Устойчивость геосистем к загрязнению как основа экологического нормирования качества воды : На примере рек севера ЕТР

• Автор: Федорова, Виктория Алексеевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 145 с.

Содержание

Введение

1. Гидрохимическая изученность рек русского Севера

2. Естественно-исторические (природные) и антропогенные факторы формирования химического состава поверхностных вод севера ЕТР
2.1. Естественно-исторические (природные) факторы формирования химического состава поверхностных вод

2.2. Антропогенные факторы формирования химического состава поверхностных вод

3. Изменчивость концентраций и стока растворенных веществ в реках как показатель устойчивости геосистем к химическому загрязнению

3.1. Современная концепция устойчивости геосистем

3.2. Устойчивость геосистем севера ЕТР к химическому загрязнению

4. Существующая система нормирования качества природных вод и ее недостатки с позиций устойчивости геосистем
5. Нормирование качества поверхностных вод на основе многолетних наблюдений за содержанием главных ионов
5.1. Исходная информация и методики расчета экологических нормативов
5.2. Экологические нормативы содержания главных ионов
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Многогранная хозяйственная деятельность общества, как известно, сопровождается увеличением нагрузки на окружающую среду (ОС), отражаясь практически на всех ее компонентах. Антропогенез проявляется в загрязнении ОС, в т.ч. в нарушении естественных процессов растворения и миграции вещества в геосистемах, что, в частности, приводит к изменению гидрохимического режима рек и ухудшению их качественного состава. В результате - одной из первоочередных задач общества является сохранение, и по возможности, улучшение состояния поверхностных вод. Необходимость поддержания их высокого качества определяется, главным образом, тем, что они представляют собой незаменимый природный ресурс, постоянно и активно использующийся обществом. Очевидно, что для сохранения поверхностных вод, являющихся восстановимым природным ресурсом, должно осуществляться правильное и объективное управление, которое, прежде всего, заключается в их комплексном использовании, позволяющем получить оптимальный социально-экономический эффект, а также, что немаловажно, - сохранить устойчивое состояние геосистем. Таким образом, цель управления водными ресурсами - не допустить критических параметров, при которых геосистемы могут выйти из состояния динамического равновесия. Известно, что одним из основополагающих способов управления состоянием водных объектов является нормирование качества воды. Вопросы оценки качества поверхностных вод, антропогенной трансформации их химического состава, степени устойчивости геосистем к загрязнению неразрывно связанные с экологическим нормированием, в настоящее время стоят предельно остро. Последнее еще усугубляется и тем, что существующая в настоящее время система нормирования, предназначенная для осуществления хозяйственной деятельности и базирующаяся на предельно-допустимых концентрациях (ПДК), не позволяет адекватно оценить состояние водных объектов, своевременно обнаружить негативные изменения и среагировать на них.
Очевидно и, на наш взгляд, это не вызывает сомнения, что для достоверной оценки качества поверхностных вод и их антропогенной трансформации целесообразно использовать данные многолетнего мониторинга за содержанием различных ингредиентов. Такая информация объективно отражает изменения химического состава поверхностных вод в периоды с различной степенью антропогенной нагрузки, что нередко позволяет в качестве «эталона» для сравнения при нормировании состояния водных объектов использовать природно-обусловленные концентрации раз-

личных компонентов. Последние, как известно, могут существенно отличаться в различных бассейнах, т.е. характеризуются пространственной изменчивостью, что должно учитываться при разработке экологических нормативов. Кроме того, немаловажным является то обстоятельство, что экологические нормативы качественного состава поверхностных вод должны отражать степень устойчивости геосистем к определенному виду внешнего воздействия.
Оценить устойчивость геосистем к химическому загрязнению позволяют характеристики макрокомпонентного состава речных вод, являющиеся основными носителями информации о геохимических процессах и представляющие собой достоверные диагностические показатели антропогенного влияния. Поскольку поверхностные воды принимают активное участие в процессах перераспределения вещества и энергии, то их химический состав объективно отражает взаимодействие всех компонентов геосистемы.
В результате, экологические нормативы, призванные сохранить, а в перспективе и восстановить качественное состояние водных систем до уровня, близкого к первоначальному природному, должны быть территориально дифференцированными в зависимости от степени устойчивости геосистем и местных условий. В современных условиях на формирование химического состава поверхностных вод, как известно, существенное влияние оказывают антропогенные факторы, приводящие к изменению фоновых характеристик, а, следовательно, возникает необходимость принятия более «реальных» на данный момент нормативов, чем рассчитанные на основе природно-обусловленных концентраций веществ. В связи с этим система экологического нормирования должна исходить из краткосрочных и долгосрочных целей качества воды: нормативы, базирующиеся на условно фоновом содержании вещества, определяют стратегическую цель, а нормативы, рассчитанные исходя из современных концентраций, регламентируют интенсивность загрязнения в настоящее время, определяя тактические задачи сохранения, а по возможности, и улучшения качества воды.
Целью диссертационной работы является разработка системы экологического нормирования качества воды, исходя из устойчивости геосистем к химическому загрязнению, и ее реализация на примере главных ионов рек севера европейской территории России (ЕТР).
В ходе работы необходимо было решить следующие задачи:
1. Анализ концепций устойчивости геосистем применительно к химическому составу поверхностных вод и стоку растворенных веществ.

Растительность территории ЕТР неоднородна, будучи обусловлена изменением климатических условий. В пределах территории выделяются две зоны - арктическая, или зона тундр и бореальная, или зона таежных темнохвойных лесов. Эти зоны подразделяются на ряд подзон. Арктическая зона, занимающая крайний север территории, представлена подзонами кустарничковых и мохово-лишайниковых тундр, а также кустарничковых тундр и предтундрового редколесья. Из анализируемой в настоящей работе территории к этой зоне относится лишь бассейн р. Сулы. Абсолютно же большая часть территории занята тайгой, где отчетливо выделяются три подзоны: северная, средняя и южная тайга. При этом последняя из них свойственна лишь южным частям бассейнов рр. Сухона и Юг (Север..., 1966).
Темнохвойные (главным образом еловые, а на востоке елово-пихтовые) леса, представляющие собой зональные формации, приурочены к плакорам. Лиственничные же леса произрастают преимущественно в регионах с близким залеганием карбонатных и сульфатных пород. Сосновые леса произрастают на легких песчаных почвах обширных речных террас. В распределении мелколиственных (березовых, осиновых) лесов определенной закономерности нет, поскольку они возникли как вторичные на месте вырубленных или сгоревших темнохвойных насаждений. Вырубки и гари широко распространены на обжитом юго-западе и вдоль основных железнодорожных магистралей. В дальнейшем они трансформируются в березовососновое мелколесье, которое на более поздних стадиях данной сукцессии вновь заменяется еловыми формациями. Интенсивные лесоразработки приводят порой к заметному уменьшению лесистости территории.
Лесопокрытость в таежной зоне более 80 %, достигая порой 95-98 %. Большая часть безлесных площадей приходится на болота, которые составляют порой 5 -10% и более.
Болота тундровой зоны обычно неглубокие, мохово-осоковые. В таежной зоне преобладают верховые сфагновые торфяники. В травянисто-кустарничковом ярусе для них характерны пушица, шейхцерия, очеретник, багульник, подбел, Кассандра, голубика, клюква; из древесных пород - угнетенная сосна.
Луговая растительность встречается как в тундровой, так и в таежной зоне. Луга в основном являются вторичными, возникшими на месте вырубленных лесов в долинах рек и на их склонах. Площадь лугов увеличивается с севера на юг. В тундровой зоне они занимают менее 0,1 %, в северных таежных регионах - около 1 %, в южных - 5 - 10 % всей площади. Луговая растительность представлена многолетни-