14.4 Основные принципы среднемасштабного геоэкологического исследования и картографирования

При геоэкологическом картографировании проводят дешифрирование аэрофото- и космосннмков (АФКС) в сочетании с наземными маршрутными наблюдениями (геологические. геофизические, горно-буровые, геохимические, инже­нерно-геологические, геокриологические, гидрогеологические) с обязательным опробованием пораженных и «экологически чистых» участков.

Помимо АФКС в пределах городских агломераций и крупных горно-промышленных комплексов эффективно применение ИК-тепловых и радиотепловых снимков. В районах с интенсивным атмосферным переносом загрязняющих веществ целесообразно провести аэрозольную съемку.

1. Дешифрирование АФКС позволяет получить инфор­мацию о характере рельефа, разломной тектонике, гид­рографической сети, водоемах, проявлениях экзогенных геологических процессов, почвах, частично горных породах, техногенных объектах, ореолах распростра­нения техногенных загрязнений ГС, зонах интенсивной пылевой нагрузки.

По материалам многозональных аэрофотосъемок (синтезированных

247

изображений) проводят выбор площадей опробования на биогеохимические иссле­дования. Комплексным методом исследований может быть ИК-тепловая и аэрогамма-съемка.

2. Геологические исследования позволяют уточнить фа­ции и мощности четвертичных отложений, формы проявления сейсмотектоники, естественную радиоактивность, интенсивность карстообразования; характер и интенсивность проявления неотектонических движений и т.д.

3. Горно-буровые работы (легкие горные выработки и жважины). Из канав и шурфов отбирают образцы на инженерно-геологические и геохимические анализы.

Картировочное бурение проводят до подошвы первого от поверхности водоносного горизонта или до массивных коренных пород в криолитозоне - до подошвы таликов и межмерзлотных вод. В районах распространения болот скважины ограничивают глубиной залегания минерального дна. Бурение одной-двух скважин производят на оползневых телах с отбором образцов на грануло­метрический анализ и для определения влажности пород, Все скважины бурят с обязательным полным отбором керна на анализы.

4. Ландшафтно-индикационные исследования сводятся к использованию характерных внешних особенностей местности в качестве индикаторов литолого-петро-пифических, гидрогеологических, геокриологических и инженерно-геологических условий. Основными индикаторами являются рельеф, гидрография, растительные сообщества в сочетании с геологической основой (коренные породы).

5. Геофизические методы включают электроразведку методом ВЭЗ, ВП, ЭП, сейсморазведку методом преломленных воли, грави разведку, каротаж скважин, радиометрию.

Электроразведка в комплексе с сейсморазведкой и каротажем скважин до глубин 250 м позволяет про­извести литолого-петрографическое расчленение разреза, выделить зоны активной трещиноватости, трассировать

248

по площади и на глубину разрывные структуры, оценить засоленность пород зоны аэрации, выявить минерали­зацию подземных вод и ее изменение по площади в разрезе, гидрогеохнмические аномалии, в том числе в зонах разломов, в зонах загрязнения подземных boa

С помощью сейсмо- и электроразведки определяют положение водоупорных пород в зоне аэрации и насыщения, изучают потенциально селевые массивы. Каждый селевой очаг изучают вдоль одного геофизического профиля.

6. Среднемпсштабные геохимические работы аналогичны тем, которые применяют при геохимических поисках месторождений полезных ископаемых:

А. Литогеохимическое изучение почв и почвообразующих пород. Сеть опробования при среднем масштабе -1 проба на 4 км² (1 точка наблюдения на 1 см^э карты).

В условиях слабой ландшафтной дифференциации территории (тундра, хвойные и смешанные леса) и при отсутствии техногенного воздействия возможно разреже­ние сети опробования до одной пробы на 25 км³.

В районах криолитозоны. подверженных техноген­ному воздействию, - одна проба на 4-7 км².

В лесостепных и степных районах с преобладающим развитием сельского хозяйства - одна проба на 9-16 км². На орошаемых территориях одна проба отбирается в среднем с площади 7-9 км².

Б. Литогеохимическое исследование донных отложе­ний водотоков и водоемов (аллювиально-пролювиальные отложения временных потоков, пойменные отложения, торфяники, отложения бессточных впадин и т.д.).

В. Геохимические исследования пылевых выбросов путем изучения снежного покрова, опробования легких горных выработок и скважин на профиле, располо­женном вдоль розы ветров в предполагаемой зоне влия­ния газопылевых выбросов.

249

Г. Гидрогеохимическое изучение поверхностных вод - обследование бассейнов поверхностного стока.

Д. Фитогеохимическое исследование всех ярусов наиболее распросграненных растительных сообществ.

Е. Радиогеохимические исследования - изучение рас­пределения природных радиоактивных элементов (U, Ra, Rn, Th, ⁴⁰К) и радионуклидов с целью выявления техногенных, геологических тел и гидротермально-метасоматических зон аномальными содержаниями радио­активных элементов, определения форм их нахождения.

Выделяют три основных типа радиоактивных ано­малий: связанные с продуктами технологических про­цессов; обусловленные повышенной радиоактивностью пород (месторождения урана), материала дорожного по­крытия, облицовки зданий; вызванные авариями ядерных установок, хранением радиоактивных отходов.

7. Гидрогеологические работы - изучение гидрогео­логических параметров и процессов, определяющих со­стояние и динамику подземной гидросферы и непо­средственно воздействующих на экологию окружающей среды. Изучение ведется в комплексе с геофизическими, аэрокосмическими, водно-гелиевыми, гидрогеохимическими и другими работами.

8. При инженерно-геологических работах, сопровождающих ГЭИК, дополнительно должны быть выявлены: источники техногенных воздействий на горные породы (типы, площади, характер воздействия), например про­ходка подземных горных выработок, строительство метро, тоннелей и т.п.; площади, где произошли техногенные изменения пород, тенденции процесса и его качественный прогноз.

Инженерно-геологические исследования проводят на специальных опорных участках к масштабе 1:23 000 -1:10 000 с применением широкого комплекса аэро­космических, ландшафтно-индикационных, геофизи­ческих, горно-буровых, лабораторных исследований.

250

9. Геокриологические исследования осуществляют методом изучения опорных участков, которые выбирают но данным дешифрирования АФКС с учетом геокрио­логических условий, видов и степени техногенной нарушенное™ территорий. Геокриологическое картогра­фирование средних масштабов связано, главным обра­зом, с выделением геосистем двух рангов - местностей и урочищ. Специфика геоэкологического изучения в районах криолитозоны требует учета температурного фактора (процессов теплообмена грунтов с атмосферой) и криолитологического (криогенное строение пород наличие залежей льдов).

При геокриологических исследованиях используют геофизические методы (профильные, каротажные), позволяющие получить информацию о глубине залегания многолетних мерзлых пород их мощности, наличии в разрезе повышенных зон льдистости (ВЭЗ, ВП), объем­ной суммарной влажности и плотности горных пород (радиоизотопный каротаж скважин), изменчивости инже­нерно-геокриологических условий и степени их одно­родности внутри природно-территориальных комплексов (электропрофилирование); картировочное бурение на глубину 10-15 м для инженерно-геокриологического расчленения разреза, опробования горных пород, изучения температуры и строения многолетних мерзлых пород; полевые лабораторные определения объемной массы скелета мерзлых грунтов.

10. Опробование при ГЭИК заключается в расширении набора изучаемых компонентов и необходимости ис­следования различных токсикантов. Выполняется комплексное опробование водоразделов, склонов и долин конечных бассейнов твердого и жидкого стока (болота, реки, озера, моря, бессточные солончаковые понижения) с использованием данных дешифрирования.

В горно-буровых выработках опробуют почвы, био­генную массу, почвообразующую и коренные породы. Почвенный разрез опробуют по

251

генетическим гори­зонтам, различающимся по морфологическим признакам, составу и свойствам. Почвообразующие, подстилающие и коренные породы, вскрытые шурфами и канавами, опробуются штуфным или точечным способом.

Радиоактивность стенки шурфа измеряется гамма-спектрометром с определением U, Th, К - каждый горизонт должен быть охарактеризован по крайней мере одним точечным определением.

Опробование керна скважин проводится по литологическим горизонтам. В скважинах осуществляется стандартный комплекс каротажных исследований.

В шурфах и скважинах сразу после вскрытия ин­тересующих горизонтов отбирают пробы для атмогеохимических исследований с герметизацией материала.

Пробы озерных донных отложений берут вне литоральной зоны. Материал должен быть представлен смесью органического и минерального вещества. Объем пробы в сыром виде - 300-500 см³. В озерах, располо­женных на «выходе» техногенных потоков вещества (жидкий сток, пылевые, дымовые шлейфы, транспортные сети), отложения опробуют объединенной пробой.

В болотах отбирают пробы из верхнего слоя тор­фяника (до глубины 20-30 см), объем пробы - 500 см³. Участки в местах аккумуляции загрязняющего вещества и развития техногенных отложений опробуют объеди­ненной пробой с интервала 0-1 м.

Изучение пылевых выпадений осуществляют путем отбора проб из снега на всю мощность снежного покрова, в горных областях - снегофирнорых накоплений, а также путем отбора проб приземного воздуха.

Пробы снега отбирают в конце зимы на профилях, ориентированных вдоль розы ветров, при необходимости - в крест преобладающего направления. Пробы отбирают с учетом элементов рельефа и их экспозиции

252

по отношению к направлению ветропылевого переноса, а также на участках газопылевых выбросов. Объем пробы - 1 л талой воды.

Биогеохимическому опробованию подвергают молодые (желательно засохшие) ветки древесно-кустарникового подроста (5-10 лет) и низшие формы растительности (лишайники, мхи), обладающие повышенной способно­стью к аккумуляции техногенных загрязнений. Масса проб - 100 г в сыром виде.

Гидрохимическое опробование поверхностных вод должно обеспечить обследование всех выделенных бас­сейнов поверхностного стока. Водотоки длиной 5-10 км опробуют в верховье и в приустьевой части. Протя­женные реки - в среднем через 5-10 км, выше и ниже впадения боковых притоков. Интервалы опробования крупных рек - 10-25 км.

В условиях аридного климата проводят литогеохимическое опробование аллювиально-пролювиальных отложений сухих русел и базисов стока - котловин.

Подземные воды опробуют при проходке картировочных, поисковых, эксплуатируемых водозаборных сква­жин из восходящих родников и самоизливающихся скважин. Наименее пригодны для гидрогеохимического опробования горные выработки, колодцы, ручьи, нисходящие рассредоточенные родники.

При радиогеохимических исследованиях опробованию подлежат карьеры, отвалы и хвосты горнодобы­вающих и промышленных предприятий, западинные формы рельефа, затопляемые поймы, плесы и др.

ГЭИК акваторий является частью государственного мониторинга морской среды.

В пределах шельфа и крупных внутренних водоемов проводят учет экологически опасных объектов, их карто­графирование и оценку вклада в формирование дойных осадков и загрязнение акватории; гидролитодинамический анализ акваторий с выделением абразионных и

253

аккумулятивных форм рельефа; оценку волно-ветрового режима течений и динамики наносов; изучают вещест­венный состав, физические свойства и загрязненность современных донных осадков, взаимодействие берего­вых водозаборов подземных вод с морскими водами, места разгрузки подземных вод.

Проводят эхолотный промер береговых зон и зон шельфа, сейсмоакустическое профилирование, гидроло­кацию бокового обзора, гидрогазопрофилирование. фототелепрофилирование, ПК-радиометрию для дистанционного измерения естественной и антропогенной теплоотдачи морской поверхности, лазерное дистанционное зондирование надводной атмосферы.

Исследования проводят по ходу судна, что обеспечивает выявление скоплений донных биоценозов, геоморфологических, структурно-тектонических, литологических, геохимических и геокриологических особенностей строения разреза морских отложений и коренного ложа. Пробоотбор ведут с помощью ковшовых и колонковые пробоотборников, а также путем бурения со льда в мелководной зоне шельфа арктических морей.

Одновременно изучают гидрофизические свойства и гидрохимические показатели опорных горизонтов с использованием зондирования и отбора проб воды.

Исследования осуществляют по профилям с расстоянием между ними от 2 до 5 км, между точками наблюдения - 1-2 км. При монотонном геологическом строении верхней части шельфа, отсутствии техногенного воз­действия сеть опробования можно разрежать.

Детальность опробования снижается в пределах абразионных форм рельефа и сгущается на аккумулятивных.

Гидрогеологические работы на шельфе осуществляют в комплексе с геологическими, геофизическими, геохимическими, гидрофизическими и гидрохимическими.

254

Геоэкологические исследования проводят с целью оценки эколого-геологической ситуации изучаемых территорий, разработки рекомендаций по рациональному природопользованию, включая эксплуатацию минераль­но-сырьевых ресурсов с условием сохранения среды обитания. Результаты таких исследований отражают на эколого-геологических картах и схемах, которые имеют рекомендательный характер. К числу таких карт относятся карта геоэкологических условий и карта оценки геоэкологической опасности.

255