Антропогенные воздействия на биосферу. Современное состояние природной среды

Характеристика загрязненности грунтовых  вод на карте отражена указанием  содержания нитратов и нитритов, а  также токсичных микроэлементов. При этом на карте указаны лишь те микроэлементы, содержание которых составляет не менее 1 ПДК, установленной ГОСТом для питьевой воды и для водоемов культурно-бытового назначения.

Гидрогеологическая обстановка и  химический состав грунтовых вод  на территории г. Ставрополя, в основном, определяются геоморфологическими  условиями и литологическим составом водовмещающих пород.

Западная и северо-западная часть  территории города занимает водораздельную поверхность Ставропольского плато  и его восточные склоны, сложенные  песчано-глинистыми отложениями с  типичной среднесарматской фауной. Геологическое  строение плато характеризуется  благоприятными условиями для формирования довольно мощного грунтового потока. Водоупором для него служит мощная толща глин криптомактровой и  частично (нижняя пачка) ясеновской свит, которая имеет выдержанное, почти  горизонтальное площадное распространение.

Водовмещающими отложениями (снизу  вверх) являются песчано-глинистая  слоистая пачка верхней части  ясеновской свиты, трещиноватые известняки карабиновской свиты, пески форштадтской свиты, разделяемые тонкими (до 0.15-0.20 м) песчано-известковистыми и глинистыми прослоями, и песчано-известковистая толща холоднородниковской свиты. Почти повсеместно комплекс среднего сармата перекрыт четвертичными образованиями различной мощности, из которых по площади наиболее распространены делювиальные суглинки и элювий коренных пород.

Верхняя часть ясеновских отложений  представлена глинистыми песками мощностью 5-7 м, проницаемость которых характеризуется  коэффициентом фильтрации до 1.9 м/сут.

Мощность трещиноватых карабиновских  известняков 4-6 м, коэффициент фильтрации составляет свыше 10 м/сут.

Отложения форштадтской свиты по составу  в разрезе подразделяются на два  слоя, нижний из которых представлен  пылеватым глинистым песком с  прослойками глин, а верхний - тонкозернистыми  до пылеватых песками с прослоями (0.05-0.10 м) известковистых песчаников и  известняков. Суммарная мощность форштадтской свиты составляет 30-49 м, средние значения коэффициента фильтрации 1-2 м/сутки.

Песчано-известковистая толща холоднородниковской  свиты общей мощностью до 6 м  представлена слоем известняка с  прослоями песчаников с типичной среднесарматской фауной и линзами  тонкозернистых песков мощностью до 1 м. В основном отложения холоднородниковской  свиты безводны.

Суммарная мощность водоносного горизонта  отложений комплекса с типичной среднесарматской фауной составляет 30-40 м.

Толща водоупорных глин практически  безводна, за исключением тонких (до 0.1 -0.15м) и слабодебитных прослоев мергелей. Глубина залегания водоупора  от поверхности земли изменяется от 50-60м на водораздельной части  плато (микрорайоны №№ 16, 17, 19, 20, 21, 24, 25, 27, 30), до 1.5-2.0 м на восточных склонах (микрорайоны 16, восточная часть 18,5,8,9). В соответствии с этим изменяется изложение уровня грунтовых вод: до 15-20м и более в крайних  западных частях территории города и  менее 1.0 м в восточной, что довольно отчетливо отражается в степени  подтопленности территорий.

Так, в западной части города глубина  УГВ, в основном, составляет более 3 м, а подтопленные участки выделяются только в микрорайонах №№ 28,29,30. Далее  к северу, в северной промышленной зоне (район городского кладбища - х.Вязники), в связи с наличием в разрезе  четвертичных суглинков и общим  увеличением глинистости в составе  отложений горизонта с типичной среднесарматской фауной, подтопление  охватывает более обширные площади, в пределах которых отмечаются максимально  подтопленные участки с глубиной УГВ менее 1.0 м (городское кладбище, частная застройка х.Вязники).

Формирование грунтового потока происходит, в основном, за счёт инфильтрации атмосферных  осадков. Однако существенную роль здесь  играют и искусственные источники  питания - утечки из водонесущих инженерных коммуникаций, сброс хозяйственно-бытовых вод. Об этом свидетельствует общий подъем УГВ в районе западной промзоны (заводы "Аналог", "Люминофор", "Анилин") с 16-20 м до освоения территории и до 3.5-8.0 м к настоящему времени. Максимальное положение уровня грунтовых вод характерно для весны, минимальное - для зимнего периода. Амплитуда колебаний УГВ за год находится в пределах 0.2-2.6 м.

Разгрузка грунтового потока горизонта  с типичной среднесарматской фауной осуществляется в многочисленных балках и оврагах, входящих в систему  р. Егорлык и р. Калаус.

Химический состав и минерализация  грунтовых вод среднесарматского  горизонта определяется, главным  образом, литологическим составом вмещающих  отложений. На водораздельной, части, в  пределах развития песчаноизвестковистой  толщи (микрорайоны №№ 16, 17, 19,20,24, 25, 27, 30), грунтовые воды преимущественно  гидрокарбонатные кальциевые и сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые, реже натриево- или магниево-кальциевые. Минерализация воды составляет 0.3-1.0 г/л, увеличиваясь до 1.5-2.0 г/л в зонах распространения делювиальных суглинков.

На восточных склонах химический состав воды постепенно, с переходом  к глинистым склоновым образованиям, меняется от сульфатно-гидрокарбонатного  до гидрокарбонатно-сульфатного, сульфатного  кальциевого и натриево-магниево-кальциевого  с увеличением минерализации воды до 3-5 г/л и выше.

Появление на общем фоне вод гидрокарбонатного  сульфатно-гидрокарбонатного состава, хлоридно-сульфатных и сульфатно-хлоридных  вод связано с локальными бытовыми загрязнениями.

В крайней юго-западной части города на водоразделе б. Грушевая и р. Мамайка (район поста ГАИ, завода "Сигнал") распространен верхнесарматский водоносный горизонт, связанный с карбонатными суглинками и элювиальными глинами  нижнего горизонта верхнего сармата. Здесь глубина залегания водоупора  составляет 0.5-13.0 м, а глубина УГВ  изменяется от 0.3 до 8-10 м в зависимости  от сезона года и глубины водоупора. Максимальные отметки УГВ отмечаются в мае-июне, в период весеннего  снеготаяния и дождей, поскольку  питание верхнесарматского горизонта  происходит за счет инфильтрации атмосферных  осадков. 3атем наблюдается спад УГВ  до сентября-октября с последующим  небольшим подъемом за счет осенних  дождей. Амплитуда колебаний УГВ  за год составляет 1.5-2.5 м.

Химический состав воды верхнесарматского  горизонта изменяется от гидрокарбонатного  кальциевого до сульфатного кальциево-натриевого. Минерализация (и химический состав) воды зависит от степени однородности и засоления водовмещающих пород и изменяется от 0.3 до 2.5-7.0 г/л.

В центральной и восточной частях города грунтовые воды связаны с  песчано-известковистыми и песчано-глинистыми отложениями среднего сармата и  элювиированными глинами криптомактровых  и синдесмиевых слоёв. Водоупором служат неизмененные коренные глины, глубина  его залегания от поверхности  земли с запада на восток изменяется от нескольких десятков метров в центральной  части до 1.5-2.0 м в нижней восточной  части. Поэтому здесь в связи  с достаточной мощностью среднесарматского  горизонта при благоприятных  условиях накопления воды (слабая развитость, а иногда и отсутствие канализационных  и дренажных систем, утечки из водонесущих  коммуникаций) в центральной части  и близостью водоупора с затрудненными  условиями дренирования в восточной  части грунтовые воды залегают преимущественно  неглубоко. И, как видно из прилагаемой  карты, в пределах этой части города отмечаются обширные подтопленные площади.

Наиболее крупные максимально  подтопленные участки с глубиной УГВ менее 1.0 м зафиксированы в  микрорайонах №№ 3, 4, 7, 11, 12, 16 (восточная  часть последнего).

В соответствии с изменениями литологического  состава водовмещающих пород  с запада на восток изменяется и  химический состав грунтовых вод: от гидрокарбонатного кальциевого  в центральной до гидрокарбонатно-сульфатного  и сульфатного магниево-кальциево-натриевого в восточной части территории города. В этом же направлении возрастает и минерализация воды: от 0.8-1.1 г/л  в центральной до 5-10 и более 10 г/л в восточной части.

В целом же в центральной части  территории города отмечается наибольшая пестрота в химическом составе грунтовых  вод, что вызвано не только литолого-фациальной изменчивостью пород, но и существенным загрязнением грунтового потока сточными водами. Об этом свидетельствует появление  отдельных небольших по площади  пятен вод хлоридного состава  в зоне преимущественно гидрокарбонатных или сульфатных вод.

Обширные зоны вод хлоридно-гидрокарбонатного  и хлоридно-сульфатного или сульфатно-хлоридного типа отмечаются в юго-западной части  города в районе ул.50 лет ВЛКСМ  и в центральной - на участке, ограниченном улицами Ломоносова-Пономарева-Крупской и балкой Мамайской на юге.

В целом о широком бытовом  загрязнении грунтовых вод по всей территории города свидетельствуют  высокие содержания в пробах воды нитритов и нитратов: от следов до 40-70 мг/л (N0,) и до 350-440 мг/л при наиболее часто встречающихся значениях 20-60 мг/л (NO₃).

Оценка загрязнения грунтовых  вод промышленными выбросами  проводилась путем определения  содержания в пробах воды токсичных  тяжелых металлов. Как отмечалось выше, было выполнено определение  содержания никеля, цинка, кадмия, свинца и меди.

Проведенными исследованиями установлено, что превышение нормы ПДК (для  водоемов культурно-бытового назначения) по опробованным родникам, скважинам  и колодцам в массовом порядке  отмечается по никелю и кадмию. В  меньшей степени такие превышения ПДК отмечаются по свинцу. По цинку  превышения ПДК зафиксированы лишь в единичных случаях.

Содержание кадмия по опробованным водопунктам наиболее часто составляет 20 мкг/л (20 ПДК), но не редки и концентрации 30-50 мкг/л (30-80 ПДК). Содержание никеля колеблется в пределах 100-200 мкг/л, при наиболее частых значениях - 100 мкг/л (1 ПДК). Содержание свинца зафиксировано по отдельным пробам от 20 до 200 мкг/л (0.7-70 ПДК).

Наиболее загрязнены тяжелыми металлами  и азотистыми соединениями грунтовые  воды в пределах западной промзоны (заводы "Аналог", "Люминофор", "Анилин"). Здесь содержание никеля, цинка, кадмия, свинца и меди в пробах грунтовых вод достигает сотен  и тысяч микрограммов на литр.

О наличии строгих закономерностей  в распределении изученных микроэлементов по территории города судить довольно затруднительно. Однако достаточно отчетливо  прослеживается связь источников загрязнения  западной промзоны с интенсивным  загрязнением тяжелыми металлами по долине р. Ташлы: поскольку промышленные предприятия занимают командные  высоты на водораздельном плато по отношению к остальной части  города, то снос загрязняющих веществ  воздушными массами, потоками грунтовых  и поверхностных вод направлен  на ниже расположенную селитебную часть  города.

В этой связи необходимо подчеркнуть, что продолжение промышленного  освоения территории водораздельного  плато недопустимо. Дальнейшая концентрация промышленных предприятий при изношенности оборудования и водонесущих инженерных коммуникаций может только усугубить  сложившееся неблагоприятное экологическое  состояние всего города. 

Опасные геологические  процессы и явления

Из опасных геологических процессов  на территории города преимущественное развитие имеют оползни и подтопление. В меньшей степени развиты  эрозионные процессы, набухание грунтов  и просадочные явления.

Оползни развиваются по склонам  долин речек Мутнянка, Мамайка, Ташла, Чла, Третья Речка и их притоков. Наиболее интенсивно оползни развиваются  в верховьях речек. Интенсивность  оползневой пораженности снижается  вниз по течению по мере выполаживания  и уменьшения высоты склонов долин  речек.

Для западной части города характерно спорадическое развитие просадочных  грунтов I и II типов. В восточной части  выделяются участки распространения  набухающих грунтов. Остальная часть  территории характеризуется развитием  слабо- и ненабухающих непросадочных  делювиально-элювиальных отложений. Широкое развитие имеют техногенные (насыпные) фунты.

Уровень грунтовых вод на территории города почти повсеместно находится  на глубине менее 5 м. Лишь на отдельных  участках в западной части города грунтовые воды залегают на большей  глубине. На значительной территории развивается  процесс подтопления, где глубина  до уровня грунтовых вод менее 3 м.

Другие опасные геологические  процессы и явления имеют крайне ограниченное, локальное развитие и  не играют заметной роли в формировании инженерно-геологических условий, являясь, в то же время, факторами, способствующими  развитию других процессов.

Геологические процессы нередко развиваются  одновременно, в условиях тесной связи  и взаимного влияния, образуя  непрерывные природные и природно-техногенные  комплексы и ассоциации. 

Оползни

По масштабам проявления и активности современных оползней город Ставрополь относится к одному из самых неблагополучных  городов России. Ежегодный ущерб  от оползней исчисляется десятками  миллионов рублей (в ценах 1990 г.). В селитебной части они сконцентрированы в 4-х оползневых районах: Мамайском, Мутнянском, Ташлянском и Члинском, где зафиксировано 213 оползней. Кроме  того, в пределах прирезанных к  городу значительных территорий также  развиты современные действующие  оползни, из которых наиболее крупных  насчитывается не менее 20. Они требуют  дополнительного изучения, т.к. имеющаяся  информация недостаточна.