CC BY
69
from Encyclopedia Britannica Online: [Электрон, ресурс] // http://www.britannica.com/EBchec-ked/ topic/246647/gross-domestic-product
34. Hall, R.E. Why do some countries produce so much more output per worker than others? [Текст] / R.E. Hall, C.E. Jones // Quarterly Journal of Economics.- 1999,- Vol. 114 (1).- P. 83-116,- [Электрон. ресурс] / http://www.springerlink.com/content/ 5hw61284552hl672/fulltext.pdf
35. Heywood, V.H. The changing гф1е of the botanic gardens [Текст] / V.H. Heywood // Bramwell, David [et al.] (eds). Botanic Gardens and the World Conservation Strategy.— Eondon: Academic Press, 1987.— P. 3-18.
36. Holmgren, M. Science on the Rise in Developing Countries [Текст] / M. Holmgren, S.A. Schnitzer // PEoS Biology.- 2004. Vol. 2. Issue 1,- P. 00100013,— [Электрон, ресурс] // http://biology.plo-sjournals.org
37. Huntley, В. Species-richeness in north-temperate zone forests [Текст] / В. Huntley // J. Biogeogr.— 1993. Vol. 20,- P. 163-180.
38. Kuzevanov, V. Botanic Gardens Resources: Tangible and Intangible Aspects of Linking Biodiversity and Human Weil-Being [Текст] / V. Kuzevanov, S. Syzikh // Hiroshima Peace Science.— 2006,— Vol. 28,- P. 113-134.
39. Lake, D.A. The Incredible Shrinking State [Текст] / D.A. Eake, A. 0«Mahony // Journal of Conflict Resolution.- 2004. Vol. 48. № 5,- P. 699-722.
40. Maunder, M. 2001.The effectiveness of botanic garden collections in supporting plant conservation: a European case study [Текст] / M. Maunder, S. Higgens,
A. Culham // Biodiv. Conserv. Vol. 10,- P. 383-401.
41. Montenegro, A.A. Constitutional Design and Economic Performance [Текст] / A.A. Montenegro // Constitutional Political Economy.— 1995. N° 6 (2).— P. 161-169.
42. Pautasso, M. The Botanist effect revisited: Plant Species Richeness, County Area, and Human Population Size in the United States [Текст] / M. Pautasso, M.E. McKinney // Conservation Biology.— 2007. Vol. 21, № 5,- P. 1333-1340.
43. Pautasso, M. Are the living collections of the world«s botanical gardens following species-richness patterns observed in natural ecosystems? [Текст] / M. Pautasso, I. Parmentier // Bot. Helv.— 2007. Vol. 117,- P. 15-28.
44. Sachs, J. Tropical Underdevelopment [Текст] / J. Sachs // NBER Working.- Paper No. 8119/ NBER, Cambridge, MA.
45. Wyse Jackson, P.S. Experimentation on a Earge Scale — An Analysis of the Holdings and Resources of Botanic Gardens [Текст] / W. P. Jackson // Bot. Gard. Cons. News / Richmond, UK: Botanic Gardens Conservation International.— 1999. Vol. 3, N° 3. P. 53— 72. [Электронный ресурс // http://www.bgci.org/ resources/article/0080]
46. Wyse Jackson, P.S. Growing an international movement for plant conservation and plant resource management: the development of the international botanic garden community [Текст] / P.S. Wyse Jackson // Buletin Kebun Raya Indonesia.— 2009. Vol. 12, № 2,— P. 41-48.
47. [Электрон, ресурс] // http://ru.wikipedia.org/
wiki
УДК 574.91 (075)
В.Н. Уманец
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖКХ: ИСТОРИЯ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Подготовку данной статьи предопределили необходимость и актуальность конкретизации научных и практических задач геоэкологических исследований в строительной отрасли, которые связаны с новыми подходами к отраслевой классификации геоэкологии как науки и научной специальности, утвержденной приказом Минобрнауки России № 294 от 11 августа
2009 г. Геоэкология в строительстве и ЖКХ ранее практически нигде не упоминалась. В основном выполнялись исследования по геоэкологии в области науко Земле, разработки полезных ископаемых, геологии, нефтегазового дела, географии ландшафтов, утилизации и захоронения промышленных и бытовых отходов. Поэтому новый паспорт этой научной специальности
и первый опыт проведения защит научно-квалификационных работ выявил много вопросов, которые требуют дополнительного осмысливания и выделения собственной ниши в направлении исследований, в отличие от смежных специальностей, например такой, как «Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства».
В работе [ 1 ] при участии автора проведен анализ геоэкологических проблем на примере города Санкт-Петербурга, позволивший построить обобщенную схему взаимовлияния природных и антропогенных факторов, ведущего к возникновению геоэкологических проблем в строительстве и ЖКХ.
Одна из главных задач геоэкологии — оценка взаимовлияния природных и антропогенных факторов на геосферы Земли как среды обитания человека, в первую очередь — на литосферу. Исходя из специфики городской среды и строительной деятельности человека выделим среди ресурсной функции литосферы роль минеральных ресурсов как сырья для строительной индустрии и ресурсов поверхностных и подземных вод, используемых для жилищно-коммунального комплекса. Геодинамическая составляющая экологической функции литосферы определяет влияние ее динамики вследствие природных и антропогенных геологических процессов и явлений на условия жизнеобитания и дискомфортность проживания человечества. Влияние геофизических и геохимических полей литосферы природного и техногенного происхождения и их аномалий на состояние здоровья человека определяет геофизико-геохимическую, или медико-санитарную, составляющую экологической функции.
В этой связи целесообразно детализировать вопросы геоэкологических исследований в отрасли строительства и ЖКХ.
Антропогенная деятельность в области строительства и жилищно-коммунального хозяйства, представленная промышленным, транспортным, жилищно-гражданским, гидротехническим и гидромелиоративным строительством, а также обращением с коммунально-бытовыми отходами, оказывает существенное влияние на экологические функции геосфер.
Воздействие на гидросферу вызывает истощение запасов поверхностных и подземных вод, изменение их качества, термическое загрязнение
и обмеление водоемов, часто возникают возбужденная сейсмическая активность в районах возведения водохранилищ, истощение биологической продуктивности водоемов, происходят антропогенные изменения рек. Снижение этих негативных воздействий — задача геоэкологии. Но в то же время существует научная специальность 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов», в паспорте которой также присутствуют задачи решения некоторых из перечисленных проблем.
Воздействие на атмосферу вызывает ее загрязнение пылью, химическими элементами и соединениями (возникновение аэрозолей, смога и кислотных дождей, парниковый эффект). Антропогенное воздействие на геологическую среду обусловливает техногенное разрушение (дезинтеграция) пород; перемещение дезинтегрированного материала; накопление и создание новых горных пород, активизацию естественных геологических процессов, создание антропогенного рельефа и антропогенных (в т. ч. селитебных) ландшафтов; изъятие и загрязнение земель свалками строительных и коммунальных отходов. Часть этих геоэкологических проблем рассматривает и специальность 06.01.02 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель».
Такое взаимопроникновение отдельных научных исследований по геоэкологии в области исследований других смежных наук подтверждает комплексный, даже синтетический характер этой науки и действительно отводит ей роль междисциплинарного научного направления. В то же время сравнительная молодость геоэкологии как науки (чуть более трех десятилетий) еще не позволила большинству ученых перейти на формулировку значительного числа решаемых задач в терминах геоэкологии. Это в первую очередь относится к проведению геоэкологических исследований в области строительства и жилищно-коммунального хозяйства, где они традиционно называются инженерно-геологическими или инженерно-экологическими исследованиями и изысканиями [2]. Поэтому главная задача геоэкологических исследований в строительстве, во-первых, дать оценку отмеченных выше негативных антропогенных изменений экологических функций геосфер Земли, обусловленных каждым конкретным действием строителей и коммунальщиков, а во-вторых, разра-
ботать меры по предотвращению или ликвидации таких негативных воздействий.
Весьма интересна история становления и развития геоэкологических исследований, которые изначально носили инженерно-геологическую и геохимическую направленность.
В 1972 году был издан ряд картландшафтно-геохимического районирования СССР для целей прогноза влияния техногенеза. В 1979 году подготовлена к изданию карта ландшафтно-геохимического районирования нечерноземной зоны.
С 1964-го по 1988 год под методическим руководством и при участии ВСЕГИНГЕО была составлена серия гидрогеологических карт европейской части территории СССР масштаба 1:1500000, в которую входили две карты геоэкологического содержания: техногенных изменений гидросферы; защищенности и загрязнения подземных вод. Кроме того, геоэкологические параметры отражались и на карте гидрогеолого-мелиоративного районирования. Наибольший интерес представляли карты изменений геологической среды с выделением ее типов по строению четвертичного покрова и подстилающих древних пород. Основным объектом картирования были природно-техногенные системы, выделенные с учетом типов геологической среды и видов техногенных систем.
Первые отечественные публикации геоэкологического содержания, освещающие результаты применения методов прикладной геохимии для исследования процессов загрязнения окружающей среды горнорудных предприятий токсичными элементами, появились в начале 80-х. С этого времени целенаправленную разработку научно-методических основ эколого-геохими-ческого картирования начинают МГУ, Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ) и другие организации.
До начала 90-х годов отсутствовал единый методологический подход к геоэкологическому картированию. Лишь в 1990 году ИМГРЭ, Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ) и Дальневосточный научно-исследовательский институт минерального сырья (ДВИМС, г. Хабаровск) разработали концепцию многоцелевого геохимического картирования территории СССР масштабов 1:1000000,1:200000
и 1:50000, включающего также эколого-геохи-мическое картирование. В начале 90-х годов предполагалось, что геоэкологические работы должны осуществляться по единой государственной программе, координирующей и интегрирующей мониторинговые исследования по всем природным средам. В 1991 году такая геоэкологическая программа была разработана ВСЕГИНГЕО для всей территории СНГ и отдельно для Российской Федерации. Помимо геоэкологических программ общегосударственного значения, ранее разработаны и частично осуществлялись программы «Чернобыль», «Арал», «Арктика», «Сибирь» и др.
По мнению профессора М.К. Бахтеева (1997, 2001), геоэкологические исследования должны выявлять следующие ареалы и зоны:
загрязнения верхней части геологического разреза (почвы, донные отложения рек и водоемов, шельфовые зоны внутренних и окраинных морей, подземные воды хозяйственно-питьевого назначения и минерально-лечебные воды);
истощения запасов подземных вод (подтопление территорий городов, сельскохозяйственных земель, заболачивание, засоление и переосушение почв);
активизации экзогенных геологических процессов (оползни, сели, карстовые провалы, эрозия почв и другие формы изменения поверхности земли);
активизации эндогенных геодинамических процессов и геокриологических деформационных процессов (пучение, термокарст, солифлюк-цияидр.);
техногенного нарушения геофизических полей (электрические, магнитные, гравитационные, сейсмические, тепловые, радиационные).
Общая схема геоэкологических работ и картографирования, последовательность их проведения обычно включает четыре этапа.
На первом этапе выполняют рекогносцировочные мелкомасштабные работы для определения регионального геохимического фона, оценки его отличий от глобальных геохимических параметров, выявления рудогенных или антропогенных аномалий в регионе или отдельных его частях. Цель этапа — перспективное планирование природоохранной деятельности на крупных территориях различного хозяйственного освоения, ранжирование площадей по степени
экологической опасности, выявление площадей, пострадавших от воздействия мощных источников загрязнения.
На первом этапе определяют региональные геохимические фоны, выделяют крупные зоны (техногеохимические аномальные области или зоны размером 104—105 км2) с различной степенью воздействия техногенных процессов, с разной тенденцией в развитии экологической опасности, намечают районы первоочередных работ более крупного масштаба.
На втором этапе среднемасштабных (1:200000— 1:100000) геоэкологических работ выделяют природные и антропогенные геохимические аномалии (районы или узлы размером 10 — 104 км2) в местах расположения крупных объектов хозяйственно-бытовой деятельности (промышленные зоны, крупные предприятия, сельскохозяйственные территории и т. д.).
Основной вид работ — картирование загрязнения территорий урбанизированных районов. Предварительно составляют графическую основу для геоэкологического картирования с использованием материалов предшествующих работ. В дальнейшем изучают химический состав почв и почвообразующих пород, донных отложений, пылевых выпадений; в северных районах — снеговой покров; в аридных районах для оценки техногенного загрязнения атмосферы применяют пылевые ловушки.
На третьем этапе работ (1:50000 — 1:25000) выявляют очаги загрязнения размером 10—100 км (территории городов, населенных пунктов, рекреационные зоны) и определяют уровень концентраций химических элементов.
Цель работ — определение эколого-геохими-ческой обстановки на участках высокой социальной значимости и заведомо высокой техногенной нагрузки. На этом этапе известны наиболее опасные ингредиенты загрязнения, и предпочтительным является использование количественных анализов на ограниченное число элементов (соединений), особенно по жизнеобеспечивающим средам.
Работы крупного масштаба служат основой размещения пунктов и площадок для проведения геоэкологического мониторинга. Разрабатывают конкретные природоохранные рекомендации, определяют круг промышленных объектов, на которых необходимы детальные работы для
локализации очагов загрязнения, выявления групп населения повышенного риска.
На четвертом этапе (1:10000— 1:5000 и крупнее) выявляют техногенно-геохимические opeo-лы размером менее 2—10 км , проводят углубленное изучение причинно-следственных связей в системе «источник загрязнения — окружающая среда, живые организмы» в пределах опасных аномалий.
Работы детального масштаба аналогичны экологической экспертизе — это разработка санитарного паспорта и выявление участков производственного процесса, требующих улучшения экологической обстановки. На этом этапе нужны нестандартные подходы к объектам при общих принципах исследования состава твердых отходов, жидких стоков и атмосферных выбросов с учетом технологических параметров производства.
ВСЕГИНГЕО в 1990-1991 годах были разработаны требования [3,4] ксреднемасштабным геолого-экологическим исследованиям, в которых отмечается, что результаты таких исследований отражают на эколого-геологических картах и схемах, которые имеют рекомендательный характер. К числу таких итоговых карт относятся карта геоэкологических условий и карта оценки геоэкологической опасности.
По данным полевых исследований в камеральный период составляются карты:
концентраций тяжелых металлов, радионуклидов, органических соединений, пестицидов и других веществ, способных отрицательно воздействовать на экостистему и среду обитания человека;
основных площадей загрязнения почв, пород зоны аэрации, подземных и поверхностных вод, участков с превышением фоновых концентраций лимитирующих веществ на ПД К;
содержания загрязняющих веществ в растительном покрове, приземной атмосфере, снежном покрове, возможных участках скоплений радиоактивных элементов (U, Ra, Rn, Th, 40К); торфяников, карстовых полостей и др. При геоэкологическом картографировании проводят дешифрирование аэрофото- и космо-снимков (АФКС) в сочетании с наземными маршрутными наблюдениями (геологические, геофизические, горно-буровые, геохимические, инженерно-геологические, геокриологические, гидро-
геологические) с обязательным опробованием пораженных и «экологически чистых» участков. Помимо АФКС в пределах городских агломераций и крупных горно-промышленных комплексов эффективно применение И К-тепловых и радиотепловых снимков. В районах с интенсивным атмосферным переносом загрязняющих веществ проводят аэрозольную съемку.
Указанные методические издания были созданы геологами применительно к задачам мелко-, средне- и крупномасштабных геоэкологических исследований и геоэкологического картирования на значительных по площади территориях; что касается детальных исследований, в частности для задач проектирования и строительства конкретных объектов, то методика их проведения была узаконена только в 1996 году Строительными нормами и правилами (раздел «Инженерно-экологические изыскания») [2]. В последующие годы работы по методическому обеспечению геоэкологических исследований, кроме повторения уже известных положений [5], не проводились.
Возможно, это связано с тем, что методы геоэкологического изучения и исследования антропогенного воздействия на различные геосферы Земли ничем не отличаются от традиционных методов конкретных наук, исторически давно изучающих эти геосферы. Так, антропогенные причины нарушения экологических функций
литосферы (геологическая среда) изучаются методами геологических наук (геохимия, инженерная геология, петрография и др.), геохимические и геофизические аномалии — методами геохимии и геофизики, вредное воздействие на поверхностную и подземную гидросферы — методами гидрологии и гидрогеологии, деградация и загрязнение почв — методами инженерной геологии, почвоведения и геохимии и т. д.
Не претендуя на полный охват всех последствий, обусловленных негативным влиянием различных видов строительства на геосферы Земли, в приведенной ниже таблице осуществлена попытка их систематизации и выделения основных видов геоэкологических исследований (испытания, опробование и анализ) с целью оценки этих последствий и дальнейшей разработки инженерных решений по защите экологических функций геосфер.
Таким образом, объем, характер и методика геоэкологических исследований для строительства и коммунального хозяйства должны быть обусловлены природно-климатическими условиями в районе и на площадке строительства, характером возможного влияния намечаемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды (геосферы Земли), определяемого по данным ОВОС технологическими процессами строительства и функционирования хозяйственного объекта.
Основные задачи геоэкологических исследований при оценке влияния строительной деятельности
на окружающую среду
Тип строительства Основные последствия негативного влияния на геосферы Виды исследований, испытаний, опробования и анализов для количественной оценки воздействия и проектирования геоэкозащитных мероприятий
Промышленное (заводы, фабрики и пр.) Изменение ландшафта, загрязнение почв, атмосферы, поверхностных и подземных вод; различные физические и геохимические воздействия Газогеохимические исследования; почвенные исследования; опробование почво-грунтов, поверхностных и подземных вод и определение в них комплексов загрязнителей; исследование и оценка радиационной обстановки; оценка физических воздействий (шум, вибрации, электрические и магнитные поля, ионизирующие излучения от природных и техногенных источников); оценка возможности ре-циклинга строительных отходов
Окончание табл.
Тип строительства Основные последствия негативного влияния на геосферы Виды исследований, испытаний, опробования и анализов для количественной оценки воздействия и проектирования геоэкозащитных мероприятий
Транспортное (дороги, мосты, тоннели, портовые сооружения и пр.) Линейные загрязнения прилегающих почв, вибрация, уплотнение пород, загрязнение фунтовых вод, пород и атмосферы, блуждающие токи, нарушение гидрологического и гидрогеологического режима, загрязнение морских и речных акваторий, влияние на биоту Оценка физических воздействий (шум, вибрации, электрические и магнитные поля, ионизирующие излучения от природных и техногенных источников); эколого-гидрогеологиче-ские исследования (оценка влияния техногенных факторов на изменение гидрогеологических условий); оценка зафязнения атмосферы и влияния на биоту
Жилищно-гражданское (жилые дома, общественные здания) Техноденудация, техноседимента-ция, уплотнение фунтов, нарушение гидрогеологического режима и изменение уровня фунтовых вод, изменение температурного режима фунтов и воздуха, за-фязнение атмосферы, изменение ветрового режима; тепловое за-фязнение, карст, термокарст, суффозия, проседание земной поверхности; электростатическое поле, блуждающие токи Опробование почво-фунтов, поверхностных и подземных вод и определение в них комплексов зафязнителей; оценка физических воздействий (шум, вибрация, электрические и магнитные поля, ионизирующие излучения от природных и техногенных источников); оценка возможности рециклинга строительных отходов
Гидротехническое (плотины, дамбы, каналы, берегоукрепительные сооружения и устройства, водохранилища) Техногенное разрушение (дезин-тефация) пород; перемещение де-зинтефированного материала; изменение конфигурации берегов, изменение ландшафта; истощение запасов поверхностных вод, изменение их качества, нарушение гидрлогического и гидрогеологического режимов (осушение, обводнение, затопление) Эколого-гидрологические исследования, оценка фильтрационных и прочностных свойств оснований и дамб, берегоукрепительных сооружений; оценка степени абразии и эрозии берегов, оценка зафязнения поверхностных и подземных вод
Гидромелиоративное (системы орошения, осушения) Подтопление и осушение территорий, нарушение гидрологического и гидрогеологического режима, заболачивание территорий, засоление почв, усиление мифа-ции зафязняющих веществ Эколого-гидрогеологические и гидрологические исследования (оценка влияния техногенных факторов на изменение гидрогеологических и гидрологических условий); оценка зафязнения почв, фунтовых и подземных вод
Эксплуатация ЖКХ (коммунально-бытовые отходы, свалки, поля орошения, канализационная сеть, сточные воды) Изъятие и зафязнение земель свалками строительных и коммунальных отходов, химическое и биологическое зафязнение почв, фунтовых и подземных вод, зафязнение атмосферы выделяющимися газами Газогеохимические исследования; почвенные исследования;санитарно-эпидемиологические и медико-биологические исследования; оценка зафязнения фунтовых и подземных вод
В соответствии с этим повторим основные укрупненные научно-практические задачи, сформулированные ранее [ 1], которые целесообразно решать в области строительной геоэкологии, а именно:
1) изучение изменений литосферы (геологической среды) при активизации природных эндо-и экзогенных процессов в результате строительной деятельности;
2) оценка устойчивости урбанизированных территорий к природным и техногенным воздействиям;
3) обоснование инженерной защиты городских агломераций от антропогенных и активизированных в результате строительных работ природных геологических процессов;
4) обоснование инженерной защиты застраиваемых территорий от опасных катастрофических природных процессов;
5) исследование природных геохимических и геофизических аномалий, геопатогенных зон и их воздействия на здоровье человека и комфортность проживания;
6) определение характера и интенсивности геохимического воздействия на литосферу различными видами строительства и закономерностей техногенной миграции химических элементов;
7) оценка изменения химического состава (качества) поверхностных и подземных вод и их истощения в результате промышленного, транспортного, жилищно-гражданского, гидротехнического и гидромелиоративного строительства и функционирования ЖКХ;
8) оценка защищенности вод от техногенного загрязнения коммунально-бытовыми отходами;
9) обоснование захоронений (изоляции в литосфере) токсичных строительных и коммунальных отходов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федоров, М.П. Анализ геоэкологических проблем при строительстве городов на примере Санкт-Петербурга [Текст] / М.П. Федоров, В.Н. Уманец // Научно-техн. ведомости СПбГПУ,— 2010. N°2. Т. 2 (100).- С. 196-201.
2. СНиП 11-02—96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Раздел 8 — Инженерно-экологические изыскания [Текст]. — М„ 1996.
3. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию [Текст] // В кн.:
Временные положения по организации и проведению ГДП-200 / Отв. ред. А.И. Бурде. — М.: ВСЕГИНГЕО, 1991.
4. Требования к геолого-экологическим исследованиям масштаба 1:50 000-1:25 000 [Текст]. — М.: ВСЕГИНГЕО, 1990.
5. Андросова, Н.К. Геолого-экологические исследования и картографирование (Геоэкологическое картирование) [Текст]: Учеб. пособие / Н.К. Андросова. - М.: Изд-во РУДН, 2000. -98 с.
УДК 628.336:628.472:504.06
В.И. Масликов, А.И. Чусов, Д. В. Молодцов, М.Г. Рыжа ков а
ЗОНАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭМИССИЙ БИОГАЗА НА ПОЛИГОНЕ ТБО
ДЛЯ ОЦЕНКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОБОСНОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ РАЗЛОЖЕНИЯ ОТХОДОВ
ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
Проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) в России продолжает оставаться достаточно острой. Из 50 млн т ТБО, ежегодно образующихся в РФ, более 90 % захоранивается
на свалках и полигонах. В настоящее время в России эксплуатируется более 1000 полигонов ТБО, из которых примерно 8 % соответствуют санитарно-гигиеническим и экологическим тре-
