1. Картографирование загрязнения почв и других депонирующих сред

Проблема, связанная с загрязнением почв имеет весьма широкое распространение. Особенно данная проблема характерна для тех стран, которые являются промышленно-развитыми. Загрязняющие вещества обладают свойством сохраняться в почвах длительное время. Тем самым, создается непосредственная угроза для здоровья населения.

Исследование загрязнения почв осуществляется в двух следующих аспектах:

- в качестве самостоятельно экологической проблемы;

- в качестве индикатора, указывающего на общее экологическое неблагополучие определенной территории.

В качестве самостоятельной экологической проблемы загрязнение почв рассматривается выборочно, где имеются основания ожидать высоких уровней содержания тех или иных специфических веществ, как правило, высоких классов опасности (радионуклидов, пестицидов, ПАУ и др.). Такие исследования обычно проводятся на ограниченных площадях, они отличаются высокой детальностью (масштабы от 1:10 000 до 1:500) и имеют целью удаление и захоронение выявленных скоплений веществ, представляющих непосредственную опасность. По окончании работ по очистке организуют повторные обследования в целях контроля.

Те исследования загрязнения почв, которые направлены на сравнительную оценку общего уровня экологического неблагополучия территорий (эколого-геохимические съемки), проводятся в крупных и средних масштабах (от 1:200 000 до 1:10 000) и охватывают территории городов и их частей, а в отдельных случаях целых регионов.

Методика эколого-геохимической съемки была разработана в России в 80-е годы XX в. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич Е.П. Янин и др. М., 2012. При этом была успешно использована приборная и нормативно-методическая база, ранее применявшаяся при геологических съемках и поисках месторождений рудных полезных ископаемых (лито-геохимические исследования). Наибольшее внимание при эколого-геохимических съемках обычно уделяется тяжелым металлам. Это обусловлено широким распространением и индикационным значением данного вида загрязнения, а также наличием хорошо отработанных и достаточно дешевых аналитических методов (преимущественно спектральных), позволяющих определять концентрации нескольких (до 30-40) элементов одновременно. Составными частями эколого-геохимических съемок являются: отбор проб, аналитическая обработка, интерпретация результатов и составление карт.

В процессе изучения тех загрязняющих веществ, которые содержаться в снеге, дает возможность дать характеристику атмосферным выпадениям за определенный сезон. Целесообразным является проведение отбора снеговых проб в конце зимнего периода, чтобы дать характеристику более длительному периоду. Тем не менее, необходимо делать это до того, как началось снеготаяние для того, чтобы избежать выщелачивания тех компонентов, которые являются растворимыми.

Отбор проб снега осуществляет из шурфов. В состав пробы необходимо включить весь снег, который извлекается по всей мощности снежного покрова. Для того, чтобы результаты были достоверными, нужно исключить возможность попадания в пробу частиц мусора и подстилающего грунта. Исходя из этого, то место, где осуществляет отбор, должно располагаться не троп, дорог и прочих мест, где высока вероятность попадания механических примесей. При осуществлении отбора должна быть зафиксирована площадь шурфа и дата.

В составе донных отложений отражается рельеф, геологическое строение и экологическое состояние того или иного водосборного бассейна. Большую роль в формировании загрязнений донных отложений играет перераспределяющее свойство водного потока. В отложения разного гранулометрического состава может быть разная концентрация загрязняющих веществ. Исходя из этого, фациальные особенности при опробовании донных отложений должны быть учтены.

Для объективной характеристики водотоков и водоемов рекомендуется отбирать осредненные пробы, состоящие из нескольких частных проб Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич Е.П. Янин и др. М., 2012.. На небольших и неглубоких водотоках, русло которых слагается однородным материалом, отбирают осредненные по поперечному профилю пробы. На крупных водоемах и водотоках пробы отбирают вблизи уреза воды, в местах видимой аккумуляции наносов. При наличии илистых отложений отбирают вертикальные колонки илов, по возможности на всю мощность. При значительных мощностях илов может проводиться изучение их вертикального разреза.

В результате эколого-геохимических съемок создают моноэлементные карты и карты суммарных показателей загрязнения. Карты составляются с использованием способа изолиний с послойной окраской или штриховкой. Интерполяция между значениями выполняется с учетом пространственных закономерностей (географическая интерполяция). При этом необходимо учитывать, что в условиях городов и горнопромышленных зон широко распространены поверхности, которые не могут быть охарактеризованы данными опробования (застройка, асфальтированные поверхности). Во многих случаях такие объекты -- источники загрязнения.

Обязательные требования при выполнении интерполяции -- расположение всех точек, охарактеризованных количественными данными, в пределах контуров соответствующих градаций, а также последовательная смена градаций. Изолинии уровней загрязнения, как и любые другие изолинии, не должны соприкасаться, пересекаться, прерываться. Исключением из этого правила является резкая смена искусственных (преобразованных) и естественных грунтов, с резко различающимися уровнями загрязнения. Участки распространения таких фунтов могут выделяться особо, с использованием способа ареалов. Мелкие аномалии, не выражающиеся в масштабе карты, обозначают значками.

Цветовая гамма послойной окраски подбирается согласно «принципу светофора».

На картах загрязнения почв, снежного покрова, донных отложений выделяются техногенные геохимические аномалии различного происхождения, территориального охвата, степени выраженности и опасности. Важнейшая задача анализа эколого-геохимических карт -- выявление причин образования аномалий, что служит предпосылкой целенаправленной, адресной разработки планов природоохранных мероприятий. Эта работа должна опираться на сбор и анализ имеющихся в природоохранных органах материалов о технологии производства на предприятиях, составе используемого сырья и отходов.

При анализе эколого-геохимических карт может применяться весь арсенал средств картографического метода исследования:

- визуальный;

- графический;

- картометрический;

- математико-статистический метод анализа;

- математическое моделирование;

- использование приемов теории информации Берлянт А.М. Картографический метол исследования. М., 2013..