Су нысандарының мониторингі

Топырақ жағдайының мониторингі және литомониторинг

1. Топырақ жағдайының мониторингі.

Жер қорының жағдайын бақылайтын жүйе жер мониторингі деп аталады. Жер мониторингі дегеніміз жер қорының сапалық және сандық жай-күйін ұдайы бақылау болып саналады, оның өзі болған өзгерістерді дер кезінде анықтау, оларды бағалау, болжау, қолайсыз процесстердің зардаптарынан сақтандыру және болдырмау жөніндегі ұсыныстарды дамыту, әрі әзірлеу мақсатында жүргізіледі.

Жер мониторингін жүргізуді реттейтін негізгі нормативті-заңды құжаттар – Қазақстан Республикасының 2001 жылғы 25 қаңтардағы “Жер туралы” Заңы. Қазақстан Республикасы Үкіметінің 1997 жылғы 17 қыркүйектегі № 1347 “Қазақстан Республикасында жер мониторингін жүргізудің тәртібін бекіту туралы” және 2001 жылдың 6 маусымдағы Қазақстан Республикасы Үкіметінің “Жер қатынастарын реттеудегі кейбір шешімдеріне өзгертулер мен толықтырулар енгізу жөніндегі” Қаулылары.

Зерттеу нысаны Қазақстан Республикасының бүкіл жер қоры болып табылады.
Жер мониторингінің мазмұны жердің сапалық күйінің өзгерістерін ұдайы бақылау, Қазақстан Республикасының жер мониторингі жүйесін құру. Қазақстан тәуелсіздігінің 10 жылындағы нәтижесі: 8 ғылыми-әдістемелік құжаттар шығарылды; негізгі табиғи-климаттық аймақтар (кіші аймақтар) бойынша базалық жер мониторингі жасалды; 223 станционарлық бақылау пункттерінде жүйелік бақылау орнатылып, жүргізілуде; Атырау облысындағы мұнай шығарылатын аймақтарда санитарлық-қорғау мониторингтік экожүйесі бойынша жергілікті 7 сынақ полигоны бар; экологиялық жағдайларды тұрақсыз (Арал маңы, Каспий жағалауы, Балқаш өңірі, Семей ядролық сынақ алаңы) аймақтардың топырақ және геоботаникалық карталары, аймақтық станционарлық пункттерді бақылау жобалары жасалды. Жер мониторингінің аумақтық сұлбасы 5 суретте келтірілген.

5 сурет. Жер мониторингінің аумақтық сұлбасы.

Жер мониторингі Жер кадастрына сәйкес ғаламдық, аймақтық және жергілікті деңгейде жүргізілуі тиіс. Анықтама бойынша жер белгілі бір мақсатта пайдаланылатын территория, ал «топырақ» - ғылыми және практикалық тұрғыдан анықталатын түсінік. Сондықтан топырақ жамылғысының күйін бақылайтын мониторингтің жер мониторингі - литомониторингтен белгілі бір ерекшелігі болады.

Топырақ – табиғаттың биокосты компоненті, биотикалық, абиотикалық және антропогендік факторлардың созылмалы әсерінің нәтижесінде Жер бетінде пайда болатын қатты минералдық және органикалық бөлшектерден, судан, ауадан құралатын және генетикалық-морфологиялық белгілерімен ерекшеленетін, өсімдіктің өсуі мен өнуіне жағдай жасайтын, «өз бетінше» табиғи-тарихи органоминералдық дене.

Қазіргі таңда топырақтың зиян шегуінің ең көп тараған түрі – топырақ деградациясы. Топырақ деградациясы дегеніміз топырақтың экожүйе элементі ретіндегі қызметін өзгертуі және құнарлығының төмендеуіне әкелетін табиғи қасиеттерінің жиынтығы мен табиғи тәртібінің өзгеру процестері мен нәтижелері. Топырақ деградациясы мынадай жағымсыз әсерлерді туғызады:

• ауыл шаруашылығына пайдаланылатын нысан ретінде топырақ құнарлығының төмендеуі;

• ауыл шаруашылығы өнімдері өндірісінде шығынның өсуі;

• ағаш массасының көлемі мен сапасының төмендеуі, топырақтың орман өсетін қасиетінің нашарлауы;

• мал жеміне пайдаланылатын жерлер өнімділігінің төмендеуі;

• топырақтың әр түрлі құрылыс нысаны ретінде қасиетінің төмендеуі.

Осы келтірілген себептер топырақ деградациясы мониторингінің маңыздылығын анықтайды.

Топырақ мониторингінің ұйымдастырылуы:

• деградация факторлары (табиғи, антропогендік, аралас);

• деградация категориялары (физикалық және механикалық; химиялық және физикалық-химиялық; биологиялық және биохимиялық);

• деградация түрлері (пайда болу түрлері – тығыздалу, тұздану, қара шіріктен айрылуы және т.б.);

• деградация дәрежесі (елеусізден күштіге дейін);

• деградация процесінің қарқындылығы (қайта зерттеу жүргізу кезінде байқалады).

Мониторинг нәтижелері және оларды талдау топырақтың деградациялық процестерге орнықтылығын анықтайды.

Топырақ экожүйе компоненті ретінде көптеген микроағзалардың өмір сүру ортасы. Мұнда онсыз трофикалық тізбектер мен желілер болмайтын редуценттердің негізгі бөлігі мекендейді. Сондықтан топырақ әрі ағзалар тірщілік ететін қоршаған орта, әрі біртұтас органоминералдық кешен ретінде қарастырылады.

Топырақ жағдайын бақылау онда тіршілік ететін фауна мен микрофлораға байланысты екі бағытта жүргізіледі:

• топырақ фаунасы мен микрофлорасының таксономиялық алуан түрлігін бақылау;

• топырақты мекендейтін ағзалар қауымдастығының алуан түрлігінің қызметін бақылау.

Қазіргі таңда топырақтың экологиялық мониторингі құжат бойынша және құқықтық қарым-қатынас негізінде мониторингтің арнайы түрі ретінде қалыптаспаған. Сондықтан топырақ биотасының алуан түрлігін бақылауды ұйымдастыру топырақтың микробтар мен жануарлар қауымдастығына табиғи-антропогендік факторлардың әсерлерін бағалауға арналған эталондар жүйесін жасауды қажет етеді.

Топырақтың биологиялықтан басқа экологиялық қызметін оның физикалық және химиялық қызмеиті анықтайды. Топырақтың экологиялық мониторинг жүйесін қалыптастыру үшін топырақ биотасы мен өсімдіктерінің, сондай-ақ жүргізу әдістері мен мерзімі үшін маңызды көрсеткіштер (қасиеттері мен тәртібі) тізімі ұсынылады. Кестеде топырақтың экологиялық мониторингінің әдістері мен көрсеткіштері келтірілген.

Топырақ жамылғысының мониторингтік зерттеулерін антропогендік әсер сынағынан өтпеген экожүйелері бар биосфералық қорықтарда жүргізу тиімді.

Топырақ табиғи ортаның күйін әмбебап реттеуші табиғи алуан түрліктің нысаны болып табылады. Топырақ деградациясы әр түрлі иерархиялық деңгейлердегі экожүйелерінің қызметін бұзады. Сондықтан табиғаттың күйін бағалау және басқару принциптерін пайдалану үшін ұлттық табиғи саясат негізіне қажет.

2. Литомониторинг.

Литомониторинг – бұл адамның шаруашылық еңбегінің және табиғи факторлардың әсерінен геоэкологиялық орта күйінің өзгерісін бақылау және болжау, оқып-зерттеу жүйесі. Литомониторинг тікелей литосфераны байқайтын, бақылайтын мониторингтің бір түрі. Литомониторинг Жер бетіндегі сәл өзгерістің өзін ескеретін және ауыл шаруашылығы еңбегінің салдарынан мүмкін болатын теріс өзгерістердің алдын алуды ескерту барысында жүргізілетін, салыстырмалы түрде өте күрделі және үздіксіз қызметтер атқарады.

Жер асты суларында болатын өзгерістер мен геологиялық процестерді оқып-зерттейтін арнайы пункттер құру арқылы бақылау жұмытары ұйымдастырылады. Литомониторинг жүйесінде ерекше геологиялық обьектілерді сақтауға арналған қорықтар болуы керек. Бұл қорықтарда литосфера обьектілерінің, яғни бұрын қандай болды, қазір қалай өзгеріп жатыр, қаншалықты өзгерістер болғанын салыстыруға арналған эталондар болуы тиісті. Литомониторингта эксперименттік полигондарға көп көңіл бөлінеді: мұнда жер бетіндегі табиғи және техногендік процестерге зерттеулер жүргізіледі. Зерттеулер өз кезегінде геологиялық ортаны қорғау әдістемесі қызметін атқарады.

Литомониторингтің маңызды жүйесі қашықтықтан (дистанциялық) бақылау әдістерін қолдану, яғни бақылау мақсатында ұшақ, тік ұшақ қолдану және ғарыштан бақылау. Қашықтықтан бақылау ақпаратты жылдам әрі анық алуға мүмкіндік береді. Түсірілген аэрофотосуреттер арқылы зерттеулер жүргізу инженерлік-геологиялық, геологиялық барлау жұмыстарында аса маңызды, алмастыруға болмайтын әдіс болып саналады. Бұл әдістің көмегімен таулы, шөлді-шөлейтті, арктикалық аудандардың, кейбір теңіздердің түбінің карталарын құрастыруға болады. Карталарды тіпті орта және үлкен масштабта даярлауға мүмкіндіктер жасалған.

Қазіргі уақытта тек ұшақтар көмегімен қолданылатын фотообьективтер ғана емес, ондаған түрлі қашықтықтан кескін түсіретін қондырғылар мен құралдар бар. «Торос» деп аталатын жүйе көмегімен түсірілетін радиолокациялық суреттер геологияның көптеген мәселелерін шешуге ат салысады. «Торос» жүйесінде сантиметрлік аралықтағы радиотолқындар жер бетін сәулелендіреді, сонан соң осы толқындардың шағылуы ұшақ көмегімен тіркеледі. Мұндай түсіруден ғалымдар ұсақ масштабты кескіндер алады. Кескіндер ұсақ масштабты болғанымен, оларда рельефтің элементтері, көлдердің желілері, беттегі топырақ және өсімдіктердің өсетіні анық білінеді. Радиолокациялық түсіру ауа райына және уақытқа байланыссыз қызмет көрсете алады. Сондықтан өте тиімді әдіс болып табылады. «Торос» жүйесі көмегімен бір аптаның ішінде бүкіл Жер бетінің ауа арқылы кескіні түсіріліп болған. Бұл жүйенің ас ерекше екенін көрсетеді.

Қашықтықтан бақылаудың бір түрі инфрақызыл (жылулық) аэрокескін түсіру. Ол табиғи обьектілердің меншікті және шағылған сәулелерінің өзгерісіне негізделген, жер беті элементтері температурасының қоршаған орта фонының температурасынан аз ғана өзгерісінің өзін анықтауға мүмкіндік береді. Жылулық кескін түсіру әсіресе, белсенді жанартаулар, ыстық сулардың таралуы, кейбір пайдалы қазбаларды іздегенде пайдаланылады, тиімді жұмыстар орындауғамүмкінідк жасайды. Соңғы кездері геологиялық қашықтықтан түсіру әдісінің тағы бір дамыған түрі - ғарыштан кескін түсіру қолданылуда. Геология саласы аса биіктіктен қабылданатын ақпараттарды пайдаланудан алдыңғы қатарда келеді. Геология ғылымы зерттеулер жүргізгенде ғарышкерлер түсірген әр түрлі аралықтағы мыңдаған кескіндерді пайдаланады. Ғарыштық-геологиялық ақпараттарды өңдейтін кең ауқымды жүйе жұмыс істейді.

Қазіргі заманғы техникалық құралдар геологтарға жер бетін қащықтықтан оқып-зерттеудің барлық мүмкіндігін жасап отыр. Сонымен литосфераны қашықтықтан бақылаудың аэрофотокескін түсіру, радиолокациялық, жылулық, көп ауқымды, геофизикалық түрлері жықсы жетілген. Бұл әдістер геологтарға жер бедерін, литосфераның барлық өзгерістерін талдауға, оқып-зерттеуге жағдай жасап отыр.

Үлкен тау-кен өндіретін кешендер мен аймақтар сәулені жұтатын және шағылдыратын қасиеттерімен ерекшеленеді. Олардың түсінің ақтығы түскен сәулелердің ағынын күшті шағылдыруы нәтижесінде аэрофотокескіндер анық шығады. Мұнай-газ кендері мен кеніштері орналасқан аймақтарды түнгі мезгілде суретке түсіру ыңғайлы болса керек. Өйткені, олар түнгі мезгілде жарық сәулелерін қарқынды шығарады және сурет арқылы жанып тұрған алаулардың атмосфераға қаншалықты көмірсутектер таратып жатқанын анықтауға болады..

Кейбір тау-кен өндіретін кеніштердің фотосуреттері түрлі-түсті, ал кейбіреулері ақ-қара қағаздарда жақсы көрінеді. Сол себепті фотосуреттер екі түрлі данада дайындалады. Болашақта қашықтықтан бақылаудың лазерлік түсіру әдістері қолданылатын болады.

Литосфераны қорғау үшін аймақтық спектрлік суреттерді түсіру аса пайдалы. Спектрлердің бір немесе көп аралықтарда түсірілуіне қарай тау кенінің химиялық құрамын анықтауға болады. Зерттелетін нысандардың кескіндерін түсіру климатқа байланысты әрқалай болып шығуы мүмкін. Қар жауған күндері шағылыса жоғары дәрежеде болып, кен орындары жөнінде толық мәліметтің ескерілмей қалуы мүмкін. Сондай-ақ, өндіріс жүріп жатқан кеніштерде үнемі өзгерістер болып тұратындықтан, суретке түсіру периодты түрде қайталанып, қайтадан зерттеулер жүргізу, талдау үшін ғалымдарға беріліп отырады. Литомониторинг аса жоғары шыдамдылық пен үздіксіз бақылау нәтижесінде жүргізілетін, көп еңбекті қажет ететін бақылау жүйесі. Аэроғарыштық түсірулер арқылы тау-кен өндірістерінің техногенді қалдықтарының көшіп-қонуын да анықтауға болады.