Антропогенное влияние на геологическую среду Томской области: комплексный анализ, динамика процессов и методы мониторинга

Ежегодно нефтегазодобывающий комплекс Томской области добывает более 10 миллионов тонн нефти. Эта внушительная цифра является не просто показателем экономической мощи региона, но и отрезвляющим напоминанием о масштабном, порой необратимом влиянии человеческой деятельности на тонкую и уязвимую геологическую среду.

Введение: актуальность исследования и обзор геологической среды региона

Взаимодействие человека и окружающей среды – одна из центральных проблем XXI века. В условиях беспрецедентного технологического развития и роста населения, антропогенное воздействие на природные системы достигает критических масштабов, затрагивая все компоненты биосферы. Геологическая среда, как основа всех ландшафтов, воспринимает, трансформирует и аккумулирует последствия хозяйственной деятельности, реагируя на неё активизацией опасных процессов, изменением своего химического состава и физических свойств, а понимание этих изменений жизненно важно для обеспечения устойчивого развития и экологической безопасности.

Томская область, расположенная в самом сердце Западной Сибири, представляет собой уникальный объект для такого исследования, поскольку её природно-географическое положение определяет сложную совокупность факторов: обширные равнинные, преимущественно заболоченные территории, густая сеть крупных и малых рек, а также сложная геологическая структура, формирующаяся под влиянием длительных геологических процессов. На фоне этих природных особенностей регион характеризуется интенсивной хозяйственной деятельностью, прежде всего связанной с нефтегазодобычей, лесопромышленным комплексом, сельским хозяйством и развитием городской инфраструктуры. Все это создает предпосылки для многогранного и глубокого антропогенного воздействия на геологическую среду.

Целью настоящей работы является проведение углубленного, комплексного анализа антропогенного влияния на геологическую среду Томской области. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: систематизировать данные об основных источниках воздействия, оценить количественные и качественные изменения компонентов геологической среды, исследовать динамику активизации опасных геологических процессов и рассмотреть применяемые методы мониторинга. Структура материала последовательно раскрывает эти аспекты, от общих характеристик региона до конкретных последствий и стратегий управления.

Географическое положение и природно-геологические особенности Томской области

Томская область занимает значительную часть Западно-Сибирской равнины, простираясь с юго-востока на северо-запад и охватывая различные природные зоны – от южной тайги до лесотундры. Её рельеф преимущественно равнинный, сформированный мощными толщами рыхлых четвертичных отложений, что делает территорию особенно чувствительной к процессам эрозии, аккумуляции и подтопления. Характерной особенностью является обширная заболоченность, занимающая, по разным оценкам, от 39,5% до 50% площади региона. Эти болота играют ключевую роль в гидрологическом режиме, выступая как регуляторы стока и естественные фильтры, но при этом могут быть подвержены деградации под антропогенным влиянием.

Гидрографическая сеть региона чрезвычайно развита, здесь протекают крупнейшие реки Западной Сибири – Обь и её притоки, включая Томь, Чулым, Васюган. Эти реки являются не только транспортными артериями и источниками водных ресурсов, но и мощными геодинамическими факторами, активно формирующими рельеф берегов и пойм. Геологическое строение области представлено преимущественно осадочными породами мезозойского и кайнозойского возраста, подстилающимися древним докембрийским и палеозойским фундаментом. Эти толщи содержат значительные запасы полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа, что определяет вектор хозяйственного развития региона и, соответственно, характер антропогенного давления.

Климат Томской области резко континентальный, с холодной, продолжительной зимой и теплым, но относительно коротким летом. Значительная часть территории находится в зоне распространения многолетней мерзлоты, особенно на севере. Потепление климата, как часть глобальных изменений, может оказывать дополнительное воздействие на геологическую среду, активизируя процессы термокарста, солифлюкции и изменяя гидрогеологический режим. Все эти природные факторы в совокупности создают сложную и динамичную систему, которая чутко реагирует на любые внешние воздействия, особенно антропогенные.

Основные источники антропогенного воздействия на геологическую среду Томской области

Человеческая деятельность в Томской области, как и в любом активно развивающемся регионе, представляет собой многогранный комплекс факторов, каждый из которых оказывает своё специфическое, а зачастую и синергетическое, влияние на геологическую среду. Эта глава посвящена систематизации и детализации ключевых источников антропогенного воздействия.

Нефтегазодобывающий комплекс и трубопроводный транспорт

Самым мощным и специфическим источником антропогенной трансформации природной среды в Томской области является нефтегазодобывающий комплекс. Северные районы региона, богатые углеводородным сырьем, стали ареной интенсивной промышленной деятельности. В состав комплекса входят 9 основных предприятий, флагманом которых выступает ОАО "Томскнефть" ВНК, ежегодно извлекающее из недр более 10 млн тонн нефти.

Масштабы добычи требуют соответствующей инфраструктуры. Общая протяженность промысловых нефтегазотрубопроводов одного только ОАО "Томскнефть" ВНК составляет 3724 км, а по всей области она достигает почти 11 тыс. км. Эта сеть включает более 90 подводных переходов через водные объекты, что автоматически создает зоны повышенного экологического риска.

Риски и последствия аварий на трубопроводах:

• Загрязнение земель: Аварии на трубопроводных системах, вызванные подземной коррозией, браком строительно-монтажных работ, дефектами труб, механическими повреждениями или нарушениями правил эксплуатации, приводят к масштабному загрязнению земель нефтепродуктами. Это влечёт за собой деградацию почвенного покрова, изменение его физико-химических свойств и гибель растительности.
• Загрязнение атмосферного воздуха: Факельное сжигание попутного нефтяного газа, а также утечки и испарения на месторождениях, приводят к значительному загрязнению атмосферного воздуха в Парабельском, Каргасокском и Александровском районах. Выбросы включают оксиды азота, серы, углеводороды и сажу.
• Влияние на водные объекты: Разливы нефти представляют прямую угрозу водным экосистемам, вызывая массовую гибель гидробионтов и делая воду непригодной для питьевых и хозяйственных нужд.

Лесопромышленный комплекс

Томская область — один из крупнейших лесных регионов России. Леса занимают 91,5% территории области, а общий запас древесины оценивается в колоссальные 2,8 млрд кубометров. Лесопромышленный комплекс активно использует эти ресурсы. В 2020 году в области было заготовлено 7,19 млн кубометров леса, что на 0,7 млн кубометров больше, чем в 2019 году.

Влияние вырубки лесов на геологическую среду:

• Активизация эрозионных процессов: Уничтожение лесного покрова, особенно на склонах, приводит к усилению поверхностной эрозии почв, выносу рыхлых отложений и активизации оврагообразования.
• Изменение гидрологического режима: Леса играют ключевую роль в регулировании водного баланса. Масштабные вырубки могут приводить к изменению уровня грунтовых вод, увеличению поверхностного стока и, как следствие, к подтоплениям в низинах и пересыханию малых рек.
• Деградация почв: Вывоз древесины и использование тяжелой техники уплотняют почвы, нарушают их структуру, снижают плодородие и биологическую активность.

Однако стоит отметить, что регион прилагает усилия по восстановлению лесов. В 2020 году лесовосстановление было проведено на площади 46,7 тыс. га.

Сельскохозяйственная деятельность

Сельскохозяйственные угодья, несмотря на меньшую по сравнению с лесами площадь, являются существенным источником антропогенной нагрузки на геологическую среду. Вспашка и мелиорация земель, необходимые для повышения урожайности, могут иметь ряд негативных последствий:

• Усиление эрозии: Вспашка нарушает естественную структуру почвы, делая её более уязвимой для водной и ветровой эрозии. Потеря верхнего плодородного слоя почвы – одна из наиболее серьёзных проблем сельского хозяйства.
• Изменение гидрологического режима: Мелиоративные мероприятия, такие как осушение болот или создание ирригационных систем, кардинально меняют водный баланс территории, что может приводить к снижению уровня грунтовых вод, изменению состава почв и активизации процессов суффозии.
• Загрязнение почв и вод: Использование удобрений и пестицидов приводит к накоплению химических веществ в почвах и их вымыванию в поверхностные и подземные воды, что негативно сказывается на их качестве.

Промышленные и бытовые отходы, нарушение земель

Промышленное развитие и рост численности населения неизбежно сопровождаются образованием огромного количества отходов, которые представляют серьёзную угрозу для геологической среды.

Масштабы образования отходов:

• Твёрдые коммунальные отходы (ТКО): В 2021 году в Томской области образовано 304 979 тонн ТКО, из которых 303 716 тонн были захоронены. На одного жителя региона в 2024 году приходилось 301 кг бытового мусора. Эти объёмы свидетельствуют о серьёзной нагрузке на полигоны ТБО.
• Загрязнение почв и акваторий: В 2021 году зафиксировано 11 сообщений о загрязнении почв отходами производства и потребления и 15 сообщений о загрязнении акваторий водных объектов. Это говорит о несовершенстве систем утилизации и контроля.

Нарушение земель:

Нарушение земель происходит не только под отходами, но и при разработке месторождений полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строительных работ. Эти процессы включают:

• Изменение рельефа: Карьеры, отвалы, насыпи, выемки коренным образом меняют естественный рельеф, что может приводить к активизации склоновых процессов, изменению дренажа и гидрологического режима.
• Удаление почвенного покрова: Для доступа к полезным ископаемым или при строительстве происходит снятие плодородного слоя почвы, что приводит к его потере и деградации земель.
• Загрязнение: Строительные отходы, утечки горюче-смазочных материалов и других веществ загрязняют почву и прилегающие территории.

Радиоактивное загрязнение (Сибирский химический комбинат)

Сибирский химический комбинат (СХК) в Северске является одним из крупнейших ядерно-технологических комплексов России. Его деятельность исторически была основным источником потенциального радиоактивного загрязнения окружающей среды Томской области. За более чем 40-летний период работы комбината произошло свыше 30 аварийных инцидентов. Наиболее известная – авария 1993 года, которая привела к образованию зоны радиоактивного загрязнения площадью около 100 км² за пределами СХК.

Однако, необходимо отметить, что в последние годы ситуация значительно улучшилась. Согласно отчётам 2023-2024 годов, текущая радиационная обстановка в зоне наблюдения АО «СХК» является стабильной и соответствует фоновым значениям региона (0,07 мкЗв/ч). Предприятие демонстрирует значительные инвестиции в природоохранные мероприятия: 1,8 млрд рублей в 2024 году и общие затраты на охрану окружающей среды за 2020-2024 годы в размере 7,6 млрд рублей. Эти меры направлены на снижение воздействия и обеспечение безопасности.

Градостроительство и жилищно-коммунальное хозяйство

Рост городов и развитие инфраструктуры также оказывают существенное влияние на геологическую среду. В Томске, как и во многих крупных городах, эти процессы проявляются особенно ярко:

• Увеличение площади застройки: Появление новых микрорайонов, в том числе на левобережье реки Томь, ведёт к изъятию земель из естественного оборота, уплотнению грунтов и изменению поверхностного стока.
• Перепланировка и реконструкция: Изменение рельефа, засыпка оврагов и логов, прокладка коммуникаций в центральной части города Томска активно влияют на развитие овражной эрозии. На территории города составлена карта распространения оврагов, включающая 23 полигона, что свидетельствует о системности этой проблемы.
• Утечки из коммуникаций: Неисправности водонесущих коммуникаций жилищно-коммунального хозяйства приводят к повышению уровня грунтовых вод, что является одним из факторов подтопления городских территорий.
• Барражный эффект: Строительство на свайных фундаментах может создавать так называемый "барражный эффект", препятствуя естественному движению подземных вод и способствуя их застою и подъёму уровня.

Выбросы промышленных предприятий и ТЭК

Воздействие на геологическую среду проявляется не только в прямом контакте, но и через атмосферу. Предприятия топливно-энергетического комплекса и устаревшее котельное оборудование являются крупными загрязнителями атмосферного воздуха в населённых пунктах.

Объёмы и состав выбросов:

• Суммарный объём: В 2022 году суммарный объём выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников в Томской области составил 159,716 тыс. тонн.
• Крупные загрязнители Томска: В городе Томске три предприятия первой категории опасности – Томская ТЭЦ-2, Томская ГРЭС и ОАО «Томский нефтехимический завод» – отвечают за 92,37% общегородского вала выбросов от промышленных предприятий, составляющего 70200,7186 тонн/год.
• Основные загрязняющие вещества: В 2002 году основными загрязняющими веществами были оксид углерода (137,51 тыс. т), углеводороды (58,73 тыс. т), твёрдые вещества (37,39 тыс. т), оксиды азота (16,81 тыс. т) и диоксид серы (10,18 тыс. т). Эти вещества, попадая в атмосферу, затем оседают на поверхность земли с осадками, загрязняя почвы, поверхностные воды и растительность.

Все перечисленные источники воздействия действуют не изолированно, а в сложной взаимосвязи, создавая кумулятивный эффект и усугубляя деградацию геологической среды региона.

Изменения компонентов геологической среды под антропогенным влиянием

Антропогенное воздействие на геологическую среду Томской области не ограничивается лишь локальными изменениями; оно вызывает системные трансформации во всех её компонентах. От почвенного покрова до глубоких подземных горизонтов, каждый элемент геологической среды претерпевает количественные и качественные изменения, которые могут иметь долгосрочные и необратимые последствия.

Трансформация почвенного покрова

Почвенный покров является одним из наиболее чувствительных индикаторов антропогенного воздействия. Его деградация проявляется в изменении физико-химических свойств, потере плодородного слоя и загрязнении токсичными веществами.

Загрязнение тяжёлыми металлами и углеводородами:
Одной из наиболее острых проблем является загрязнение почв тяжёлыми металлами и углеводородами. В частности, на нефтяных месторождениях южно-таёжной подзоны Томской области наблюдается выраженное накопление:

• Тяжёлых металлов: Медь (Cu), цинк (Zn), свинец (Pb), кадмий (Cd) и другие элементы, которые являются токсичными даже в малых концентрациях, накапливаются в верхних горизонтах почв, попадая туда как из промышленных выбросов, так и в результате разливов нефтепродуктов.
• Нефтепродуктов: Разливы нефти и газового конденсата приводят к пропитке почв углеводородами, что нарушает их водно-воздушный режим, подавляет жизнедеятельность микроорганизмов и снижает биологическую продуктивность.
• Серные соединения: Увеличение содержания серы в почвах часто является следствием атмосферных выбросов промышленных предприятий и процессов окисления серосодержащих углеводородов.

Примеры превышения фоновых показателей:
В почвах города Томска, крупного промышленного и городского центра, зафиксировано превышение фонового содержания бария в 5 раз. Барий, хотя и является природным элементом, в повышенных концентрациях может представлять опасность для здоровья человека и экосистем.

Нарушение земель:
Помимо химического загрязнения, остро стоит проблема физического нарушения земель. В 2021 году площадь нарушенных земель в Томской области составила 1209 га, что, хоть и ниже показателя 2020 года (2086 га), всё равно остаётся значительной величиной. Эти нарушения происходят при:

• Разработке месторождений полезных ископаемых: Карьеры, отвалы, шламонакопители.
• Проведении геологоразведочных работ: Бурение скважин, прокладка сейсмопрофилей.
• Строительных работах: Создание дорог, промышленных и жилых объектов.

Освоение таких перспективных объектов, как Бакчарское железорудное месторождение, может приводить к потен��иальному геоэкологическому риску загрязнения почвенного покрова не только тяжёлыми металлами, но и радиоактивными элементами, которые могут сопутствовать рудам.

Загрязнение поверхностных и подземных вод

Водные ресурсы Томской области, богатые и разнообразные, также подвергаются значительному антропогенному давлению, что приводит к изменению их химического состава и деградации качества.

Загрязнение нефтепродуктами:
Интенсивная нефтедобыча в северных районах области неизбежно сопровождается сбросом нефтепродуктов в таёжные реки и болота, что имеет катастрофические последствия для водных экосистем. Яркий пример — инцидент в ноябре 2022 года, когда Следственный комитет начал расследование загрязнения реки Томь, где пробы воды на некоторых участках показали превышение содержания нефтепродуктов в 286 раз. Это не только угроза биоразнообразию, но и потенциальная опасность для водоснабжения населённых пунктов. Подробнее о том, как эти загрязнения влияют на активизацию опасных геологических процессов, читайте в разделе Активизация опасных геологических процессов.

Низкое качество питьевой воды:
В природных источниках питьевой воды повсеместно наблюдается превышение концентраций железа, марганца и других металлов. Низкое качество подземных и поверхностных вод часто обусловлено как естественными причинами (например, высокие содержания железа и органических веществ, поступающих из болот), так и техногенными факторами.

• Железо и марганец: Предельно допустимая концентрация (ПДК) железа в питьевой воде составляет 0,3 мг/л, а марганца — 0,1 мг/л. Превышение этих норм может вызывать заболевания печени, почек, центральной нервной системы, аллергические реакции и ухудшать органолептические свойства воды (цвет, запах, вкус).

Техногенное загрязнение основных водных артерий:
Основные водные артерии, такие как Томь и Обь, содержат высокие концентрации техногенных загрязнений, поступающих, в том числе, из соседних областей. В 2017 году вода в реке Томь была оценена как "очень загрязнённая" и "загрязнённая", с превышением ПДК по 9 из 14 исследованных ингредиентов, включая:

• Нефтепродукты
• Цинк (Zn)
• Медь (Cu)
• Фенолы
• Железо (Fe)
• Нитритный азот (NО₂^—)

Это делает поверхностные воды рек Обь и Томь в основном пригодными лишь для технических нужд, что значительно ограничивает их использование для питьевого водоснабжения и рекреации.

Изменения рельефа и гидрографической сети

Рельеф Томской области, преимущественно равнинный, с обширными заболоченными территориями (от 39,5% до 50% площади региона), чутко реагирует на техногенно-антропогенные процессы.

Техногенная трансформация рельефа:

• Добыча полезных ископаемых: Открытая разработка месторождений приводит к созданию карьеров, отвалов, изменению естественных уклонов и дренажных систем.
• Вырубка лесов: Уничтожение лесного покрова ослабляет почвозащитные функции, что усиливает процессы плоскостной и овражной эрозии.
• Вспашка и мелиорация земель: Эти агротехнические мероприятия меняют микрорельеф, способствуют уплотнению почв, а мелиорация может вызывать оседание торфяников и изменение естественного рельефа заболоченных участков.

Изменения гидрографической сети:
Антропогенное воздействие может приводить к спрямлению русел рек, созданию водохранилищ, изменению режима стока, что, в свою очередь, влияет на процессы речной эрозии и аккумуляции, а также на уровень грунтовых вод.

Гидрогеологические изменения

Подземные воды, будучи скрытым, но стратегически важным компонентом геологической среды, также подвергаются значительным изменениям.

Мониторинг подземных вод:
Мониторинг подземных вод фиксирует изменения их уровневого, температурного и гидрохимического режима под воздействием хозяйственной деятельности.

• Снижение уровня подземных вод: Исследования многолетних изменений уровней подземных вод в верхней гидродинамической зоне (глубиной до 50 м), проводившиеся с середины 1960-х по 2003 годы, показали снижение уровня на 1-5 м. Это может быть связано как с отбором воды для хозяйственных нужд, так и с осушением территорий. Снижение уровня влияет на удельные дебиты скважин, делая водозабор более сложным и дорогостоящим.
• Изменение гидрохимических условий: Изучение гидрохимических условий позволяет выявлять показатели загрязнения геологической среды. Например, проникновение техногенных загрязнителей с поверхности в водоносные горизонты изменяет состав подземных вод, делая их непригодными для питья.
• Температурный режим: Изменения температурного режима подземных вод могут быть связаны с тепловыми выбросами промышленных предприятий или изменением температуры поверхностных вод, которые инфильтруются в грунт.

Эти комплексные изменения в почвах, поверхностных и подземных водах, а также в рельефе, свидетельствуют о глубоком и многофакторном влиянии человека на геологическую среду Томской области, требующем пристального внимания и адекватных мер реагирования.

Активизация опасных геологических процессов в Томской области

Антропогенное воздействие не только изменяет компоненты геологической среды, но и катализирует развитие опасных экзогенных геологических процессов (ЭГП), представляющих прямую угрозу для инфраструктуры, населения и природного баланса. Томская область, с её специфическим геологическим строением и климатическими условиями, особенно подвержена таким явлениям.

Овражная эрозия

Овражная эрозия является одним из наиболее широко распространённых и активных ЭГП в Томской области, проявляясь особенно интенсивно на склонах междуречий, обращённых к речным долинам, на правобережье реки Иртыш, в долине реки Омь и на склонах крупных озёрных котловин. В этих местах протяжённость отдельных оврагов может достигать 2 км, а масштабы проблемы подтверждаются статистикой: в 2022 году на территории области было выявлено 42 проявления овражной эрозии.

Угроза для городской среды:
В городе Томске овражная эрозия, наряду с оползневыми процессами и подтоплением, представляет серьёзную угрозу разрушения жилых домов, производственных зданий и инженерных коммуникаций. На территории города составлена подробная карта распространения оврагов, включающая 23 полигона, что свидетельствует о системном характере проблемы.

Связь с антропогенным воздействием:
Развитие овражной эрозии в Томске напрямую связано с урбанизацией:

• Расширение площади застройки: Новые микрорайоны и промышленные объекты приводят к уплотнению грунтов, изменению гидрологического режима и концентрации поверхностного стока.
• Перепланировка и реконструкция города: Засыпка естественных логов и оврагов без должного инженерно-геологического обоснования, а также создание новых насыпей и выемок, нарушают природный дренаж, способствуя формированию новых эрозионных очагов.
• Неэффективные ливневые системы: Отсутствие или неэффективность ливневой канализации приводит к концентрированному сбросу воды по склонам, что усиливает размыв грунта.

Несмотря на то, что в 2022 году общая активность овражной эрозии снизилась по сравнению с 2021 годом (за исключением участка автодороги Р-225), эта проблема остаётся актуальной и требует постоянного мониторинга и комплексных инженерных решений.

Гравитационные процессы (оползни)

Гравитационные процессы, прежде всего оползни, являются одними из наиболее развитых в Томской области, особенно в приречных зонах, сложенных рыхлыми осадочными породами. В 2022 году активность гравитационных процессов изучалась на 15 пунктах наблюдений, из которых на 3 пунктах она соответствовала высокому уровню, на 12 — среднему. Это свидетельствует о повсеместной, хотя и дифференцированной по интенсивности, угрозе.

Наиболее активные зоны и их последствия:

• Колпашево: Этот город является одним из наиболее подверженных оползням, особенно вдоль берегов Оби. Максимальная скорость разрушения берегового уступа достигла 7,45 м/год (в 2021 году — 8,5 м/год). Постоянное отступание берега создаёт опасность разрушения жилых и хозяйственных строений, а также дорог в прибрежной части города, приводя к ежегодному переселению жителей и демонтажу строений из опасной зоны.
• Сёла Первомайское и Зырянское: В Первомайском скорость разрушения берегового уступа достигла 9,8 м/год, что превышает показатели 2019 года, а в Зырянском — 4,9 м/год. Эти примеры демонстрируют не только высокую активность оползней, но и их динамику, которая может меняться под влиянием как природных (например, паводков), так и антропогенных факторов (например, изменение режима стока, застройка берегов).

Оползневые процессы в 2022 году характеризовались преимущественно средней степенью активности, однако даже средняя активность при длительном воздействии способна нанести существенный ущерб. Обсудим, как эти последствия влияют на социально-экономическую сферу в разделе Экологические и социально-экономические последствия.

Речная боковая эрозия

Речная боковая эрозия является одним из наиболее активных экзогенных геологических процессов в регионе. Статистика поражает: более 80% случаев подверженности населённых пунктов негативным геологическим процессам в Томской области обусловлены горизонтальными деформациями рек. Это означает, что большинство угроз для населённых пунктов вдоль рек связано именно с подмывом и разрушением берегов.

Скорости размыва:
На малых полугорных реках юго-востока Томской области средняя скорость размыва берегов составляет 0,2-0,6 м/год, достигая максимальных значений 0,9-1,5 м/год. Эти цифры могут показаться небольшими, но в долгосрочной перспективе они приводят к значительному отступанию береговой линии и потере территорий.

Влияние на другие процессы:
Интенсивный подмыв и разрушение берегов Обью и её притоками не только напрямую угрожают прибрежным объектам, но и способствуют развитию других склоновых процессов, таких как:

• Суффозия: Вынос мелких частиц грунта потоками воды.
• Образование оврагов: Разрушение береговых уступов облегчает зарождение новых оврагов.
• Оползни: Переувлажнение и подмыв основания склонов дестабилизируют их, провоцируя оползни.

Суффозия, заболачивание и подтопление

Эти три процесса часто взаимосвязаны и представляют собой серьёзную геоэкологическую проблему для Томской области.

Суффозия:
Суффозия — это процесс выноса мелких частиц грунта подземными водами, что приводит к образованию пустот и провалов. Она значительно снижает устойчивость склонов, способствуя зарождению оврагов, оползней и обвалов. Проявления суффозии встречаются почти повсеместно на территории города Томска, что обусловлено наличием легковымываемых песчаных и супесчаных грунтов. В настоящее время ведутся исследования по оценке суффозионной устойчивости 26 разновидностей песчаных и крупнообломочных грунтов, что свидетельствует о признании серьёзности этой проблемы.

Заболачивание:
На территории Западно-Сибирской низменности, включая Томскую область, наблюдается обширное заболачивание и подтопление. Северная часть Томской области характеризуется избыточным увлажнением, где заболачивание охватывает 30-40% территорий. Этот процесс является естественным для региона, но может усугубляться под антропогенным влиянием (например, при нарушении дренажа, вырубке лесов).

Подтопление:
Подтопление – это повышение уровня грунтовых вод до критических отметок, приводящее к затоплению подвалов, нарушению работы коммуникаций и деградации растительности. В 2022 году в Сибирском федеральном округе (СФО) было зафиксировано 33 проявления процессов подтопления.
В городе Томске подтопление обусловлено как естественными, так и техногенными факторами:

• Естественные факторы: Высокий уровень паводковых вод, обилие осадков.
• Техногенные факторы:
  • Подъём уровня грунтовых вод вследствие утечек из водонесущих коммуникаций: Неисправности в системах водоснабжения и канализации приводят к инфильтрации воды в грунт.
  • Засыпка оврагов и логов: Нарушение естественных дренажных путей.
  • Барражный эффект при строительстве на свайных фундаментах: Сваи могут препятствовать естественному движению подземных вод, создавая "плотину" и вызывая их подъём.

Эти активные геологические процессы в совокупности создают сложную геоэкологическую ситуацию в Томской области, требуя постоянного внимания, комплексных исследований и разработки эффективных стратегий по минимизации рисков.

Методы и технологии мониторинга и оценки антропогенного воздействия на геологическую среду

Для эффективного управления геоэкологическими рисками и снижения антропогенного воздействия на геологическую среду необходимо наличие развитой системы мониторинга и оценки. Томская область, сталкиваясь с многообразными вызовами, активно внедряет и развивает различные подходы – от классических полевых наблюдений до передовых дистанционных технологий.

Система государственного мониторинга состояния недр (ГМСН)

Основой для понимания динамики изменений в геологической среде служит Система государственного мониторинга состояния недр (ГМСН). Это комплексная государственная система, включающая регулярные наблюдения, сбор, обработку и анализ информации, предназначенную для оценки состояния недр и прогноза их изменений под влиянием как природных, так и техногенных факторов.

Ключевые функции ГМСН:

• Регулярные наблюдения: Систематический сбор данных о параметрах геологической среды.
• Оценка состояния недр: Анализ текущих условий и выявление отклонений от нормы.
• Прогнозирование изменений: Моделирование возможных сценариев развития ситуации.
• Выявление опасных процессов: Идентификация активизации экзогенных геологических процессов и других угроз.
• Информационная поддержка: Предоставление данных для принятия управленческих решений.

В Томской области важную роль в организации и ведении мониторинга состояния недр, подземных вод и экзогенных геологических процессов на территории региона и Сибирского федерального округа играет ООО "Томскгеомониторинг", выступающее как ключевой исполнитель в этой сфере.

Мониторинг подземных вод

Мониторинг подземных вод – это критически важный компонент ГМСН, позволяющий отслеживать состояние одного из наиболее уязвимых и ценных ресурсов геологической среды. Он осуществляется по государственной опорной и объектным наблюдательным сетям, организованным по принципу годовых циклов.

Параметры наблюдений:

• Уровень подземных вод: Измеряется регулярно, позволяет фиксировать снижение или подъём уровня, вызванные водоотбором, изменениями в режиме поверхностного стока или техногенными утечками.
• Температура воды: Важный индикатор гидродинамических процессов и возможного теплового загрязнения.
• Химический состав: Включает анализ на содержание основных ионов (кальций (Са²⁺), магний (Mg²⁺), натрий (Na⁺), калий (K⁺), хлориды (Cl^—), сульфаты (SO₄^2-), бикарбонаты (HCO₃^—)), микроэлементов, тяжёлых металлов, нефтепродуктов, фенолов, нитритов (NO₂^—), нитратов (NO₃^—). Позволяет выявлять загрязнения природного и техногенного характера.
• Физические свойства: Цветность, мутность, запах, pH, электропроводность.
• Микробиологические показатели: Определение наличия бактерий, колиформных организмов, указывающих на фекальное загрязнение и проникновение поверхностных вод.
• Радиологические показатели: Измерение активности радионуклидов, особенно актуально для зон влияния ядерных объектов.
• Величина водоотбора (дебиты скважин): Позволяет оценивать интенсивность использования подземных вод и влияние на их запасы.

Мониторинг экзогенных геологических процессов (ЭГП)

Мониторинг ЭГП является ещё одним столпом геоэкологического наблюдения, ориентированным на изучение динамики опасных геологических явлений, таких как оползни, овраги, суффозия и подтопления. Он проводится на специально организованных участках (пунктах) наблюдения.

Методика и состав наблюдений:
Состав наблюдений определяется типом изучаемых процессов и масштабами их проявлений, включает комплекс как наземных, так и дистанционных методов исследований:

• Динамика и активность развития ЭГП: Измерение скоростей смещений (для оползней), темпов роста оврагов, частоты проявлений подтоплений.
• Региональная поражённость территорий: Картографирование и оценка пространственного распространения ЭГП.
• Природные и природно-техногенные факторы: Анализ причин, вызывающих активизацию процессов (климатические условия, геологические особенности, антропогенная нагрузка).
• Воздействие ЭГП на объекты хозяйствования: Оценка ущерба для инфраструктуры, сельского хозяйства, жилых массивов.

Предложения для Бакчарского месторождения:
Ввод в эксплуатацию Бакчарского железорудного месторождения, как потенциального источника значительных изменений геологической среды, обуславливает необходимость создания специализированной системы мониторинга. Предложенные точки постоянного мониторинга включают изучение:

• Поверхностных и подземных вод
• Донных отложений
• Пылеаэрозольного загрязнения снегового покрова
• Почв
• Биосубстрата
• Радиационной характеристики

Это позволит заблаговременно выявлять негативные изменения и принимать корректирующие меры.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) и ГИС-технологии

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) революционизировало подходы к мониторингу геологической среды, предоставляя данные с высоким пространственным и временным разрешением. В сочетании с Геоинформационными системами (ГИС), ДЗЗ становится мощным инструментом для идентификации и анализа поверхностных проявлений опасных инженерно-геологических процессов.

Применение ДЗЗ в геоэкологическом мониторинге:

• Идентификация оползней: ДЗЗ эффективно для идентификации оползней и районирования территории по оползневой опасности, так как спутниковые снимки фиксируют:
  • Большие размеры оползневых тел
  • Характерные изменения рельефа (террасы, отрывы, валы)
  • Нарушения растительного покрова (изгибы стволов деревьев, изменение видового состава)
• Изучение карстового процесса: Спутниковая интерферометрия является перспективным методом для изучения карстового процесса, позволяя выявлять деформации земной поверхности с миллиметровой точностью. Хотя прямая идентификация карстопроявлений размером менее 30 м по открытым данным ДЗЗ затруднительна, косвенные признаки (например, оседания поверхности) могут быть обнаружены.
• Оценка эрозионного процесса: Цифровая модель рельефа (ЦМР), построенная на основе данных ДЗЗ, используется для оценки подверженности территории эрозионному процессу путём анализа уклонов, экспозиции склонов и гидрографической сети.

Лабораторные исследования

Неотъемлемой частью комплексного мониторинга являются лабораторные исследования, позволяющие проводить точный химический, физический и биологический анализ отобранных проб.

Роль аккредитованных лабораторий:
Аккредитованные гидрохимические лаборатории, как, например, лаборатория ООО "Томскгеомониторинг", работающая с 1998 года и являющаяся независимой, играют ключевую роль. Аккредитация в соответствии с ГОСТ ISO/IEC 170 гарантирует высокое качество и достоверность результатов исследований.
Лаборатории выполняют комплексные анализы:

• Состава подземных и поверхностных вод: Для определения качества питьевых вод, выявления загрязнений.
• Сточных вод: Для контроля соблюдения нормативов сброса.
• Почв: Для оценки загрязнения тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, агрохимикатами.
• Донных отложений: Для выявления кумулятивного загрязнения водоёмов.

В совокупности эти методы и технологии обеспечивают многомерный и всесторонний подход к мониторингу и оценке антропогенного воздействия на геологическую среду Томской области, что является фундаментом для разработки научно обоснованных природоохранных мероприятий.

Экологические и социально-экономические последствия, меры по снижению воздействия

Антропогенное влияние на геологическую среду Томской области не остаётся без ответа, порождая целый каскад экологических и социально-экономических последствий. От деградации природных систем до прямой угрозы здоровью населения и экономической стабильности региона – все эти аспекты требуют глубокого осмысления и разработки эффективных стратегий по минимизации ущерба.

Экологические и социально-экономические последствия

Изменения в геологической среде оказывают комплексное воздействие, затрагивая как природные, так и общественные сферы:

• Влияние на здоровье населения:
  • Загрязнение воды: Превышение ПДК по железу, марганцу, нефтепродуктам и другим токсичным веществам в питьевой воде напрямую влияет на здоровье, вызывая заболевания печени, почек, центральной нервной системы, аллергические реакции.
  • Загрязнение почв: Накопление тяжёлых металлов и углеводородов в почвах приводит к их попаданию в пищевые цепи, что может быть причиной хронических интоксикаций и онкологических заболеваний.
  • Загрязнение атмосферного воздуха: Выбросы промышленных предприятий и ТЭК (оксиды углерода, азота, серы, твёрдые частицы) способствуют росту респираторных заболеваний, сердечно-сосудистых патологий среди населения.
• Ущерб инфраструктуре:
  • Разрушение домов, дорог: Активизация оползней, овражной эрозии, суффозии и подтоплений приводит к деформации и разрушению жилых домов, промышленных зданий, автомобильных и железных дорог, линий электропередач и других инженерных коммуникаций. Ежегодное переселение жителей из опасных зон, как, например, в Колпашево, влечёт за собой значительные социальные и экономические издержки.
  • Деградация сельскохозяйственных земель: Эрозия, загрязнение и заболачивание снижают плодородие почв, что ведёт к потере сельскохозяйственных угодий и убыткам для агропромышленного комплекса.
• Воздействие на биоразнообразие: Загрязнение почв и вод, трансформация рельефа, вырубка лесов приводят к деградации естественных экосистем, сокращению ареалов обитания видов, снижению биоразнообразия. Особо страдают водные объекты, где массовая гибель гидробионтов нарушает экологическое равновесие.
• Экономические потери: Все перечисленные последствия оборачиваются значительными экономическими потерями для региона – затраты на ликвидацию аварий, восстановление инфраструктуры, лечение населения, снижение продуктивности земель и лесов, а также потеря инвестиционной привлекательности территорий.

Нормативно-правовая база и природоохранные программы

Для противодействия негативному антропогенному воздействию в Российской Федерации и Томской области сформирована система нормативно-правовых актов и природоохранных программ:

• Федеральное законодательство: Основу составляют Федеральные законы "Об охране окружающей среды", "О недрах", "Об отходах производства и потребления", "Об охране атмосферного воздуха", "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" и другие. Они устанавливают общие принципы, нормативы и требования к природопользованию.
• Региональные программы: На уровне Томской области разрабатываются и реализуются целевые программы, направленные на снижение загрязнения окружающей среды, развитие системы обращения с отходами, сохранение лесов и водных ресурсов. Примером может служить Государственная программа Томской области "Охрана окружающей среды, воспроизводство и использование природных ресурсов Томской области".
• Экологическая экспертиза: Проекты хозяйственной деятельности, оказывающие значительное воздействие на окружающую среду, подлежат обязательной государственной экологической экспертизе.

Предлагаемые меры и перспективные направления

Для снижения антропогенного воздействия и реабилитации геологической среды необходимо применение комплексных и многоуровневых мер:

• Инвестиции предприятий в природоохранные мероприятия: Показательным является пример АО «СХК», которое инвестировало 1,8 млрд рублей в 2024 году и 7,6 млрд рублей за 2020-2024 годы в охрану окружающей среды. Подобные инициативы должны стать нормой для всех крупных промышленных предприятий.
• Развитие и внедрение "зелёных" технологий: Переход на наилучшие доступные технологии (НДТ) в промышленности, снижение выбросов и сбросов, повышение эффективности использования ресурсов.
• Мониторинг новых объектов и территорий: Включение в систему мониторинга потенциально опасных объектов, таких как Бакчарское железорудное месторождение. Предложенные мероприятия включают комплексное изучение:
  • Поверхностных и подземных вод
  • Донных отложений
  • Пылеаэрозольного загрязнения снегового покрова
  • Почв
  • Биосубстрата
  • Радиационной характеристики

  Это позволит не только контролировать текущее состояние, но и прогнозировать изменения, разрабатывая упреждающие меры.

• Эффективное управление отходами: Внедрение принципов экономики замкнутого цикла, развитие переработки и утилизации отходов, сокращение объёмов захоронения ТКО, рекультивация старых полигонов.
• Рекультивация нарушенных земель: Проведение комплекса мероприятий по восстановлению продуктивности и экологической ценности земель, нарушенных добычей полезных ископаемых, строительством или загрязнением.
• Инженерная защита территорий: Строительство противооползневых сооружений, берегоукрепительных работ, систем ливневой канализации, дренажных систем для борьбы с овражной эрозией, подтоплениями и оползнями в населённых пунктах.
• Экологическое образование и просвещение: Повышение уровня экологической культуры населения, формирование ответственного отношения к природным ресурсам.
• Адаптация к изменению климата: Разработка стратегий, учитывающих влияние глобального потепления на геологическую среду региона, особенно в части таяния многолетней мерзлоты и изменения гидрологического режима.

Реализация этих мер, основанная на данных мониторинга и научных исследованиях, позволит минимизировать негативное антропогенное воздействие и обеспечить устойчивое развитие Томской области.

Заключение

Проведённый комплексный анализ антропогенного влияния на геологическую среду Томской области убедительно демонстрирует сложный и многофакторный характер взаимодействия человека с природными системами региона. От масштабной деятельности нефтегазодобывающего и лесопромышленного комплексов до последствий градостроительства и жилищно-коммунального хозяйства – каждый аспект хозяйственной деятельности оставляет свой отпечаток, трансформируя рельеф, химический состав почв, поверхностных и подземных вод, а также активизируя опасные экзогенные геологические процессы.

Ключевые выводы исследования подчеркивают:

1. Масштабность воздействия: Нефтегазодобыча, с её протяжённой трубопроводной инфраструктурой, является доминирующим источником загрязнения земель и атмосферы, особенно в северных районах. Лесопромышленный комплекс, несмотря на меры лесовосстановления, вызывает эрозионные процессы и изменяет гидрологический режим.
2. Деградация компонентов среды: Почвенный покров страдает от накопления тяжёлых металлов и углеводородов, а также от физических нарушений. Водные объекты, включая Обь и Томь, демонстрируют значительное превышение ПДК по ряду загрязнителей, что делает их пригодными преимущественно для технических нужд и ставит под угрозу питьевое водоснабжение. Гидрогеологические изменения проявляются в снижении уровня подземных вод и изменении их химического состава.
3. Активизация опасных процессов: Томская область является ареной активного развития овражной эрозии (42 проявления в 2022 году, 23 полигона в Томске), гравитационных процессов, в частности оползней (скорости разрушения берегов до 9,8 м/год в Первомайском), и речной боковой эрозии (более 80% угроз населённым пунктам). Суффозия, заболачивание и подтопление, обусловленные как природными, так и техногенными факторами, усугубляют геоэкологическую ситуацию.
4. Развитая система мониторинга: Для оценки и контроля этих процессов функционируют Государственная система мониторинга состояния недр (ГМСН), специализированный мониторинг подземных вод и экзогенных геологических процессов, активно применяются методы дистанционного зондирования Земли и ГИС-технологии, а также лабораторные исследования.

Сложившаяся ситуация требует не только дальнейшего углублённого мониторинга, но и разработки комплексных, междисциплинарных стратегий устойчивого природопользования. Перспективы дальнейших исследований включают:

• Количественное моделирование: Разработка прогнозных моделей развития опасных геологических процессов с учётом сценариев изменения климата и антропогенной нагрузки.
• Оценка кумулятивного эффекта: Изучение синергетического воздействия различных источников загрязнения и геодинамических процессов.
• Экономическая оценка ущерба: Более детальная экономическая оценка последствий деградации геологической среды для региональной экономики и социальной сферы.
• Разработка адаптационных стратегий: Создание и внедрение инженерно-геологических и природоохранных решений, учитывающих специфику региона и направленных на минимизацию рисков.

Только такой системный подход позволит обеспечить экологическую безопасность и устойчивое развитие Томской области, сохраняя её уникальное природное богатство для будущих поколений.

Список использованной литературы

1. Котлов, Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. М.: Недра, 1978. 263 с.
2. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области, 2010 г.
3. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей природной среды Российской Федерации в 2010 году», 2010 г.
4. Адам, A.M., Новоселов, А.Л., Чепурных, Н.В. Экологические проблемы регионов России, Томская область. Информационный выпуск 6. Москва, 2000.
5. Торопов, А.В. Региональная экологическая политика: Томская область. Москва, 2011.
6. Борисенко, А.Л. Бриофлора юго-востока Томской области, 2012 г.
7. Муштаков, Д.А. Экономическая оценка проектов формирования транспортных коммуникаций в районах нового освоения, 2011 г.
8. Быков, А.А., Мурзин, Н.В. Основные критерии безопасности для человека и природы. М., 1993.
9. Мананков, А.В. Геологическая среда и техносфера: квантовые процессы и жизнь, самоорганизация. ТГАСУ, 2012.
10. Реймерс, Н.Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990.
11. Чепурных, Н.В., Новоселов, А.Л. Экономика и экология: развитие и катастрофы: монография. М.: Наука, 1996.
12. Шарыгин, М.Д. Эколого-экономические районы. Пермь, 1995.
13. Эколого-экономические проблемы природопользования в Сибири: тезисы докл. Новосибирск, 1992.
14. Никитчук, К.Л., Хазиахметова, Ю.А. Последствия антропогенной трансформации природной среды Томской области // Проблемы региональной экологии. 2021. № 6. С. 43-47.
15. Доклад «Об экологической ситуации в Томской области в 2023 году». URL: https://oblkompriroda.tomsk.gov.ru/ (дата обращения: 09.10.2025).
16. Региональная активность опасных ЭГП СФО (2022 г.). URL: https://sfo.geomonitoring.ru/ (дата обращения: 09.10.2025).
17. Андреева, Т.А., Чурилова, Т.А. Экологические проблемы нефтегазодобывающих районов Томской области и основные пути их решения // Безопасность жизнедеятельности. 2008. № 4. С. 41-45.
18. Мониторинг состояния недр — ООО Томскгеомониторинг. URL: https://tomskgeomonitoring.ru/monitoringsostoyaniya-nedr (дата обращения: 09.10.2025).
19. О состоянии и об охране окружающей среды Томской области в 2018 году. URL: https://oblkompriroda.tomsk.gov.ru/ (дата обращения: 09.10.2025).
20. Томская область выбилась в лидеры по темпам восстановления нарушенных земель. URL: https://finexpertiza.ru/press-service/researches/2022/neg-vozd-na-poch/ (дата обращения: 09.10.2025).
21. В Томской области рекультивация бывшего мусорного полигона займет восемь лет. URL: https://fedpress.ru/news/70/ecology/2418482 (дата обращения: 09.10.2025).
22. СПРАВКА О СОСТОЯНИИ И ПЕРСПЕКТИВАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ (на 15.06.2020 г.). URL: https://tomsk.gov.ru/econumic/ (дата обращения: 09.10.2025).
23. Геотуризм в Томской области. URL: https://wiki.tpu.ru/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%BC_%D0%B2_%D0%A2%D0%BE%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8 (дата обращения: 09.10.2025).
24. Каковы экологические проблемы Томской области? URL: https://www.nbcrs.org/ekologiya/tomskaya-oblast.html (дата обращения: 09.10.2025).
25. Томская область поднялась в российском экологическом рейтинге. URL: https://tomsk.ru/news/view/171542 (дата обращения: 09.10.2025).
26. Экзогенные геологические процессы — Сибирский региональный центр ГМСН. URL: https://sfo.geomonitoring.ru/ekzogennye-geologicheskie-processy (дата обращения: 09.10.2025).
27. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2023 году». URL: https://www.mnr.gov.ru/ (дата обращения: 09.10.2025).
28. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ СРЕД РАЙОНА БАКЧАРСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/geoekologicheskiy-monitoring-prirodnyh-sred-rayona-bakcharskogo-zhelezorudnogo-mestorozhdeniya-tomskaya-oblast (дата обращения: 09.10.2025).
29. Эколого-геохимические особенности природных сред Томского района. URL: http://green.tsu.ru/ (дата обращения: 09.10.2025).
30. К вопросу изучения опасных инженерно-геологических процессов с применением данных дистанционного зондирования земли. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-izucheniya-opasnyh-inzhenerno-geologicheskih-protsessov-s-primeneniem-dannyh-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli (дата обращения: 09.10.2025).
31. Оценка овражной эрозии на территории г. Томска c использованием ГИС-технологий. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-ovrazhnoy-erozii-na-territorii-g-tomska-c-ispolzovaniem-gis-tehnologiy (дата обращения: 09.10.2025).
32. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕРРИТОРИИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ В РАЗРЕЗЕ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/geoekologicheskoe-sostoyanie-territorii-tomskoy-oblasti-v-razreze-munitsipalnyh-obrazovaniy (дата обращения: 09.10.2025).