26. Объекты мониторинга локального уровня

Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки ипрогнозаизменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Объектами мониторинга могут быть природные, антропогенные и природно-антропогенные экосистемы.

В основные задачи экологического мониторинга входят:

• наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

• наблюдение за изменениями, происходящими в окружающей среде под влиянием антропогенного воздействия;

• наблюдение за состоянием здоровья населения, проживающего в зонах влияния техногенных факторов;

• анализ данных, оценка и прогноз изменений состояния природной среды в целом и отдельных её компонентов под влиянием воздействующих факторов;

• разработка систем управления и оптимизации антропогенного воздействия на окружающую среду.

По масштабу наблюдений и характеру обобщения информации различают: глобальный, национальный, региональный, локальный, импактный.

Локальный мониторинг ограничен небольшой территорией, в пределах конкретного населенного пункта, промышленного объекта, озера и т.п. На локальном уровне экологического мониторинга в информационном портрете должны присутствовать все источники воздействия на природную среду.

Локальный мониторинг обычно ведут применительно к отдельным объектам, например, лесным, водным, горным, которые чаще всего подвержены интенсивным антропогенным воздействиям.

Примером локального мониторинга является постоянная система наблюдения и контроля загрязнения воздуха в городах, на транспортных магистралях, осуществляемая при помощи стационарных, передвижных или подфакельных постов. Такая система существует в большинстве крупных городов нашей страны.

К локальному мониторингу относится и деятельность санитарно-промышленных лабораторий на предприятиях. В задачи этих лабораторий входят, в частности, постоянные наблюдения за загрязнением воздуха в цехах и на промышленных площадках, воды в установленных створах водных объектов.

27. Геофизи́ческие методы иссле́дования сква́жин - комплекс физических методов, используемых для изучения горных породв околоскважинном и межскважинном пространствах, а также для контроля технического состоянияскважин.

Каротаж (фр.carottage) — исследование литосферы методами создания (бурениеили продавливание) специальных зондировочных скважин и проведения измерений при прохожденииэлектрическими, магнитными,радиоактивными,акустическимии другими методами.

Электрические методы

Метод кажущегося сопротивления (КС)         При исследовании скважинметодом кажущегося сопротивления (КС) используется различие в удельных электрических сопротивлениях горных пород. Удельное сопротивление пород изменяется от долей до миллионов омметров.

Область применения метода:

-расчленение разрезов скважин по данным удельного и кажущегося сопротивлений пород;

-выделение реперов для корреляции разрезов;

-изучение литологии;

-выделение полезных ископаемых в разрезах скважин;

-определение коэффициентов водонасыщенности, нефтегазонасыщенности, пористости и проницаемости.

Метод экранированного заземления (боковой каротаж)            Изучение разрезов скважин методом экранированного заземления основано на различии удельных электрических сопротивлений горных пород, Существует несколько модификаций метода, наиболее перспективными являются измерения по схеме экранированного заземления с автоматически фокусирующими электродами или по схеме бокового каротажа.

Область применения метода:

-детальное расчленение разреза по величинам кажущегося удельного сопротивления пластов;

-изучение литологии, пористости и проницаемости пород;

-выделение полезных ископаемых в разрезах скважин;

-определение водонасыщеннсти, нефтегазонасыщенности породы.

Индукционный метод           Изучение разрезов скважин индукционным методом основано на различии в электропроводности пород.    Индукционный метод позволяет получить хорошо расчлененные кривые электропроводности с четкими аномалиями. Метод наиболее эффективен при использовании в низкоомных разрезах. Небольшое влияние мощности пластов, а также хорошая глубинность исследований дают возможность с высокой точностью определить истинное сопротивление относительно низкоомных пород. С помощью индукционного метода можно исследовать сухие, заполненные нефтью или буровым раствором на нефтяной основе скважины. Во всех перечисленных случаях обычные методы электрометрии использовать нельзя.

Область применения метода:

-расчленение разреза скважин и определение удельного сопротивления пластов.

Метод собственных потенциалов (СП)             По методу СП (или ПС) в скважине исследуется электрическое поле, создаваемое электродвижущими силами, возникающими под действием различных физико-химических процессов. Главными из них являются диффузионно-адсорбционные Э.Д.С., наблюдаемые при соприкосновении электролитов различной концентрации (глинистый раствор – пластовая вода); фильтрационные Э.Д.С., возникающие на границе скважина – пласт при перемещении электролита под действием избыточного давления; Э.Д.С. окислительно – восстановительных реакций в зоне соприкосновения породы с окружающими пластами и глинистым раствором.

   Область применения метода:

-расчленение разреза скважин;

-выделение реперов;

-выделение в разрезе тонкодисперсных (глинистых) пород и коллекторов;

-определение минерализации пластовых вод;

-оценка пористости коллекторов.

Метод вызванных потенциалов (ВП)  Вызванная поляризация возникает в горной породе при пропускании через нее постоянного электрического тока, который в этом случае называется поляризующим током. После выключения поляризующего тока потенциалы вызванной поляризации  (или вызванные потенциалы) плавно убывают во времени. Вызванная поляризация ионопроводящих сред (песчаники, алевролиты) возрастает с увеличением дисперсности среды и падает с увеличением проницаемости. Это свойство ионопроводящих сред позволяет использовать метод ВП для расчленения разреза, а в благоприятных условиях – для количественной оценки проницаемости. Кроме того, метод ВП позволяет выделить в разрезе породы, обогащенные минералами с электронной проводимостью (сульфиты, графит, каменные угли и т.д.).

Область применения метода:

-детальное расчленение пород в разрезе и выделение реперов для корреляции;

-выделение коллекторов и определение их проницаемости;

-выделение в разрезе каменных углей и рудных тел.

28. Геофизи́ческие методы иссле́дования сква́жин - комплекс физических методов, используемых для изучения горных породв околоскважинном и межскважинном пространствах, а также для контроля технического состоянияскважин.

Направления геофизических исследований достаточно разнообразны.

Сейсмические методышироко используются для изучения внутреннего строения Земли в целом и ее структуры на разных глубинах. Особо следует отметить, что на основе результатов сейсмических исследований установлено, что Земля состоит из ядра, мантии и земной коры. Использование цифровых сейсмографов сыграло огромную роль в изучении земных недр и позволило регистрировать землетрясения. По данным об изменениях скоростей волн была составлена трехмерная схема строения мантии. Морская геофизика проводит исследования в морях и океанах, решая самые разнообразные задачи.

Гравиметриязанимается изучением гравитационного поля Земли. Локальные вариации этого поля, связанные с плотностными неоднородностями в пределах земной коры, используются для определения положения рудных тел. Гравиразведка в этом отношении достаточно эффективный метод.

Геомагнетизмисследует магнитное поле Земли (его источники и изменения на протяжении геологической истории Земли), а также магнитные свойства горных пород. Принято считать, что магнитное поле Земли обусловлено электрическими токами в жидком внешнем ядре, его напряженность изменяется с периодичностью от 100 до 10 000 лет, а полярность подвержена обращениям (инверсиям). Измерения интенсивности и направления намагниченности горных пород позволяют изучать происхождение и изменения во времени геомагнитного поля и служат ключевой информацией для развития теории тектоники плит и дрейфа материков. Магниторазведка достаточно эффективный метод как расчленения толщ, так и выделения блоков с повышенными значениями магнитных параметров, что может быть связано с теми или иными месторождениями полезных ископаемых таких как, железных и железо-титанистых руд, сульфидных, золотых и т.д. Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного сопротивления горных пород и пористости называется электрокаротаж, на основании измерений их радиоактивности – гамма–каротаж.

Изучение остаточной намагниченности горных пород называют палеомагнитным методом; он основан на том, что магнитные минералы, выпадая в осадок, распластовываются в соответствии с магнитным полем Земли той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении геологического времени. Эта ориентировка сохраняется постоянно, если порода не подвергается нагреванию выше 580 ^оС (т.н. точка Кюри) или интенсивной деформации и перекристаллизации. Следовательно, в различных слоях направление магнитного поля будет различным. Палеомагнетизм позволяет т.о. сопоставлять отложения значительно удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное побережье Латинской Америки).

Каротаж (фр.carottage) — исследование литосферы методами создания (бурениеили продавливание) специальных зондировочных скважин и проведения измерений при прохожденииэлектрическими, магнитными,радиоактивными,акустическимии другими методами.

29. Геофизи́ческие методы иссле́дования сква́жин - комплекс физических методов, используемых для изучения горных породв околоскважинном и межскважинном пространствах, а также для контроля технического состоянияскважин.

Каротаж (фр.carottage) — исследование литосферы методами создания (бурениеили продавливание) специальных зондировочных скважин и проведения измерений при прохожденииэлектрическими, магнитными,радиоактивными,акустическимии другими методами.

Термические методы

При термических исследованиях в скважине измеряют температуру, величина которой обусловлена естественным тепловым полем Земли, наличием бурового раствора, цемента, физико-химическими процессами в скважине и тепловыми свойствами горных пород. Измерение температуры производится непрерывно с помощью высокочувствительных электрических термометров.

Термометрия сважин широко применяется в промышленности для определения высоты подъема цемента за колонной (отбивки цементного кольца). В этом случае используется тепло экзотермической реакции схватывания цемента.

   Область применения метода:

-       определение геотермического градиента;

-          изучение глубинного строения района исследований;

-          выделение в разрезе полезных ископаемых, создающих локальные тепловые поля (соль, газ, нефть, сульфиды), определение высоты подъема цемента за колонной, утечек газа, притоков вод.

Ядерно-геофизические методы

К ним относятся различные виды каротажа основанные на изучении естественногго гамма-излучения и взаимодействия вещества горной породы с наведенным ионизирующим излучением.

1)Гамма-каротаж (ГК) — один из комплексов методов исследований скважин радиоактивными методами. ГК исследует естественную радиоактивность горных пород по стволу скважин. Область применения метода:

• выделение в разрезе горных пород, обогащенных глинистым материалом;

• определение глинистости пород;

• выявление и изучение промышленных скоплений радиоактивных минералов и калиевых солей.

2)Нейтронный каротаж. Сущность нейтронных методов каротажа сводится к облучению горных пород нейтронами и регистрации либо, вторичного гамма-излучения возникающего при радиационном захвате нейтрона ядром вещества породы-метод НГК (нейтронный гамма-каротаж), либо потока нейтронов первичного излучения дошедших до детектора-методы ННК (нейтрон-нейтронный каротаж).Оба метода можно использовать при определении водородосодержания в породе, её пористости. Область применения метода:

-          расчленение разрезов горных пород по содержанию водорода и хлора;

-          выделение коллекторов и оценка их пористости;

-          выделение нефтеносных, газоносных и водоносных пород;

-          выявление некоторых полезных ископаемых (бор, марганец, кадмий и др.).

3)Гамма-гамма каротаж (ГГК) основан на измерении характеристик гамма-излучения, возникающего при облучении горных пород внешними источниками гамма-излучения.

30. Инженерно-экологические изыскания - комплексное исследование компонентов окружающей природной среды (почв, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, геофизических полей), техногенных и социально-экономических условий в районе расположения проектируемого объекта. В ходе изысканий получают информацию, необходимую для экологического обоснования проектной документации.

Цели и задачи изысканий: · Изучить природные и техногенные условия территории, хозяйственное использование и социальную сферу территории размещения объекта; · Оценить современное состояние компонентов природной среды на данной территории; · Выявить неблагоприятные природные и техногенные факторы; · Дать прогноз возможных негативных экологических последствий в процессе строительства и эксплуатации объекта и разработать мероприятия для их снижения или предотвращения; · Подготовить данные для экологического обоснования проектной документации, а также для разработки материалов по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС). · При необходимости организовать систему мониторинга окружающей среды.

31. Дешифрирование аэрокосмоснимков (АКС) выполняется с привлечением собранных картографических и иных материалов для:

привязки АКС к топооснове разных масштабов и существующим схемам ландшафтного, геоструктурного, инженерно-геологического и других видов районирования;

выявления участков развития опасных геологических, гидрометеорологических и техно-природных процессов и явлений;

выявления техногенных элементов ландшафта и инфраструктуры, влияющих на состояние природной среды (промобъектов, транспортных магистралей, трубопроводов, карьеров и др.);

предварительной оценки негативных последствий прямого антропогенного воздействия (ареалов загрязнения, гарей, вырубок и других нарушений растительного покрова, изъятия земель и т.п.);

слежения за динамикой изменения экологической обстановки;

планирования числа, расположения и размеров ключевых участков и контрольно-увязочных маршрутов для наземного обоснования.

Рекомендуется выполнять: предварительное дешифрирование (до проведения полевых работ), полевое дешифрирование (в процессе проведения полевых работ), окончательное дешифрирование (при камеральной обработке материала, выполнении экстраполяционных операций и составлении отчета).

Для повышения достоверности распознавания объектов при экологическом дешифрировании, исключения технического брака используемых снимков и отслеживания динамики развития процессов следует применять способ сравнительного дешифрирования разновременных изображений территории, полученных с различными временными интервалами и в разные сезоны года, или одновременной съемки на различные типы плёнок и другие материалы.

На основании результатов сбора материалов и данных о состоянии природной среды и предварительного дешифрирования составляются схематические экологические карты и схемы хозяйственного использования территории, предварительные легенды, ландшафтно-индикационные таблицы, оценочные шкалы и классификации, а также планируются наземные маршруты с учетом расположения выявленных источников техногенных воздействий.

Итоги предполевого этапа используются для корректировки программы работ и составления оптимальной схемы комплексирования дистанционных и наземных исследований.

32. Исследование и оценка радиационной обстановки. В ходе исследований проводится: · оценка внешнего гамма-излучения (гамма-съемка), выявляются радиационные аномалии; · оценка радиационной безопасности грунтов на участке; · оценка потенциальной радоноопасности территории. Гамма-съемка используется для выявления очагов радиационной опасности, оценки уровня радиационного загрязнения, выявления точечных источников излучения.  В результате обработки полученных данных составляются карты общей радиоактивности или по отдельным радиоактивным элементам (урану, торию, калию).  Радон - инертный радиоактивный газ.  Радон может проникать в воздушное пространство жилых и производственных помещений (особенно подвальные и первые этажи) через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах. Он чрезвычайно опасен, так как с воздухом проникает в организм людей и там распадается, разрушая клеточные ткани.  Можно прогнозировать, предотвратить и контролировать поступление радона из грунтов в помещение зданий. С этой целью при инженерно-экологических изысканиях проводят радоновую грунтовую съемку. Зонами концентрации радона и его поступления в атмосферу являются участки земли с повышенной проницаемостью - разломы, динамически активные зоны, трещиноватость, пустоты и др. Это позволяет использовать радоновую съемку для выявления закарстованных территорий, что можно учесть при застройке территории.  Для справки: Как говорят специалисты, самая большая по объему группа радиоактивных отходов - загрязненный радионуклидами грунт. Дело в том, что в 40-50-е годы промышленные отходы просто закапывали в землю на определенную глубину. Сегодня на местах незафиксированных захоронений ведется строительство, в процессе которого на поверхности земли и оказываются радиоактивные отходы. Проводимые исследования позволяют определить уровень радиационной опасности территории и в случае превышения допустимых норм рекомендовать проведение необходимых защитных мероприятий. 

33. Газогеохимические исследования. Этот вид исследований выполняется на участках насыпных грунтов с примесью мусора и бытовых отходов. Почему опасно использовать под строительство такие участки? Дело в том, что со временем любое свалочное тело начинает генерировать (выделять) в атмосферу т.н. биогаз, состоящий из горючих и токсичных элементов (с преобладанием метана и двуокиси углерода). Процесс метанообразования в результате разложения органического вещества длится десятки лет. Биогаз может накапливаться в подвальных помещениях и при определенной концентрации привести к взрыву. Газогеохимические исследования почв и грунтов на площадке позволяют выявить и оценить образование биогаза на объектах захоронения органических отходов. Для снижения биогазовой опасности рекомендуется проводить комплекс специальных мероприятий. Задачей газо-геохимических исследований являются поиск тел свалок и оконтуривание их в плане территории проектируемой застройки.  Для этого проводят:  · поверхностные исследования - измерение потоков биогаза на дневную поверхность; · отбор проб подпочвенного воздуха с разных глубин.