Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ЧАСТЬ I. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ТЕРРИТОРИЙ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
ТРАНСПОРТА ГАЗА 14
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИИ 14
ГЛАВА 2. КОНЦЕПЦИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ 19
Геоэкологические аспекты создания и функционирования природно-технических геоэкологических систем 19
Тепловое и механическое взаимодействие объектов транспорта газа
с основанием 32
2.3. Оценка взаимодействия окружающей среды и объектов
транспорта газа 46
ГЛАВА 3. РИСК-AHA ЛИЗ 59
3.1. Слагаемые и показатели экологической безопасности.
Понятие риска 59
Сравнение степеней риска и структура принятия решений 67
Методические основы анализа риска 77
Экономическая оценка состояния окружающей среды и
расчет экономического ущерба 90
3.5. Обеспечение экологической безопасности объектов
транспорта газа через экологическое страхование 95
ГЛАВА 4. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РЕАЛИЗАЦИИ
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 104
Виды геоэкологического мониторинга 104
Система геоэкологического мониторинга 120
Структура геоэкологического мониторинга 122
4.4. Информационное обеспечение систем геоэкологического
мониторинга 126
ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ГЕОСФЕР
ПРИ ИСКУССТВЕННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ 128
ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗ В СИСТЕМЕ
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 140
Моделирование в системе мониторинга 140
Прогнозирование устойчивости природно-технических
геоэкологических систем 143
ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА 146
Управляющая функция геоэкологического мониторинга 146
Экологическое аудирование объектов транспорта газа 148
Выводы по части 1 153
ЧАСТЬ П. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКОИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ОБЪЕКТЫ ТРАНСПОРТА ГАЗА - ОКРУЖАЮЩАЯ
СРЕДА» 157
ГЛАВА 8. СОСТАВ ИССЛЕДОВАНИЙ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА 157
ГЛАВА 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПРИРОДНЫХ АНАЛОГОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕТОДОВ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА 165
9.1. Характеристика природных условий и биологических ресурсов
экспериментальных участков 165
9.1.1. Состояние компонентов окружающей среды на территории
Находкинского месторождения 165
Состояние компонентов окружающей среды на территории Уренгойского месторождения до начала его эксплуатации 180
Состояние компонентов окружающей среды на территории
Уренгойского месторождения в настоящее время 206
9.2. Современный уровень химического загрязнения компонентов
окружающей среды 219
Оценка состояния компонентов окружающей среды Находкинского месторождения 219
Оценка состояния компонентов окружающей среды
Уренгойского месторождения 222
ГЛАВА 10. МЕТОДИКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЕЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРАЖЕННОСТИ ТЕРРИТОРИЙ
ЭКЗОГЕННЫМИ ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ 224
ГЛАВА 11. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ЭКЗОГЕННЫХ
ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАСЧЕТНЫМИ МЕТОДАМИ 235
ГЛАВА 12. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ЭКЗОГЕННЫХ
ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛАБОРАТОРНЫМИ МЕТОДАМИ 245
Выводы по части II 256
ЧАСТЬ III. ПРОГРАММА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ТЕРРИТОРИЙ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТА ГАЗА
В КРИОЛИТОЗОНЕ 260
ГЛАВА 13. ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО
СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИИ НАХОДКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ... .260
ГЛАВА 14. ПРОГРАММА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 266
Выводы по части III 294
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 297
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 301
Введение к работе
Актуальность темы. Россия принадлежит к числу крупнейших газодобывающих стран мира, а ее доля в общем балансе добычи составляет около 28%. Согласно "Энергетической стратегии России на период до 2020 года", и решений, принятых на заседаниях Правительства РФ 17 апреля 2003 г. и Морской коллегии при Правительстве РФ 17 октября 2003 г., основные положения которой были рассмотрены и одобрены на заседании Правительства Российской Федерации, предполагается наращивание ежегодной добычи газа, которая к 2020 г. может достигнуть 700 млрд. мЗ. Развитие газового комплекса России играет важную роль в обеспечении энергетической и экономической безопасности страны, формировании новых газодобывающих центров, в том числе в криолитозоне Западной Сибири. В настоящее время основным источником природного газа являются базовые месторождения Западной Сибири, которые в значительной степени уже выработаны. К 2020 году свыше 70% добычи природного газового сырья должно быть получено на новых месторождениях. В свою очередь, развитие и успешное функционирование газового комплекса и его геополитическая роль определяются не только сырьевой базой и ее своевременным воспроизводством за счет прироста запасов (в первую очередь - активных), но и наличием системы транспорта газа.
Объекты транспорта газа относятся к особо опасным промышленным объектам, а сам транспорт газов является потенциально опасным производством для всех компонентов окружающей среды, особенно в криолитозоне. Практически на всех стадиях освоения месторождений происходит негативное влияние на недра, почвенно-растительный покров, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды. Происходит изменение ландшафта и экосистем, отмечается негативное влияние на животный мир и на здоровье и условия проживания как работников предприятий, так и коренного населения.
Характер и интенсивность влияния транспортной инфраструктуры на компоненты окружающей среды зависят от многих факторов и определяются не только техническими характеристиками производственных объектов и воз-
можностью их работы в безаварийном режиме, но и количеством и токсичностью загрязняющих веществ, особенностями геоэкосистемы, в первую очередь устойчивостью ее к техногенным нагрузкам, которая зависит от природно-климатических условий, потенциала самоочищения и самовосстановления, биопродуктивности, особенностей рельефа, гидрогеологического и гидрологического режимов, геологических условий, свойств почвы, уровня солнечной радиации и др.
Западная Сибирь является регионом сложным не только в геологическом отношении, но и в многообразии факторов деградации окружающей среды. Нарушение равновесия между обществом и природой становится все более многогранным и служит причиной возникновения многих социально-экологических неблагоприятных последствий: роста заболеваемости, возникновения локальных водных конфликтов, повышения экологического, геологического и социального рисков вследствие интенсивного процесса урбанизации и акселерации техногенных воздействий на окружающую среду, возникновения опасных геологических процессов, вызывающих преждевременные деформации зданий и сооружений, ускоренное разрушение подземных коммуникаций.
Взаимодействие объектов транспорта газа и компонентов окружающей среды в криолитозоне, учет всех возможных видов и источников негативного влияния на природную среду, выявление закономерностей и масштабов изменения природы с точки зрения обеспечения геоэкологической безопасности территории должны выявляться при проведении геоэкологического мониторинга, который позволяет не только проводить регулярное обследование территории и на основе анализа полученных данных своевременно выявлять изменения в состоянии природно-технической геоэкологической системы (ПТГЭС) «объекты транспорта газа - окружающая среда», но и по мере накопления данных разрабатывать прогнозы устойчивости ПТГЭС при различных режимах эксплуатации, моделировать ее состояние и обосновывать мероприятия по восстановлению нарушенных территорий, а также корректировать проектные решения по специальной инженерной защите производственных объектов и окру-
жающей среды на участках возможных критических ситуаций, выявляемых в процессе геоэко-логического мониторинга.
Объектом исследования, рассмотренным в данной работе, явились экспериментальные участки в пределах Западной Сибири: территория Находкинского месторождения (1 участок) и территория Уренгойского месторождения (2 участок).
Предметом исследований являлись аспекты техногенной трансформации компонентов окружающей среды (литосферы, гидросферы, педосферы, атмосферы, животного и растительного мира, социосферы) под воздействием объектов транспорта газа на эксплуатационных стадиях жизни сооружений.
Цель и задачи исследований. Главная цель работы - создание научно-методической основы и методологии прогноза изменения геоэкологической обстановки в связи с созданием газотранспортной инфраструктуры в криолитозо-не.
При этом решались следующие основные задачи:
оценка объектов транспорта газа как источников изменения и загрязнения окружающей среды;
оценка взаимодействия окружающей среды и объектов транспорта газа;
установление слагаемых и показателей экологической безопасности на основе риск-анализа;
обеспечение геоэкологической безопасности территорий расположения объектов транспорта газа на основе экономической оценки состояния окружающей среды и расчета экономического ущерба посредством экологического страхования и экологического аудита;
разработка программы геоэкологического мониторинга территорий расположения объектов транспорта газа в процессе их эксплуатации.
Методы исследований. При решении поставленных задач в работе использованы методы научного познания, теоретическое обобщение современных знаний и представлений о геоэкологии, геоэкологическом мониторинге, изменениях окружающей среды под воздействием объектов транспорта газа и взаи-
модеиствии окружающей среды и транспортной системы. Широко применялись полевые и лабораторные методы. При обработке материалов использовались вероятностно-статистические методы, картографический метод, математическое моделирование с применением компьютерных технологий, а также метод природных аналогов, расчетные, экспериментальные и лабораторные методы.
Научная новизна работы. В работе обоснована программа геоэкологического мониторинга территорий расположения объектов транспорта газа, позволяющая на новом качественном уровне подойти к решению актуальных проблем охраны окружающей среды и рационального природопользования. В процессе разработки и реализации предлагаемой программы получен ряд принципиально новых и важных научных результатов:
1. Раскрыта суть геоэкологического мониторинга территорий расположе
ния объектов транспорта газа и природно-технической геоэкологической сис
темы (ПТГЭС) «объекты транспорта газа-окружающая среда». Уточнена струк
тура геоэкологического мониторинга, включающая функции, объекты наблю
дения, виды работ, нормативные документы.
2. Предложена методика обеспечения геоэкологической безопасности
криолитозоны посредством экологического страхования и экологического ау
дита на основе риск-анализа, комплексно учитывающего экономическую оцен
ку состояния окружающей среды и возможного экономического ущерба.
3. Разработана методика прогнозной оценки функционирования ПТГЭС «объекты транспорта газа - окружающая среда» с помощью следующих методов:
а) аналогий - проведена оценка возможного изменения состояния ПТГЭС
«объекты транспорта газа — окружающая среда» территории Находкинского
месторождения;
б) математического моделирования - получены стохастические математи
ческие модели, аппроксимирующие зависимости стабильности состояния газо
провода и показателя интенсификации негативных инженерно-геологических
процессов от характеристик свойств окружающей среды;
в) расчетных методов - разработана и реализована методика районирова
ния трасс газопроводов по характеру развития процессов солифлюкции и крио
генного растрескивания;
г) лабораторных и экспериментальных исследований - разработаны номо
граммы для определения коэффициента размываемости мерзлых пород в зави
симости от простейших физических свойств.
Разработан метод прогноза взаимодействия газопроводов с компонентами окружающей среды, основанный на экспериментальных и лабораторных исследованиях термоэрозионного процесса.
Разработана программа геоэкологического мониторинга территорий расположения объектов транспорта газа на стадии эксплуатации в условиях Западной Сибири на основе методологии комплексной оценки взаимодействия промышленных объектов и окружающей среды.
На защиту выносится оригинальная научная концепция геоэкологического мониторинга природно-технических геоэкологических систем разного уровня, содержащая пять защищаемых положений:
Впервые на примере объектов транспорта газа, расположенных в крио-литозоне, обосновано, что теоретической основой геоэкологического мониторинга является синтез системного подхода и концепции раннего предупреждения негативных изменений природно-технических геоэкологических систем, позволяющий выявить закономерные изменения с учетом структурно-геологической неоднородности строения территории, экзогенных геологических процессов и ландшафтно-климатической обстановки.
Объективность оценки изменения состояния окружающей среды при взаимодействии с объектами транспорта газа в криолитозоне обеспечивается, в первую очередь, учетом теплового и механического влияния на грунты основания, а также изменения гидрогеологических и гидрологических условий; нарушения почвенно-растительного покрова и условий жизнеобитания животного мира; распределения загрязнителей на всех этапах эксплуатации.
3. Геоэкологический мониторинг территорий расположения объектов
транспорта газа в криолитозоне представляет собой комплекс наблюдений, на
копления и обработки информации, прогноза и выдачи управляющих решений,
основанный на взаимодействии природных и техногенных объектов.
Прогноз изменений ПТГЭС следует выполнять с помощью совокупного использования методов аналогий, математического моделирования, расчетных, лабораторных и экспериментальных исследований на основе учета воз-можного развития наиболее опасных инженерно-геологических процессов, загрязнения атмосферы, поверхностных и подземных вод, почв, изменения биосферы и социосферы. Существующие ограничения для каждого из методов устраняются при их совместном использовании, что позволяет применять их для практических целей.
Неотъемлемой частью регионального и локального геоэкологического мониторинга территорий расположения объектов транспорта газа является управление состоянием ПТГЭС «объекты транспорта газа-окружающая среда», важнейшая часть которого - экологическое страхование, проводимое на основе экологического аудита.
Реализация результатов исследований и практическая значимость работы. Результаты работы уже сейчас нашли применение при:
разработке проектов создания инфраструктуры Уренгойского месторождения;
создании локальных систем геоэкологического мониторинга на промысле газового месторождения Медвежье;
разработке проектов прокладки газопроводов с Бованенковского месторождения (территория полуострова Ямал);
- создании концепции геоэкологического мониторинга Находкинского
месторождения и многих других.
Отдельные результаты работы переданы для внедрения в институт ВНИИГаз, Надымгазпром, ТюменНИИгипрогаз, Гипроспецгаз и другие.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов МГГА (1993, 1995, 1996 г.г.), на международных конференциях «Новые идеи в науках о земле» (2001, 2003, 2005, 2007 г.г.), на Ломоносовских чтениях геологического факультета МГУ (1996 г.), на первой конференции геокриологов России (1996 г.), совместной конференции юридического факультета МГУ и Российской академии правосудия «Реформы законодательства: проблемы и перспективы» (2002 г.), на Международной научной конференции геологического факультета МГУ (2007 г.), на семинарах кафедры гражданско-правовых дисциплин МосУ МВД (2002 г.), кафедры международного частного права ВГНА (2006 г.), на семинаре «Разрешительный характер деятельности по созданию и эксплуатации трубопроводов и соблюдение требований экологической безопасности» ОАО «ГАЗПРОМ» (2008г.) и других совещаниях и конференциях.
Публикации. Результаты научных исследований нашли отражение в 32 печатных работах, из них 8 опубликованы в реферируемых журналах.
Исходные данные и личный вклад в решение проблемы. В основу диссертации положены результаты многолетних (с 1981 года) исследований автора, проводившихся на кафедре геокриологии МГУ, кафедре инженерной геологии РГГРУ и на кафедре геоэкологии и безопасности жизнедеятельности РГТРУ; фондовые и литературные материалы, а также данные научных исследований, проводимых экспедиция-ми кафедры геокриологии МГУ и кафедры инженерной геологии РГГРУ в различных районах России.
Исследования основаны на фактических материалах инженерно-геологических и экологических исследований на территории Западной Сибири, выполненных при участии автора; данных лабораторных исследований химического состава поверхностных и подземных вод, донных отложений, атмосферного воздуха, почв и сточных вод, выполненных в лабораториях МГУ и РГГРУ.. В диссертационной работе использованы результаты качественного и количественного анализа загрязнения и изменения природных компонентов окру-
жающей среды, источников негативного влияния и компонентов среды в зоне действия объектов транспорта газа, значительная часть которых получена и обработана лично автором.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, 14 глав, сгруппированных в соответствии с внутренней логикой работы в 3 части и Заключения. В первой части (главы 1-7) рассмотрены научно-методические основы создания системы геоэкологического мониторинга территорий расположения объектов транспорта газа. Вторая часть (главы 8-12) посвящена изложению прогнозной оценки функционирования природно-технической геоэкологической системы «объекты транспорта газа - окружающая среда». В третьей части работы (главы 13-14) изложены практические применения теоретических и методических разработок, рассмотренных в первых двух частях. Диссертацию завершают выводы и библиографический список, включающий 319 наименований.
Объем работы - 327 страниц машинописного текста, который иллюстрируется 31 рисунком и 37 таблицами.
Научные взгляды автора сформировались во многом под влиянием идей научного консультанта, доктора геолого-минералогических наук, профессора В.В. Пендина, под руководством и в тесном контакте с которым автор работал более 20 лет. Постоянная поддержка, ценные советы и наставления В.В. Пендина в значительной степени способствовали выполнению этой работы, за что автор выражает ему самую искреннюю признательность.
В процессе исследований по теме диссертации автор плодотворно сотрудничал с коллегами из РГГРУ: Д.С. Брыловым, Т.П. Дубиной, В.Л. Зверевым, Д.В. Ивановым, В.Л. Невечерей, А.В. Кончевской, А.Г. Купцовым, О.И. Кондюриным, Е.И. Корчагиной, Л.В. Кур деловой, О.С. Овсянниковой, Т.В. Скворцовой; МГУ: Л.Т. Роман, Э.Д. Ершовым, В.Д. Ершовым, Ю.П. Лебеденко, Е.М. Чувилиным; ВГНА: Г.В. Петровой; ВНИИГАЗа: П.А. Дубиным, «СТРОЙ-ИЗЫСКАНИЙ» - А.И. Левковичем. Всем им автор приносит глубокую благо-
дарность. Особую признательность автор выражает И.В. Лебедевой за содействие этой работе.
Автор благодарен доктору геолого-минералогических наук, профессору В.Е. Бойцову, доктору технических наук, профессору Н.В. Демину, доктору геолого-минералогических наук, профессору B.C. Лебедеву, доктору геолого-минералогических наук, профессору В.Н. Экзарьяну за критические замечания и советы на завершающей стадии работы.
ЧАСТЬ I НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ТЕРРИТОРИЙ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТА ГАЗА ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИИ
Начало XXI века на Земле характеризуется нарастанием техногенного прессинга на компоненты окружающей среды. В масштабе планеты человек увеличивает скорость протекания процессов в разных звеньях кругооборотов в природе в 10-20 раз. Критические последствия совершившихся и возможных экологических катастроф вызвали интенсивную экологизацию всех отраслей знаний.
В 80-х годах появилось много новых терминов, и среди них «геоэкология», с которой связывают развитие экологической тематики в геологии. По сути, этот термин - свободного пользования, требующий при его употреблении комментария, отражающего точку зрения того или иного автора.
Впервые термин «геоэкология» был предложен К.Троллем и предназначался для придачи термину «ландшафтоведение» экологической направленности. По мнению ученого, методология изучения сложных объектов должна опираться на системный анализ и для обозначения множества живых существ, связанных с факторами окружающей среды, было предложено понятие экосистема. Для обозначения множества взаимосвязанных элементов живой и неживой природы используют понятие геосистема. Взаимоотношения между множеством элементов природы, населения и производства образуют социально-производственные, или социосистемы. В современной науке обозначилась область исследований, где пересекается множество элементов гео-, эко- и социо-систем. Пространство, в котором находятся во взаимодействии эти системы, составляет объект геоэкологических исследований.
Н.Ф. Реймерсом дано следующее определение геоэкологии: «...раздел экологии, исследующий экосистемы (геосистемы) высоких иерархических уровней - до биосферы включительно» [251]. При этом под геосистемами по-
нимаются физико-географические образования от фации до географической (ландшафтной) оболочки Земли.
Затем, уже с другой смысловой нагрузкой, термин геоэкология стал использоваться биологами, а в начале 90-х годов и геологами как бы в суммарном его значении: «геология + экология». В таком понимании есть доля истины. Геологи, обладая соответствующим арсеналом технических средств и технологий, способны решать не только задачи, связанные с изучением недр, но и техногенных последствий, таких как определение вредных веществ в воздухе, в водных источниках и водоемах; выявление аномалий загрязняющих веществ в почвенном покрове и местах утилизации отходов и т.д. Заняв определенное место в экологии, географии и геологии, термин «геоэкология», по сути, стал термином свободного пользования [240].
В настоящее время можно выделить несколько подходов в толковании термина «геоэкология», один из которых связан с широким биологическим ориентированием его понимания. Ряд исследователей определяют геоэкологию как отрасль науки, исследующую экологические системы биосферы в теоретических и практических (природоохранных) целях [1, 50, 70, 87, 97, 118, 131, 165, 183 и др.]. В явном виде экологическая проблематика в геологии была сформулирована в 1989 г. Е.А.Козловским [281], который предложил считать функциональной единицей геоэкологии «геоэкологическую систему», включающую в себя растительность, живые организмы (в том числе человека), геологическую среду. Основной задачей геоэкологии ученый считает изучение и оценку изменений геологической среды в результате хозяйственной деятельности, в том числе ее техногенное загрязнение. Наиболее обстоятельно геоэкология как научное направление в геологии рассматривается К.И.Сычевым [272], хотя и с несколько иной смыслововй нагрузкой. С его точки зрения, геоэкология - это наука, изучающая в естественных и техногенно нарушенных природных условиях закономерные изменения в литосфере, происходящие под действием внутренних сил и техносферы, и воздействие этих изменений на все сферы окружающей среды, в первую очередь на биосферу. По мнению А.В. Ма-
ненкова, геоэкология - наука, изучающая состояние, состав и свойства геосфер и геологической среды как компонентов экосистем, разрабатывающая научные основы возрождения равновесия между природно-техногенными комплексами [184]. В данном контексте предметом изучения геоэкологии является абиотическая компонента экологической системы. Усиливается акцент экологического содержания науки.
Согласно А.Н. Клюквину [158], основным содержанием геоэкологии является ее прогностический характер, позволяющий регулировать ситуацию и дающий возможность применения управленческих решений. Определение, отвечающее концепциям социальной и инженерной экологии, выдвинуто Ю.Б. Елисеевым, В.А. Коробейниковым и Д.Ю. Елисеевым [281], подчеркнувшими ширину охвата процессов и явлений, которые должны изучаться. В.И.Осипов [217] и И.В. Круть [174] рассматривают геоэкологию как междисциплинарную науку об экологических проблемах геосфер, считая, что объектом геоэкологии все геосферные оболочки Земли, а предметом — все знания о них, включая изменения под влиянием природных и техногенных факторов.
Концептуальным вопросам геоэкологии посвящена работа В.Н.Островского и Л.А.Островского [218], в которой авторы в качестве основного объекта геоэкологии выделяют геологическую среду, в которую включают геобиосферу, литобиосферу и подземную часть техносферы. Г.А.Голодковская, Ю.Б. Елисеев, М.Б. Куринов и др. исследователи предлагают более «литосфер-ный» (геологический) подход к трактовке термина, сводящийся к изучению закономерных изменений геологической среды и ее компонентов под влиянием внешних сред, в том числе и техносферы [95]. При этом живое вещество ни в качестве самостоятельной компоненты, ни в составе экосистем авторами не рассматриваются.
В.Т. Трофимов, Д.Г. Зилинг и др. определяют геоэкологию как науку, изучающую состав, структуру, закономерности функционирования и эволюции естественных (природных) и антропогенно преобразованных экосистем высоких уровней организации [281, 282], справедливо полагая, что она интегрирует
все знания об экологических проблемах Земли и представляет собой триумвират из биологических, геологических и почвенно-географических наук, ставящих основной целью сохранение жизнеобеспечивающей среды и жизни на Земле. В таком качестве геоэкология однозначно определяет, что в своей структурной организации она опирается на геномические науки и биологию.
Объектом исследования в геоэкологии являются природные и антропогенно нарушенные системы любого уровня организации, а также территории, связанные функционально с геосферами земли и требующие решения экологических задач. Если в объект исследования включить экосистемы всех уровней организации (от биогеоценозов до биосферы), то геоэкология может поглотить традиционную экологию и биологию окружающей среды. При этом геологи рассматривают геосферные оболочки Земли не изолированно, а как целостную систему, части которой связаны функциональным единством. Л.Л. Прозоров и В.Н. Экзарьян [240] указывают, что, говоря о конкретных объектах исследования геоэкологии, необходимо обратить внимание на три особенности их проявления: безграничное разнообразие объектов; геометрия объектов определяется физическим размером самого исследуемого тела и пространством воздействия на него того или иного фактора; результаты исследований могут иметь только вероятностный характер. Таким образом, объектом геоэкологических исследований является искусственно выделенное из природной системы пространство, которое изучается с определенной целью.
Предметом исследований в геоэкологии являются закономерности функционирования и эволюции естественных и антропогенно измененных систем.
Е.М.Сергеев и В.Т.Трофимов [281] подчеркивают, что геоэкология - это не просто объединение представлений и методов разных геологических дисциплин, а их целенаправленный синтез и переработка, что в настоящее время представляет очень сложную задачу, так как разработок по логической структуре геоэкологии, кроме, может быть, философских работ В.И.Вернадского [43], Э.В. Гирусова [91], Т.Г.Гильманова [292], И.В.Крутя [175], пока нет.
Т.о., в последние годы была создана и получила большое развитие новая область знаний - геоэкология, решающая следующие разнообразные задачи: исследование влияния развития геосфер и естественных геопроцессов на экологическое состояние среды; разработка методов геоэкологического мониторинга на основе геофизических, геохимических и других методов исследования; оценка возможных техногенных нагрузок на окружающую среду; анализ последствий всех антропогенных нагрузок и прогноз дальнейшего поведения как отдельных компонентов, так и всей окружающей среды в целом.
Геоэкология не имеет общепризнанной методологии и терминологической базы. Даже название направления на сегодняшний день проблематично. Его называют геолого-экологическим, эколого-геологическим, направлением технической геологии, геологии природопользования, геологии окружающей среды и т.д., что доказывает многовариантность в определении термина. В результате использования несовершенной понятийной базы понятие одного и того же термина у разных авторов трактуется весьма неоднозначно и, наоборот, иногда одинаковые понятия обозначают различные термины.
По мнению автора, геоэкология - это междисциплинарная комплексная наука об управлении природно-техническими геоэкологическими системами, представляющими собой комплексные образования в целях сохранения равновесного состояния всех геосфер и оптимизации жизнедеятельности как человека, так и биосистем всех уровней организации, основанная на накоплении информации об искусственно измененных компонентах окружающей среды. Объектом изучения геоэкологии являются природно-технические геоэкологические системы различных уровней. Геоэкология призвана объединить знания на междисциплинарной основе, обеспечить единство знаний по достижению оптимального, экологически безопасного природно-социального окружения на основе единой программы.
