Экологическая геофизика

Экологическая геофизика — это направление прикладной геофизики, ориентированное на изучение геофизических характеристик среды с целью выявления, мониторинга и прогноза экологически опасных процессов и объектов.

Основные задачи:

обнаружение зон загрязнения (нефть, тяжелые металлы, отходы);
мониторинг техногенных изменений в геологической среде;
оценка последствий аварий, разливов и утечек;
сопровождение природоохранных мероприятий;
определение геодинамических и радиационных рисков.

Геофизические методы в экологических задачах

Электроразведка (ВЭЗ, ЭМЗ, ЕМЗ) — один из наиболее чувствительных методов к загрязнению вод и почв. Методика позволяет:

обнаруживать зоны повышенной минерализации;
локализовать подземные резервуары утечек;
картировать границы полигонов ТБО.

Георадар (GPR) применяется для:

оценки глубины и структуры захоронений отходов;
мониторинга подземных пустот, провалов, старых коммуникаций;
обнаружения протечек трубопроводов.

Магниторазведка эффективна при поиске металлических объектов и захоронений, таких как:

несанкционированные свалки;
остатки труб и резервуаров;
армированные конструкции и крупные металлические включения.

Гравиметрия используется для выявления пустот, карстов, просадок, особенно в зонах плотной городской застройки.

Сейсморазведка находит применение в задачах:

определения нарушений структуры грунта;
оценки устойчивости склонов и оснований сооружений;
контроля за состоянием дамб и подземных хранилищ.

Радиоэкологические исследования

Измерения естественной и техногенной радиоактивности — неотъемлемая часть экологической геофизики. Применяются:

гамма-съёмка (в том числе дроновая),
спектрометрические методы на стационарных и мобильных станциях,
методы картирования дозовых нагрузок.

Объекты исследований: урановые рудники, АЭС, захоронения РАО, территории после техногенных аварий.

Мониторинг и долговременное наблюдение

Экологическая геофизика активно использует методы многоразового мониторинга, включая:

повторные измерения по фиксированным точкам;
системы автоматического наблюдения (датчики сейсмики, ЭМП, температуры, радиации);
спутниковые методы (интерферометрия, радиометрия).

Полученные данные интегрируются в геоинформационные системы (ГИС) и используются для картирования экологического состояния территорий и прогноза опасных процессов.

Геофизика в экологической экспертизе и нормировании

Результаты экологической геофизики входят в состав материалов:

оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС),
государственной экологической экспертизы,
мониторинга при строительстве и эксплуатации предприятий,
ликвидации и реабилитации загрязненных территорий.

Методы геофизики являются неинвазивными, что особенно важно при работе на особо охраняемых и урбанизированных территориях.

Роль лабораторных данных в экологической геофизике

Лабораторные исследования образцов почв, грунтов, вод и донных отложений позволяют:

установить источники и уровень загрязнения;
определить миграционную способность веществ;
оценить изменение физических свойств под влиянием техногенного воздействия.

Особое внимание уделяется изменению электропроводности, влагоемкости, состава газов и флюидов, а также механической устойчивости пород при химическом загрязнении.

Новые технологии и перспективы

В экологической геофизике активно развиваются:

нейтронные и гамма-зондирующие технологии;
сенсорные сети для онлайн-мониторинга;
машинное обучение и Big Data для интерпретации сложных полей;
дистанционное зондирование с БПЛА и спутников;
роботизированные платформы для подповерхностных исследований.

Интеграция лабораторных, полевых и дистанционных методов становится
основой для создания точных, высокоразрешающих моделей состояния
окружающей среды и раннего выявления экологических угроз.