Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия

С помощью техники, как известно, человеческая популяция добилась высокой степени доминирования над средой своего обитания. Техника, под которой в данном контексте понимаются технические объекты и технологии как средства хозяйственной деятельности людей, с одной стороны, помогает человеку адаптироваться к природе, с другой, — приспосабливать природу к нуждам людей. Посреднические функции техники могут быть представлены, по АЮ.Ретеюму, А.И.Мухиной и И.Ю.Долгуснину (1978), в следующем виде:

  • как средство использования ресурсов природы (горно-добывающая и перера-батывающая, сельскохозяйственная, водозаборы и т.д.);
  • как средство управления природой (оросительные и дренажные системы, средства технической мелиорации грунтов, средства химизации сельского хозяйства и т.д.);
  • как средство защиты от неблагоприятных природных процессов (противо-оползневые и селезащитные сооружения и т.д.).

Некоторые технические объекты выступают, как было показано ранее, исключительно как потребители пространства, т.е. пространства, на котором (в котором) они размещены. К ним относятся производственные комплексы, жилые и административные здания, отстойники, пруды-охладители и т.д.

Во всех случаях в большей или меньшей степени в результате деятельности тех-нических объектов имеет место преобразование среды обитания. Все чаще употреб-ляется понятие о средоизменяющей активности техники. Ее можно рассматривать с точки зрения влияния на вещественно-энергетический баланс литосферы, а, сле-довательно, и на экологические функции последней. При этом следует различать воздействия техники целенаправленные (неизбежные) и стихийные, возникающие при нарушениях технологии строительства и эксплуатации. С точки зрения целена-правленных воздействий Т.И.Аверкина выделяет шесть групп технических объектов, которые осуществляют обратимое или необратимое воздействие:

  • снижение ресурсного потенциала геологических тел: карьеры, нефтедобывающие скважины, водозаборы и т.д.;
  • повышение ресурсного потенциала геологических тел: оросительные системы, средства технической мелиорации грунтов и т.д.;
  • снижение напряженности геофизико-геохимического фона: системы дезактивации, очистные сооружения и т.д.;
  • повышение напряженности геофизико-геохимического фона: средства химизации сельского хозяйства, могильники, теплотрассы, линии электропередач и т.д.;
  • снижение геодинамического потенциала геологических тел: берегоукрепительные сооружения, контрбанкеты и т.д.;

повышение геодинамического потенциала: выемки автомобильных и железных и этой систематике не учитывается, что практически все технические устройства занимают некоторый объем и тем самым снижают ресурсы свободного, неосвоенного пространства литосферы. Однако и без этого четко видно, что они оказывают, так называемые, техногенные воздействия на экосистемы.

Под техногенным воздействием понимают различные по своей природе, механизму, длительности и интенсивности нагрузки, оказываемые производственно-хозяйственной деятельностью человека на природные среды, включая литосферу и биоту. Следует напомнить, что техногенное воздействие — продукт цивилизации, а его специфика и масштабы формировались и изменялись одновременно с развитием общества и достигли максимума на современном этапе, создав реальные предпосылки экологического кризиса.

Оценку техногенных воздействий на литосферу и их экологических последствий можно вести по разным направлениям: по видам производственной деятельности; по набору и характеру воздействий на определенный компонент литосферы (породы, рельеф, подземные воды и др.); по природе техногенных процессов, их генетической сущности.

Первое направление связано с прямой зависимостью характера и интенсивности техногенного воздействия с особенностями функциональной ориентации производственного объекта, с производственной спецификой источника воздействия. Однако на практике, особенно, в пределах урбанизированных и горно-добывающих территорий, воздействия от отдельных источников, как правило, накладываются друг на друга, суммируются и видоизменяются. Это крайне затрудняет оценку экологических последствий отдельных объектов, так как приходится иметь дело с синергетикой техногенных воздействий и их последствий.

Второе направление ориентировано преимущественно на анализ какой-либо одной геологической составляющей литотехнической системы. Оно не позволяет комплексно ответить непосредственно на вопрос о техногенных воздействиях на литосферу, хотя опосредованно и связана с ним.

Третье направление позволяет избежать отмеченные сложности в первых двух подходах и оценить экологические последствия техногенных воздействий по их генетической природе. Такой подход был реализован В.Т.Трофимовым, В.А.Королевым и А.С.Герасимовой (1995) при разработке классификации техногенных воздействий (табл. 64).

Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия Техногенные воздействия на литосферу и их экологические последствия
Основная таксономическая единица этой классификации — классы, которые выделяются по природе (механизму) техногенного воздействия: физическое, физико-химическое, химическое и биологическое. В составе первого обособляются подклассы по конкретным физическим полям (термическое, радиационное, электромагнитное и др.). Типы воздействий обособлены по признаку «прямого» и «обратного» действия (например, повышение — снижение, аккумуляция — эрозия, нагревание — охлаждение и т.д.), виды -по конкретному техногенному влиянию, связанному с определенной группой источников воздействия (например, отсыпка терриконов, отвалообразование, шахты, рудники, ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС и т.д.).

Читайте также:  Типизация литотехнических систем по экологической опасности

Видовое техногенное воздействие характеризуется количественными показателями, отражающими его специфику

При анализе классификации следует учитывать, что в ней рассмотрены лишь исходные «первичные» техногенные воздействия, а не каскадный эффект, который подлежит учету по другим критериям, главным образом, связанным с геологической средой (породы, рельеф, подземные воды и др.). С экологических позиций важно, что в рассматриваемой классификации таксоны и признаки их выделения не зависят от иерархии геологических тел и масштабного уровня исследования. Это позволяет по единому признаку оценивать экологические последствия техногенных воздействий от локальных до планетарного уровней геологических тел и литотехнических систем.
Первый класс техногенных воздействий на геологическую среду объединяет воздействия физической природы. Это самый большой и разнообразный класс, со-стоящий из шести подклассов.

К подклассу механического воздействия относятся техногенные воздействия на геологическую среду, оказываемые механическим путем без применения гид-ромеханизмов. Механическое воздействие передается на породы, рельеф, но не передается непосредственно на подземные воды; оно влияет на некоторые геоди-намические процессы.

К подклассу гидромеханических воздействий относятся механические воздействия, осуществляемые с помощью гидромеханизмов. Эти воздействия связаны с геодинамическими, также в основном передаются на породы, рельеф, но не передаются на подземные воды.
Подкласс гидродинамических воздействий объединяет собственно гидроди-намические воздействия на подземные воды, на их гидродинамический режим. Воздействия этого подкласса влияют как на вещественные компоненты геологической среды (горные породы и подземные воды), так и на геодинамические процессы. При этом изменения рельефа проявляются как следствие этих воздействий в результате активизации геодинамических процессов.

Экологические последствия, связанные с этими тремя подклассами воздействия, достаточно близки между собой, так как объединены рамками ресурсной и геодинамической экологической функциями литосферы, ее экологическими свойствами. Экологический диапазон последствий весьма широк и охватывает следующие основные направления. Прямое воздействие на человека связано со снижением комфортности проживания, а иногда и с необходимостью отселения и даже гибелью людей при деформации и разрушении зданий, горных выработок и крупных инженерных сооружений. Механическое воздействие влияет и на диких животных, приводя к их гибели или миграции в более спокойные места обитания. Если посмотреть на потенциальные источники воздействия, связанные с рассматриваемыми подклассами, неизбежно вытекает вывод, что именно с ними связаны потери минерально-сырьевых ресурсов, снижение качества и площадей ресурса геологического пространства — важнейших факторов, определяющих стабильность функционирования экосистем высокого уровня организации.

Подкласс термических техногенных воздействий обусловлен действием тепловых полей, а точнее -их отклонениями от природного фона. Термическое техногенное воздействие вне криолитозоны в основном влияет непосредственно лишь на вещественные элементы геологической среды: горные породы и подземные воды, и в меньшей мере влияет на рельеф и геодинамические процессы. В пределах же криолитозоны это воздействие оказывается одним из ведущих, существенно влияющим на все без исключения компоненты геологической среды, включая рельеф и различные геодинамические процессы. По сути этим определяется спектр и территориальная приуроченность экологических последствий, чаще всего приводящая к снижению комфортности проживания населения, трансформации биогеоценозов, изменению качественных и количественных характеристик ресурса геологического пространства.

К подклассу электромагнитных техногенных воздействий относятся воздействия, осуществляемые под действием электрических, магнитных или электромагнитных полей. Электромагнитные воздействия влияют непосредственно лишь на вещественные элементы геологической среды — горные породы и подземные воды — и не влияют на рельеф и геодинамику территории. В экологическом отношении последствия воздействия этих полей, а точнее их аномальных значений, достаточно серьезны. Они приводят к рассогласованию ритмов головного мозга у человека и нарушению его психической функции, а также разрушению иммунной системы, т.е. непосредственно влияют на здоровье людей и условия их существования. Для урбанизированных территорий стал актуальным вопрос о регламентации мощности и режима работы электромагнитных излучателей.

Читайте также:  Экологическая роль и функции литотехнических систем

Подкласс радиоактивных воздействий объединяет воздействия, вызванные радиацией. Они не оказывают влияния на рельеф и геодинамические процессы, а влияют только на вещественные элементы геологической среды: породы и подземные воды. Экологическими последствиями этих воздействий являются онкология, лучевая болезнь, мутагенные изменения, т.е. факторы, определяющие не только здоровье, но и саму возможность существования человека. Одновременно аномалии радиационных полей резко ухудшают ресурса геологического пространства («Чернобыльский след»). Дезактивация приводит к его улучшению и приближению к фоновым значениям. Установлено, что с радиационными полями повышенной активности (дозы излучения) связаны аномалии в развитии растительности (явления гигантизма ягод, грибов и др.).

Во второй класс объединены техногенные воздействия физико-химической природы, т.е. воздействия, обусловленные различными поверхностными физико-химическими явлениями и поглотительной способностью пород (адсорбцией, диффузией, осмосом, капиллярными явлениями и т.д.). Поэтому воздействия данного класса влияют лишь непосредственно на вещественные элементы геологической среды. Здесь выделяются такие типы воздействий, как гидратное, осуществляемое за счет техногенной гидратации или дегидратации пород, кольматирование пород, выщелачивание и ионообменное воздействие.

Экологические последствия этих воздействий связаны в основном с изменением качества геологического пространства как в сторону улучшения, так и его снижения. Процессы выщелачивания (например, серы) могут влиять на ресурсы минерально-сырьевой базы и снижение комфортности проживания населения.

Третий класс включает в себя воздействия химической природы, обусловленные химическим взаимодействием различных веществ и компонентов геологической среды — пород и подземных вод. Воздействия этого класса влияют лишь на вещественные компоненты геологической среды и не влияют непосредственно на рельеф и геодинамические процессы. В этом классе выделяются три типа техногенных воздействий — химическое загрязнение, химическая очистка и химическое закрепление массивов горных пород.
Экологические последствия химического загрязнения связаны со специфическими формами заболевания населения (гипер- и гипоэлементозы), нарушения функции гомеостатической регуляции организма с развитием мутаций и другими тяжелыми последствиями, а в целом приводят к патогенезу живых организмов. С ореолами техногенного загрязнения связано и резкое ухудшение качества ресурса геологического пространства, а иногда и потеря его на длительное время. С химической очисткой и закреплением массивов горных пород связано улучшение качества жизни и улучшение качества ресурса геологического пространства.

В класс биологических воздействий объединяются техногенные воздействия биологической, точнее микробиологической, природы, которые произвольно или непроизвольно вызываются человеком. Биологические техногенные воздействия оказывают влияние только на вещественные элементы геологической среды: горные породы и подземные воды и не влияют непосредственно на рельеф и геодинамические процессы. Среди них выделяются типа воздействий — биологическое загрязнение и очистка компонентов геологической среды.

Экологические последствия биологических воздействий выражаются либо в увеличении заболеваемости людей инфекционными болезнями (загрязнения), либо в улучшении здоровья и качества жизни населения (биологическая очистка компонентов геологической среды). Разновидности при физическом, физико-химическом и химическом воздействиях выделяются по признакам: времени (постоянные, временные), размера (точечные, линейные, площадные, объемные), положения (наземные, подземные), обратимости (обратимые, необратимые); при радиационном типе воздействия добавляется воздействие по виду радионуклидов, а при биологическом — по виду микроорганизмов.

Содержание табл. 64 и сделанные к ней комментарии свидетельствуют о широком диапазоне техногенных воздействий на экологические функции литосферы, биоту и широком спектре их экологических последствий. Последние сводятся к ухудшению комфортности проживания, повышению заболеваемости и вынужденной миграции населения, деградации природных биоценозов, снижению качества и потере ресурса геологического пространства, истощению минерально-сырьевых ресурсов. Очевидно, что настало время более действенного экологического контроля за деструктивными формами техногенного воздействия и порождающими их причинами.

 

Оцените статью