Трансформация природной среды. Рубрика в журнале - Антропогенная трансформация природной среды
Статья обзорная
В обзоре представлен анализ актуальных на данный момент проблем, связанных с загрязнением окружающей среды полихлорированными бифенилами - соединениями, включенными в рамках международной конвенции в список Стойких органических загрязнителей. Показаны особенности строения молекулы полихлорбифенилов и их взаимодействия с окружающей средой и живыми организмами. Основное внимание уделено аэробным бактериям, одному из основных компонентов микробиоценоза почв. Показано, что длительное воздействие полихлорбифенилов привело к преимущественному отбору в загрязненных микробиоценозах бактерий, способных использовать полихлорированные бифенилы как источник углерода и энергии. Наиболее активные штаммы послужили основой биотехнологических препаратов, направленных на удаление плохлорбифенилов из окружающей среды.
Бесплатно
Статья научная
Перспективным механизмом государственного регулирования окружающей среды может стать система технологического нормирования негативного воздействия на окружающую среду на основе наилучших доступных технологий.В основу гигиенического нормирования положен принцип установления нормативов негативного воздействия исходя из условия непревышения в контрольных точках нормативов качества окружающей среды - гигиенических нормативов - соответствующих значений предельно допустимых концентраций. Введение в систему нормирования технологических нормативов несколько изменило её суть. Так, технологические нормативы являются нормативами выбросов и сбросов загрязняющих веществ, а также нормативами допустимых физических воздействий, которые устанавливаются с применением технологических показателей. В результате введения в систему нормирования технологических нормативов представляется возможным произвести оценку вредных выбросов в атмосферу и сравнить полученные результаты с технологическими показателями. Основной целью исследования является определение порядка расчета технологических показателей выбросов загрязняющих веществ при разработке заявки на получение комплексного экологического разрешения на примере предприятия неорганической химической промышленности Пермского края. Для расчета технологических показателей выбросов загрязняющих веществ был проанализирован ряд природоохранной документации, разработанной для исследуемого предприятия, а также описана методика подбора информационно- технических справочников, применяемых для расчетов технологических показателей. В результате исследования был разработан порядок расчета технологических показателей выбросов загрязняющих веществ при разработке заявки на получение комплексного экологического разрешения, являющийся универсальным и применимым для предприятий любой отрасли промышленности.
Бесплатно
Статья научная
В обзоре представлен анализ способов применения дистанционного зондирования Земли для выявления последствий техногенной трансформации природной среды на месторождениях нефти и газа. Дана характеристика основных видов техногенного воздействия на нефтепромысловых объектах (механогенеза, битумизации и галогенеза) и их распределение по этапам обустройства и эксплуатации месторождений. Дан обзор региональных особенностей антропогенных нарушений различного типа. Обсуждаются сущностные различия в потенциале использования космической съемки (по различным спутникам) для выявления нефтепромыслового техногенеза. Они заключаются в таких характеристиках спутниковой съемки как: пространственное разрешение, периодичность и охват спектрального диапазона. Основные сферы применения космических снимков для изучения нефтепромысловой трансформации: выявление пространственных характеристик инфраструктуры месторождений, определение последствий крупных утечек нефти, оценка площади сведенного, в ходе обустройства месторождений, леса. Для беспилотных летательных аппаратов приведены наиболее перспективные типы дополнительных нагрузок: мультиспектральные и тепловизионные камеры, LIDAR, газоанализаторы. Опыт предшествующих исследований техногенных процессов трансформации при помощи БПЛА показал преимущество БПЛА по детальности дешифрируемых процессов техногенной трансформации. Предполагается возможность интеграции данных аэрофотосъемки, полевых обследований и спутниковых изображений в геоинформационную систему, направленную на выявление техногенной трансформации природной среды при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена современному представлению о техногенной трансформации природной среды при эксплуатации нефтяных месторождений. В работе анализируется масштаб и последствия антропогенного воздействия на экосистемы, связанные с добычей и переработкой нефти. Особое внимание уделяется проблемам деградации земель, водных ресурсов, изменениям почвенного и растительного покрова, а также влиянию на биоразнообразие. Современные исследования показывают, что традиционные подходы к управлению природопользованием при нефтедобыче часто недостаточны для обеспечения сохранения природных экосистем. В статье рассматриваются ключевые факторы, определяющие интенсивность и характер техногенного воздействия: глубина залегания, тип месторождения, технологии добычи, а также инфраструктура. Важным аспектом является роль территорий режима особого природопользования (ООПТ) в минимизации негативных последствий. Статья аргументирует, что эффективная охрана экосистем и компенсация ущерба возможна только при комплексном подходе, включающем строгое соблюдение экологических норм, внедрение современных технологий, а в ряде случаев, присвоение статуса особой охраны (ООПТ) для повышения эффективности сохранения и восстановления нарушенных экосистем. Работа подчеркивает необходимость научно обоснованного подхода к планированию и регулированию деятельности по освоению нефтяных месторождений, направленного на сведение к минимуму негативного воздействия на окружающую среду.
Бесплатно
Современные представления о влиянии техногенеза на геохимические особенности почв: обзор
Статья обзорная
В статье представлен научный обзор современных представлений о геохимических исследованиях в России и мире. Отдельно представлены известные данные о влияние техногенеза на геохимические особенности почв. Представлены основные теоретические представления в области геохимических исследований территорий с упоминанием В.И. Вернадского, В.М. Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана, А.А. Саукова, Ф.У. Кларка, А. Кабаты-Пендиас, А.И. Перельмана, А.П. Виноградова, М.А. Глазовской, Н.С. Касимова, Б.Б. Полынова, А.Б. Ронова, Ю.Е. Саета. Описаны основные классификации макро- и микроэлементов, которые применяются в геохимии. Проанализированы данные об общем влиянии техногенеза на распределение химических элементов в окружающей среде. Отдельно дан анализ влиянию нефтяного загрязнения на распределение химических элементов почв; влиянию добычи калийных солей; влиянию добычи каменного угля и ликвидации угольных шахт. Приведены данные о характерных химических элементах, которые накапливаются в почвах в зонах влияния добычи нефти, калийных месторождения и добычи угля. Описаны подходы по эколого-геохимическому районированию территорий и проведен обзор геохимических исследований в Пермском крае.
Бесплатно
Состав и структура фитопланктона водных объектов с экстремальными условиями (Пермский край, Россия)
Краткое сообщение
На примере природного (р. Китенка) и искусственного (фильтрационные стоки ПТБО «Софроны» г. Перми) водных объектов показана значительная трансформация фитопланктона под влиянием антропогенного воздействия. Целью настоящей статьи является оценка трансформации фитопланктона - изменение богатства видов и их экологии, численности и биомассы. В составе фитопланктона были выявлены эвгленовые, зеленые, диатомовые водоросли и цианопрокариоты, характерные для загрязненных эвтрофных вод. Проанализирована перестройка структуры альгоценозов, связанная с увеличением доли цианопрокариот (75% численности и 25% биомассы), эвгленовых (23% численности и 45% биомассы) или зеленых (20% численности и 30% биомассы) водорослей. Показано, что фитопланктон исследованных объектов характеризуются значительными колебаниями численности и биомассы независимо от сроков наблюдения. При чрезмерном антропогенном воздействии обнаружено угнетение альгоценозов, или их полная деградация.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются особенности распределения полициклических ароматических углеводородов, рассматриваемых как геохимические маркеры массопереноса в структурных переходах «снег-почвы-растения» городских почвенно-растительных систем. Опытный импактный полигон - территория с интенсивным транспортным прессом - кампус РУДН с прилегающей зеленой зоной (юго-западный округ г. Москвы). Пространственная изменчивость полиаренов в средах и структурных переходах носит хаотический характер. Проведены расчеты выбросов полиаренов от сгорания топлива, истирания автошин, тормозных колодок и асфальта. Такое «наложение» загрязнения от внешних источников способствует интенсивной хаотизации структурных переходов в обозначенной системе. Оценена роль экстенсивных параметров (приращений энтропии, энергии Гиббса, энтальпии) в средах и различных структурных переходах. Акцентируется волновая природа воздействия автотранспортных средств как источников загрязнения. Информативные параметры франкционирования комплекса полиаренов - зависимости приращения структурной энтропии от коэффициентов транслокации во взаимодействующих компонентах. Аппарат термодинамики позволяет идентифицировать факторы и механизмы, определяющие накопление полиаренов в естественных и транспортно-нагруженных условиях. Методами группировок выделены подвижные и нейтральные пулы мигрирующих полиаренов в почвенно-растительной системе. Анализ миграции в неравновесной системе «снег-почвы-корни растений - стебли» с применением принципов термодинамики позволил выявить хаотичность процессов миграции и накопления. Ведущая роль в структуризации потоков полиаренов в приведенной системе отведена ризосфере. На основании изменчивости термодинамических параметров введено понятие структурной проточности систем. Это позволяет объективизировать процедуру оценок интенсивности антропогенных нагрузок и выявить участки почвенно-растительной системы с максимальным накоплением и с максимальной «пропускной способностью» по отношению к полиаренам.
Бесплатно
Теория и практика рекультивации нарушенных земель
Статья научная
С проблемами восстановления нарушенных земель сталкиваются практически во всех промышленно развитых регионах в России и зарубежом. Это связано с тем, что антропогенное воздействие на естественные экосистемы, ландшафты достигло такого уровня, что на больших площадях образуются новые, техногенно сформированные ландшафты, которые коренным образом (рельеф, состав пород, режимы функционирования) отличаются от естественных, природных ландшафтов, ранее существовавших на этих территориях. В настоящее время накоплен определенный опыт по рекультивации нарушенных земель. В различных регионах для восстановления нарушенных земель и снижения негативных последствий от разрушения естественных ландшафтов разработаны и применяются на практике достаточно разнообразные методы, способы, технологии рекультивации, которые должны учитывать специфику природно-техногенных условий восстановления нарушенных участков. Поэтому для выявления наиболее успешных и приемлемых направлений рекультивации и расчета ее эффективности необходимо теоретическое обобщение полученного многолетнего опыта и оценка результатов выполненных рекультивационных мероприятий.
Бесплатно
Статья научная
В обзорной статье рассмотрены экологические последствия трансформации природной среды Кизеловского угольного бассейна (Пермский край) в посттехногенный период. Проанализированы основные источники загрязнения – изливы кислых шахтных вод и стоки с породных отвалов, приводящие к деградации поверхностных и подземных вод, почвенного покрова, донных отложений и растительности. Показано, что кислые шахтные воды характеризуются низкими значениями pH (2,3-4,0), высокой минерализацией и превышением ПДК по тяжёлым металлам в сотни и тысячи раз. Также, внимание уделено накоплению мышьяка и редкоземельных элементов, а также развитию негативных геологических процессов, включая образование провалов. Рассмотрены методы нейтрализации и рекультивации нарушенных территорий. Приведены результаты применения геоинформационных технологий, дистанционного зондирования и индекса NDVI для мониторинга состояния экосистем и эффективности рекультивации. Сделан вывод о необходимости комплексного подхода к восстановлению природной среды КУБа с учётом природных, техногенных и социально-экономических факторов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются экологические проблемы, существующие в районах добычи и переработки полезных ископаемых в Сибирском регионе. Приводится информация об освоении техногенных отходов рудообогащения – техногенных грунтов (ТГ) микроорганизмами, что влечёт за собой негативные и позитивные последствия. Сообщается, что в колонизации и преобразовании поверхностной толщи многолетних хранилищ сульфидных и сульфоарсенидных отходов рудообогащения, складированных в прошлом веке на дневной поверхности, в гумидной зоне Западной Сибири и в аридной зоне Южной Сибири, участвуют фотогетеротрофные микроорганизмы. Электронное микроскопирование проб техногенных субстратов свидетельствует о присутствии в них метаболически активных цианобактерий и диатомовых водорослей, характерных для первых стадий восстановительных сукцессий наземных экосистем. Сохранение микроорганизмов в жизнедеятельном состоянии обеспечивается колониальным образом жизни одноклеточных и нитчатых особей, продуцированием ими обильной слизи. Отмечается, что химический состав микроорганизмов, определённый с помощью микрозондового (спектрального) анализа элементов, включает тяжёлые металлы и неметаллы. Сообщается, что в крайне экстремальных условиях обитания в слизи и цитозоле цианобактерий в значительном количестве присутствует мышьяк. Предполагается, что он используется в аноксигенном фотосинтезе для получения дополнительной энергии и азотфиксации. Диатомовые водоросли продуцируют слизь, но не участвуют в иммобилизации мышьяка, что, возможно, обусловлено механизмами биохимической защиты. Приводятся сведения о накоплении в среде обитания цианобактерий и диатомей кристаллических форм минералов – барита в гумидной зоне и мышьяковистых минералов – в аридной зоне. Зарождение минералов могло быть вызвано испарительным эффектом и микробиологическими процессами. Полученная информация может быть использована для характеристики ранних стадий почвообразования в экстремальных местообитаниях техногенных ландшафтов, учтена при создании природоподобных технологий эффективной биоремедиации загрязнённых почв, разработке экологически безопасных способов консервации грунтов, при моделировании процессов образования аутигенных минералов в разных природных условиях.
Бесплатно
Технологии биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов: обзор патентов
Статья обзорная
В работе представлен анализ основных направлений патентования технологий биоремедиации почв и грунтов, которые были подтверждены нефтяному загрязнению. Рассмотрены методы очистки почв и вод с использованием микроорганизмов и растений. Выделены основные аспекты проведения биоремедиации в зоне действия нефтяных загрязнителей. Основное внимание уделяется методу использования растений в очистке почв, загрязненных нефтепродуктами. Приводится классификация фитормедеиации и особенности действия приведенных методов очистки. Отмечены основные достоинства фиторемедиации, как метода применения для очистки при нефтяных загрязнениях. Анализируются основные виды, семейства растений и частота их применимости в очистке. Определяется механизм действия фиторемедиационных технологий. Проводится анализ подготовительных мероприятий для проведения фитотестирования. Учитываются основные свойства растений, как поглотителей тяжелых металлов.
Бесплатно
Фитопланктон и фитоперифитон в озере Хедо, используемом для садкового форелеводства
Статья научная
Приведены данные о формировании фитопланктона и фитоперифитона в озере Хедо (Республика Карелия, бас. Белого моря) в условиях воздействия стоков форелевой фермы. Целью настоящей статьи является оценка того, насколько информативными являются структурные параметры фитопланктона и фитоперифитона, и оценка целесообразности их использования для биологического мониторинга качества воды. Влияние антропогенного воздействия на сообщества водорослей было проанализировано с точки зрения богатства видов, видового разнообразия, экологии видов, биомассы и концентрации хлорофилла. Пока поступающие в озеро стоки форелевой фермы не вызывают коренных изменений в структуре сообществ. Результаты химического анализа воды указывают на низкий уровень антропогенного влияния. Хотя зафиксировано небольшое повышение концентрации взвешенного вещества и тяжелых металлов в воде вблизи садков. Структура альгоценозов определяются, в первую очередь, гидрографическими и гидрологическими особенностями озера. По составу массовых видов она типична для холодноводных, олиготрофных водоемов бореальной и субарктической зон, с низкой минерализацией, не испытывающих значительную антропогенную нагрузку. Биотические индексы и гидрохимические показатели, измеренные для озера, указывают на низкую степень загрязнения и позволяют относить его воды ко II классу чистоты. Достаточно высокие для региона значения численности и биомассы фитопланктона и фитоперифитона в озере Хедо позволяют судить о благоприятных условиях для их формирования в озере и устойчивости сообществ.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен критический обзор современных исследований, посвященных влиянию упорядоченных потоков веществ (малых рек и автодорог) на геохимическую ситуацию прилегающих территорий и формирование специфических геохимических аномалий в условиях урбанизированных территорий. Рассматриваются закономерности накопления и распределения микроэлементов, железа и титана в донных отложениях, пойменных почвах и почвах придорожных полос. На основе анализа данных по России и двум группам стран (развитые и развивающиеся) проведен сравнительный анализ геохимических аномалий, формирующихся под воздействием урбанизации и транспортной инфраструктуры. Систематизированы данные о влиянии различных факторов на интенсивность и характер техногенной трансформации геохимических ландшафтов. Особое внимание уделено факторам, контролирующим интенсивность и характер техногенной трансформации геохимических ландшафтов, включая климатические условия, интенсивность трафика и гидрологический режим. Обзор подтверждает необходимость использования комплексных методов мониторинга для оценки экологического риска, связанного с техногенным загрязнением, и предлагает подходы к типизации геохимических аномалий, формирующихся в зоне влияния упорядоченных потоков.
Бесплатно
Экологические аспекты рекультивации почв на отвалах вскрышных пород в районах угледобычи
Статья научная
Биологически продуктивные почвы - это невозобновляемый природный ресурс. Он формируется сотни лет под влиянием природных и антропогенных факторов почвообразования. Открытая добыча каменного угля сопровождается разрушением почв, вовлечением техногенных отходов в процессы гипергенеза и педогенеза, в том числе ускоренного почвообразования. В данном обзоре акцентируется внимание на современном состоянии проблемы экологии биологической рекультивации нарушенных земель, создании искусственных педонов на поверхности техногенных тел, в профиле которых гумусовый, или органогенный горизонт располагается на техногенном элювии. Он выполняет на начальных этапах почвообразования функцию подстилающей породы, а не материнской (почвообразующей). Его характерной особенностью является присутствие тяжёлых, редкоземельных, радиоактивных металлов и металлоидов, поставщиком которых являются минералы основных вскрышных и вмещающих пород угольных отложений (алевролиты, аргиллиты, песчаники). В этой связи, целесообразно включать искусственно созданные почвоподобные образования, в которых присутствует привнесённый извне плодородный слой для улучшения корневого питания растений, в мониторинг их эколого-токсикологического статуса, учитывать валовое содержание тяжёлых металлов вокруг корней, в наземной биомассе и биологическую активность. В обзоре приводятся современные взгляды на биогенность и её роль в образовании плодородия почв. Подчёркивается необходимость разработки стратегии по комплексному изучению экологии рекультивации почв в условиях техногенеза, что важно для формирования качественных рекультивационных услуг.
Бесплатно
