УДК 502/504

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГОРНОЗАВОДСКОГО РАЙОНА

Копылов Игорь Сергеевич1, Даль Лариса Игоревна2
1Пермский государственный национальный исследовательский университет, доктор геолого-минералогических наук, профессор
2Центр социальных инициатив «Энергия Жизни», г. Пермь, эколог

Аннотация
В статье рассмотрены геоэкологические условия территории Горнозаводского района Пермского края. Установлены основные техногенные и природно-геологические факторы. Дана характеристика геохимических и гидрогеохимических аномальных зон. Проведено интегральное геоэкологическое районирование и составлена карта экологического состояния природной среды. Выполнена оценка геоэкологического потенциала и устойчивости природных комплексов.

Ключевые слова: геологические факторы, геохимические аномалии, геоэкологический потенциал, геоэкология, гидрогеохимические аномалии, окружающая среда, оценка экологического состояния, районирование, техногенные факторы, Урал


GEOECOLOGICAL ASSESSMENT OF THE GORNOZAVODSK AREA

Kopylov Igor Sergeevich1, Dal' Larisa Igorevna2
1Perm State National Research University, doctor of geological and mineralogical sciences, professor
2Center of social initiatives» «Life Energy», Perm, ecologist

Abstract
The article geoecological conditions of the territory of the Gornozavodsk district of Perm regionn are considered. The main anthropogenic and natural geological factors are installed. Characteristics of geochemical and hydro-geochemical anomalous zones is given . Integrated geo-ecological zoning carried out. Map of ecological condition of the natural environment is composed. Assessment of environmental capacity and sustainability of natural systems is made

Keywords: anthropogenic factors, assessment of the environmental condition, environment, geo-ecological potential, geochemical anomalies, geoecology, geological factors, hydrogeochemical anomalies, Urals, zoning


Рубрика: 25.00.00 НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Библиографическая ссылка на статью:
Копылов И.С., Даль Л.И. Геоэкологическая оценка горнозаводского района // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/11/72941 (дата обращения: 20.11.2016).

Введение. Региональная геоэкологическая оценка является одной из приоритетных и важнейших задач рационального природопользования и экономического развития регионов и территорий. Данная проблема рассмотрена на примере Горнозаводского района – одного из старейших горно-промышленных районов Урала. Район расположен в центрально-восточной части Пермского края, отдален относительно от основнх промышленных центров, характеризуется преимущественно природными горно-таежными условиями и локально – горно-промышленными и индустриальными площадными объектами.

 

Методика работ и материалы. Методология геоэкологических исследований базируется на основных принципах, изложенных в работах [1-5]. Методика геоэкологической оценки и районирования изложена в наших работах [5-7]. В основе фактических данных – исследования авторов по геоэкологическому, ландшафтно-геохимическому, неотектоническому картографированию Западного Урала и анализ других геологических и экологических данных. Содержания микроэлементов в почвах и подземных водах приводятся по отношению предельно-допустимым концентациям (ПДК), их значения приведены в работах [8-10].

Основные техногенные факторы и их воздействие на окружающую среду

Основные источники воздействия. Селитебные зоны района представляют 26 населенных пунктов (с общей численностью населения 35,2 тысячи человек; площадь района 7,14 тыс. км2) крупнейшие из них – г. Горнозаводск (15 тыс. человек), пгт. Пашия, Кусье-Александровский, Теплая Гора, Сараны, Промысла, Нововильвенский, Ст. Бисер, Медведка. Ведущими отраслями в структуре экономики района являются черная металлургия, машиностроение, производство стройматериалов, санитарно-технического оборудования лесная промышленность, геологодобыча и разведка. Местное значение имеет сельскохозяйственная, пищевая, хлебопекарная и легкая промышленность. Промышленность стройматериалов, занимающую ведущее место в структуре хозяйства района, представляют ОАО «Горнозаводскцемент», ЗАО «Пашийский металлургическо-цементный завод», ОАО «Теплогорский щебеночный комбинат». Черная металлургия представлена горнодобывающим предприятием – ОАО «Сарановская шахта «Рудная» – с крупнейшим месторождением страны хромитовых руд в пос. Сараны (основная продукциия предприятия – руда и концентраты хрома). Предприятия лесной промышленности: ОАО «Бисерский леспромхоз» и ОАО «Теплогорский леспромхоз», АО «Пашийский ЛПХ», АО «Воронежский ЛПХ», ООО «Лесная компания» и др. Дорожная сеть довольно хорошо развита в центральной части, в отдаленных частях от центра, дороги отсутствуют. Через район проходит Горнозаводская железнодорожная магистраль Пермь – Н.Тагил и автомобильная дорога краевого значения Кунгур – Соликамск – Горнозаводс и несколько магистральных газопроводов; расположены газоперекачивающие станции РАО «Газпром».

Оценка воздействия. На 2016 г. в районе накоплено (основными накопителями промышленных и бытовых отходов являются 43 организации, находящиеся на учете) 5 097,537 тыс. т отходов. Средний модуль техногенной нагрузки (по количеству отходов на 1 км2 площади) составил 282,8 т/ км2и по этому показателю район относится к территориям с очень высоким уровнем суммарной антропогенной нагрузки. Валовый выброс загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу в районе составил в последние годы: от стационарных источников загрязнения 44-48 тыс. т; от передвижных источников загрязнения – 2-3 тыс. т., всего – 46-52 тыс. т. Модуль атмотехногенной нагрузки в целом по району составляет 6-7 т хгод/км2. По уровню антропогенной нагрузки на атмосферный воздух район относится к среднему уровню. Сброс сточных вод в водные объекты района значительный, составляет более 5 млн. м3 с массой ЗВ 1-1,2 тыс. т. [11, 12]. Значительную опасность представляют трансграничное загрязнение р. Чусовой шестивалентрым хромом, поступающим в реку со сточными водами объединения «Хромпик» от г. Первоуральск Свердловской области.

Природно-геологические факторы воздействия на окружающую среду и геолого-экологические условия

Территория Горнозаводского района расположена полностью в пределах крупной тектонической структуры первого порядка – Уральской складчатой области (западной части Урало-Сибирской эпигерцинской области завершенной складчатости), в пределах двух тектонических структур второго порядка: Западно-Уральской внешней зоны складчатости (ЗУЗС) и Центрально-Уральского поднятия (ЦУП) [13, 14]. На территории широко развиты две группы природных геологических процессов – эндогенные и экзогенные. Из эндогенных процессов важнейшими являются современные тектонические движения, определяющие неотектонические условия и сейсмичность. Основными геологическими факторами являются геодинамически активные и сейсмоопасные зоны, крупные тектонические нарушения, региональные поля интенсивных геологических процессов), влияющие на экологические условия природной среды территории [15, 16].

Территория района по общему сейсмическому районированию (ОСР-97-С) относится к территориям 7-балльной сейсмической опасности. По схеме сейсмического районирования Среднего Урала масштаба 1: 1 000 000 (Кашубин и др., 1998), на рассматриваемой площади выделены потенциально сейсмоопасные зоны, протягивающиеся в северо-западном направлении. По картам неотектонической активности и геодинамических активных зон Пермского края (Копылов и др., 2004ф, 2011, 2014), в пределах данного района выделяются 3 группы геодинамические активных зон и участков, линейно вытянутых в субмеридионально-северо-западном направлении. Все они контролируются древними глубинными тектоническими разломами выделенным по геофизическим данным (Кассин и др., 1985ф) и высокой плотностью разломов земной коры, линеаментов и мегатрещин по материалам аэрокосмогеологических исследований. На западе выделяется Пашийско-Кусьинская геодинамическая зона с площадью около 706 км2, расположенная в пределах одноименной структурно-тектонической депрессии в пределах ЗУЗС и на границе с ЦУП. В центральной части района три геодинамические зоны: Нововильвинская (182 км2), Сарановская (183 км2) и Вижайская (110 км2) образуют вторую группу геодинамически активных зон. В восточной части района выделена Теплогорская геодинамическая зона (307 км2), состоящая из ряда более локальных и активных участков [17-18].

Эколого-гидрогеохимические и геохимические условия

Эколого-гидрогеохимические условия. На рассматриваемой территории по материалам региональных геоэкологических исследований (Копылов и др., 2001ф, 2012, ) расположены 2 гидрогеохимические аномальные зоны (АЗ): Усьвинская и Койвинская АЗ. Усьвинская АЗ частично расположена в северо-западной части (площадь 250 км2), в бассейне р. Усьвы. Приурочена к водоносным подразделениям рифейско-вендских терригенных и метаморфических кварцитовидных пород [20, 21]. Изоминеры соответствуют значениям 0,2-0,5 г/дм3. Площадными являются аномалии по Mn (до 2,6 ПДК); в основном АЗ сформирована точечными аномалиями: Be (до 13), Cd (до 8), Ni (до 7,5), Cr (до 2,5), Pb (до 1,6 ПДК). Койвинская гидрогеохимическая АЗ занимает весь юго-запад и центральную часть района (площадь 2375 км2), в бассейнах рр. Чусовой, Койвы, Вижая, Чизмы. Приурочена к водоносным подразделениям ассельско-артинских терригенных, средне-верхнекаменноугольных карбонатных и терригенно-карбонатных, девонско-нижнекаменноугольных терригенно-карбонатных, рифейско-вендских и девонских терригенных и метаморфических кварцитовидных пород. Изоминеры соответствуют значениям 0,2 г/дм3 и менее г/дм3. Площадными аномальными элементами являются: Cd (до 25 ПДК), Mn (до 15,4), Ti (до 9,2); точечными: Ba (до 6), Pb (до 1,6), Ni (до 1,5 ПДК). Установлено несколько точек с очень высоким содержанием Р (1 класс опасности) – до 2860 ПДК [10, 22].

Эколого-геохимические условия.

На рассматриваемой территории по материалам ландшафтно-геохимических исследований (Копылов и др., 2004ф, 2012) расположены 3 крупных геохимические аномальные зоны: Усьвинская, Койвинская и Среднечусовская АЗ.

Усьвинская геохимическая АЗ расположена в северной и северо-западной части района, в бассейне верховьев рр. Усьвы и Вильвы, в пределах ЦУП, на площади 1690 км2. Выделяется как площадная аномалия по: Pb (1-6,7 ПДК), Zn (1,4-4,5),Cd (10-80), Be (1-4,0), Cr (1-18,7), Mn (1-2,7), Ti (1-1,4), Zr (1-5,0), Ga (1-2,0). С локальным распространением: Р (10-15), Ni (1-1,3), Cu (1-24,3), Ва (1-1,5), V (1,0), Ва (1-3,2), Sn (3,3 ПДК). Койвинская геохимическая АЗ расположена в восточной части района, в бассейне р. Койвы в ее верхнем и среднем течении, в пределах ЦУП, на площади 1383 км2. Выделяется как площадная аномалия по: Pb (1-6,7 ПДК), Zn (1,4-2,7), Р (15), Mn (1-4,0), Ga (1-2). С локальным распространением: Be (1-4), Cu (1-4,5), Ва (1,6), V (2), Ва (1-3,2), Ti (1-1,4), Zr (1-3,3 ПДК). Среднечусовская геохимическая АЗ расположена в юго-западной части района, в бассейне р. Чусовой, долинах рр. Койвы, Кумыш. В структурно-тектоническом отношении расположена в пределах ЗУЗС, на площади 818 км2. Выделяется как площадная аномалия по: Pb (1-3,3 ПДК), Be (1-6), Ni (1-1,5), Cr (1-5,3), Cu (1-9,1), Mn (1-2,7), Ti (1-2), Ga (1-2). С локальным и точечным распространением: Zn (1,4-1,8), Cd (10-30), V (1-4,7), Ba (1-1,6), Zr (1-3,3 ПДК). Генетическая природа этих аномальных зон в основном комплексная с различной долей двух групп факторов – природной и техногенной. Отмечается приуроченность отдельных аномалий к населённым пунктам, автомобильным и железнодорожным магистралям, промышленным, сельскохозяйственным и селитебным зонам; при этом значительные их части в пределах промзон классифицируются, как природно-техногенные. Собственно техногенные аномалии имеют в плане локальный мозаичный характер, к ним относятся техногенные загрязненные участки в пределах любых территорий и зон [8, 9, 23, 24].

Комплексная оценка экологического состояния природной среды

Анализ комплексных геоэкологических исследований, районирования территорий по техноприродным опасностям развития чрезвычайных ситуаций с экологическими последствиями Пермского края [5, 25-27] позволяет дать следующую интегральную оценку экологического состояния природной среды для Горнозаводского района.

С учетом основных оценочных критериев состояния окружающей среды: геодинамической активности, сейсмичности, пораженности территории опасными геологическими процессами, степени нарушенности ландшафтов, степенью загрязнения (химическое, радиоактивное, пестицидное и др.) различных природных сред – почв, подземных вод зоны активного водообмена, поверхностных вод, донных осадков рек и водоемов, комплексного загрязнения воздуха (ранжированые по 4 классам экологического состояния в соответствии с [2], практически весь район характеризуется условно благоприятными и неблагоприятными экологическими условиями.

Территории с условно благоприятными экологическими условиями занимают площади преимущественно в восточной части района, занимая площадь около 40 %. К ним отнесены территории с природными ландшафтами (здесь условно-естественные леса сочетаются с крупными болотными массивами, гольцами в горных районах); преобладают природно-антропогенные ландшафты; ограниченно развиты сельскохозяйственные антропогенные ландшафты. В целом, характерна удовлетворительная (малая) и напряженная (средняя) степень нарушенности среды, которая характеризуется регулярным проявлением разных по интенсивности и локальных по распространенности природных и техногенных экологически неблагоприятных процессов и явлений. Геохимические аномалии характеризуются умеренно-опасной степенью загрязнения, в основном не превышают 1,5-5 ПДК (в зависимости от классов опасности); выделяются отдельные локальные и точечные геохимические аномалии с более высоким уровнем ПДК. Данные территории отвечают категории экологического риска.

Территории с неблагоприятными экологическими условиями занимают большие площади, особенно в центральных и северных частях районах, а также в юго-западной и юго-восточной частях района. Общая их площадь до 60% территории. К ним отнесены территории с природно-антропогенными и антропогенными ландшафтами, селитебные и промышленные зоны, занимающие значительные площади. Преобладает напряженная (средняя) степень нарушенности среды, в промышленных районах отмечается кризисная степень нарушенности среды, которая характеризуется также регулярным проявлением умеренно опасных природных и техногенных процессов (карст, эрозия, опасные экзогенные процессы гравитационного типа и др.). Выделяются обширные геохимические аномалии, часто с опасной степенью загрязнения (до 3-80 ПДК в зависимости от классов опасности). Данные территории отвечают категории экологического кризиса (рис. ).

Геоэкологический потенциал и устойчивость природных комплексов

В настоящее время при экологической оценке территорий также используется понятие экологического (геоэкологического) потенциала природных систем и комплексов. Понятие «экологический потенциал» предложил Н.Ф. Реймерс [28], определив его как способность природных систем отдавать необходимую человечеству продукцию или производить полезную для него работу. Его носителем является способность природы к самовосстановлению. Чем большим потенциалом устойчивости обладают экосистемы – тем больше чистого водуха, воды, пищи достанется, в конечном счете, человеку.

Рис. Карта экологического состояния природной среды Горнозаводского района

К статье "Геоэкологическая оценка Горнозаводского района"

Рис. Карта экологического состояния природной среды Горнозаводского района

Устойчивость экосистем – это сложный комплекс адаптивных реакций, позволяющий ассимилировать загрязнение среды. Для интегральной характеристики экологического потенциала природных экосистем используется комплекс показателей характеризующих массу, продуктивность и структурное разнообразие сохранившихся участков живой природы. На основе анализа ландшафтно-геологических систем составлена карта геоэкологического потенциала и устойчивости природных комплексов района с ранжированием по 4 уровням геоэкологической устойчивости – от очень низкой до высокой. На территории Горнозаводского района отмечается преобладание средней экогеохимической и геодинамической устойчивости природных комплексов (60% территории), высокой – (30 %, в основном в северной части, на площади, окружающей территории заповедник «Басеги»), участки с низкой и очень низкой устойчивостью (10 %) расположены локально.

Заключение. Основные экологические проблемы Горнозаводского района связаны с интенсивным загрязнением атмосферного воздуха и водоемов и почв промзон и территорий освоения месторождений полезных ископаемых, с интенсивным нарушением природных ландшафтов лесных и земельных ресурсов. Геолого-экологическую опасность также представляет развитие природных и природно-техногенных, экзогенных геологических процессов, особенно провальных явлений, связанных с активной неотектоникой и карстом. Необходима постановка детальных геоэкологических исследований и мониторинга на участках развития опасных геологических процессов, геохимических аномалий в зонах с высокой геодинамической активностью.

Статья оставлена в рамках мероприятий ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 гг.».


Библиографический список
  1. Теория и методология экологической геологии / Трофимов В.Т. и др. Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 1997. 368 с.
  2. Методические указания по составлению эколого-геологических карт масштаба 1:1 000 000-500 000. М.: ВСЕГИНГЕО, 1994. 27 с.
  3. Копылов И.С. Научно-методические основы геоэкологических исследований нефтегазоносных регионов и оценки геологической безопасности городов и объектов с применением дистанционных методов // автореферат дис. … доктора геолого-минералогических наук: 25.00.36 / Уральский государственный горный университет. Пермь, 2014. 48с.
  4. Копылов И.С. Концепция и методология геоэкологических исследований и картографирования платформенных регионов // Перспективы науки. 2011. № 8 (23). С. 126-129.
  5. Копылов И.С. Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния природных и урбанизированных территорий // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6.
  6. Копылов И.С., Даль Л.И. Геоэкологические оценка состояния природной среды Коми-Пермяцкого округа // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-2.
  7. Копылов И.С., Карасева Т.В., Гершанок В.А. Комплексная геоэкологическая оценка горно-промышленных районов северного Урала // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 84. С. 113-122.
  8. Копылов И.С. Особенности геохимических полей и литогеохимические аномальные зоны Западного Урала и Приуралья // Вестник Пермского университета. Геология. 2011. № 1. С. 26-37.
  9. Копылов И.С. Закономерности формирования почвенных ландшафтов Приуралья, их геохимические особенности и аномалии // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4.
  10. Копылов И.С. Формирование микроэлементного состава и гидрогеохимических аномальных зон в подземных водах Камского Приуралья // Вестник Пермского университета. Геология. 2014. № 3 (24). С. 30-47.
  11. Доклады о состоянии и об охране окружающей среды Пермского края за 2000-2015 гг. / Официальный сайт «Природа Пермского края»: http://www.permecology.ru.
  12. Даль Л.И., Копылов И.С. Региональные техногенные факторы и их воздействие на природную среду Пермского края // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 7.
  13. Копылов И.С., Наумов В.А., Наумова О.Б., Харитонов Т.В. Золото-алмазная колыбель России. Пермь: Перм. гос. нац. иссл. ун-т. 2015. 131 с.
  14. Копылов И.С., Коноплев А.В. Геологическое строение и ресурсы недр в атласе Пермского края // Вестник Пермского университета. Геология. 2013. № 3 (20). С. 5-30.
  15. Копылов И.С. Геологические факторы формирования геоэкологических условий // Исследования в области естественных наук. – 2015. № 6 [Электронный ресурс]. URL:http://science.snauka.ru/2015/06/10233 (дата обращения: 29.06.2015).
  16. Копылов И.С., Коноплев А.В., Ибламинов Р.Г., Осовецкий Б.М. Региональные факторы формирования инженерно-геологических условий территории Пермского края // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 84. С. 102-112.
  17. Копылов И.С. Линеаментно-блоковое строение и геодинамические активные зоны Среднего Урала // Вестник Пермского университета. Геология. 2011. № 3. С. 18-32.
  18. Копылов И.С. Линеаментно-геодинамический анализ Пермского Урала и Приуралья // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6.
  19. Копылов И.С. Геодинамические активные зоны Приуралья, их проявление в геофизических, геохимических, гидрогеологических полях // Успехи современного естествознания. 2014. № 4. С. 69-74.
  20. Копылов И.С. Основные водоносные комплексы Пермского Прикамья и перспективы их использования для водоснабжения // Успехи современного естествознания. 2014. № 9-2. С. 105-110.
  21. Копылов И.С. Подземные воды западного склона Среднего Урала и их перспективы для водоснабжения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 6-3. С. 460-464.
  22. Копылов И.С. Гидрогеохимические аномальные зоны Западного Урала и Приуралья // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. 2012. № 12. С. 145-149.
  23. Копылов И.С. Литогеохимические закономерности пространственного распределения микроэлементов на Западном Урале и Приуралье // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 2. С. 16-34.
  24. Копылов И.С. Эколого-геохимические закономерности и аномалии содержания микроэлементов в почвах и снежном покрове Приуралья и города Перми // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 4 (17). С. 39-46.
  25. Копылов И.С., Даль Л.И. Типизация и районирование ландшафтно-геохимических систем // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2.
  26. Копылов И.С., Коноплев А.В. Методология оценки и районирования территорий по опасностям и рискам возникновения чрезвычайных ситуаций как основного результата действия геодинамических и техногенных процессов // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 1.
  27. Копылов И.С., Лунев Б.С., Наумова О.Б., Маклашин А.В. Геоморфологические ландшафты как основа геоэкологического районирования // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-10. С. 2196-2201.
  28. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.


Все статьи автора «Даль Лариса Игоревна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация