CC BY
71
ПРИРОДНО-РЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ РЕГИОНА
УДК 622:330.15
ключевые слова: литосфера, биосфера, социально-экономическая деятельность, горно-металлургический комплекс
А. И. Татаркин, А. И. Семячков
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ
ЛИТОСФЕРЫ
Взаимодействие литосферы и биосферы с учетом социально-экономической деятельности человека наиболее полно отражается в процессе использования минерально-сырьевых ресурсов. Это характерно для горно-металлугрических комплексов (ГМК) Урала, являющихся основой экономики региона.
Разработана методология исследований техногенной трансформации окружающей среды ГМК, включающая приемы, принципы построения, формы, способы и методы научного познания.
Функции литосферы (ее верхней части) как глобальной системы вместе с происходящими в ней антропогенными и природными процессами являются основными жизнеобеспечивающими функциями, определяющими развитие и существование современного общества, а
также всего растительного и животного мира. Функции литосферы как жизнеобеспечивающие для общества рассмотрены в ряде работ В.Т. Трофимова [3, 4]. Основные экономические и экологические функции литосферы приведены на рис. 1.
Социально-экономическая (ресурсная) функция литосферы, по мнению В. Т. Трофимова [4], включает следующие аспекты геологической среды: местоположение (месторождение) полезного ископаемого, экологическое пространство, определяющее развитие общества, его хозяйственную деятельность и процесс антропогенеза в геологической среде. Сами названия аспектов свидетельствуют о тесной взаимосвязи хозяйственной деятельности человеческого общества и объекта хозяйствования, под которым понимается геологическое пространс-
Рис. 1. Функции литосферы
А. И. Татаркин, А. И. Семячков
83
тво верхней части литосферы и месторождений, из которых осуществляется отбор полезных ископаемых.
По результатам поисковых и разведочных работ на территории РФ выделено 11 крупных регионов, обладающих стратегическими (государственными) полезными ископаемыми: Северный, Северо-Западный, Центральный, Центрально-Черноземный, Северо-Кавказс-кий, Поволжский, Волго-Вятский, Уральский, Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский.
К настоящему времени в РФ наблюдается распределение основных минеральных ресурсов по регионам (табл. 1).
Таблица 1
Распределение месторождений основных минеральных ресурсов РФ
Вид ресурсов Регион
Нефть и газ Ханты-Мансийский АО, Ямало-Ненецкий АО
Уголь Кемеровская обл., Красноярский край
Цинк, свинец, серебро Красноярский край, Бурятия, Приморский край
Золото Магаданская обл., Республика Саха (Якутия)
Никель Красноярский край
Вольфрам Кабардино-Балкарская республика, Приморский край
Медь Кемеровская обл.
Молибден Красноярский край
Олово Магаданская обл., Хабаровский край, Республика Саха (Якутия)
Бокситы Свердловская обл., Архангельская обл.
Железо Белгородская обл., Свердловская обл., Курская обл.
Фосфориты Мурманская обл.
По геологическим данным разведанные запасы нефти России составляют 12—13% от общемировых запасов; газа — свыше 35%, угля — 12%. В структуре всех запасов РФ 70% приходится на топливно-энергетические ресурсы и 30% — на рудные и нерудные полезные ископаемые.
Ресурсный потенциал территории тесно связан с вопросами использования и охраны природы конкретного региона и конкретного компонента.
Социально-экономическая функция литосферы исследуется по двум направлениям — поверхностному и глубинному. Так, поверхностное направление включает в себя исследования рационального использования ландшафтов — земельных ресурсов, а глубинное заключается в оценке ресурсов, находящихся в недрах гео-
блоков, и рационального использования как самого ресурса, так и пространства.
Значительна роль верхней части литосферы как геологического пространства, используемого обществом для своего существования. Так, на поверхности Земли размещены города, поселки и технические системы, происходит основная хозяйственная деятельность и жизнь главной части биоты — землеройных и микроорганизмов, а также использование ее в инженерно-технических целях. Практически все подземные инженерные коммуникации современных городов расположены в геологической среде. Здесь строятся подземные гаражи, транспортные системы, метро, места подземных захоронений ядохимикатов, промстоков, бытовых и радиоактивных отходов. К настоящему времени общество освоило свыше 56% земной поверхности. Из недр ежегодно изымается более 20 млрд т горной массы. Происходит процесс истощения ресурсов.
Геодинамическая функция литосферы излагается по позиции В. Т. Трофимова [3], которые под геодинамической функцией литосферы понимают способность последней к проявлению и развитию природных и антропогенных геологических процессов и явлений, в той или иной мере влияющих на условия жизнеобитания и жизнедеятельности биоты и особенно человеческого общества. Антропогенные и природные геологические процессы и явления выступают общей геологической силой, преобразующей окружающий мир и влияющей на эволюцию органического мира. В настоящее время антропогенная деятельность общества по отношению к литосфере принята в качестве одного из агентов экзогенных процессов, по силе воздействия на окружающую среду и результатам не уступающей природным процессам.
По данным ООН около 25% всего населения Земли живет в опасных и подверженных проявлению стихийных геологических явлений районах. Общество научилось прогнозировать стихийные проявления и предпринимает меры с целью уменьшения ущерба от этих природных катастроф.
В результате региональных исследований установили наличие в литосфере геофизических и геохимических полей природного и антропогенного происхождения. До последнего времени геофизические и геохимические аномалии связывались с наличием в недрах разных полезных ископаемых. Эти полезные ископаемые регистрировались в качестве геофизических аномалий геофизическими приборами по
аномалиям, отличным от геофизических параметров окружающей среды. Аналогичным образом на дневной поверхности отмечались геохимические аномалии, связанные с присутствием залежей полезных ископаемых в недрах. Со временем исследователи присвоили таким аномалиям статус геопатогенных зон.
Некоторые аномалии на уровне элементов продолжаются в атмосфере и отрицательно влияют на биоту в окружающей среде. Поэтому геофизические и геохимические аномалии (геопатогенные зоны) изучаются с позиции их влияния на живые организмы и растения. Геофизические и геохимические аномалии подразделяются на естественные (природные) и искусственные (техногенные).
Природные аномалии являются объектом поисков месторождений полезных ископаемых по ведущим элементам. Так, например, над сульфидными месторождениями почти всегда анализируются повышенные значения Си, Хп, РЬ, 8с, Сй, 802, С02 и др. Проводниками вредных эманаций чаще всего служат трещины в горных породах и тектонические нарушения, по которым токсичные химические элементы поступают на поверхность. Опасными считаются
месторождения урана и сернистые руды Си, Щ, БЬ, Аб, Бе, Те, В1 и др. Техногенные аномалии чрезвычайно разнообразны по составу и масштабу загрязнения окружающей геологической среды. Такие аномалии соответствуют источникам техногенеза: предприятия промышленности, сельского хозяйства, ВПК и др. наиболее известные техногенные аномалии — радиоактивные (Чернобыль, Челябинск-67), углеводородные аномалии, приуроченные к нефтепромыслам, компрессорным установкам, нефтехимическим и перерабатывающим заводам и др.
Взаимодействие литосферы и биосферы с учетом социально-экономической деятельности человека наиболее полно отражается в процессе использования минерально-сырьевых ресурсов. Это характерно для горно-металлу-грических комплексов (ГМК) Урала, являющихся основой экономики района.
Разработанная методология исследований техногенной трансформации окружающей среды ГМК, включающая приемы, принципы построения, формы, способы и методы научного познания, определяет логическую систему исследования, отраженную на рисунке 2.
Методология исследования
Оценка источников загрязнения
1'
ГМК ТМО
/\
X
ее (II и и ш а £ £ о
I-
0
с
<у
л X X
01 I-
о г
£
X
ос а) и и лз а.
£ о
о; л х X
01 |_
о а.
се
X ее О) и и <0 а
X
о
X X 01
о г
£
X
се (и и и л а. £ о
н
о с су л X X
(и ^
о а
С£
Окружающая среда в зоне влияния ГПК
Оценка воздействия
Оценка изменения качества окружающей среды
Оценка последствий
о а. х о с
ш о
о.
*
о
ч: о
со <у
л X
ь
о
X
а
(и
Типология реципиентов
X 01 с 01 и
(о X
>0 X >ч
(О ©
л о. о
с ©
Рис. 2. Методология исследований техногенной трансформации окружающей среды и формирования последствий (условные обозначения: ГМК—горно-металлургический комплекс, ТМО — техногенно-минеральные образования)
А. И. Татаркин, А. И. Семячков
85
Рис. 3. Схема миграции загрязняющих веществ в районах меднорудной промышленности
Почвенный горизонт и поверхностные воды непосредственно влияют на живые организмы, по ним разработаны предельно допустимые концентрации. Наиболее важными компонентами окружающей среды, в рамках которых формируются последствия, являются растительность и животные, экологическое состояние которых определяет благополучие человека (рис. 3).
Как известно, основное количество загрязняющих веществ (75—85%) в организм человека поступает с растительной пищей. Имеет место и прямое влияние их на организм человека через загрязненный воздух или воду и формирование соответствующих последствий.
Загрязняющие вещества, попадающие в организм, вызывают тяжелейшие заболевания в связи с взаимодействием их с рядом ферментов и подавлением активности последних. Опасность загрязняющих веществ обусловлена и их способностью к биоаккумуляции — накапливанию в течение длительного времени и созданию токсичной концентрации.
Укрупненно методические рекомендации по выявлению и типизации последствий загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами могут быть представлены в следующем виде:
1. Выбор горно-металлургического комплекса как объекта исследования.
2. Обоснование основных видов геологических и рудных формаций и присущей им геохимической специализации вмещающих пород, установление принадлежности ГМК к одной из выявленных формаций.
3. Оценка фонового содержания загрязняющих веществ в снежном покрове, поверхностных водах и почвообразующем горизонте с использованием геохимических методов опробования.
4. Характеристика техногенных воздействий, проявляющихся в виде загрязнения компонентов природной среды, имеющих место при освоении ресурсов недр в рамках исследуемого ГМК, и выявление среди них наиболее значимых путем сопоставления фактического содержания того или иного элемента тяжелых металлов в почвенном слое, снежном покрове, поверхностных водах с его фоновым значением.
5. Зонирование территории вокруг ГМК — источника загрязнения, исходя из концентрации выявленных наиболее значимых элементов в снежном покрове, почве, поверхностных водах.
6. Выявление типичных реципиентов на исследуемой территории, подвергающихся воздействию ГМК: виды и группы растений и животных, рыбных особей, половозрастные группы населения, количественные характеристики их состояния (плотность населения, лесной запас и т. д.).
7. Оценка накопленной концентрации элементов в растениях, животных, рыбных особях, биосубстатах человека (кровь, моча, волосы). Установление корреляционных зависимостей между содержанием элементов в растениях, животных, рыбных особях, человеке и содержанием этих же элементов в окружающей среде. Дифференциация корреляционных зависимостей для отдельных групп обследуемых реципиентов с учетом специфических особенностей последних.
8. Выявление последствий накопления элементов в растениях, организме животных, рыб, человека, проявляющихся в том или ином виде заболеваний, физическом уродстве, смертельном исходе, изменениях на генном уровне. Установление корреляционных зависимостей между параметром вероятности формирования
последствий у той или иной группы реципиентов и величиной загрязнения.
9. Оценка экономического ущерба от воздействия горно-металлургических комплексов на окружающую среду.
Под качеством окружающей среды следует понимать не только степень загрязнения, но и совокупность социально-экономических, биологических, химических, физических, климато-географических условий (факторов), формирующих внешнюю среду, создающую условия жизни человека.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) под окружающей человека средой понимает комплекс внешних физических, химических, биологических, а также социальных факторов, оказывающих влияние на здоровье и благополучие как отдельных лиц, так и больших групп населения.
Основным путем предупреждения заболеваний человека, возникающих вследствие действия факторов окружающей среды, является не физиологическая, а экологическая адаптация, которая должна состоять в регулировании и регламентации химического окружения человека. Процесс экологической адаптации связан с формированием новых экологических систем.
Пространственно-временные особенности взаимодействия организмов с окружающей средой в биосфере происходят в различных социально-природных и социально-экономических условиях, на уровне конкретных экосистем и геосистем. Человек в этой комплексной геосистеме живет не только в природной, но и в техногенной, экономической и культурной средах, а экосистемы обретают территориальное выражение. Все окружающие человека среды взаимосвязаны, дифференцированы и интегрированы. По сути дела речь идет о сложных гео-экосоциосистемах, в которых модель взаимоотношений представлена следующим образом: человек — природа — техника — экономика — социум — культура.
Акцент в таких системах делается уже не только на охране и восстановлении природы, а на создании культурных управляемых при-родно-антропогенных ландшафтов и конструировании среды обитания с задаваемыми оптимальными экологическими параметрами. Устойчивость таких ландшафтов повышается за счет их управляемости со стороны человека, а достигается соответствием структуры и направленности природных и социально-экономических подсистем.
Для экосистемы необходимым условием является устойчивость биоты в целом. Она может рассматриваться как своего рода механизм сохранения всех составляющих ее биоценозов.
Важнейшим принципом организации биоты, направленным на повышение ее устойчивости и обеспечивающим оптимальные условия для продолжения жизни, является конкурентное взаимодействие сообществ.
В то же время конкурентные отношения ци-вилизационных подсистем являются важнейшим фактором (по ряду аспектов) неустойчивости современной цивилизации.
Таким образом, природная и социальная подсистемы отличаются прежде всего механизмом обеспечения устойчивости.
С функциональной точки зрения основой стабилизационного механизма в биоте является генетическая память.
В цивилизации как надбиологической структуре она дополнена внегенетической памятью — культурой.
Таким образом, развитие геоэкосоциосистем лежит в сфере инновационных процессов и информационных технологий. Эта сфера наиболее пригодна к системному возрождению страны и созданию постиндустриального общества на основе экономически приемлемых и природосов-местимых технологий.
Список литературы
1. Семячков А.И., Игнатьева М.Н., Литвинова A.A. Выявление и типология последствий воздействия горнопромышленных комплексов на окружающую среду. Екатеринбург : Институт экономики УрО РАН. 2008. 90 с.
2. Егоренков Л. И., Кочуров Б. И. Геоэкология : учеб. пособие. М.: Финансы и статистика, 2005. 320 с.
3. Трофимов В. Т. Теория и методология экологической геологии. М.: МГУ, 1997. 368 с.
4. Трофимов В. Т. Экологические функции литосферы. М.: МГУ, 2000. 432 с.
