Введение к работе
Актуальность темы. Рост на Среднем Урале урбанизации и индустриализации, сопровождающийся активизацией природных и техногенных процессов, приводит к значительным изменениям окружающей среды. Наиболее интенсивно это проявляется в районах добычи полезных ископаемых на крупных месторождениях, вблизи перерабатывающих комплексов, в том числе и на месторождениях нерудного сырья, где происходит выемка, переработка и размещение значительных объемов горных пород.
В работе рассмотрены закономерности процессов техногенеза, проявляющиеся при разработке месторождений нерудного сырья на Среднем Урале на примере Баженовского месторождения хризотил-асбеста, оценка экологической ситуации и создание картографических моделей изменения компонентов окружающей среды горнорудных комплексов, разработка компьютерных технологий ввода, хранения, обработки и анализа экологической информации с визуализацией её на цифровых моделях. Использование современных информационных технологий построения подобных экологических моделей позволит снизить временные и материальные затраты на решение предприятиями экологических задач.
Наиболее эффективным средством оценки состояния окружающей среды и базой выработки управляющих решений по её реабилитации служит система локального и регионального мониторинга окружающей среды. При этом важно, чтобы она была оперативной, достоверной, увязанной по основным компонентам окружающей среды. Особенности мониторинга в пределах горнорудных комплексов Среднего Урала: мониторинг является многосредным, включает почвы, грунты, поверхностные и подземные воды, атмосферу, растительность и животный мир; объектами наблюдений являются природно-технические системы, преобразующиеся в процессе освоения месторождений; пространственно-временные границы выходят за пределы санитарно-защитных зон и сроки эксплуатации месторождений.
В последние годы проблеме изучения техногенеза и мониторинга окружающей среды уделяется большое внимание. Различным аспектам этой проблемы посвящены работы Г.К. Бондарика, М.П. Герасимова, Г.А. Голодковской, Д.О. Горелика, Р.Э. Дашко, Э.Ф. Емлина, О.В. Зеркаля, Ю.А. Израэля, В.А. Королева, И.И. Косиновой, В.А. Мироненко, Ю.Б. Осипова, Ф.Я. Ровинского, В.Е. Соколова, В.Т. Трофимова, О.Н.Грязнова, О.М. Гуман и многих других ученых.
Основная идея работы. Отражение динамики изменений компонентов окружающей среды через построение и анализ цифровых картографических моделей позволяет достоверно выявить и оценить основные природно-техногенные процессы в зоне влияния предприятия по добыче и переработке нерудного сырья.
Объектом исследования является природно-техническая система Асбестовского промышленного узла в рамках разрабатываемого Баженовского месторождения хризотил-асбеста, являющегося наиболее
значимым по своим масштабам на Урале.
Фактический материал. Исходными материалами при решении задач по изучению природно-технической системы (ПТС) и мониторингу окружающей среды Асбестовского промышленного узла явились результаты исследований, полученные лично автором в период обучения в аспирантуре или совместно с сотрудниками кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии Уральского государственного горного университета в течение 1999 - 2008 г. г. при проведении научно-исследовательских работ; а также материалы инженерно-экологических исследований ООО «Уралгеопроект».
Основные методические разработки реализованы в рамках выполнения госбюджетной темы «Принципы комплексного мониторинга геологической среды горнодобывающих комплексов Урала», № ГР 01200204979 (2002-2004 г.г.) совместно с профессором О.Н. Грязновым, доцентами О.М. Гуман, И.А. Долининой.
Методы исследований. В процессе выполнения исследований широко
применялись теоретические . обобщения; геоэкологические,
гидрогеологические, ландшафтно-геохимические, инженерно-геологические съемки масштабов 1:2000 — 1:50000, аналитические экспериментальные работы в лабораторных и полевых условиях; методы физического и численного моделирования с использованием ГИС-технологий. Все аналитические исследования выполнялись в аккредитованных лабораториях по аттестованным методикам.
Научная новизна работы сводится к следующему:
1. Рассмотрены основные черты процессов техногенеза в пределах
природно-технической системы горнопромышленного комплекса
Баженовского месторождения хризотил-асбеста.
Определены основные факторы негативных природных и техногенных воздействий на окружающую среду в пределах территории горнопромышленного комплекса.
Создана компьютерная цифровая картографическая модель изменения компонентов окружающей среды в зоне влияния Баженовского месторождения хризотил-асбеста.
4. Разработана система экологического мониторинга для
горнопромышленного комплекса Баженовского месторождения хризотил-
асбеста.
Практическая значимость работы. Определен механизм воздействия техногенных факторов на природные компоненты Асбестовского промышленного узла. Полученные в процессе исследований данные состояния окружающей среды определили базовую часть системы экологического мониторинга. Для обработки данных о состоянии окружающей среды разработан алгоритм действий и созданы цифровые картографические модели, которые составляют основу системы экологического мониторинга.
Апробация работы. Основные результаты научных исследований по
теме диссертации докладывались и обсуждались: на Всесоюзной научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов (г. Саратов, 2002 г.); Международной научно-практической конференции «Техногенная трансформация геологической среды» (г. Екатеринбург, 2002 г.); Годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии «Сергеевские чтения» (г. Москва, 2003 г.,); Толстихинских чтениях (г. Санкт-Петербург, 2004 г.); Всероссийской конференции «Экологические проблемы промышленных регионов» (г. Екатеринбург, 2003 г.); Международной научной конференции «Проблемы инженерной геодинамики и экологической геодинамики» (г. Москва, 2006 г.); Уральской горно-промышленной декаде (г. Екатеринбург, 2006 г.); Международной научной конференции «Мониторинг геологических, литотехнических и эколого-геологических систем» (г. Москва, 2007 г.); научно-практической конференции «Проблемы инженерных изысканий для высотного строительства в Уральском регионе» (г. Екатеринбург. 2007 г.), научных семинарах Института геологии и геофизики и кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии Уральского государственного горного университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе: 9 статей (из них 1 - в рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАКа), 5 - материалов конференций и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 172 страниц текста, 30 рисунков и 23 таблицы, список литературы включает 158 наименований.
