Cборник докладов IV международной конференции аспирантов и студентов "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов".- Донецк: ДонНТУ, 2005.

Задача правильного определения источников загрязнения окружающей среды, а также интенсивности и масштаба воздействия каждого из них является ключевой при решении любых экологических проблем. Именно ее грамотное решение позволяет природоохранным органам предъявлять обоснованные претензии к предприятиям-загрязнителям. А последних побуждает предпринимать конкретные действия для снижения или предотвращения влияния на окружающую среду.

Однако, несмотря на очевидность вышесказанного, у нас в стране до сих пор не имеется утвержденной методики выявления источников загрязнения. Такая методика была разработана и многократно проверена на практике сотрудниками организации ПЭС «Донбасс-Азовье, XXI век». Она применима для всех природных сфер, однако наиболее представительные данные получены при изучении влияния на подземные воды. Опыт многолетних регулярных наблюдений за состоянием поверхностных и подземных вод позволяет авторам ввести понятие техногенного замещения водной среды, которое более полно отражает суть процесса в отличие от понятия техногенное загрязнение. Процесс техногенного замещения водной среды имеет закономерный характер развития. Длительное воздействие со стороны того или иного источника способствует формированию ореола замещения, который проявляется как в горизонтах подземных вод, так и в поверхностных водотоках и водоемах. Ореол замещения при этом имеет закономерное зональное строение. Известно, что состав подземных вод определяется структурно-вещественными параметрами водовмещающих пород. Структура пород влияет на скорость и механизм фильтрации, а вещество на химический состав воды. В формировавшейся длительное время природной системе вода - порода существует определенное равновесие. При поступлении в водоносные горизонты химически агрессивных техногенных вод это равновесие нарушается. Между загрязненными водами и породой начинает протекать сложный обмен компонентами. Формируются новые измененные породы, содержащие в своем составе техногенные минералы, равновесные с поступающей водой. Эти процессы протекают в зоне гипергенеза с различной скоростью и интенсивностью. Сформированный ореол техногенного замещения определяет состав грунтовых вод и влияет на качество поверхностных водоисточников, расположенных ниже по фильтрационному потоку. Эти ореолы имеют зональное строение, обусловленное закономерной дифференциацией как макро-, так и микрокомпонентов. Вокруг эпицентров загрязнения устанавливается два типа зональности - концентрационная и ассоциативная. Под концентрационной зональностью понимается закономерное изменение концентрации компонентов от эпицентра аномалии к периферии. Ассоциативная зональность возникает в процессе закономерной дифференциации макро- и микрокомпонентов относительно техногенного процесса, когда одни компоненты концентрируются в эпицентрах аномальных зон, другие на их периферии или испытывают вынос. Исходя из этого, спектр элементов закономерно изменяется от эпицентра ореола к его периферии. Статистическая устойчивость спектров элементов определяется закономерным соотношением их концентраций. Так как разнородные источники загрязнения образуют отличающиеся друг от друга по геохимическим спектрам ореолы, зоны их влияния можно разграничивать и идентифицировать путем сопоставления характеристических спектров элементов.

На практике часто приходится сталкиваться с наличием нескольких разнородных источников загрязнения. Происходящее при этом совмещение процессов загрязнения, различных по гидрогеохимическим параметрам, которые в данном случае усредняются, делает задачу разделения зон влияния отдельных источников весьма затруднительной. Такой случай имел место при проведении мониторинговых исследований влияния Углегорской ТЭС на гидросферу. На протяжении длительного периода наблюдений с 1997 по 2004 гг. в районе золоотвала и промплощадки Углегорской ТЭС фиксировались ореолы загрязнения, расположенные выше по подземному потоку и поверхностному стоку влияния объектов ТЭС с набором широкого круга элементов-загрязнителей при более значительной их концентрации.

Для подтверждения вывода о существовании двух разнородных источников загрязнения (Углегорской ТЭС и «постороннего» источника) было проведено сопоставление гидрохимических параметров поверхностных и подземных вод участка на базе корреляционного анализа. Были рассчитаны коэффициенты корреляции между концентрациями микроэлементов во всех пробах воды. При этом пробы с высоким уровнем загрязнения разделились на две части, каждая из которых связана с определенным источником.

Для установления зон влияния предполагаемых источников загрязнения были сформированы две однородные выборки проб, характеризующие разные по гидрохимическим параметрам очаги загрязнения. В однородную выборку объединялись пробы, в которых установлен высокий уровень суммарного загрязнения, а также высокая корреляционная связь, близкая к 100%, между гидрогеохимическими параметрами воды в этих пробах. Таким образом, каждая выборка составлялась из проб, параметры воды в которых являются генетически однородными между собой. Вычисленное среднее арифметическое содержание каждого элемента в выборке характеризует очаг загрязнения в целом.

На основании рассчитанных коэффициентов корреляции между усредненными по каждой выборке содержаниями элементов и этими же параметрами для всех отобранных проб были откартированы ореолы распространения близких по гидрохимическим параметрам вод, связанных с очагами загрязнения.

Это позволило определить гидрогеохимическую зональность вод в направлени от эпицентров загрязнения к периферии, выраженную в закономерном уменьшении силы корреляционных связей. Отчетливо устанавливается распространение загрязнения с севера и северо-запада от водораздела по направлению движения подземного потока. Влияние же промышленных объектов Углегорской ТЭС является незначительным по сравнению с влиянием источника, не связанного с деятельностью ТЭС.

Дальнейшие исследования показали, что этот источник носит региональный характер и связан с деятельностью промышленных предприятий гг. Горловка и Енакиево.

Теоретическое обоснование м последовательная система расчетов составляют новый методический подход к решению разнообразных экологических задач, в том числе при определении зон влияния и идентификации источников загрязнения всех компонентов природной среды.

Существенным достоинством метода является то, что он достаточно прост при современном уровне развития программного обеспечения.