Экологическое картографирование. Картографирование
 Скачать 1.1 Mb.
|
|
Самоочищение поверхностных вод. Благодаря процессам перемешивания (разбавления) и самоочищения поверхностных вод, их свойства и качество постепенно улучшаются. Обычно эти процессы протекают одновременно и взаимосвязаны друг с другом. При этом перемешивание и разбавление загрязненных вод чистыми - это физический процесс, а самоочищение - биохимический, основанный на разложении загрязняющих веществ до безвредных компонентов. Картографирование самоочищения поверхностных вод происходит при исследовании как качественных, так и количественных характеристик вод. При этом качественные характеристики используются при оформлении крупно- и среднемасштабных карт, а количественные - при составлении крупномасштабных карт, которые основаны на исследованиях, посвященных анализу конкретных ситуаций. Для изображения на карте показателей самоочищения (интенсивность и условия разбавления загрязняющих компонентов) используют линейные знаки (для рек) и ареалы (для водоемов), а также «принципа светофора»: оттенки зеленого, желтого и красного цветов сменяют друг друга по мере ухудшения ситуации. Количественное картографирование основано на прогнозировании процесса самоочищения, при этом наиболее эффективным способом является математическое моделирование. Для изображения на карте потоков загрязнений используют метод графической мультипликации в виде карт- фильмов. Картографирование загрязнения почв и грунтов Картографирование состояния почв и грунтов включает следующие виды: Картографирование нарушения почвенного покрова в результате механического воздействия, которое является одним из распространенных видов техногенного воздействия на почву, и в результате которого нарушаются ее воднофизические и агрохимические характеристики. Механическое воздействие на почвенный покров происходит в результате подготовки различных строительных площадок, открытой разработки месторождений полезных ископаемых и др. При картографировании механических нарушений почвенного покрова в качестве картографической основы применяются топографические или тематические (например, почвенные) карты. При этом масштаб карты зависит от площади нарушенных и деградированных земель: масштаб 1 : 200000-1 : 500000 используется при картографировании деградации на областном уровне; 1 : 50000-1 : 200000 - на районном уровне; 1 : 2000-1 : 10000 - на уровне землепользования. На карту областного и районного уровней из топографических элементов карты-основы, как правило, переносятся: границы соответствующего субъекта Федерации (только на областную карту), границы административных районов, границы землепользования (только на районную карту) населенные пункты; поверхностные водные объекты; дорожная сеть. На основе проведенных натурных исследований кроме топографических элементов на картах состояния почвенного покрова изображается местоположение и площадь деградированных земель, состав угодий и качественное состояние земель. Картографирование загрязнения почвенного покрова в результате химического воздействия. Загрязнения почв - одна из актуальных проблем современности, имеющая повсеместное распространение, особенно в промышленных районах. Полютанты почвы аккумулируются в ней на долгие годы, создавая угрозу здоровью населения. Как правило, исследования почвенного покрова и определение его загрязненности проводят в несколько этапов. Подготовительный этап. Основной задачей этапа является сбор данных обо всех источниках загрязнения (промышленных, транспортных, сельскохозяйственных и др. На этом этапе составляется карта техногенных нагрузок исследуемой территории, на которой изображаются все источники техногенного воздействия и ареалы их влияния. Кроме того наносятся границы земельных угодий, лесные полосы, водные объекты, почвенные контуры, границы водосборных бассейнов. Первый (рекогносцировочный) этап обследования. Главная задача этого этапа - предварительное выявление и оконтуривание зон загрязненных земель, определение перечня загрязняющих веществ, которые подлежат количественному определению на следующем этапе обследования. Рекогносцировочный этап обследования включает: маршрутное обследование территории; полевое обследование с отбором проб; аналитические работы по количественному определению содержания загрязнителей; составление предварительных карт содержания загрязняющих веществ; написание отчета и принятие решения о проведении второго (детального) этапа обследования. Итогом проведения первого этапа обследований является составление списка загрязняющих веществ, анализируемых на втором этапе; карты загрязнения почвенного покрова с предварительными контурами и уровнями загрязненности; плана последующего детального обследования почв в пределах выделенных контуров. Второй (детальный) этап обследования. Задача - создание подробных картограмм загрязнения земель на участках, которые признаны загрязненными по итогам рекогносцировочного этапа и определены первоочередными в необходимости их картографирования. Детальный этап обследования включает: выбор картографической основы для обследуемого загрязненного участка территории; отбор проб почвы на данном участке; анализ проб на более важные для обследуемого участка загрязняющие вещества; составление картограмм химического загрязнения земель обследуемого участка территории; оформление отчета. Основой при картографировании химического загрязнения земель могут быть земельные планы, топографические и тематические карты (например, почвенные и пр.). Масштаб картографической основы зависит от площади исследуемой территории. Рекомендуемым масштабом является 1:10000. Однако для более подробного картографирования с выделением конкретных деталей применяются масштабы крупнее. Данные о содержании загрязняющих веществ в почве, полученные в ходе анализа проб, наносятся на картографическую основу. Выделение контуров почв разной степени загрязненности проводится вручную. Для этого используют метод изолиний, основанный на соединении точек с одинаковыми значениями. Также для интерполяции используются компьютерные программы, позволяющие объективно и точно выделить на карте границы зон загрязнения. Таким образом, итогом проведения второго этапа обследования является картограмма химического загрязнения земель. Картограмма химического загрязнения земель - совокупность изолиний, нанесенных на картографическую основу и соединяющих точки с одинаковым содержанием химического вещества в почве. Интерпретация результатов. Главная цель этапа - расшифровка и пояснение полученных результатов, а также оценка степени загрязнения почвы. Основными критериями оценки степени загрязнения почв являются предельно и ориентировочно допустимые концентрации (ПДК и ОДК), фоновые концентрации химических веществ в почве, Кларки 40 химических элементов в породах. При этом оценка степени загрязнения почв проводится путем сравнения полученных данных с установленными ПДК или фоновыми концентрациями тех же элементов в аналогичных почвах, расположенных вне зоны техногенного воздействия. Картографирование состояния биоты Картографирование биотического комплекса проводится в биоэкологическом и биоиндикационном направлениях, которые на практике тесно взаимосвязаны между собой. Биоэкологическое направление основано на картографировании доминантных и субдоминантных видов, группировок в целом, редких видов, а также условий их обитания. Это направление картографирования включает: картографирование состояния биоты; картографирование степени загрязнения биологических объектов. При картографировании состояния растительного покрова исходными данными являются материалы дистанционного зондирования и результаты полевых стационарных и маршрутных наблюдений (например, результаты геоботанического описания). Результаты обследования территории позволяют охарактеризовать современное состояние растительности, сделать предварительный прогноз изменений растительного покрова при техногенном и антропогенном воздействии. На основе полученной информации оформляется геоботаническая карта. Для изображения на карте различных типов растительности, включая техногенные и техногенно-измененные, используется способ качественного фона. Картографирование нарушенности растительного покрова сходно с методикой картографирования степени деградации почв и основывается на зонировании территории по типам поврежденности и балльных оценок их уровня. При этом основным способом изображения различных районов (зон) поврежденности также является качественный фон. Исследование состояния наземных позвоночных животных. Данный вид исследований включает 2 подхода: населен- ческий и популяционный. Суть населенческого подхода - сообщества животных закономерно распределены в пределах конкретного региона. Такой подход применяется при изучении пространственного распределения сообществ в пределах какой-либо территории. Популяционный подход основан как на коллективном, так и на индивидуальном отклике организмов на какое-либо воздействие. Применяется при изучении пределов устойчивости экологических связей на видах и группах-индикаторах. При составлении карт состояния животного мира учитываются оба подхода. Сбор информации о структуре населения и параметрах популяции осуществляется одновременно на ненарушенных и техногенных участках. На картах изображается распространение видов относительно определенного биотопа, а также пути сезонных миграций отдельных видов. При этом используется способ значков и ареалов. Исследование состояния орнитофауны. Птицы являются хорошими индикаторами состояния окружающей среды, а наблюдение за ними дает возможность получить информацию о техногенных изменениях среды. К этой группе позвоночных применяется населенческий подход, который четко показывает преобразования структуры населения птиц в техногенных ландшафтах. При исследовании орнитофауны используют либо стационарные наблюдения, либо маршрутный учет, которые позволяют собрать информацию о количестве гнездящихся птиц, видовом составе и численности птиц. Картографирование состояния и условий обитания орнитофауны позволяет наглядно показать проведенные обследования населения птиц, направления их перелетов и кочевок, выявить границы зоны техногенного влияния. Исследование состояния беспозвоночных животных. Беспозвоночные животные (насекомые) являются компонентом любого биоценоза, и они весьма чувствительны к изменениям в окружающей среде, поэтому, как и другие живые организмы, могут быть индикаторами техногенного воздействия. Гидробиологические исследования включают изучение водных организмов (растений и животных), определение их видового состава, распространения, взаимоотношений с окружающей средой. В состав гидробиологических работ входят гидробиологические и ихтиологические исследования. Итогом этих исследований является прогноз качественных и количественных изменений ихтиофауны, связанных с техногенным и антропогенным воздействием. II. Биоиндикационное картографирование. Основными элементами биоиндикационного картографирования являются: выбор территориальных единиц; выбор биоиндикаторов; наблюдение за состоянием биоиндикаторов; обработка и картографическое представление результатов наблюдений. Биоиндикационные исследования - это разновидность биологических исследований, осуществляемых в ходе натурных наблюдений. При составлении карты биоиндикационных исследований, как правило, изображается распространение отдельных видов. В качестве основного способа используется способ ареалов, причем разные приемы его графического представления (линии, штриховки, крап) позволяют показать степень пространственной определенности границ. Количественные и качественные характеристики биоиндикационных реакций на уровне отдельных видов какой-либо территории картографируются с помощью картограмм (относительные характеристики) и картодиаграмм (абсолютные характеристики). Биоиндикационные реакции на уровне сообществ выражаются с помощью показателей биологического разнообразия (растений или животных), которые наиболее точно изображаются с помощью картодиаграмм. Вопросы и задания для самоконтроля Назовите и охарактеризуйте основные виды картографирования состояния атмосферного воздуха. Что такое потенциальное загрязнение атмосферы? В каких масштабах и какими способами осуществляется картографирование состояния атмосферного воздуха? Что включает картографирование состояния поверхностных вод? Поясните методику составления карты загрязнения поверхностных вод с учетом нескольких показателей. Какими способами, методами и принципами осуществляется картографирование состояния поверхностных вод? Какие виды картографирования выделяют при изучении состояния почв и грунтов? Какие вы знаете виды масштабов карт нарушенных и деградированных земель? Какие этапы обследований выделяют при определении загрязненности почвенного покрова? Что такое картограмма химического загрязнения земель? Какие направления картографирования биологического комплекса существуют? Назовите виды подходов при исследовании животного комплекса. В чем заключается суть биоиндикационного картографирования? Какие способы используют при картографировании состояния биоты? ГЛАВА 8. ПОСТРОЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ-СХЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Построение экологической карты-схемы загрязнения нефтепродуктами Нефть является важным горючим полезным ископаемым, образующимся в недрах Земли, а на поверхности превращающимся в густую мальту. Для нее характерны такие свойства как маслянистость, специфический запах, вязкость, содержание серы до 5,0 % смол, парафинов и пр. Основными химическими элементами нефти, помимо серы, являются углерод (82-87 %) и водород (11-14 %). Под нефтепродуктами понимается смесь различных углеводородов и химических соединений, которые производятся из нефти. Например, растворители, керосин, бензин, дизельное топливо, смазочные материалы, электроизоляционные среды, нефтехимическое сырье. Более распространенным в нефтедобывающих и перерабатывающих производствах является деление нефтепродуктов на 2 вида: светлые и темные. К темным нефтепродуктам, как правило, относятся горючие жидкости с температурой вспышки более +61 °С и тяжелым удельным весом (газотурбинное топливо, мазуты, битумы, гудроны). Светлые имеют температуру вспышки менее +61 °С, легкий удельный вес, и называются легковоспламеняющимися жидкостями (авто- и авиабензины, растворители, авиакеросин, дизельное топливо). Бензин - сложная смесь легких углеводородов нефти, применяемая как топливо для карбюраторных двигателей. Температура конца кипения не выше 205 °С. Керосин - это смесь углеводородов, с температурой конца кипения 180-320 °С. Является моторным топливом для реактивных самолетов. Дизельное топливо предназначено для работы двигателя внутреннего сгорания (дизеля), представляющее средние и тяжелые фракции нефти с пределами выкипания 270400 °С. Важнейшим показателем развития промышленности внутри любого государства мира является уровень добычи и потребление нефти. Уровень науки и технологий государства оказывает влияние на развитие нефтепереработки. Поэтому разработка современных и инновационных способов переработки нефти - одна из стратегических задач государств. В тоже время совершенствование и активное развитие нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности влечет за собой ряд неблагоприятных экологических последствий. Нефтяное загрязнение компонентов окружающей среды - одно из опасных техногенных воздействий, вызывающих серьезные, а порой и необратимые изменения. Особенно неблагоприятно такой вид загрязнений сказывается на живых организмах. Поскольку Краснодарский край относится к одному из регионов, занимающихся добычей, транспортировкой и переработкой нефти, то вопросы нефтяного загрязнения весьма актуальны. А создание карт нефтяного загрязнения поверхностных вод, почвы, грунтов и биоты первостепенно при оценке экологической ситуации той или иной территории. Пример Построить карту, наглядно отражающую содержание нефтепродуктов в воде реки Кубань. Предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов (НП) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 0,3 мг/дм3. Проведенные исследования показали следующее содержание НП в воде реки (таблица 2, рисунок 28). Таблица 2 - Содержание нефтепродуктов в воде р. Кубань
|