Введение Бассейн оз. Имандра- крупнейшего озера на Кольском полуострове, вытянутого меридионально на 109 км, является наиболее хозяйственно-освоенной территорией Мурманской области [8]. Он представляет собой сложную природно-хозяйственную систему панархического типа [10]. Её вещественноэнергетический баланс складывается за счет природных процессов (поступление солнечной энергии, осадков, выветривания, почвообразования и др.), а также антропогенных процессов, сопряженных с последствиями хозяйственного использования территории (уничтожение растительного покрова, эрозия почв, накопление загрязняющих веществ, разложение мусора, тепловой эффект города и др.). Пространственное сочетание этих процессов может как способствовать сохранению и развитию местных геосистем, так и приводить к их деградации, что проявляется в формировании импактных зон, перекрывающих значительную часть бассейна [5, 8]. Изменение социально-экономических и климатических условий в бассейне оз. Имандра с конца 20 в. по настоящее время существенно повлияло на кумулятивный эффект сочетания природных и антропогенных процессов [4]. Оценка современного энергетического баланса территории - ключ к решению её многих экологических проблем. С проведением этой оценки связана цель настоящего исследования: определение объема техногенного потока энергии, связанной с разложением твердых коммунальных отходов (ТКО) на полигонах их складирования, расположенных на исследуемой территории, как части «добавленной» техногенной энергии в местные геосистемы. Район, объекты методы исследований Район исследования практически полностью находится в пределах следующих городских поселений с подведомственными территориями: Апатиты(1), Кандалакша (2), Кировск (3), Мончегорск (4), Оленегорск (5), Полярные Зори (6), Ковдор (7) (рис.1) Площадь бассейна составляет около 12 тыс. км². Природно-хозяйственная система территории сформирована промышленным, селитебным, транспортным, лесохозяйственным, природоохранным видами природопользования, развивающимися в условиях северо-таёжных ландшафтов цокольной равнины, и испытывающих высокую техногенную нагрузку [8]. Объектами исследования явились полигоны ТКО, как санкционированные, так и стихийные. Фактологические материалы исследования получены из статистических и картографических баз данных, размещенных на сайтах правительства, Геоинформационного портала, Государственного реестра объектов размещения отходов Мурманской обл., сайтов муниципальных образований. Теоретической основой явились исследования панархических связей в геосистемах [10, 11]. Основными методами исследования стали: системный геоэкологический анализ статистических данных, результатов оценок ряда физико-химических характеристик энергетических процессов [1, 6 и др.], полевые исследования в регионе, а также анализ и обобщение тематических научных публикаций. Результаты и обсуждение Опыт исследования современных процессов трансформации бассейна оз. Имандра позволил обозначить следующие значимые техногенные потоки, участвующие в формировании его энергетического баланса (рис. 2): Эта энергия является по сути «добавленной» и участвует в процессе трансформации местных геосистем, обеспечивая их адаптационное развитие, либо препятствуя ему, что характерно для панархических систем [4, 10, 11]. Предметом данного исследования стали техногенные энергетические потоки, связанные с разложением ТКО. В настоящее время на исследуемой территории расположено 6 санкционированных полигонов складирования ТКО [3, 7 и др.]. При этом число несанкционированных свалок ТКО разной площади исчисляется десятками, что позволяет лишь приблизительно оценить их общую площадь, которая, по нашим подсчетам на основе опубликованных данных, приближается к 3000 м2[2, 3]. На санкционированных полигонах ежегодно образуется 122668,8 т ТКО, 40% которых (49067,5 т) разлагаются с выделением биогаза, содержащего метан (до 60%) и углекислый газ, причем наиболее интенсивно в течение 20-30 лет. Общая площадь намеченных к закрытию санкционированных полигонов, существующих с конца 20 в., составляет около 28 га, однако выделение биогаза на них с закрытием не прекратится, хотя и уменьшится. Заметим, что Правительство Мурманской области успешно внедряет и современные методы переработки мусора в рамках принятой недавно программы [7]. Теплотворная способность бытового мусора составляет 3МДж/кг. Таким образом, мы получаем, что ежегодно в местные геосистемы поступает около 147 х106 МДж «добавленной» энергии только с санкционированных полигонов. Поскольку подсчитать общую площадь полигонов ТКО на исследуемой территории пока не представляется возможным, мы провели оценку «добавленной» энергии для двух санкционированных полигонов ТКО- Апатитского (самого крупного) и Полярнозорненского (самого маленького). Площади этих полигонов составляют соответственно 13 и 2,83 га, а объем ТКО - 22607 и 10152 т/год. Полигоны эксплуатируются более 20 лет. На Апатитском полигоне объем разлагаемых остатков - около 9043 т, на Полярнозорненском-4061 т. «Добавленная» энергия при этом составит соответственно 27х106 и 12х106МДж ежегодно. При пересчете поступления на 1 м2 этих полигонов, получается величина на несколько порядков меньше суммарного притока солнечной радиации на ту же площадь. Общее поступление добавленной энергии со всех полигонов ТКО может уже характеризовать её более мощный техногенный поток, особенно для прилегающих к полигонам участков, сосредоточенных в центральной части бассейна. Они составляют незначительный процент от общей площади бассейна, но являются своеобразными центрами техногенной трансформации геосистем, в том числе и за счет техногенного притока энергии. «Добавленная» энергия частично рассеивается, но одновременно стимулирует как негативные изменения на прилегающих участках (например, размножение насекомых-вредителей, эрозию почв и др.), которые там ещё недостаточно изучены, так и позитивные, связанные, прежде всего, с увеличением биологической продуктивности за счет интенсификации биогеохимического круговорота и отепляющего эффекта. Экспериментально установлено, что в Арктике связанная с потеплением интенсификация поступления питательных веществ в растения может привести к изменениям ферментных процессов с потенциальными последствиями изменения видового состава и биологической продуктивности растительного покрова [6, 9]. Выделение двуокиси углерода также стимулирует увеличение биологической продуктивности за счет активизации физиологических процессов [12]. Эти явления наблюдаются в районе концентрации полигонов ТКО и заслуживают особого внимания, т.к. проявляются в панархической геосистеме, относятся к быстротекущим и могут приводить к усилению эффекта её трансформации в результате климатического потепления, характерного для региона. Выводы Хотя количественные оценки совокупных потоков техногенной «добавленной» энергии на территории бассейна оз. Имандра еще предстоят, по итогам уже проведенной работы в рамках проекта можно сделать следующие выводы: • В структуру техногенных энергетических потоков на исследуемой территории входят тепловые потери энергетики и городов, энергия поступающих аэротехногенных поллютантов, синергия отвалов горнодобывающего производства, а также энергия разложения ТКО. • «Добавленная» энергия крупного полигона ТКО за счет разлагаемых остатков ежегодно составляет 27х106 МДж. • «Добавленная» энергия частично рассеивается, стимулирует развитие ряда негативных процессов в прилегающих геосистемах, но одновременно увеличивает биологическую продуктивность растительного покрова за счет интенсификации биогеохимических процессов и изменения его видового состава. • Процесс прироста биологической продукции даже на ограниченных площадях усиливает аналогичные изменения под влиянием наблюдаемого потепления климата и относится к быстротекущим в панархической системе бассейна оз. Имандра. Расширение фактологической базы исследований техногенных вещественно-энергетических потоков и совершенствование методических подходов позволит построить модель современного энергетического баланса геосистемы оз. Имандра, необходимую для решения его экологических проблем.