Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год
Ретроспективный мониторинг заброшенной свалки промышленных отходов по данным дистанционного зондирования различного разрешения и типа
Тельнова Н.О. (1), Замотаев И.В. (1)
(1) Институт географии РАН, Москва, РФ
В настоящее время правовые механизмы, регулирующие выявление, учет и мониторинг заброшенных объектов размещения отходов, только начинают разрабатываться в РФ. При этом многие формально выведенные из хозяйственного оборота свалки и полигоны промышленных отходов, создававшиеся без учета ландшафтно-геохимических и геолого-гидрологических условий, сохраняют высокую экологическую опасность даже после рекультивации, нередко используются под несанкционированное и стихийное складирование строительно-бытовых отходов и прочие виды хозяйственной деятельности. Вторичное использование заброшенных свалок промышленных отходов, связанное с извлечением на поверхность токсичных отходов производства и загрязнённых перекрывающих грунтов, созданием карьеров и котлованов, ведет к расширению территории техногенного воздействия этих объектов и увеличению экологических рисков.
В связи с тем, что объекты размещения отходов обладают высокой пространственно-временной изменчивостью своих характеристик, для исследования и картографирования стадий их функционирования эффективно использование продолжительных временных серий данных дистанционного зондирования, получаемых от разных источников, в т.ч. исторических высокодетальных аэрофотоснимков и современных космических снимков сверхвысокого разрешения [1], [2]. Для реконструкции стадий функционирования свалки промышленных отходов предприятий г. Курск, фиксации времени проявления и картографирования ареалов техногенных трансформаций ландшафтной структуры в зоне влияния свалки после прекращения ее активного функционирования нами была использована 60-летняя временная серия аэрокосмических снимков различного пространственного разрешения и типа. Реконструкция природной ландшафтной структуры до начала складирования отходов проведена по мозаике высокодетальных аэрофотоснимков 1954 г. (масштаб 1: 17 000). Процесс обустройства территории под складирование промышленных отходов, динамика конфигурации зоны складирования отходов и объектов инфраструктуры (подъездных путей, водоотводов) детально прослежен по разновременным весенне-летним панхроматическим аэрофотоснимкам 1964, 1971, 1977, 1978 и 1980 различного масштаба (от 1:12 000 до 30 000). Пространственно-временные закономерности рекультивации и последующей эксплуатации объекта под карьеры и выемки грунтов в 2008-2018-е гг. дешифрировались по разновременным мозаикам высокодетальных космических снимков, доступных через веб-картографический сервис Google Earth. Для ретроспективного мониторинга объекта размещения отходов в 1980-2000 гг. дополнительно к неравномерной и прерывистой серии высокодетальных данных дистанционного зондирования использована частично перекрывающаяся с ними временная серия летних безоблачных снимков Landsat различных поколений. При относительно низком пространственном разрешении снимков Landsat – 30 м, использование индексных изображений позволило наиболее надежно дешифрировать динамику зон активного складирования отходов и очагов самозарастания тела свалки в отдельные годы. Для 12 отобранных безоблачных летних сцен была проведена корегистрация и атмосферная коррекция, по значениям отражательной cпособности рассчитаны значения нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI, позволившего надежно выделить зоны активного складирования отходов на моменты съемки по аномалиям значений NDVI. В результате визуального и полуавтоматического дешифрирования разновременных аэрокосмических снимков были проведены картометрические расчеты расширения границ свалки в период активного складирования промышленных отходов, выполнены пространственный анализ и крупномасштабное картографирование ареалов разновременной техногенной трансформации ландшафтной структуры различного типа и возраста, детектированы основные этапы «жизненного цикла» заброшенной свалки, сопровождавшихся существенными перестройками ландшафтной структуры территории и ландшафтно-геохимических условий: эксплуатационный активный (1965-1990), консервационный (1991-2000), пострекультивационный экскавационный (2001-2012) и современный – пострекультивационный этап, осложненный стихийным складированием строительно-бытовых отходов и формированием карьеров. Установлено, что в период наиболее интенсивного складирования в конце 1970-е гг. токсичными промышленными отходами были полностью перекрыты днище и водосборное понижение мелкой балки бассейна р. Сейм, а неоднократные механические нарушения начала 2000-х гг., сопровождавшиеся экскавацией погребенных отходов, их перемешиванием и экспонированием на дневную поверхность привели к формированию и сохранению аномально высоких концентраций тяжелых металлов в поверхностных горизонтах почв, техногенных поверхностных образований и в растительном покрове на св. 50% территории законсервированной в начале 1990-х гг. свалки.
Исследование проведено по темам госзаданий "Разработка технологий и методов мониторинга природно-антропогенных геосистем на основе данных дистанционного зондирования различного пространственного разрешения"
(№ 0148-2018-0001) и "Географическая оценка естественной и антропогенной эволюции почв на основе концепции памяти почв для целей рационального природопользования" (№ 0148-2018-0022).
Ключевые слова: объекты размещения промышленных отходов, временная серия аэрокосмических снимков, техногенные трансформации ландшафтной структурыЛитература:
- Di Fiore V., Cavuoto G., Punzo D., Tarallo M. Casazza S. Guarriello M., Lega M. Integrated hierarchical geo-environmental survey strategy applied to the detection and investigation of an illegal landfill: A case study in the Campania Region (Southern Italy)// Forensic Sci. Int. 2017. Vol. 279. P. 96–105.
- Manzo C., Mei A., Zampetti E., Bassani C., Paciucci L., Manetti P. Top-down approach from satellite to terrestrial rover application for environmental monitoring of landfills// Sci. Total Environ. 2017. Vol. 584–585. P. 1333–1348.
Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов
440