга выставлены на момент составления карты. Их количество варьируется в зависимости от конкретных ситуаций, пространственное расположение обусловлено возможностью возникновения аварийных состояний системы.

Программно-целевая функция карты реализуется в следующих положениях:

1) Приоритетными объектами природоохранной деятельности в пределах района являются зоны Стойленского карьера и ОЭМК, Юго-западная лромзона и промузел «Котел»;

2) Существующие природоохранные системы малоэффективны. Необходимо комплексное позональное внедрение мероприятий, разработанных и представленных в настоящей работе;

3) При планировании развития Старооскольского экогеорайона предлагается учитывать следующее: техногенная пригрузка территорий с катастрофическим состоянием ЭГС не рекомендуется; зоны максимального влияния Стойленского карьера и Оскольского электрометаллургического комбината объявить зонами персональной ответственности, где владельцы должны внедрять систему восстановления природной среды; расположение полигонов ТБО возможно в районе сс.Прокудино, Монаково, севернее с. Песчанка; наиболее качественные почвы для селхозосвоения имеют локальное распространение, расположены между сс. Федосеевка и Новокладовое на севере района, западнее и южнее с. Новониколаевка, восточнее с. Роговатое, на юго-востоке района; строительство объектов отдыха и здравоохранения рекомендуется восточнее верховьев р. Котел в пределах восточного участка ЭГС; развитие г. Старый Оскол наиболее рационально в северном и восточном направлениях, характеризующихся более благоприятным состоянием ЭГС; в качестве заповедных зон возможно объявление урочищ Пионер и Дубрава и т.д. и

Эколого-геологическая карта территории Старооскольского ЭГР построена в 1997 г. Ее использование в качестве постоянно действующей модели требует создания специального отдела в комитете по экологии. Отдел должен владеть моделью, современной компьютерной техникой и квалифицированными специалистами. Отдел экогеомониторинга задействован в сборе достоверной информации, которая в дальнейшем комплексируется, ранжируется и вводится в геоинформационную систему. Персонал службы экогеологических исследований является контингентом особого экологического приоритета и высочайшей экологической ответственности.

Насущная необходимость реальной и эффективной работы природоохранных служб любого региона и Старооскольского района в частности обусловлена экстремальностью сложившихся ситуаций и реальными возможностями их разрешения. Подобно геологическим, границы эколого-геологических объектов подразделяются на резкостные,нарушенные и произвольные.

Так как финансовые накопления, возможности реализации конкретных управленческих и контролирующих решений сосредоточены в настоящее время в администрациях территориальных единиц, они являются основными пользователями постоянно действующих моделей отдельных областей, районов, участков.

В этой связи проведение эколого-геологических исследований в произвольных границах, обусловленное экономическими, административными, политическими, производственными и иными причинами обосновано и может применяться достаточно широко наряду с общепринятыми подходами.

Библиография Диссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Косинова, Ирина Ивановна, Б. м.

1. Аверкина Т.И., Герасимова АС., Ершова С .Б. и др. Устойчивость геологической среды: теория, практику проблемы. М.: Изд-во МГУ. 1993. С. 12-26.

2. Адерихин П.С. К вопросу об эволюции почв центрально-черноземных областей//Бюлл.общ-ва естествоиспытателей при Воронежском госунивер. 1961.Т. 12.-С.71-77.

3. Алаев Э.Б. Социально-экономическая география: понятийно-терминологический словарь. M.:Mbicjiiv 1983. 26 с. '

4. Александров В.А., Напалков НЛ//Злокачестве.нные олухсши и беременность, Л.:-НИИ онкологии им. Ы.Н.Петрова,198ГСЛ 1-27.

5. Апарин В.Ф., Савельева Т.С. Внутрилочвенный сток как фактор формирования структуры почвенного покрова//Почвоведение.-1993.-№ 9.-С. 116-118.

6. Арманд Д.Л. За высокую картографическую культуру физико-географических исследований//Изв. АН СССР.-Сер.географ.-М.,1983.-№ 3. С.65-70.

7. Арманд Д.Л. Балльные шкалы в географии//Изв: АН СССР. Сер.географ. - М., 1973. -№2. - С. 111-124.

8. Ахтырцев Б.П., Соловченко В.Д. Почвенный покров Белгородской области. Воронеж. Изд-во ВГУ, 1984. 264 с.

9. Ахтырцев A.B., Адерихин П.Г., Ахтырцев Б.П. Лугово-черноземные почвы v центральных областей Русской равнины. Воронеж. Изд-во ВГУ, 1981. - 176 с.

10. Адерихин П.Г., Джегерис В.Г. Комплексы засоленных почв подзоны типичных черноземов Окско-Донской низменности//Труды ВГУ. 1968. Т.65. - С.95-147.

11. Бабак В.В. Рекомендация по проведению геоэкологических и инженерно-геологических исследований при выборе участков под полигоны ТБО и оценке воздействия полигонов на геологическую среду. М: Геоцентр. 1992.

12. Барон В.А., Голицын М.С., Корнева Р.Г. и др. Региональные геоэкологические исследования/Юбзор информации: Геоэкологические исследования и охрана недр. М.:МГП «Геоинформмарк», 1993. № 3. С. 1-48.

13. Бахирева Л.В., Заиканов В.Г., Качесова Л.П., Минакова Т.Б. Опыт формирования экспертной системы для оценки геоэкологического риска урбанизированных территорийУ/Геоэкология. 1996. № 3. С. 134-139.

14. Вяхирева Л.В., Куликова З.В., Терешков Г.М. Основные изменения геологической среды в связи с различными видами строительства. В кн.: Геологическая, деятельность и охрана окруж.среды. М.: Изд-во МГУ, 1979. С.26-30.

15. Белый Л.Д. Теоретические основы инженерно-геологического картирования. М., 1964. - 168 с.

16. Беус A.A., Грабовская ЛИ., Тихонова И.В. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1976. 243 с.

17. Бойченко Е.А., Виноградова А.И Содержание и роль элементов в жизни растений. -М.: Наука, 1990. -97 с.

18. Бондарик Г.К. Новый этап инженерной геологии//Инженерная геология. 49-89. № 4. С.115-120.

19. Бондарик Г.К. Управление природно-техническими системами. Возможности и ограничения//Известия вузов. Геология и разведка, 1994. № 1. С.42-47.

20. Бондарик Г.К. Общая теория инженерной (физической) геологии.М.:Недра, 19-81,256 с.

21. Бочаров В.Л., Косинова И.И. Геоэкологическое картирование городских ^ территорийУ/Тез.докл. 30 международного геологического конгресса. Китай, 4-14 августа, 1996. С.27-29.

22. Бочаров В.Л., Косинова И.И. Техногенная метаморфизация поверхностных и подземных вод в пределах железорудного горнодобывающего района//В сб.докл. «Современные проблемы экологического состояния геологической среды Украины», КГУ, 1995. С.74-79.

23. Бочаров В.Л., Косинова И.И. Геоэкологические особенности буровзрывных работ на Стойленском железорудном месторождении КМА./В кн. «Гидрогеология,инженерная геология и геоэкология месторождений полезных ископаемых. -Екатеринбург; УГГА, 1994. С. 120.

24. Бурмистров М.И. Отчет о разведке подземных вод на Воротниковском, Незнамовском и Ильинском участках для водоснабжения г. Старый Оскол. Белгородская КГРЭ, 1969.

25. Вавельский М.М., Чебан Ю.М. Защита окружающей среды от химических выбросов пром.предприятий/ «Штинца». Кишинев, 1990. 210 с.

26. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.:Наука. 1989. 261 с.

27. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М.:Наука, 1988. 520 с.

28. Воронкевич С.Д. Современные проблемы инженерной геохимии.У/Инженерная геология, 1992. № 3.С. 11-25.

29. Гамбургцев А.Г. Концепция мониторинга лриродно-технических систем//Геоэкология, 1994. №4. С. 12-19.

30. Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. Основные проблемы экологической геологииУ/Геоэкология. 1995. № 1. С.28-35.

31. Геологические тела (терминологический справочник). Под ред. Ю.АКосыгина, В.А.Кулындышева, В.А.Соловьева. М.:Недра, 1986. - 334 с.

32. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Эколого-геологические исследования: концепция и методология//Тр. межд.научн.конф. 5-7 декабр.1996 г. М.: МГУ, 1996. С.121-128.

33. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Экологическая геология наука об оптимальной геологической среде//Геоэкология, 1994. № 2. С.29-35.

34. Голодковская Г.А., Елисеев Ю.Б. Инженерная геоэкология период становления//Инж.геология. 1990. № 3. С.8-15.

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

36. Глазовская М.А. Принцип классификации почв по опасности их загрязнения тяжелыми металлами//Биол.науки. 1989. № 9. С.38-46.

37. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. -М.:Гидрометеоиздат, 1987. 245 с.

38. Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.:Недра, 1984. - 262 с.

39. Горбунов Н.И., Юдина Л.П., Ванштейн H.H. Скорость растворения гипса и кальцита//Почвоведение. 1979. № 10. С.65-68.

40. Горелов А.А. Экология наука - моделирование (философский очерк). - М. .Наука. -1985. - 207 с.

41. Горшков С.П. Эколого-географические основы охраны природы. М.: Изд-во Моск.ун-та, 1992.- 124 с.

42. Горшков В.Г., Кондратьев КЛ. Принципы Ле Шателье в приложения к биосфере//Экология. 1990. № 1. С.7-16.

43. ГОСТ 17.1.3.06-82 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране подземных вод.

44. ГОСТ 27593-88. Почвы. Термины л определения.

45. ГОСТ 17.4.2.03.-86. Охрана природы. Почвы. Паспорт почв.

46. ГОСТ 17.5.4.02-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Метод измерения и расчета суммы токсичных солей во вскрышных и вмещающих породах.

47. ГОСТ 17.4.1.02-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

48. ГОСТ 17.4.2.01.-81. Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния.

49. Государственный контроль за использованием и охраной земель. (Нормативные материалы). Вып. 3. - М.:РУССЛИТ. 1996. - 416 с.

50. Государственный земельный кадастр СССР. М., 1987. - С.217-270.

51. Гришина Л.Л., Копцик Г.Н. и др. Организация и проведение почвенных ,. исследований для экологического мониторинга. М.: МГУ, 1991. - 82 с.

52. Грищенко М.Н. Почвообразующие породы Центрально-Черноземного районаУ/Литогенез в докембрии и фанерозое Воронежской антекдизы. Воронеж,-1975.-С.130-139.

53. Гудзон Н. Охрана почвы и борьба с эрозией. М., 1974. - 92 с.

54. Докучаев В.В. Избранные труды: Изд-во АН СССР, 1949. 377 с.

55. Ермолов А.В. Отчет о результатах гидрогеологических и инженерно-геологических изыскания в балке «Чуфичево». ВИОГЕМ, 1973. - 87 с.

56. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв. М.: Изд-ао МГУ, 1987. 304 с.

57. Зеергофер Ю.О., Батуринская И.В., Лушникова Н.П. Ретроспективный анализ геологической среды//Инженерная геология, 1987. № 2. С. 13-22.

58. Зеергофер Ю.О., Тютюнова Ф.И. Техногенные системы гидролитосферы. Проблемы управления. М.:Наука, 1990. 127 с.

59. Золотарев Г.С. Инженерная геодинамика. М.:Изд-во МГУ, 1983. 328 с.

60. Зимовец Б.А., Хитров Н.Б. Проблемы диагностики засоления и осолонцевания орошаемых почв России//Тр.почв.ин-та им. В.В.Докучаева. М., 1994. - С.9-18.

61. Израэль Ю.А. Философия мониторингаУ/Метеорология и гидрология, 1990. № -6. С.5-10.

62. Ильницкий А.П., Королев АА., Худолей В.В. Канцерогенные вещества в водной среде. М.:Наука, 1993. - 222 с.

63. Исаев В. А., Баранова О.Ю. Влияние экологической обстановки на мелиорированные почвы Центрального Черноземья//Тр.почв.ин-та им. В.В.Докучаева.-М., 1994. ^ С.196-200.

64. Каждан А.Б. Методологические основы разведки полезных ископаемых. М., Недра, 1974.-227 с.

65. Каждан А.Б. Разведка месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1977.-182с.

66. Кац Д.М., Шестаков В.М. Мелиоративная гидрогеология. М., Недра, 1981. 296 с.

67. Chemical Hydrogeology. Benchmark Papers in Geology. V.73. Edited by W. Back and iLAJreeze. Hutchincon less Publishing Company. 1983. 414 p.

68. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1974. - 230 с.

69. Клубов С.В. Прозоров AJL Геоэкология: история, понятия, современное состояние. М.: ВНИИ зарубежгеология, Департамент Геоэкологии, 1993. 160 с.

70. Клюквин А.Н. Концепция геоэкологических исследований в Московском „ регионе./В сб.тр. «Геоэкологические исследования в Московском регионе». М., 1990. С.5-13.

71. Коваленко А.В., Канзист Ж.С. Основы инженерной геоэкологии. Методика эколого-геологических исследований. М., 1991. 133 с.

72. Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. М.-Л; Изд-во АН СССР, 1946. - Т.1.- 568 с.

73. Ковда В.А. Солончаки и солонцы. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937. - 243 с.

74. Козловский Е.А. Геоэкология новое научное направление/ТТеоэкологические исследования в СССР. Докл. Сов.геологов на Междун.геол.конгр. Сессия XXVIII. М.,1989. С.9-19.

75. Косинова И.И. Теоретические основы крупномасштабных экогеологических исследований. Воронеж; Изд-во ВГУ, 1998. - 255 с.

76. Косинова И.И. Экогеологические системы как объект диагностирования/В Вестн.ВГУ. Сер.геолог. № 6. 1998. С.91-101. 'В

77. Косинова И.И. Основы управления экогеосистемами горнодобывающих районов/В матер.международной науч.-практ.конф. «XXI столетие проблемы и перспективы освоения месторождений полезных ископаемых». - Днепропетровск: НГАУ, 1998, С.74-82.

78. Косинова И.И. Методические особенности экогеологических исследований горнодобывающих районов/В матер.междун.науч.конф. «XXI столетие проблемы и перспективы освоения месторождений полезных ископаемых». - Днепропетровск: НГАУ, 1998. С.82-89.

79. Косинова И.И. Методические особенности изучения экогеологических систем горнодобывающего класса/В матер.заседания секции научного совета РАН по проблемам комплексного освоения КМА.-Губкин: НИИКМА, 1998. С.24-31.

80. Косинова И.И. Методические особенности экогеологического мониторинга Старооскольского района КМ А./В сб. «Экология центрального черноземья Российской федерации», Липецк, 1998. С. 172-180.

81. Косинова И.И., Зинкевич О.Г. Влияние процессов влаго-солепереноса на степень деградации почв./В сб. «Экология центрального черноземья Российской федерации», Липецк, 1998, с. 150-184.

82. Косинова И.И. Основные принципы экогеологических исследований./В матер. международного форума ГИС.Москва, 1998. С.31-35.

83. Косинова И.И. Экологические проблемы территорий открытой разработки месторождений полезных- ископаемых./В трудах межд.научно-техн.конф. «Высокие технологии в экологии». 13-15 мая 1998, 42. Воронеж, С.44-50.

84. Косинова И.И. Становление экогеологии как нового естественно-научного направления/В ВестникеВГУ. Сер.геологическая. № 5. 1998. С. 173-176.

85. Косинова И.И., Коновалова О.А. О количественной оценке сложности инженерно-геологических условийУВ Вестнике ВГУ.Сер.геологическая. № 5, 1998. С.239-241.

86. Косинова И.И. Методическое обоснование экогеологического картирования./В матер.научной сессии ВГУ «Современные проблемы геологии», Воронеж, 1998. С.41-51.

87. Косинова И.И. Методическое пособие по курсу «Инженерная геоэкология». Изд-во ВГУ. Воронеж, 1997. 7 с.

88. Косинова H.H., Коновалова O.A. Основы типизации геологической среды территории Старооскольского района./В Вестнике ВГУ. Сер.геологическая. JV« 4 1997. С.185-187.

89. Косинова И.И., Вахтанова А.Н., Коновалова O.A. Особенности формирования геохимических барьеров в зоне аэрации. /В Вестнике ВГУ. Сер.геологическая. № 3. 1997. С. 129-134.

90. Косинова И.И. Геогидроэкологические аспекты эксплуатации Ситовского месторождения известняковУВ кн. Природа Липецкой области и ее охрана. Вып. 8. Липецк, 1996. С-57-60.

91. Косинова И.И. О методах определения микроколичеств фенолов в почвогрунтах./В кн. Природа Липецкой области и ее охрана. Вып.8. Липецк, 1996. С.55-57.

92. Косинова И.И. Методические основы геоэкологического картирования городских агломераций./В сб.докд-Российско-американского конгресса «Экологическая инициатива», 22-28 сентября, 1996, Воронеж, С.44-49.

93. Косинова И.И., Коновалова O.A. Особенности инженерно-геологического районирования природно-технических геологических систем в Старооскольском . районе КМА./Известия высших учебн.заведений. Геология и разведка, № 6. 1996. С. 17-25.

94. Косинова И.И. Геоэкология в разделе естественных наук. В кн. «Экологический вестник Черноземья)). Вып.З. Изд-во Российской экологической академии. Воронеж, 1996. С.15-18.

95. Косинова И.И., Курилович А.Э. Участие природоохранных организаций ЦЧР в подготовке специалистов геоэкологического профиля. Деп. в ВИНИТИ, 7.03.96. № 691-В96. 12 с.

96. Косинова И.И. Результаты работы международного экологического конгресса «Экологическая инициатива»/В Вестнике ВГУ. Сер.геологическая, 1996. № 2. С.206-207.

97. Косинова И.И., Закутский С.Н. Роль и место геологических знаний в системе школьного образования./В Вестнике ВГУ. Сер.геологическая. № 2. 1996. С.207-209.

98. Косинова И.И. Геоэкологические последствия открытой разработки месторождений КМА./В Вестнике ВГУ. Сер.геологическая № 1. 1996. С. 176-179. м

99. Косинова И.И. Особенности ПТС долин малых рек центральной части территории КМА (монография). Деп. в ВИНИТИ 20.02.96. № 528-В96. 149 с.

100. Косинова И.И. Метеорологические условия района Стойленского ГОКа как фактор миграции загрязняющих компонентов./В кн. «Гидрогеология, инженерная геология и геоэкология месторождений полезных ископаемых». Екатеринбург; УГГГА, 1994. С.133-139.

101. Косинова И.И. Оценка влияния эксплуатации горнопромышленных предприятий КМА на геоэкологическое состояние прилегающих территорий (монография) Деп. в ВИНИТИ 15.12.93 № 3082-В93. 87 с.

102. Косинова И.И., Гончарова И.В, Бузунова AB. Гидрогеохимическая особенность поверхностных вод р. Песчанка. Деп. в ВИНИТИ 11.08.92 № 2593-В92. 8 с.

103. Косинова И.И. К вопросу рационального использования трещиноватых и карстующихся пород./В сб.докладов межд.симпозиума «Инженерная геология карста», Пермь, 1992. Т.2, С.219-223.

104. Косинова И.И. Роль адсорбционных свойств грунтов при очищении сточных вод от загрязнения./В кн. «Природа Липецкой области и ее охрана». Выл. 1. Воронеж. Изд-во ЦЧО, 1990тС.41-50.

105. Косинова И.И., Вахтанова А.Н. Роль адсорбционных процессов в загрязнении геологической среды/В доклВсесоюзн.научн.конф. «Проблемы инженерно-геологических и гидрогеологических исследований». Ташкент, 1990. С. 103-107.

106. Косинова ИЛ. Рациональное использование и охрана геологической среды промышленных зон черной металлургии. Автореф-дисс.канд.геол-мин.наук:» -Москва. 1988. 25 с.

107. Косинова И.И., Вахтанова А.Н., Талдыкин Е.М. Влияние техногенных воздействий на гидродинамический режим водоносного пласта./Инж.геол. № 1, 1988. С.57-64.

108. Косинова И.И., Вахтанова АН., Токарев А.Г. Типизация инженерно-геологических условий Левобережной, части г.Липецка с целью охраны окружающей среды. Деп. в ВИНИТИ 24.06.85 № 4443-85 Деп. 17 с.

109. КосиноваИ.И.,ТуралинА.АИзучение температурного режима некоторых антропогеновых водоносных горизонтов.Деп. в ВИНИТИ24.06.85 № 4444-85. -14 с.

110. Косинова И.И., Вахтанова А.Н., Окороков В.А. Антропогенные отложения Липецкого промышленного района и их взаимосвязь с геологической средой. «Инж.геология». №4, 1985. С.34-40.

111. Косинова И.И., Тевяшова НВ. К вопросу о методике составления карт изменения геологической среды при эксплуатации объектов горнодобывающей промышленности. Деп. в ВИНИТИ 6.04.84, № 2049-84. 15 с.

112. Косинова И.И., Вахтанова А.Н. Изучение тексотропии вскрышных пород прибортового участка Стойленского месторождения КМА/Инж.геол., № 6, 1981. С.54-59.

113. Королев В. А. Мониторинг геологической среды. М.: Изд-во МГУ, 1995.-272 с.

114. Королев В.А., Николаева С.К. Геоэкологическая оценка зон влияния инженерных сооружений на геологическую среду//Геоэкология, 1994. № 5. С.25-37.

115. Куринов МБ Эколого-геологическая система как важнейший объект исследований экологической геологии//Ежегодная научная конференция «Ломоносовские чтения». М.:МГУ, 1985. 25 с.

116. Лукашев В.К. Геологические аспекты окружающей среды. Минск. Наука и техника, 1987. 327 с.

117. Лукашев В.К., Лукашев К.И. Научные основы охраны окружающей среды. Минск: Вышейшая школа, 1980. 255 с. *

118. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию-М.:Наука, 1989. -372 с.

119. Мананков A.B. Методические аспекты экологического мировоззрения и концепция геоэкологии//Тез.докл.межд.конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды», сентябрь 1998, Томск, Т.4, С.37-39.

120. Методика определения размеров ущерба от деградации почв и земель, утвержденная 11 июля 1994 года Минприроды России, Роскомземом и согласованная Минсельхозпродом России и Россельхозакадемией.

121. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86.-Л.:Гидрометеоиздат, 1987. 94 с.

122. Методические указания по определению тяжелых металлов в продуктах растениеводства. Минсельхоз России. ЦИНАО, 1992.

123. Методические рекомендации по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды. М.:ИМГРЭ, 1982. 66 с.

124. Методические рекомендации по геохимическим исследованиям для оценки воздействия на окружающую среду проектируемых горнодобывающих предприятий. М.:ИМГРЭ, 1986. -98 с.

125. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами. Гидрометеоиздат, 1981. - 127 с.

126. Методическое руководство по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 110 с.

127. Минаев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: Агропромиздат, 1990. -57 с.

128. Минашина Н.Г. Токсичные соли в почвенном растворе, их расчет и классификация почв по степени засоления//Почвоведение. 1970. № 8. С.92-105.

129. Мироненко В. А., Румнин В.Г., Усачев В.К, Охрана подземных вод в горнодобывающих районах. М.,1978. 260 с.

130. Моисеев H.H. Алгоритмы развития. М.:Наука, 1987. 186 с.

131. Молчанов A.A. Влияние леса на окружающую среду. М., 1973. 189 с.

132. Мухина Л.И., Толстихин О.Н. Природа и научно-техническая революция. М.Недра, 1985. 116 с.

133. Немененок В.Т. и др. Отчет о комплексном гидрогеологическом, инженерно-геологическом и геоэкологическом исследовании и картографировании с-геологическим изучением. М 1:200 ООО на площади листа M-37-V1I1. Белгород, ГТП «Белгородгеология». 1994. -217 с.

134. Общесоюзный нормативный документ (ОНД-86) Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Утверждена Председателем Госкомгидромета, 11.08.1986 г.

135. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользования. Разраб.: Почв. Ин-т им. В.В.Докучаева, ГИЗР, Минсельхоз СССР. М„ 1973.

136. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 2. 373 с.

137. Орадовская А.Е. Бочевер О. Ф. Некоторые закономерности дисперсии и сорбции на грунтах при фильтрации загрязненных подземных вод,- В кн.: Гидрогеологические вопросы подземного захоронения промстоков. М.:1969, С.28-41.

138. Орлов М.С., Шестаков В.М. Гидрогеоэкология нужна ли она и каково ее содержание// Вестник МГУ. Серия Геология. 1990. № 6. С.62-66.

139. Осипов В.И. Геоэкология междисциплинарная наука об экологических проблемах геосфер//Геоэкология. 1993. № 1. С.4-18.

140. Основы рационального освоения недр КМА/И.Н.Щеголев, В.Н.Селезнев, < В.Е.Кирьянчук и др. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1991. - 176 с.

141. Островский В.Н., Островский Л. А. Концептуальные вопросы геоэкологии/Ютечественная геология, 1993. № 7. С.97-102.

142. Оценочная шкала опасности загрязнения почв Zc. Утверждена Минздравом СССР 13.03.1987 г.

143. Панин П.С. К теории построения экологической классификации засоленных почв//Тез.докл. 4 Всесоюзн. съезда почвоведов. Алма-Ата, 1970. - кн.4. - С.96-87.

144. Панов Н.П. Особенности генезиса почв солонцовых комплексов степной зоны. Автореф. дисс .докт. с.-х.наук. М., 1972. 35 с.

145. Панков Я.В. Способ распространения древесных и кустарниковых пород на отвалах КМА//Тез.Всесоюзн.научн-техн.конф. «Рекультивация земель в СССР». М., 1982. С.137-139.

146. Паракшин Ю.П., Кузнецова О.С. О высоте поднятия и колебания капиллярной каймы грунтовых вод в почвогрунтах различного грансоставаУ/Тез.докл. & Всесоюзн.съезда почвоведов. 1989. - кн. 1. - С.63.

147. Питьева К.Е. Гидрогеохимия. М.: Изд-во МГУ. 1978.

148. Питьева К.Е. Гидрогеохимические аспекты охраны геологической среды. М.:Наука. 1984.-215 с.

149. Платонов А.П., Моисеев. Основы общей экологии:/Иванов.инж.-строит.ин-т. Иваново, 1995. 113 с.

150. Плотников Н.И., Карцев A.A., Рогинец И.И. Научно-методические основы экологической гидрогеологии. М.:Изд-во Моск.ун-та. 1992. 62 с.

151. Подобедов Н.С, Природные ресурсы Земли и охрана окружающей среды. -М.:Недра, 1985. -236 с.

152. Попов И.В. Инженерная геология СССР. 4.1. М.:Изд-во МГУ, 1961.

153. Поротиков И.Ф. Особенности степных солонцов центрально-черноземной полосы и эффективность различных методов их мелиорации: Автореф.дисс. . канд.с.-х. наук. Воронеж, 1973. - 23 с.

154. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. М., 1993.

155. Принципы оценки риска для потомства в связи с воздействием химических веществ в период беременности/Женева: ВОЗ, 1988. 156 с.

156. Протасов В.Ф., Молчанов A.B. Словарь экологических терминов и понятий: -М.:Финансы и статистика, 1997. 160 с.

157. Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника территории Воронежской антеклизы. Воронеж, ВГУ, 1969. - 150 с.

158. Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила и гипотезы. М.:Россия молодая, 1994. - 366 с.

159. Сает Ю.В. Концентрация химических элементов в удобрениях, приготовленных из ТБО крупных городов. М.:Наука, 1982. - С.24-27.

160. Свидетельство на стандартный образец СП-1 (курский чернозем) № 901-90 (00К0151) по Государственному реестру мер и измерительных приборов СССР, 1991.

161. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства.

162. Сводное заключение Государственной экологической экспертизы Госкомприроды РСФСР и Минчермета СССР по «Территориальным комплексным схемам охраны^ природы в районе КМА. 1989. 215 с.

163. Селезнев В.Н. Проблемы исследования геологических основ рационального природопользования/ТМетодологические исследования в геологии и геофизике. Новосибирск, 1986. С.209-216.

164. Сергеев Е.М. Охрана и рациональное использование геологической среды. В сб. «Инженерная геология и геологическая среда». М., ВСЕГИНГЕО, 1989, 168 с.

165. Сергеев Е.М. Инженерная геология наука о геологической среде//Инженерная геология. 1979. № 1. С.3-20.

166. Сидоренко А,В, Человек, техника, Земля. М.:Недра, 1967. 57 с.

167. Слуцкер Д.С., Шафран А.М./Санитарная охрана атмосферного воздуха. Рига: Лиессма, 1978. 125 с.

168. Смирнова А.Я., Умнякова Л.В., Лазаренко В Н. Подземные воды северовосточного склона Воронежской антеклизы и охрана их качества/ВГУ, Воронеж, 1985. Деп. в ВИНИТИ 25.01.85, № 1067. 210 с.

169. Снакин В.В. Анализ состава водной фазы почв. М., Наука, 1989. - 116 с.

170. Соболевский В.И. Замечательные минералы: 2-е изд. М.:Просвещение, 1983. -191 с.

171. Соколов H.A. и др. Геологический отчет о геологической съемке и глубинном „ геологическом картировании масштаба 1:50 000 Старооскольского железорудного района КМА//Л исты М-37-27-Б,28-А). Белгородская ГРЭ. 1977. 205 с.

172. Соломенко В.П. К методике составления инженерно-геологических карт//Тр.Вост-Сиб.ф-ла АН СССР. Сер.географич. - М.,1979. - Вып. 10. - С.32-41.

173. Спиридонов А.И. Отчет о геолого-экологическом изучении Белгородской области M l: 50 000. Белгород, ГП «Белгородгеология», 1995. 355 с.

174. Сывороткин В.Л. Озоновый слой Земли, рифтогенез и глобальные катастрофы./Общая и региональная геология, геология морей "и океанов, геологическое картирование. М.:Геоинформмарк, 1994. № 2. 269 с.

175. Тарасов Л.М. Изучение влияния отбора подземных вод на изменение состояния окружающей среды в регионе КМА. Белгород, Белгородская ГРЭ. 1987. 59 с.

176. Твердохлебов И.П. и др. Отчет по НИР «Прогноз подпора подземных вод от хвостохранилища Стойленского ГОКа. Белгород, ВПОГЕМ. 1974, том XI, кн. 23,г раздел VI, С.75-92.

177. Теоретические основы инженерной геологии. Под ред. Е М,Сергеева. М.:Недра, 1985.-331 с.

178. Теория и методология экологической геологии/Трофимов В Т. и др. Под ред. В.Т.Трофимова. М,:Изд-во МГУ, 1997. - 368 с

179. Трофимов В Т., Зилинг Д.Г. Геоэкология, экологическая геология и инженерная геология соотношение содержания, объектов, предметов и задач//Геоэкология; 1996. №6. С.8-24.

180. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология и ее логическая структура//Вестник Моск.ун-та, серия 4, геология. 1995. № 4. С.33-45.

181. Трофимов В.Т., Королев В.А., Герасимова А,С. Классификация техногенных воздействий на геологическую среду//Геоэкология, 1995. № 5. С.96-107.

182. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Аверкина Т.И. Геоэкология как термин и междисциплинарная наука//Вестник Моск.ун-та, серия 4, геология. 1994. № 5. С.60-72.

183. Требования к составлению Государственной гидрогеологической карты -масштаба 1: 200 ООО. Всероссийский НИИ гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО). Сост. Л.А. Островский, В Н. Островский, Р.К. Шахнова. М.,1995. - , 31 с.

184. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию M 1 : 500 000, 1 : 1 000 000. M.: ВСЕГИНГЕО 1990,- 127 с.

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

186. Тютюнова Ф.И. Некоторые теоретические аспекты адсорбции и миграционных форм компонентов подземных вод в связи с прогнозом их качества. Тр. ПНИИИС. 1978. Вып.58. С.107-128.

187. Тютюнова Ф.И., Пантелеев И .Я. Пантелеева Т. И и др. Прогноз качества подземных вод в связи с их охраной от загрязнения. М.:Наука, 1978. - 231 с.

188. Фортскью Дж. Геохимия окружающей среды. М.: Прогресс, 1985. 324 с.

189. Фролов Н.М, Методологические концепции интеграции наук о Земле в системе геоэкологии//Геоэкология: проблемы и решения. Тез.докл. Ч. 1. Общие проблемы геоэкологии, 1991. С.6-9.

190. Хитров Н.Б. К методике оценки состояния солонцовых комплексов почв//Почвы засушливой зоны и их изменение под влиянием мелиорации/ Почвенный институт., им. В.В.Докучаева. М, 1994. С. 18-28.

191. Четвериков Л.И. О выделении иерархий геологических объектов. Вопросы методологии в геологических науках. Киев, 1977. С. 128-138.

192. Четвериков Л.И. Теоретические основы разведки недр. М.:Недра, 1984. - 156 с.

193. Чуриков А.Т. Черноземные степные солонцы и их мелиорация. Автореф.дисс. .докт.с.-х.наук. Харьков, 1988. - 28 с.

194. Шусторович A.M. Векторный и статистический анализ при разработке общей оценки по комплексу природных признаков//Изв. АН СССР. Сер.географ. - М., 1976. № 1. -С.123-131.

195. ЩербаковА.П. Экологические проблемы плодородия черноземов//Тез.докл.научно-практ.конф. «Стабилизация развития АПК Центрального Черноземья на основе рационального использования природно-ресурсного потенциала. ВГУ, Воронеж, 1996. -С.27-31.

196. Экологическая геология Украины./Под ред.Шнюкова Е.Ф., Демчшина М.Г.и др. Киев. Научная мысль. 1993. 401 с.

197. Яковлев С.В., Прозоров И В. и др. Рациональное использование водных ресурсов. М.:Высш.шк., 1991. - 400 с.

198. Янин Е.П. Экологическая геохимия горнопромышленных " территорий//(Геоэкологические исследования и охрана недр). Обзор. Вып. 2. М.: АО «Геоинформмарк», 1993. 50 с.

199. Alexander D. Natural disasters. Univ. Massachusetts. Amherst. 1991. 681 p.

200. Agnese Т., B De Veris and B.Santolini, Jgiene Med., 52:149 (1959).

201. Bertaffy L. General system theory: Foundation, development, applications. N 4., 1968,-■ 289 p.

202. Cumulation and mapping of critical loads in Europe: Status Report 1993. Bilthoven (the Netherlands): RIVM, 1993.- 163 p.

203. Dictionary of conservation terms. Morges: IUCN, 1972. 62 p.

204. D.Bryce-Smith, Chem.Brit., 7:54 (1971).

205. Kron J.P., Slosson J.E. Landsbide potential in the United States.//California Geology.vol.29. № 10. October. P.224-231.324

206. Geneva and Environmental activity and organizations. Geneva. Michael Foley Associates, 1994.- 83 p.

207. Littig G., Pfeiffer D. Die Karte des Naturraum Potentials: Ein neeues Ausdruckmittel geowissenschaftlicher Forschung. N. Arehivb nds. 23,1:3-13, Cottingen, 1974.

208. Lovelock I.E. Gaia: A new lock at Life on Earth/I.E.Livelock. Oxford life on Earth/ l.e.Lovelock. - Oxford etc: Oxford Univ. Press, 1979 - XI; 157 p.

209. Monney R.W. Adsorption of Water Vapor by Mont morillonite.//l.Amer.Chem.Sol., 1982, №74.

210. Troll C. Lu fbidplan und ekoloishe Boden forschung Zeifsciff der Leseilseheft fuz Ezdkunde zu Berlin 7-8, 1939.

211. Yong-zai Ye. The significance of bio-nolographic law in phylosophy and scientific menthodology//8 Int.Congr. Lol., Methodol, and Phil. Sei., LMPS'87. Moscow, 17-22 Aug 1987. Vol.5. Sec. 7-11. Pt.2. Moscow, 1987. P.240-243.

212. Warren H.V. and R.E.Delavault, in Enironmental Geochemistry in Health and Disease, Geol.Soc.Amer., Boulder, 1971, pp.97-108.