Аэрокосмические методы при экологических исследованиях
advertisement
АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Курс лекций АКОВЕЦКИЙ В.Г., д.т.н., профессор РГУ нефти и газа им.И.М. Губкина г. Москва, 2014 Лекция №1 Предмет, цели, задачи дисциплины 1.1 Понятие о дисциплине. Предмет изучения. Цели и задачи. 1.2 Исторические циклы развития аэрокосмических методов и технологий при экологических исследованиях объектов нефтегазового комплекса. 1.3 Взаимосвязь дисциплины «Аэрокосмические методы при экологических исследованиях» с курсами «Геоэкологическое картографирование», «Экологический мониторинг» , АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ «Компьютерное моделирование в нефтегазовом деле», «Интерпретация аэрокосмических данных». АКОВЕЦКИЙ В.Г., д.т.н., профессор РГУ нефти и газа им.И.М. Губкина В начале ХХI века планетарное развитие человечества все полнее принимает ярко выраженную окраску. Целостное восприятие единой картины мира, объединяющее процессы, происходящие в различных уголках земного шара, во многом связано с развитием экологических дисциплин изучения окружающей среды на базе последних достижений информационных технологий. Глобализация мировой экономики и промышленности, энергетических и транспортных сетей приводит к тому, что всеобъемлющее эхо финансовопромышленных и экологических кризисов в одних регионах в явном или неявном виде оказывает свое воздействие, практически на все страны мирового сообщества. Происходящие процессы глобализации являются определяющей причиной возникновения экологических проблем планетарного характера, к которым относятся: «парниковый эффект», истощение озонового слоя, уменьшение площади лесов, возникновение кислотных дождей, увеличение отходов производства, загрязнение почв при сельскохозяйственных работах, а также производство энергии. Ярким проявлением таких процессов является трансграничное загрязнение окружающей среды промышленными объектами сопредельных государств. К примеру, радиоактивное загрязнение европейских территорий связано с влиянием последствий аварии Чернобыльской АЭС на Украине, а загрязнение вод Дуная неразрывно связано со сбросом сточных вод промышленными и сельскохозяйственными объектами Германии, Австрии, Венгрии, Румынии, Болгарии и Молдавии. В нефтегазовой отрасли вопросами охраны окружающей среды занимаются: Международная ассоциация представителей нефтяной промышленности по охране окружающей среды (IPIECA), Американский нефтяной институт (API) и Международная ассоциация производителей нефти и газа (OGP). В Международной ассоциации представителей нефтяной промышленности по охране окружающей среды (IPIECA) представлены нефтяные и газовые компании, а также ассоциации со всего мира. Основанная в 1974 году, вслед за организацией Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (UNEP), IPIECA играет роль одного из главных каналов связи с ООН для нефтяной промышленности. IPIECA является единственной глобальной организацией, представляющей интересы нефтяной промышленности, как добывающих, так и перерабатывающих ее отраслей, в таких ключевых глобальных социальных и экологических вопросах, как готовность и ликвидация нефтяных разливов, глобальные изменения климата, вопросы здравоохранения, качество топлива, разнообразие форм жизни и социальная ответственность. Международная ассоциация производителей нефти и газа (OGP) представляет перерабатывающую нефтегазовую промышленность перед международными организациями, такими, как Международная морская организация (IMO), Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (UNEP), Конвенции региональных морей и другими группами под «зонтиком» ООН. Американский нефтяной институт (АРI) является главным отраслевым объединением в Соединенных Штатах, представляющим нефтегазовую промышленность и единственной организацией, представляющей все сегменты промышленности. Представляя одну из наиболее технологически передовых отраслей в мире, АРI объединяет более четырехсот корпораций, занятых во всех видах деятельности нефтегазовой промышленности, в том числе геологоразведке и добыче, переработке и маркетинге, и транспортировке по морю и трубопроводам, а также сервисные и снабженческие компании, обслуживающие нефтегазовую отрасль. АРI обеспечивает форум для всех сегментов нефтегазовой промышленности, позволяющий преследовать политические цели и отстаивать интересы отрасли. АРI проводит фундаментальные научные, технические и экономические исследования, содействуя укреплению своих позиций, разработке стандартов и качественных сертификационных программ, используемых во всем мире. Являясь крупным исследовательским институтом, АРI подкрепляет эти общественные политические позиции, ведя научные, технические и экономические исследования. Российская Федерация является одной из крупнейших нефтегазодобывающих стран мира. Нефтяная и газовая промышленность являются базовыми отраслями экономики. Россия располагает крупнейшими разведанными запасами природного газа и нефти. За годы становления и развития нефтяной и газовой промышленности создана мощная производственная инфраструктура добычи, подготовки и транспортировки углеводородного сырья к потребителю. От состояния объектов нефтегазового комплекса зависит не только успех и экономическая эффективность деятельности отдельной компании, но и промышленная, экономическая и экологическая безопасность всего государства. Все больше месторождений разрабатываются в сложных географических условиях Крайнего Севера, на шельфе морей и океанов, что существенно влияет на уровень производства энергоресурсов и вызывает дополнительные внутренние проблемы в нефтяной и газовой промышленности. Их решение требует привлечения принципиально новых информационных технологий, обеспечивающих постоянный комплексный контроль и наблюдение за состоянием объектов как технологической инфраструктуры нефтегазовых комплексов, так и природных объектов компонентов окружающей среды. Длительность реализации инвестиционных проектов в нефтегазовом комплексе достигает 40-60 лет. На протяжении данного промежутка времени происходит измене-ние законодательных и нормативных документов, состояния природных компонентов окружающей среды , замена и реконструкция используемого технологического оборудования. Учет изменяющихся условий реализации проекта требует наблюдения, контроля и управления этими процессами, что априорно предполагает их сопровождение и управление на основе использования данных постоянных мониторинговых наблюдений Решение перечисленного комплекса задач предполагает использование инновационных подходов, базирующихся на последних научных достижениях. Их успешное применение возможно лишь при наличии полной информационной картины всех этапов реализации инвестиционных проектов. Такой подход требует наличия информационного обеспечения, обязательной составной частью которого должно являться геоинформационное обеспечение. Геоинформационное обеспечение, как вид информационного обеспечения, содержит геопространственную, функционально-ориентированную информацию об инфраст-руктурных объектах месторождений нефти и газа. Учитывая стадийность реализации проектов, а также необходимость постоянного обновления и актуализации используемой информации, возникает потребность в технологиях мониторинговых наблюдений, обе-спечивающих оперативное получение широкого спектра измерительной информации на значительных территориях. Конечным результатом проведения мониторинговых наблю-дений является совокупность геоинформационных продуктов, отражающих состояние исследуемых объектов на текущий момент времени реализации инвестиционного проекта. Данные геоинформационные продукты используются в качестве исходных данных для построения моделей оценки, прогноза, ситуационного моделирования исследуемых про-цессов и явлений, а в конечном счете, для выработки управляющих решений реализации инвестиционного проекта. Целью изучения дисциплины является развитие компетенций у магистров в области освоения современных методов и технологий экологических исследований состояния месторождений нефти и газа по материалам аэрокосмических съемок. Задачами преподавания дисциплины, в соответствии с поставленной целью, являются: 1 Обеспечение необходимого для магистров уровня их компетенций в области интерпретации экологического состояния объектов земной поверхности по их аэрокосмическим изображениям, а также получение практических навыков по установлению наличия индикаторов техногенного воздействия месторождений нефти и газа на природные компоненты окружающей среды исследуемых территорий. 2 Содействие средствами данной дисциплины развитию у магистров мотивации к повышению эффективности реализации проектов охраны окружающей среды месторождений нефти и газа на основе использования современных аэрокосмических и геоинформационных технологий. В качестве отправных положений разработки данного пособия приняты требования существующих нормативно-методических документов к видам создаваемых геоинформационных продуктов и отчетных документов, используемых на этапах предпроектных и проектных работ, а также на этапах строительства и эксплуатации объектов. В настоящее время создались наиболее благоприятные условия использования технологий аэрокосмического мониторинга в нефтегазовой отрасли. Это связано со значительными успехами в разработке космических и аэросъемочных систем дистанционного зондирования Земли на основе принципиально новых цифровых информационных технологий. Материалы космической съемки по своим информационным характеристикам стали сравнимы с материалами аэросъемки. Наряду с этим в последнее десятилетие в составе аэросъемочных комплексов появились качественно новые системы, которые существенно расширили сферу использования средств дистанционного зондирования Земли. К таким системам следует отнести измерительные лазерные сканеры, длинноволновые радиолокаторы подповерхностного зондирования, радиолокационные системы дециметрового пространственного разрешения, лазерные спектрометры для измерения фоновых уровней концентраций малых газовых компонент. Следует отметить также появление нового класса аэросъемочных комплексов, используемых при проведении съемок с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В Российской Федерации наиболее широко технологии аэрокосмических съемок используются в предприятиях ОАО «Газпрома», ОАО «Роснефть», ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Транснефть». Большой объем исследовательских работ выполняется в дочерних предприятиях ОАО «Газпрома», таких как ВНИИГАЗ , ОАО «Промгаз», а также Институте нефти и газа РАН РФ. Лекция №2 Основы интерпретации природных компонентов окружающей среды 2.1 Общие положения 2.2 Окружающая среда и ее место в задачах экологических исследований. 2.3 Природные компоненты окружающей среды. 2.4 Особенности экологической интерпретации аэрокосмических изображений. 2.1 Общие положения Современная среда обитания и условия жизни на Земле являются результатом деятельности живых организмов многих геологических эпох. Человек в существующем мире является наиболее молодым из живых организмов, наделенным разумом и значительными возможностями. Живые организмы во многом сформировали окружающую среду, и на них, в первую очередь, ложится задача по нейтрализации тех пагубных явлений, которые в ней происходят. Поиском оптимальных путей решения данных задач в настоящее время сосредоточены в рамках научных дисциплин, которые объединены в экологии, как науке изучающей взаимоотношения живых организмов с окружающей средой. Первоначально данный термин был введен немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году. Он в переводе с греческого трактовался как наука о доме (oikos – дом, жилище, logos – учение). Современная экология представляет собой научное направление, объединяющее значимую совокупность природных и социальных явлений и предметов. В зависимости от объекта исследования, она подразделяется на общую экологию, геоэкологию по типам среды, экологию человека и социальную экологию, а также прикладную экологию, относящуюся к сферам человеческой деятельности. 2.1 Общие положения Объектом исследования общей экологии являются общие закономерности взаимоотношений организмов и их сообществ со средой в естественных условиях. Геоэкология рассматривает, в качестве объекта исследования, влияние взаимодействия организмов с элементами среды обитания: сушей, водными территориями, атмосферой, высокогорными районами, Крайним Севером и т.д. Экология человека включает в себя экологию города, народонаселения, градостроительства, а социальная экология – экологию личности, социальных групп, человеческих популяций, культуры, этноэкологию. Прикладная экология рассматривает в качестве объекта изучения сферы деятельности человека и включает промышленную, технологическую, сельскохозяйственную, медицинскую, промысловую, химическую, рекреационную, геохимическую экологию и экологию природопользования. 2.2 Окружающая среда и ее место в задачах экологических исследований Окружающая среда Человек – высшая ступень развития живых организмов на Земле. Он является составной частью живого мира, который существует в рамках биосферы уже в течении 4 млрд. лет. В эволюции живого мира на Земле важным поворотным пунктом является появление человека. Считается, что это произошло 3.5-5 млн. лет назад. Первобытный человек, занимаясь собирательством и охотой, не оказывал серьезного влияния на окружающую среду. Его численность 1.5 млн. назад не превышала 500 тыс. особей, а продолжительность жизни –20 лет. [ ]. Отличительной особенностью того периода является подчиненность человека законам саморегуляции окружающей среды, аналогично другим представители живого мира. Человек в своей основе является биосоциальным объектом, объединяющим как биологические, так и социальные элементы. 2.2 Окружающая среда и ее место в задачах экологических исследований Характеризуя современное состояние окружающей среды, можно выделить два определяющих уровня: природная среда и социальная среда. К природной среде отнесем участки биосферы, на которых существуют живые организмы. В настоящее время такие участки можно выделить в три группы: участки биосферы с естественной природной средой; участки биосферы с антропогенной природной средой.; участки биосферы с искусственной природной средой. К естественной природной среде отнесем участки биосферы, на которых действуют законы саморегуляции в полном объеме, то есть это участки Земли, в которых влияние антропогенных факторов практически не ощущается. В настоящее время такие участки занимают 1/3 часть суши и расположены в труднодоступных уголках земного шара: высокогорные районы, северные территории, тропические леса. 2.2 Окружающая среда и ее место в задачах экологических исследований К антропогенной природной среде можно отнести участки Земли, в которых из-за воздействия человека частично нарушены законы саморегуляции. Такая среда, после прекращения негативных воздействий, способна в течение относительно длительного промежутка времени восстановить свои естественные законы развития. К этой категории можно отнести пахотные земли, пастбища, сады, парки. Искусственная среда, то есть среда непосредственно созданная человеком. Она характеризуется полным нарушением законов саморегуляции и круговорота веществ. К этой среде отнесем жилые и производственные помещения, промышленные объекты. Она требует постоянного вмешательства человека для поддержания своего существования. Социальная среда, это среда непосредственно формирующая личность человека и его мировозрение. Она является результатом влияния экономики, социального устройства, здравохранения , общекультурных ценностей и лежит в основе его мотивационной модели поведения при антропогенных воздействиях на биосферу. 2.3 Природные компоненты окружающей среды Лекция №3 Источники техногенного воздействия объектов нефтегазового комплекса 3.1 Общие положения 3.2 Принципы классификации источников техногенного воздействия 3.3 Интерпретация источников техногенного воздействия Общие положения Объекты нефтяной промышленности Объекты газовой промышленности Источники техногенного воздействия Источники техногенного воздействия Источники техногенного воздействия Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА : БАЗА ЗНАНИЙ →Источники техногенного воздействия Лекция №4 Интерпретация аэрокосмических изображений в задачах экологических исследований атмосферного воздуха 4.1 Общие положения 4.2 Основные задачи по охране воздушного бассейна 4.3 Применение аэрокосмических наблюдений в задачах мониторинга загрязнений атмосферного воздуха 4.1 Общие положения Основными задачами разработки проектных и рабочих документов промышленного предприятия по охране воздушного бассейна являются : определение расположения источников выброса загрязняющих веществ и их параметров; разработка комплекса мероприятий по сокращению выбросов загрязняющих веществ от вводимых и действующих производств; определение степени влияния выбросов рассматриваемого предприятия (производства) на загрязнение атмосферы на границе санитарно-защитной зоны и в населенных пунктах, находящихся в зоне влияния предприятия; разработка предложений по нормативам предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для источников загрязнения проектируемого объекта; определение стоимости мероприятий по охране атмосферного воздуха, ущерба от загрязнения атмосферы и экономической эффективности, принятых воздухоохранных мероприятий. 4.1 Общие положения Основное загрязнение воздушного бассейна происходит в результате поступления в него: продуктов сгорания топлива; выбросов газообразных и взвешенных веществ от различных производств промышленных объектов; выхлопных газов автомобильного, авиационного, водного и железнодорожного транспорта; испарений из емкостей для хранения химических веществ и топлива; газообразных выделений свалок и полигонов захоронения промышленных отходов; пыли с поверхности карьеров, отвалов, хвостов и шламохранилищ, терриконов, из узлов погрузки, разгрузки и сортировки сыпучих строительных материалов, топлива, зерна и т.п. Следовательно, при решении задачи оценки загрязнения атмосферного воздуха, в качестве источников исходных данных должны фигурировать источники загрязнения и характеристики загрязняющих веществ, имеющие место при их работе. 4.1 Общие положения Таблица Перечень приоритетных компонентов и параметров негативного воздействия, подлежащих контролю в различных подсистемах ПЭМ ОАО «Газпром» № п/гг Компоненты воздействия 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Кислород, О2 Углекислый газ, СО2 Угарный газ, СО Оксиды азота, NОХ Диоксид серы, SО2 Сероводород , Н2S Бензоальфапирен Углеводороды Меркаптаны, RSН Метанол, СН3ОН Диэтиленгликоль Запыленность Пары ртути Радионуклиды Нефтепродукты Амины Химреагенты, используемые в процессе бурения (каустик, хромпик, кислоты, соли и их композиции, сульфанол, дисольван и т.п.) Шум Параметры метеорологических условий 17. 18. 19. Подотраслевые объекты переработка добыча + + + +изб + +изб + - + + + +изб +изб + +изб + + +изб +изб - + + + + +изб +изб + +изб + + +изб +изб + подземное хранение + + + + +изб +изб + + +изб + + + +изб +изб + - + - - - - + + + + + + + бурение Примечание: + изб. - избирательно, в зависимости от исходного состава сырья транспорт + + + + +изб +изб + + +изб + + +изб +изб + - 4.1 Загрязняющие вещества, подлежащие контролю в ПЭМ ОАО «Транснефть» Атмосферный воздух №№ Наименование №№ Наименование п/п показателя п/п показателя 1 Азота диоксид 8 Метилмеркаптан 2 Азота оксид 9 Сероводород 3 Аммиак 10 Серы диоксид 4 Бенз/а/пирен 11 Толуол 5 Бензол 12 Углеводородные компоненты 6 Взвешенные вещества 13 Углерода оксид 7 Ксилолы 4.1 Загрязняющие вещества, подлежащие контролю в ПЭМ ОАО «Транснефть» Промышленные выбросы №№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Наименование показателя Азота диоксид Азота оксид Аммиак Ацетон Бенз/а/пирен Бензин Бензол Бутанол Бутилацетат Ванадий Взвешенные вещества (пыль) Железо Керосин Кислота серная Ксилолы №№ п/п 16 Наименование показателя 17 Сажа Сварочный аэрозоль Свинец Сероводород Серы диоксид Стирол Толуол Уайт-спирит Углеводородные компоненты Углерода оксид Фторводород Фториды плохорастворимые Этанол Этил ацетат 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Марганец 4.1 Загрязняющие вещества, подлежащие контролю в ПЭМ ОАО «Транснефть» Характеристика источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на нефтяном месторождении представлена в таблице 17.2. Таблица 17.2 Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от основных источников на нефтяном месторождении [87] Источник Факел Выделяющееся вредное вещество Оксид углерода Оксиды азота Смесь предельных УВ Диоксид серы Сероводород Бенз(а)пирен Скважины Количество выбрасываемых веществ, т/год 260 40 6,5 27 0,01 3 ×10-7 Смесь предельных УВ Сероводород Узлы запуска очистных Смесь предельных У В устройств Сероводород Резервуары для аварийного Пары нефти хранения нефти Смесь предельных У В Сероводород Диоксид углерода 1,5 3 ×10-4 0,3 6×10-4 2 2,1 1 ×10-4 5 ×10-4 Дренажная емкость Пары нефти Смесь предельных УВ Сероводород Диоксид углерода 0,015 0,015 2× 10-6 2× 10-6 Аварийная емкость Пары нефти Смесь предельных У В Сероводород Диоксид углерода 0,017 0,017 2× 10-6 2× 10-6 Емкость для газоуравнительной установки Пары нефти Смесь предельных УВ Сероводород Диоксид углерода 0,007 0,006 4× 10-6 з-ю-4 Трубчатые печи Диоксид серы Диоксид углерода Смесь предельных У В Оксиды азота 3 ×10-4 3,184 2,117 0,212 4,282 Применение аэрокосмических наблюдений в задачах мониторинга загрязнений атмосферного воздуха На современном этапе существенно расширились области применения аэрокосмических систем наблюдения при оценке загрязнений атмосферного воздуха. Они находят применение при определении: расположения источников выброса загрязняющих веществ; оценки влияния выбросов рассматриваемого предприятия (производства) на загрязнение атмосферы территории, находящейся в зоне его влияния. Решение первой задачи сводится к инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ. С этой целью в ходе дешифрирования технологических объектов, с помощью эталонов дешифрирования источников выбросов загрязняющих веществ, выполняется их идентификация и фиксация принятой системе координат. Зная паспортные характеристики объекта, и используя известные методики аналитической оценки, можно вычислить априорные значения объемов выбросов загрязняющих веществ на месторождении или на объектах нефтегазового комплекса. Данный подход реализован в компании «Совзонд», материалы которой представлены в примерах на рис.4.1.А) и рис.4.1.Б)[41]. «Оценка уровня загрязнений природных комплексов продуктами сгорания от газовых факелов» На рис.4.1 А) показана инвентаризация горящих факельных установок посредст-вом съемки в ночное время, а на рис.4 .1Б) трехмерная модель вертикальных факельных установок. Второй подход основан на прямых методах измерения содержания измеряемого газового компонента посредством использования сенсоров. Данный подход проиллюстрирован на рис 4.1 В) и рис.4.1.Г). Он реализован в Югорском научно-исследовательском институте информационных технологий. (Ерохин Г.Н., Копылов В.Н., 2007). На рис 4.1.В) показан уровень загрязнения природных комплексов от сжигания попутных газов вертикальными факельными установками. Пример непосредственного измерения загрязняющих веществ, в частности уровня метана, показан на (рис.4.1 Г). Измерение было выполнено посредством сенсора AIRS , расположенного на борту КА « AQUA». ЦЕЛЬЮ Лекции ЯВЛЯЕТСЯ РАССМОТРЕНИЕ МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ НА ОСНОВЕ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЗЗ Достижение указанной цели предполагает: 1 Характеристику атмосферного газа 2 Анализ различных подходов для оценки эмиссии парниковых газов (ПГ) от предприятий топливноэнергетического комплекса; 3 Рассмотрение методики контроля эмиссии ПГ; 4 Рассмотрение примеров оценки эмиссии ПГ на предприятиях нефтегазового комплекса ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ Парниковые газы входят составной частью в атмосферы, которая представляет собой смесь газов. Во взвешенном состоянии в ней присутствуют также мельчайшие твердые и жидкие частицы - аэрозоли. Состав атмосферы определяют ее термодинамические параметры - давление, температуру, плотность. От химического состава атмосферы зависит степень ее термодинамической устойчивости, которая определяет режим вертикальных движений различного масштаба, виды конвекции, возникновение облаков и осадков. Современная атмосфера вблизи земной поверхности состоит на 99,03% из азота и кислорода (таблица 1.1). Таким образом, физические и химические свойства этих двух газов определяют основные термодинамические параметры атмосферы. К основным газовым составляющим относят также аргон, чье содержание составляет 0,93%. Помимо основных газов в атмосфере присутствуют так называемые малые газовые составляющие, чье суммарное содержание не превышает 0,04%. Среди них особо важная роль, с точки зрения климатообразования, принадлежит озону О3, углекислому газу СО2, метану СН4, оксиду углерода СО, закиси азота N2О Переменной величиной в составе атмосферы является водяной пар. В среднем его содержание в нижних слоях атмосферы составляет 2-4%. Содержание в атмосфере многих малых газовых составляющих за последние 200 лет сильно изменилось под влиянием антропогенной деятельности. Так, количество СО2 в атмосфере с 1850 г. выросло с 290 до 360 млн.-1, метана СН4 - с -700 до 1720 млрд.-1 . Наиболее высокие скорости увеличения концентрации характерны для органических соединений хлора и брома. ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ Парниковыми называют те газы, которые поглощают радиацию с определенной длиной волны (инфракрасную радиацию), излучаемую поверхностью земли и облаками. К основным парниковым газам в атмосфере Земли относятся углекислый газ (СО2), метан (СH4, закись азота (N2O) и озон (Оз), парниковым эффектом обладает также ряд других газов. Важным парниковым газом является также водяной пар, однако, антропогенные выбросы пара не накапливаются в атмосфере из-за его конденсации и выпадения в виде осадков. В таблице 1.3 представлены текущие средние фоновые (то есть, в районах, далеких от источников выбросов) концентрации основных парниковых газов, их концентрации в доиндустриальный период, а также некоторые их характеристики, важные для оценки влияния на климат. Важнейшей характеристикой служит потенциал глобального потепления (GWP). Выбросы различных парниковых газов учитываются в форме их СО2 -эквивалентов, то есть выбросы умножаются на потенциал глобального потепления. Таким образом, достигается сравнимость выбросов различных парниковых газов. Структурная схема реализации подходов оценки эмиссии парниковых газов СИСТЕМА УЧЕТА ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ РИСКИ ПРОГРАММ УЧЕТА ЭМИССИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ . ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЭМИССИИ ПГ КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ПРЕДПРИЯТИЙ ООО «АСТРАХАНЬГАЗПРОМ» ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ПРЕДПРИЯТИЙ ООО «АСТРАХАНЬГАЗПРОМ» ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ РАСЧЕТ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ПРЕДПРИЯТИЙ ООО «АСТРАХАНЬГАЗПРОМ» ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ПРЕДПРИЯТИЙ ООО «АСТРАХАНЬГАЗПРОМ» ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ НА АПЗ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ НА АПЗ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ НА АПЗ Лекция № 5 Интерпретация аэрокосмических изображений в задачах экологических исследований состояния земельных ресурсов и почвы. Источники и виды техногенного воздействия на почвы и грунты. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова. Источники и виды техногенного воздействия на почвы и грунты Основными источниками нарушения и загрязнения земель в процессе обустройства месторождений нефти и газа являются трубопроводы, площадочные сооружения, факельные установки, сооружения вспомогательного производства. Необходимо выделить несколько видов воздействия на земельные ресурсы (почвы и грунты) при разработке месторождений: "отчуждении земель" под объекты промысла; механическое воздействие, связанное с вертикальной перепланировкой рельефа, перемещением грунтов, снятием верхнего почвенно-растительного слоя, происходящее в процессе строительства; химическое воздействие. При отчуждении земель" под объекты промысла следует определить: потребность в земельных ресурсах для строительства и эксплуатации проектируемого объекта; перечень землевладельцев и землепользователей, земли и интересы которых будут затронуты при отчуждении земель для строительства и эксплуатации объекта; расположение и площади земель, подверженных в результате строительства нарушению, затоплению, подтоплению или иссушению. Источники и виды техногенного воздействия на почвы и грунты Площадь отчуждаемых для строительства земель определяется по генеральному (ситуационному) плану проектируемого объекта. Воздействие проектируемого объекта на условия существующего землепользования следует определять по величине площади отчуждаемых земель и размерам сокращения земель конкретных землепользователей, а также по параметрам предполагаемого нарушения территории в процессе строительства и эксплуатации объекта и характеру территориального разобщения земель различных землепользователей. Показатели воздействия должны отражать: местоположение и площадь отчуждаемых для строительства земель; местоположение, площадь и характер предполагаемого нарушения земель при строительстве и эксплуатации объекта; площади сокращения территорий конкретных землепользователей, занимающихся сельскохозяйственным производством или другими видами хозяйственной деятельности; изменения в распределении земель по видам землепользования, землевладельцам и землепользователям в результате отчуждения земель для строительства; нормативную цену и стоимость земельных участков, предполагаемых к изъятию для строительства и эксплуатации объекта; характер территориального разобщения земель района и нарушения межхозяйственных и внутрихозяйственных связей различных землепользователей; размеры зоны загрязнения и уровень загрязнения земель выбросами проектируемого объекта; размер ущерба, причиняемого строительством, земельному фонду района. Источники и виды техногенного воздействия на почвы и грунты Механическое воздействие связано со следующими факторами: срезкой почвогрунта; подсыпкой грунта при вертикальной планировке площадных объектов промысла; устройством насыпей при прокладке автодорог; устройством временных дорог; прокладкой траншей для подземной укладки коммуникаций; образованием карьеров для добычи строительных материалов. На территории с нарушенным почвенным слоем развиваются процессы ветровой и водной эрозии почв, приводящие к потерям грунта, созданию аварийных ситуаций. Почвы территории месторождения отличаются друг от друга по устойчивости к механическим воздействиям и способности к восстановлению. К группе наиболее устойчивых почв относятся болотные почвы, имеющие мощный торфяной горизонт. В этой группе почв сравнительно редко встречаются сильно разрушенные почвы. При незначительных нарушениях с сохранением избыточного увлажнения через несколько лет поселяется исходная болотная растительность и верхняя часть профиля начинает интенсивно нарастать. Однако при сильном нарушении указанных почв с ликвидацией всего органогенного горизонта и обнажении глеевого восстановление почвы и растительности крайне затруднено. Источники и виды техногенного воздействия на почвы и грунты Наименее устойчивы к инженерным воздействиям все виды тундровых почв, обладающие органогенными горизонтами малой мощности, а также пойменные дерново-глеевые почвы. При воздействии тяжелого гусеничного транспорта подстилка или торфянистый горизонт этих почв ликвидируется практически полностью. Химическое загрязнение почв связано с образующимися в процессе строительства промышленными и бытовыми отходами, бытовыми, ливневыми и промышленными стоками, продуктами сгорания топлива при эксплуатации автотранспорта и спецтехники, аварийными разливами нефти и нефтепродуктов. Попадание загрязнителей в окружающую среду может происходить при отсутствии системы организованного хранения отходов, выпадении загрязняющих веществ из атмосферного воздуха, при аварийных ситуациях. Глубина проникновения загрязняющих веществ зависит от множества факторов: механического состава почв, степени их нарушенности, уровня грунтовых вод, вида загрязняющего вещества, объема выброса загрязняющих веществ, периода года, уклона местности, выраженности микрорельефа и др. Характеристики предельно допустимые концентрации некоторых химических веществ в почв и допустимые уровни их содержания по показателям вредности приведены в таблице Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова В настоящее время использование аэрокосмических технологий предусмотрено при решении задач оценки нефтезагрязненных земель, а также при проведении рекультивации земель. Методика оценки нефтезагрязненных земель на основе использования материалов аэрокосмической съемки предусматривает: геоинформационное обеспечение территории работ; проведение аэрокосмической съемки территории; подготовка эталонов дешифрирования нефтезагрязннных земель на исследуемую территорию; взятие эталонных проб нефтезагрязненных земель; дешифрирование материалов аэрокосмических съемок с целью выделения границ нефтезагрязненных участков земель; определение площади нефтезагрязненных земель. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова Геоинформационное обеспечение района работ предполагает сбор архивных картографических и справочных материалов на исследуемую территорию, а также материалы аэрокосмических съемок предыдущих лет. Для выделения участков нефтезагрязненных земель целесообразно использовать материалы многозональных цветных съемок. Подготовка эталонов дешифрирования предполагает получение описаний и изображений различных типов почв в естественном состоянии. Аналогичным образом получают эталоны нефтезагрязненных почв. Дешифрирование изображений осуществляется по цветным и спектрозональным изображениям с использованием эталонов дешифрирования. По результатам дешифрирования выделяют границы нефтезагрязненных территорий и вычисляют их площади, а также оценивают стпень нефтенасыщенности грунта. В качестве эталонных показателей проводят измерение концентраций химических веществ в почвах.(таблица 17.3). Источники техногенного воздействия ТАБЛИЦА КЛАССИФИКАЦИЯ ОБЪЕКТОВ В НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Сегмент промышленности Подкатегории Скважины Бурение Проверка Обслуживание Добыча газа Сухой природный газa Нейтральный газb Высокосернистый нефтяной газc Переработка газа Установки для нейтрального газа Установки для высокосернистого нефтяного газа Установки для глубокого извлечения Транспортировка и хранение газа Системы трубопроводов . Средства хранения Распределение газа Распределение в сельской местности Распределение в городах Транспортировка сжиженных газов Конденсат Сжиженный нефтяной газ (LPG) Сжиженный природный газ (LNG), включая соответствующие установки для сжижения и газификации Добыча нефти Природная нефть Тяжелая нефть (первичная добыча) Тяжелая нефть (расширенная добыча) Сырой битум Синтетическая сырая нефть (из нефтеносных песков) Синтетическая сырая нефть (из нефтеносных сланцев) Повышение качества нефти Сырой битум. Тяжелая нефть Никаких Утилизация нефтяных отходов Транспортировка нефти Морские суда Трубопроводы Автоцистерны и железнодорожные цистерны Очистка нефти Тяжелая нефть Природная нефть и синтетическая сырая нефть a Сухой природный газ – это природный газ, для которого не требуется никакой проверки на содержание углеводорода по точке росы, с тем чтобы удовлетворять спецификациям газа, пригодного для поставок. Сухой природный газ обычно добывается из неглубоких (глубиной менее 1000 м) газовых скважин. b Нейтральный газ – это природный газ, который не содержит каких-либо заметных количеств H S (т.е. он не требует какой-либо обработки, с тем чтобы 2 удовлетворять требованиям в отношении H2S для поставок газа). c Высокосернистый нефтяной газ – это природный газ, который должен быть обработан, чтобы удовлетворять ограничениям в отношении содержания H S для 2 поставок газа. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ НЕФТЕПРОДУКТОВ МЕЖДУНАРОДНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (1973), измененная Протоколом от 1978 г. Битумные растворы Компоненты, используемые для получения битумов Кровельный битум Остаточные продукты прямой перегонки нефти Сырые нефти, топливо и масла Осветительная нефть Сырая нефть Смеси, содержащие сырую нефть Дизельное топливо Топливо N 4 Топливо N 5 Топливо N 6 Остаточное котельное топливо Дорожный битум Трансформаторное масло Ароматическое масло (за исключением растительного) Смазочные масла и компоненты, используемые для получения масел Минеральное масло Моторное масло Масло для пропитки Веретенное масло Турбинное масло ОТЕЧЕСТВЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ Инструкция по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью Растворы битумов Составные части битумов (сырье для производства нефтяных и дорожных битумов, экстракта селективной очистки) Гудрон, битумы нефтяные Остаточные продукты нефтяной перегонки Нефти и масла Обессоленные нефти Сырая нефть Смеси, содержащие сырую нефть Топлива дизельные Топлива котельные (топливо моторное, топливо нефтяное (мазут), мазут флотский, мазут топочный, мазут экспортный) Остатки топлива Трансформаторные масла Ароматические масла (мягчители, пластификаторы, теплоносители) Масла смазочные, индустриальные, компрессорные, трансмиссионные, моторные, для паровых машин (цилиндровые) и их компоненты, масла базовые (без присадок), масла нефтяные (без присадок) Масла моторные (автомобильные, тракторные, дизельные, авиационные) Нефтяные масла (электроизоляционного и иного назначения) Составы пропиточные (масла сланцевые для пропитки древесины и другие) Веретенные масла Турбинные масла КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ НЕФТЕПРОДУКТОВ МЕЖДУНАРОДНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (1973), измененная Протоколом от 1978 г. Дистилляты: Прямой перегонки Исходные материалы для производства дистиллята Газойль Крекинг - газойль Компоненты, используемые для получения бензина Алкилаты топливные Продукты реформинга Полимеры топливные Карбюраторные топлива Конденсат (природный) Автомобильное Авиационное Прямой перегонки Топливо N 1 (керосин) Топливо N 1-Д Топливо N 2 Топливо N 2-Д Реактивные топлива Р-1 (керосин), Р-3, Р-4, Р-5 (керосин тяжелый) Газотурбинное Керосин Уайт - спирит Бензино-лигроиновые фракции Сольвент легкий Сольвент тяжелый Среднефракционный дистиллят ОТЕЧЕСТВЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ Инструкция по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью Дистилляты Дистилляты прямогонные Дистилляты трансформаторного масла Продукты однократного испарения Газойли Крекинг - дистилляты Компоненты бензинов Алкилаты-топливо (алкилбензина, алкилбензолы) Продукты риформинга Полимертопливо Бензины Газовые бензины, конденсаты (природные) Автомобильные бензины Авиационные бензины Прямогонные бензины Керосин осветительный Керосин технический Керосин тракторный Топливо дизельное Топливо для реактивных двигателей Топливо для реактивных двигателей Топливо турбинное Топливо для локомотивных газотурбинных двигателей Керосин Уайт-спирит Растворители Сольвент нефтяной и иного назначения Бензолы нефтяные Петролейный эфир Бензино-лигроиновая фракция Средне-дистиллятная фракция (нафта) КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ : 1. Тундровая глеевая. 2. Торфяно-болотная. 3. Подзолистая. 4. Дерново-подзолистая. 5. Болотно-подзолистая. 6. Серая лесная. 7. Чернозем типичный. 8. Лугово-черноземная. 9. Каштановая. 10. Бурая пустынно-степная. 11. Солонец. 12. Солончак. 13. Серозем. 14. Желтозем. 15. Краснозем. 16. Аллювиально-дерновая. Источники техногенного воздействия КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МОНИТОРИНГОВЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ: ПОИСК ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ Для различных природных условий рекомендуются разные верхние пределы безопасного уровня загрязнения: -мерзлотно-тундрово-таежные районы – низкое загрязнение (до 1000 мг/кг); -таежно-лесные районы – умеренное загрязнение (до 5000 мг/кг); -лесостепные и степные районы –среднее загрязнение (до 10000 мг/кг). В интервале загрязнения между нижним и верхним безопасными уровнями негативные процессы от загрязнения уже ощутимы, но они еще не приводят к необратимым явлениям в окружающей среде (табл. 1). Растительность постепенно восстанавливается, вторичное загрязнение вод не достигает ПДК, процессы биораспада проходят относительно быстро, специальных рекультивационных мероприятий не требуется. Таблица 1 –Уровни загрязнения почв нефтепродуктами Уровень загрязнения Фоновый Низкий Умеренный Средний Высокий Очень высокий Общее содержание нефтепродуктов мг/кг % до 100-500 до 0,01-0,05 500-1000 0,05-0,1 1000-5000 0,1-0,5 5000- 10 000 0,5-1,0 10 000-50 000 1,0-5,0 более 50 000 более 5,0 Предельно допустимые концентрации химических веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности Наименование веществ Форма, содержание ПДК, мг/кг Показатели вредности (Кmax) почвы с учетом Транслокацифона (кларка) онный К1 Миграционный Общесанитарный К4 Класс опасности Медь Хром Никель Цинк Кобальт Фтор Сурьма Подвижная -"-"-"-"Водорастворимая Валовое содержание 3.0 6.0 4.0 23.0 5.0 10.0 4.5 3.5 6.0 6.7 23.0 25.0 10.0 4.5 Водный К2 72.0 6.0 14.0 200.0 > 1000.0 10.0 4.5 Воздушный К3 - 3.0 6.0 4.0 37.0 5.0 25.0 50.0 2 2 2 1 2 Марганец Ванадий Марганец + ванадий Свинец Мышьяк Ртуть Свинец + ртуть Хлористый калий Нитраты Бенз(а)пирен Бензол Толуол Изопропилбензол Альфаметил стирол Стирол Ксилол Сернистые соединения: сероводород элементарная сера серная кислота Отходы флотации угля Комплексные гранулированные удобрения (N:Р:К=64:0:15) Жидкие комплексные удобрения (N:P:K=10:34:0) -"-"-"-"-"-"-"-"-"-"-"-"-"-"-"-"- 1500.0 150.0 1000.0+100.0 30.0 2.0 2.1 20.0+1.0 560.0 130.0 0.02 0.3 0.3 0.5 0.5 0.1 0.3 3500.0 170.0 1500.0+150.0 35.0 2.0 2.1 20.0+1.0 1000.0 180.0 0.2 3.0 0.3 3.0 3.0 0.3 0.3 1500.0 350.0 2000.0+ 200.0 260.0 15.0 33.0 30.0+2.0 560.0 130.0 0.5 10.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 2.5 1000.0 0.3 0.3 0.5 0.5 0.1 0.4 1500.0 150.0 1000.0+ 100.0 30.0 10.0 5.0 50.0+2.0 5000.0 225.0 0.02 50.0 50.0 50.0 50.0 1.0 1.0 3 3 3 1 1 1 1 3 3 1 2 2 1 2 2 2 -"-"-"-"-"-"-"- 0.4 160.0 160.0 3000.0 120.0 160.0 180.0 180.0 9000.0 800.0 140.0 380.0 380.0 3000.0 120.0 0.4 6000.0 800.0 160.0 160.0 160.0 3000.0 800.0 3 3 1 2 3 80.0 800.0 80.0 >800.0 800.0 3 1 2 ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ И ОБЪЕМА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ (ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ) Нефтенасыщенность грунта или количество нефти (масса Мвп. или объем Vвп), впитавшейся в грунт, определяется по формулам : Мвп = Кн Vгр, кг; Vвп = Кн Vгр, м3 , где Кн – нефтеемкость земли; - плотность нефти т/ м3; Vгр - объем нефтенасыщенного грунта. Значение нефтеемкости грунта Кн в зависимости от влажности принимается по таблице 1. Объем нефтенасыщенного грунта Vгр, вычисляют по формуле Vгр = Sгр hср. Средняя глубина hср. пропитки грунта на всей площади Sгр нефтенасыщенного грунта определяется как среднее арифметическое из шурфурок (не менее 5 равномерно распределенных по всей поверхности). Таблица 1 Нефтеемкость грунтов Грунт Гравий (диаметр частиц 2…20 мм) Пески (диаметр частиц 0.05…2 мм) Кварцевый песок Супесь, суглинок (средний и тяжелый) Суглинок легкий Глинистый грунт Торфяной грунт Влажность, % 0 20 0.30 0.24 0.30 0.24 0.25 0.20 0.35 0.28 0.47 0.38 0.20 0.16 0.50 0.40 40 0.18 0.18 0.15 0.21 0.28 0.12 0.30 60 0.12 0.12 0.10 0.14 0.18 0.08 0.20 80 0.06 0.06 0.05 0.07 0.10 0.04 0.10 ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «AGIR –TM» - «АГИР-ТМ» : МОДУЛЬ МОДУЛЬ «PHOTO» → ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ Интерпретация индикаторов нефтезагрязненных земель а) эталонирование цвета нефтезагрязнения; б) инвентаризация земель ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ Формы материалов, входящих в состав ежегодного отчета о проведении работ по ликвидации разливов нефти, нефтепродуктов, газового конденсата, подтоварной воды, представляемые организациями аварии на лицензионном участке и их последствия Таблица 1 Регистрационный номер аварии Вид приоритетного загрязняющего вещества Диаметр трубопровода, мм Дата и время обнаружения 1 2 3 4 Привязка к производственным объектам нефтепромысла 5 Координаты долгота широта 6 7 $ b l Идентификационный номер трубопровода Категория аварии Масса замазученного грунта, тонн 8 9 10 $ Переработк а или складирование грунта Мас- Мест са, о, тонн спосо б утилизации 11 12 Причина аварии 13 Акт технического расследования но- дамер та Масса загрязнителя, тонн 14 16 15 всего попало в водоем 17 Площадь загрязненного участка, га Штра ф, тыс. руб. Платежи за загрязнение, тыс. руб. Площадь рекультивированных земель, га 18 19 20 21 Площадь требующих рекультивации земель, га 22 Сроки планируемой рекультивации 23 Регистрационный номер загрязненного участка 24 ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ Сведения о рекультивированных землях на лицензионном участке, загрязненных при фактах разливов нефти, нефтепродуктов, газового конденсата, подтоварной воды Регистрацион ный номер загрязненног о участка 1 Дата факта разлива нефти, нефтепродуктов 2 Вид приоритетного загрязняющего вещества Акт технического расследования факта разлива нефти номер дата 3 4 5 Местонахождение участка разлива нефти, нефтепродуктов Координаты Категория земель до и после рекультивации долгота широта 6 7 8 9 Наличие специальных защитных зон, (в том числе водоохранных, природоохранных и т.д.) в соответствии с Земельным кодексом РФ Площадь загрязненного земельного участка, га Рекультивированная площадь загрязненного земельного участка, га технический этап биологический этап 10 11 12 13 Уровень остаточного загрязнения почв и земель нефтью, нефтепродуктами Уровень содержания нефти и нефтепродуктов в донных отложениях водных объектов/ уровень содержания нефти в поверхностных водах Проект рекультивации земель номер название 14 15 16 17 Положительное заключение государственной экологической экспертизы нодата мер Све- Сроки дени рекулья тивации о подрядн ой организации 18 20 19 начало Акт передачи земель другому землепользователю окон- ночание мер 2 22 1 23 дата 24 КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ : ТИПЫ ПОЧВ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния земельных ресурсов и почвенного покрова ЛЕКЦИЯ №6 Применение аэрокосмических технологий при экологических исследованиях водных ресурсов Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Опыт разработки месторождений углеводородов показывает, что поверхностные и грунтовые воды являются одним из наиболее уязвимых компонентов природной среды. Практически все производственные объекты при их сооружении и эксплуатации, в той или иной степени несут потенциальную угрозу нарушения естественного состояния вод. Наиболее характерными формами воздействия на поверхностные и грунтовые воды в результате разработки месторождений являются: изменение гидрологического режима территории; нарушение режима водности водотоков; загрязнение водной среды. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Изменение гидрологического режима территории происходит при устройстве насыпных оснований под площадные объекты и, особенно, протяженные линейные сооружения. Преобразования рельефа в случае размещения объектов без учета функций гидроморфных систем, направления поверхностного стока и невыполнения природоохранных мероприятий могут нарушить компонентную структуру ландшафтов: внести изменения в микрорельеф, направление и характер поверхностного стока. Тем самым создаются предпосылки к общим или локальным изменениям гидрологического режима территории. Привнесенные нарушения условий естественного стока могут сопровождаться образованием переосушенных и (или) переувлажненных участков территории. В зонах дренирования (осушения), во всех типах болотных экосистем прекращается торфонакопление и происходит разрушение торфяного слоя почвы, замедляется прирост древостоев, значительно снижается урожайность ягодников. В зонах подтопления происходит сокращение площади залесенных сфагновых болот и замена их на травяно-моховые болота переходного типа, гибель древесного яруса - в первую очередь подроста. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Нарушение режима водности водотоков может произойти при строительстве различных инженерных сооружений, в местах пересечения водных преград. Потенциальную опасность представляют подводные переходы трубопроводов. Как правило, сооружение таких переходов связано с временным нарушением русла, а также прибрежных участков водоема и поэтому требует проведения этапа восстановительных работ. При производстве их некачественно или не в полном объеме вероятны изменения водности водотока, в крайних случаях - смена основного русла. В результате нарушения режима водности может произойти ухудшение условий питания подземных горизонтов, трансформация среды обитания рыбы и других животных организмов, изменяется гидрология всей площади водосбора, что в дальнейшем влияет на состав и обилие пойменной растительности. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Загрязнение водной среды связано с использованием в технологических процессах более 100 наименований химических реагентов, многие из которых способны оказывать негативное воздействие на поверхностные и подземные воды. К числу основных источников загрязнения поверхностных и подземных вод относятся: неочищенные или недостаточно очищенные производственные и бытовые сточные воды; поверхностный сток с селитебных территорий; загрязненные дренажные воды; фильтрационные утечки вредных веществ из емкостей; осадки, выпадающие на поверхность водных объектов; транспортные магистрали. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Cброс в водоемы или на площадь водосбора неочищенных или недостаточно-очищенных сточных бытовых вод приводит к накоплению в воде органических веществ, в первую очередь соединений азота. Повышение содержания азотных форм при усилении может приостановить развитие определенных видов водных растений, что отразится на протекании круговорота азота в природе. Поверхностный сток с селитебных территорий и промплощадок – так называемые ливневые сточные воды. Они могут поступать как через систему локальных выпусков, так и диффузно. В ливневом стоке наиболее распространенными и опасными компонентами являются взвешенные вещества, нефтепродукты, соединения металлов, азот- и фосфорсодержащие вещества, органика и др. Часть из них находится в сорбированном виде на взвешенных веществах и поступает с последними в донные отложения. Образующиеся при сбросе ливневых сточных вод донные отложения представляют особую опасность для гидробиоценоза водных объектов, нарушая световой и питательный режим, создает неудовлетворительные условия для жизни донных организмов. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды В перечень источников загрязнения включают дренажные воды, фильтрационные утечки вредных веществ из емкостей, трубопроводов и других сооружений, а также осадки, выпадающие на поверхность водных объектов и содержащие пыль и загрязняющие вещества от промышленных выбросов. Газодымовые выбросы содержат в своем составе окислы азота, серы, сажу. Выпадая на водосбор с осадками, ингредиенты газодымовых выбросов взаимодействуют с минералами почвы и звеньями биоценоза. Это ведет к изменению структуры и химического состава почвы, а также структуры биоценоза. Транспортные магистрали, дорожное строительство и трубопроводы преобразуют естественный ландшафт и концентрируют над собой загрязненный слой. На стадии эксплуатации оседающие на покрытии автомобильных дорог пыль, продукты износа покрытий, шин и тормозных колодок, выбросы от работы двигателей автомобилей, материалы, используемые для борьбы с гололедом, при смыве дождевыми и талыми водами могут попадать в водные источники. К числу неустранимых воздействий можно отнести загрязнение водных объектов в результате смыва загрязняющих веществ с поверхности мостовых переходов при пересечении водотоков. Отработанные газы двигателей осаждаются из атмосферы на почвенно-растительный слой и смываются с водосбора, приводя к снижению водности и ухудшению качества воды в реках. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Свалки производственных и бытовых отходов, плохо утрамбованные и недостаточно засыпанные землей массы отходов во время дождей повергаются эрозии и вымыванию вредных веществ. Последние просачиваются в почву, загрязняя грунтовые воды, или поступают в водные объекты. Известны случаи, когда природные воды, обогащаясь различными веществами, содержащимися в отходах, фактически превращаются в сточные воды. Этот вид загрязнения при отсутствии предупредительных мер может быть чрезвычайно опасным и захватывать большие территории. Основными потенциальными загрязнителями водоемов являются нефтепродукты, хозяйственно-бытовые и промстоки и отходы, буровые и тампонажные растворы, содержащие хлориды, сульфаты и ПАВ, продукты испытания скважин, а также другие сопутствующие деятельности промысла вещества, поступающие в водоемы в результате эксплуатации оборудования, а также при аварийных ситуациях (таблица 17.7) Углеводородное загрязнение является наиболее опасным, что связано с высокой токсичностью и миграционной способностью отдельных компонентов нефти. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Нефтепродукты относятся к числу трудноокисляемых веществ, особенно в условиях низких температур. В модельных опытах нефтяная пленка толщиной 0,6 см, в присутствии водной растительности, исчезает через 20-22 сут. Присутствие нефтепродуктов в воде оказывает токсическое действие на зоопланктон, в концентрации 0,1 мг/л, на бентос при содержании 1,2 мг/л, на эмбрионы и молодь рыбы при концентрации 1,4 мг/л. Пороговая концентрация нефти по привкусу 0,1 мг/л, по запаху 0,1-0,5 мг/л. Основные пути попадания загрязнителей связаны с: - отсутствием надежной гидроизоляции технологических площадок; - отсутствием системы организованного сбора и утилизации отходов; - нарушением правил погрузки, транспортировки, разгрузки и хранения химических реагентов; - аварийными ситуациями в период эксплуатации объекта. Размер и характер зоны загрязнения поверхностных вод зависит от типа и количества попавшего токсиканта, а также от конкретных условий, в которых происходит распространение: характер ландшафта местности, скорость и направление течения водотока, ветра, наличие притоков, рукавов, а также других факторов. Источники и виды техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды Водные экосистемы более чувствительны к антропогенным нагрузкам по сравнению с наземными вследствие высокой динамичности гидросферы. В результате избыточного поступления с водосборных площадей биогенных элементов, преимущественно фосфора и азота, наблюдается ускоренный рост популяций автотрофных гидробионтов, что приводит к зарастанию мелководий. Отмирание фитопланктона и макрофитов способствует возврату биогенных веществ в воду. Разложение значительных количеств отмерших водных растений и их остатков приводит к дефициту кислорода, что влечет за собой возникновение заморных явлений. Избыточное евтрофирование способствует увеличению зараженности рыб паразитами и повышенной смертности, особенно среди молоди. Происходит замена ценных промысловых рыб малоценными, как правило, мелкими и короткоцикловыми видами, обладающими большой скоростью воспроизводства. В реках и водоемах, загрязненных промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, значительная часть рыбы страдает от болезней бактериального, грибкового и паразитарного происхождения. Загрязнение природных вод приводит к гибели икры и мальков, сокращению площадей нереста и обитания рыб, уменьшению кормовой базы и т.д. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния поверхностных и подземных вод Рассмотренный ранее метод выше метод определения параметров загрязнения грунта может быть использован для определения масс загрязняющих водоемы. В данном случае , оценку степени загрязнения водоемов определяется массой растворенной и (или) эмульгтрованной в воде нефти. Масса нефти, загрязняющей толщу воды, рассчитывается по формулам : для водоемов Мн.В-М = 5.8 *10-3 *Мр(Сн – Сф), для водотоков Мн. В-К = 8.7 * 10 –4 *Мр(Сн – Сф), Концентрация насыщения Сн принимается по табл.6.1 в зависимости от типа водного объекта. Таблица 6.1 Концентрация насыщения воды нефтью Тип водного объекта Водоем Водоток Концентрация насыщения Сн, г/м3 26 122 Данные о фоновой концентрации Сф могут быть получены в местных органах, контролирующих водные объекты, или определены по результатам лабораторных анализов проб воды, отобранных вне зоны загрязнения. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния поверхностных и подземных вод Масса Мр нефти, разлитой на поверхности водного объекта, и поступившей в водный объект, производится по формуле Мр= (mp – mф) Sи 10-6 + (Cp – Cф) Vp 10-6 . (6.1) Для получения данных инструментальных измерений, входящих в формулу (6.1) необходимо: В 4…6 точках разлива произвести отбор нефти пробоотборником с известной площадью поперечного сечения. Точки отбора проб выбираются так, чтобы 2…3 находились ближе к центру разлива, а другие 2…3 – на его периферии. Из отобранных проб составляется общая проба, в которой весовым методом определяется масса mp; в точках, в которых производится отбор нефти, с глубины 0.3 м отбираются пробы воды для определения концентрации Ср растворенной и эмульгированной в воде нефти (концентрация Ср определяется одним из методов, указанных в [ 168,169 ] ); в 1…2 точках поверхности водного объекта, не подверженных влиянию разлива нефти, пробоотборником с известной площадью поперечного сечения отбираются пробы воды для определения наличия на ней нефти и ее массы. По найденной массе рассчитывается масса mф; в точках, в которых производится отбор проб воды для нахождения массы mф , отбираются пробы воды с глубины 0.3 м для определения фоновой концентрации Сф нефтепродуктов в воде (отбор проб воды производится в случаях, когда данные о фоновой концентрации в месте разлива нефти неизвестны). Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния поверхностных и подземных вод На основе экспертных оценок характера поверхности воды и внешних признаков нефтяной пленки расчет массы разлитой на поверхности водного объекта нефти производится по формуле Мр= (mp – mф) Sи 10-6 . Значения mp и mф при оценке массы разлитой нефти данным способом принимаются по табл.6.2. Таблица 6.2 Масса нефти на 1 м2 водной поверхности при различном внешнем виде нефтяной пленки Внешние признаки нефтяной пленки 1. 2. 3. 4. 5. 6. Чистая водная поверхность без признаков опалесценсии (отсутствие признаков цветности при различных условиях освещенности) Отсутствие пленки и пятен, отдельные радужные полосы, наблюдаемые при наиболее благоприятных условиях освещения и спокойном состоянии водной поверхности Отдельные пятна и серые пленки серебристого налета на поверхности воды, наблюдаемые при спокойном состоянии водной поверхности Пятна и пленки с яркими цветными полосами, наблюдаемыми при слабом волнении Нефть в виде пятен и пленки, покрывающая значительные участки поверхности воды, не разрывающиеся при волнении , с переходом цветности к тусклой мутно-коричневой Поверхность воды покрыта сплошным слоем нефти, хорошо видимой при волнении, цветность темная, темно-коричневая Масса нефти на поверхности, г 0 0.1 0.2 0.4 1.2 2.4 С Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния поверхностных и подземных вод Способ экспертных оценок может применяться в случаях, когда толщина слоя нефти в месте разлива значительно меньше 1 мм. Для водоемов допускается проведение контрольных замеров фактических концентраций эмульгированной и растворенной нефти под поверхностью разлива, а также толщины загрязненного слоя воды водного объекта после проведения мероприятий по сбору разлитой нефти. Масса пленочной нефти, оставшейся на водной поверхности после проведения обязательных мероприятий по ликвидации последствий разливов нефти, рассчитывается по формуле М пл.ост. = m пл..ост. S п.ост. Следует отметить , что во всех рассмотренных формулах, значение площади разлитой на водоем нефти может быть определено по аэрокосмическим снимкам. Технологическая последовательность решения данной задаче представлена на рис..17. 3, где представлены эталонные изображения загрязнения водоемов и очистных сооружений, а на рис. 17.4.. Здесь представлена последовательность работы с изображениями посредством перехода от мелкомасштабных архивных изображений к детальным современным изображениям, которые позволяют установить границы загрязнений, а в ряде случаев и толщину пленки. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния поверхностных и подземных вод Лекция 7 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ПАСПОРТИЗАЦИИ ВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Мониторинг водных переходов приобретает все большую актуальность в связи со значительным расширением географии строительства магистральных трубопроводов нефти и газа. Прокладка и эксплуатация северных магистральных газопроводов, газопроводов в Якутии и на Камчатке, а также магист-ральных нефтепроводов сопровождается необходимостью строительства большого числа подводных переходов через малые и большие водотоки. Учитывая, что даже незначительные аварии трубопроводов, возникающие в зоне подводных переходов, сопряжены значительными экологическими последствиями, мониторингу водных переходов с каждым годом уделяется все большее значение . В соответствии с нормативными документами ( с. 30 Водного кодекса, постановления Правительства РФ от 10 апреля 2007 г. N 219 «Положение об осуществлении государственного мониторинга водных объектов») важной целью мониторинга водных объектов является информационное обеспечение управления в области использования и охраны водных объектов, в том числе в целях государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов. Достижение указанной цели предполагает: регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, показателями состояния водных ресурсов, а также за режимом использования водоохранных зон; сбор, обработку и хранение сведений, полученных в результате наблюдений; внесение сведений, полученных в результате наблюдений, в государственный водный реестр; оценку и прогнозирование изменений сос-тояния водных объектов, количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов. Порядок представления сведений, полученных в результате наблюдений определяется приказом МПР России от 06 февраля 2008 г. №30. Решение данной задачи требует проведения ежегодных наблюдений за требуемыми характеристиками переходов и их хранения в специализированных Базах данных. Наиболее оптимальные режимы решения данной задачи возможны посредством использования комплексных систем аэрокосмического наблюдения и геоинформационных технологий обработки данных и их хранения. Учитывая, что в качестве объектов наблюдения выступают морфометрические характеристики русловых процессов и растительного покрова водоохранных зон в качестве исходной информации могут использоваться материалы геодезических и аэрокосмических съемок на исследуемую территорию. Фоновые характеристики водных переходов на территорию всей трассы целесообразно получать по материалам космических съемок среднего и детального масштаба, с разрешением 2-10 ( м), а также по топографическим картам масштаба 1:100000 - 1:200 000. Оценку годового изменения контролируемых параметров целесообразно осуществлять по материалам аэрокосмических съемок, получаемых с борта беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) , вертолетов или космических комплексов, с разрешением 0,5 -2,0 (м). На основе изображений высокого разрешения изготавливаются ортофотопланы и трехмерные модели местности, позволяющие представить полную картину динамичес-ких процессов контролируемых параметров эрозионных русловых процессов, а также характеристики состояния растительного покрова водоохранных зон. Технологическая схема паспортизации трассы магистрального трубопровода ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ: СТРУКТУРА ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ЛЕКЦИЯ №8 Интерпретация аэрокосмических изображений в задачах экологических исследований состояния растительного мира. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. Основные формы воздействия на растительный мир при строительстве объектов месторождений нефти и газа связаны со следующими факторами: непосредственным уничтожением растительного покрова; загрязнением растительности в результате выбросов (сбросов) загрязняющих веществ; выпадением отдельных видов или сообществ растений, в результате нарушения поверхностного стока; Условно все источники и виды антропогенного воздействия на растительный покров можно отнести к двум основным типам – механическому и химическому. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир Механическое воздействие на растительность Основной формой проявления механического воздействия на растительность следует считать непосредственное нарушение растительного покрова в результате строительства объектов. Как правило, под нарушением здесь подразумевается полное уничтожение растительного покрова в пределах границ постоянного отвода земель и фрагментарное механическое повреждение на территории временного отвода. На землях, отведенных под строительство, почвенный слой засыпается песком под площадки и насыпи. Восстановление исходной растительности (когда степень покрытия и число видов близки к естественным условиям) на этих участках происходит не ранее, чем через пять лет. Очень часто нарушения почвенно-растительного покрова наблюдаются в результате деятельности автотранспорта. Так как дороги пересекают различные уровни рельефа, то степень нарушенности этих территорий зависит от типа почв и растительности, наличия и мощности слоя торфа, частоты проездов по одной колее. На повышенных участках рельефа нарушенность в колеях обычно меньше; кустарники и кустарнички приминаются и слегка повреждаются, но не уничтожаются полностью, видовой состав растительных сообществ в основном сохраняется. Восьмикратная нагрузка является критической для сухих ценозов и приводит к существенным нарушениям растительного покрова. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. Трехкратный проход техники в тех же условиях вызывает повреждение до 50% экземпляров видов. Наиболее значительно гусеницами повреждаются лишайники, вплоть до полного их уничтожения. Между колеями растительный покров сохраняется нетронутым. На участках дорог и зимников, которые проходят через низинные участки тундры, в колеях 60-70 см шириной, происходит заболачивание и избыточное обводнение. Доставка грузов производится в основном по зимникам, которые летом используются гусеничным транспортом. Уничтожение растительного покрова при этом вызывает более глубокое оттаива-ние сильнольдистой мерзлоты, вследствие чего многократное использование одной колеи машинами становится невозможным. Поэтому через 2-5 проездов по одной колее водители выбирают новый путь, что приводит к расширению трассы до нескольких десятков и даже сотен метров. Если движение транспорта упорядочено, нарушенные участки будут занимать относительно небольшую площадь и на них возможно успешное проведение работ по восстановлению растительного покрова. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. Уплотнение верхних слоев почвы после отсыпки насыпи линейных сооружений часто приводит к перехвату поверхностного стока и подтоплению прилегающих участков. Флористические и структурные изменения в данном случае являются вторичной формой проявления механического воздействия на растительность. Степень изменения гидрологического режима болот вблизи построенных инженерных сооружений зависит в первую очередь от характера расположения объекта относительно линий стекания болотных вод. Образующиеся перепады уровней болотных вод достигают 50 см и более, особенно в весенний период после таяния снега, когда промерзшая насыпь обладает наименьшей водопроницаемостью. Увеличение увлажнения или подтопления с одной стороны насыпи линейных сооружений, вызывает снижение уровня залегания болотных вод с другой стороны, что может привести к нарушению аэрации и водоснабжения растений. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. Химическое воздействие на растительность Почва и растительность являются основными компонентами экосистем, принимающих участие в процессах выведения загрязняющих веществ из различных слоев атмосферы за счет накопления, трансформации этих веществ. Воздействие на растительность непосредственно через загрязнение воздушного бассейна возможно в силу того, что растения выступают в роли поглотителей газообразных примесей, которые переносятся из атмосферы на растительность совместным действием диффузии и воздушных потоков. При контакте с растениями газы связываются с ними, растворяются на внешней поверхности или усваиваются через устьица. Действие вредных веществ на растения зависит от: - вида вредных веществ; - концентрации загрязняющих веществ; - длительности воздействия; - относительной восприимчивости вида растений к различным газам; - стадии физиологического развития растения . Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. Воздействие атмосферных загрязнителей затрагивает многие стороны жизни растений. Веществатоксиканты адсорбируются на клеточных оболочках, нарушают структуру и функциональную активность клеточных мембран, благодаря чему создаются условия для проникновения токсикантов внутрь клетки, нарушается обмен веществ. В результате резко снижается фотосинтез, нарушается работа ферментных систем. Достаточно высокие дозы атмосферных примесей непосредственно вызывают видимые повреждения лесных насаждений. Накопление загрязнителей в виде твердых частиц на поверхности листьев или продолжительное усвоение газообразных примесей через устьица в конце концов приводит к повреждению клеток и тканей. Оно проявляется в форме морфологических изменений листвы. Наиболее распространенные первичные морфологические признаки повреждения растений токсикантами - это визуально отмечаемые изменения листьев: некроз края листьев, хлороз - пожелтение, засыхание и опад листьев без видимых изменений. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир. В зависимости от концентрации поллютантов в воздухе и длительности их действия большинство исследователей различают три типа повреждений растений: острое, хроническое, скрытое, или физиологическое. Острое повреждение растений возникает при действии на них высоких концентраций токсикантов в течении кратковременного периода. При этом происходят необратимые повреждения ассимиляционных тканей, приводящие к нарушению газообмена и, в ряде случаев, к гибели растений. Острое повреждение диагностируется визуально по внешнему виду растения (возникновение некрозов, преждевременное опадание листьев и т.д.). Хроническое повреждение растений является результатом длительного воздействия небольших концентраций токсиканта. Внешние признаки в этом случае выражены слабее по сравнению с острым воздействием. Характерным является снижение прироста, преждевременный листопад, потери плодоношения, длительное нарушение газообмена. Скрытые или физиологические повреждения возникают при длительном или постоянном воздействии незначительных количеств загрязнителя. В этом случае отсутствуют визуально наблюдаемые симптомы, но имеет место некоторое снижение жизнедеятельности растений, например, временное нарушение газообмена. Источники и виды техногенного воздействия на растительный мир Выбросы вредных веществ в окружающую среду по их физиологическому воздействию на растения можно разделить на две группы: к первой группе относятся газы слабого поражающего действия, не высоко активные, анестезирующие и изменяющие характер роста растения (например, оксид углерода); газы второй группы действуют на растения в основном губительно, проявляя лишь в некоторых случаях слабую физиологическую активность (оксиды азота, сернистый ангидрид). Довольно специфичной формой проявления опосредованного химического воздействия является выгорание растительности в результате пожаров антропогенного происхождения. Возникновение пожаров связано в основном с халатностью работников предприятия, с отсутствием искрогасителей у используемой техники, с захламленностью территории и другими факторами экологического и социального планов. В жаркие сухие периоды иссушение мхов, лишайников и подстилки, пересыхание ручьев и водотоков сильно снижают пирологическую расчлененность территории, и возникшие пожары могут распространяться на большие площади. Немногочисленные публикации указывают на сравнительно быстрое восстановление «послепожарных» экосистем, что связано с относительно небольшим воздействием пожаров на корневые системы растений. Но исходная экосистема на месте пожарищ вследствие нарушений полностью деградирует, самовосстановление ее исключено. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Следует отметить , что решение задач изучения состояния растительности по аэрокосмическим материалам давно используется во многих областях народного хозяйства. Это связано с тем, что размеры лесного массива хорошо коррелируют с разрешающей способностью съемочной аппаратуры. Это позволяет по материалам съемок с одной стороны рассматривать отдельные деревья, размерностью 50 см и выше, а с другой огромные лесные массивы протяженностью до 200 -500 км. В первую очередь материалы аэрокосмических съемок позволяют определить объемы вырубленного леса, или априорно определить число вырубаемых деревьев . В частности на рис. 8.1 показан пример подготовки эталонов дещифрирования пород деревьев лесных массивов. На рис. 8.2 показан пример использования космических снимков высокого разрешения на стадии проектирования трассы магистрального трубопровода. На полученных изображениях была проведена осевая лини я проектируемого магистрального трубопровода, показана зона ответственности (буфера) и определено количество деревьев (в количестве 24 000) , предназначенных для вырубки . На рис. 8.3 показан пример дешифрирования техногенной вырубки леса, а также образование новых участков гарей в местах сгоревшего леса. Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Рис.8.1 Примеры эталонов дешифрирования пород деревьев Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Рис. 8.2 Пример подсчета деревьев в зоне ответственности трассы трубопровода Применение аэрокосмических технологий при мониторинге состояния растительного мира Рис. 8..3 Пример мониторинга растительного покрова территории обустраиваемого месторождения (ИТЦ СканЭкс). СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !!! Телефон: 755-32-07 e-mail: geoinforisk@mail.ru