Disturbed lands objects use for the formation of technical universities students’ ecological culture (for example quarries sulfur deposits «Vodinskoe» in the Samara Region)

Full Text

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Современная экологическая ситуация в России характеризуется высоким уровнем антропогенного изменения природной среды, негативными последствиями прошлого использования территории, наличием больших площадей нарушенных земель. Поэтому актуальным вопросом является формирование экологической культуры населения, что отражено в Концепции экологического развития Самарской области на период до 2020 года (далее – Концепция), утвержденной в 2011 году [1]. В данной Концепции дано следующее определение: «экологическая культура – неотъемлемая часть общечеловеческой и национальной культуры, включающая систему социальных отношений, материальных ценностей, норм и способов взаимодействия общества с окружающей средой, преемственно формулируемая в общественном сознании и поведении людей на протяжении жизни и деятельности поколений непрерывным экологическим образованием и просвещением, способствующая здоровому образу жизни, духовному развитию общества, устойчивому социально-экономическому развитию, экологической безопасности населения Самарской области». Также в Концепции указано несколько направлений формирования экологической культуры, важнейшими из которых, на наш взгляд, является совершенствование системы экологического образования, которое заключается в подготовке педагогических кадров, развитии экспериментальных площадок экологического образования на базе учебных учреждений Самарской области, а также повышение квалификации специалистов, ответственных за принятие решений в области природопользования, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.

По нашему мнению, данное направление следует распространить на всех студентов, обучающихся на направлениях подготовки, связанных с управлением земельными ресурсами, а также на студентов инженерных специальностей. Следует отметить, что формирование экологической культуры населения и особенно учащейся молодёжи является одним из приоритетных направлений всех экологических концепций регионов Российской Федерации.

Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой проблемы и на которых обосновывается автор; выделение неразрешенных ранее частей общей проблемы. Экологическая культура является важнейшим направлением, отстаивающая необходимость сохранения природной среды обитания, находящейся на грани катастрофы и угрожающей самому существованию человека. Широкое экологическое движение оказывает все большее воздействие на экономическую и политическую жизнь современных государств, заставляет искать новые, культурные способы взаимодействия общества и природы [2]. Экологическая подготовка студентов технического вуза должна формироваться в процессе обучения, при этом у студентов кроме профессиональных знаний должны развиваться экологические знания, экологическое мировоззрение и экологическая культура. Для развития экологической культуры у студентов технического вуза необходимо создание определенных педагогических условий, которые указаны в работе А.Я. Найна, а именно: «совокупность объективных возможностей содержания, форм, методов, педагогических приемов и материально-пространственной среды, направленных на решение поставленных в исследовании задач» [3].

Важным условием развития экологической культуры студентов технического вуза является развитие их экологического и творческого потенциала в процессе обучения, что способствует осознанной ориентации обучающихся в системе экологических ценностей и перехода их в жизненные ценности [4; 5]. Использование творческого подхода в процессе обучения мотивирует углубление и развитие компетентности, способствует формированию экологической культуры. В целях повышения качества подготовки будущих инженеров особенно перспективным и эффективным является использование экологического потенциала содержания различных учебных дисциплин. Одной из наиболее перспективных с этой точки зрений дисциплин является геология [5]. В настоящее время на всех ступенях российского образования, в том числе и высшего, геологии уделяется незаслуженно и необоснованно мало внимания. Между тем незнание или недооценка геологических процессов, происходящих в недрах Земли, влечет за собой серьезные технические и экологические катастрофы, крупные финансовые и социальные потери. Именно геология – наука о Земле – занимается изучением устройства нашей планеты, эволюции процессов, обусловливающих природные условия существования жизни; выяснением размещения скоплений богатств, необходимых для развития экономики и цивилизации; прогнозом будущего Земли. Современная геология – фундаментальная научная дисциплина естествознания, и наличие полноценных знаний в этой области может существенно повысить профессиональную компетентность многих негеологических специальностей [6].

Проблемы геологического образования населения страны всегда находились в центре внимания геологической общественности и мало заботили руководящие органы российского образования [7]. При рассмотрении места геологических знаний в общей структуре образования и задачах развития геологической образованности обучающихся выяснилось, что геология более чем любая другая наука связана со многими естественнонаучными и техническими направлениями. Именно в геологии находятся корни всех естественных наук. Кроме того, для формирования экологической культуры студентов технического вуза важным направлением является изучение и предложение способов решения региональных экологических проблем. Ярким примером таких объектов являются нарушенные земли региона, к которым, например, относятся земельные участки бывших карьерных разработок. При извлечении полезных ископаемых из литосферы происходят серьезные изменения природной среды. В верхних слоях земной коры залегает большое количество полезных ископаемых, которые чаще всего извлекаются карьерными горными выработками. С экологической точки зрения это приводит к нарушению поверхностного плодородного почвенного слоя Земли и изменению геоморфологических элементов рельефа. По основным горнодобывающим регионам России при открытой разработке залежей более половины площади нарушенных земель приходится на внешние породные отвалы. Отчуждение таких земель без предварительной эвакуации почвенного слоя наносит непоправимый экологический, а в конечном итоге и экономический ущерб. В отношении недропользования В.Т. Трофимов предлагает выработку новых, экологически ориентированных критериев оценки ресурсов литосферы [8]. Минеральные ресурсы необходимы для жизни и деятельности человеческого общества, поэтому при добыче полезных ископаемых необходимо проводить рекультивацию на высоком уровне, сохраняя природную среду [9].

Добыча полезных ископаемых оставляет после себя так называемые «нарушенные земли», являющиеся объектами накопленного экологического ущерба. Нарушенными являются земли, утратившие природно-хозяйственную ценность и являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду [10; 11]. При карьерных разработках происходит значительное изменение природного ландшафта: разрушается почвенный покров, образуется техногенный рельеф, изменяются гидрологический и гидрогеологический режимы и т.п. По результатам последнего доклада о состоянии и использовании земель в Самарской области, в начале 2014 года площадь нарушенных земель составляла 2,5 тыс. га, что занимает 0,35% от площади категории земель промышленности, транспорта, связи и т.д., к которой относятся нарушенные земли [12; 13]. Вопросы восстановления и дальнейшего использования нарушенных земель являются весьма актуальными, поскольку данные территории оказывают значительное геоэкологическое воздействие на прилегающие земли. Мониторингу и оценке современного состояния нарушенных земель уделяется недостаточное внимание [14]. Повышению геологической грамотности и экологической компетентности будущих инженеров будут способствовать учебные экскурсии на проблемные геологические объекты, такие как карьерные разработки, где студенты смогут не только углубить знания, но и увидеть негативные результаты бесконтрольной хозяйственной деятельности человека, тем самым будет закладываться основа экологической культуры обучающихся [10; 15].

Формирование целей статьи (постановка задания). Целью наших исследований было изучение современного состояния нарушенных земель карьерных разработок Водинского месторождения серы в рамках проведения учебной практики студентов, а также формирование у них основ экологической культуры в процессе изучения дисциплин «Геология», «Почвоведение и инженерная геология».

Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. Одним из примеров нарушенных земель является Водинское месторождение самородной серы, которое расположено в Красноярском районе Самарской области около пос. Новосемейкино. Территория Самарской области расположена в Среднем Поволжье на территории Восточно-Европейской платформы. За весь геологический период формирования земной коры здесь происходили неоднократные поднятия и опускания суши с образованием различных тектонических структур, сложенных осадочными породами. Именно от геологического строения зависит образование и состав полезных ископаемых. Они образовывались на дне древних морей, озер и в лагунах за счет механического и химического осаждения, жизнедеятельности древних морских животных и микроорганизмов. Во время палеозойской эры, в пермский период в центральной части области наступают устойчивые континентальные условия с мелководными бассейнами с лагунами, насыщенными сероводородными бактериями. Такие геологические условия были благоприятны для кристаллизации серы, что послужило образованию Водинского месторождения [16]. Уникальность данного месторождения заключается в том, что здесь был найден самый большой в мире кристалл самородной серы длиной 30 см. Кроме крупных кристаллов серы, в известняках часто встречаются кристаллы других минералов – целестина, гипса, кальцита, пирита и пр.

Первые упоминания о серных месторождениях и добыче серы в Самарской губернии относятся еще к концу XVI века. Крупный промысел серы был открыт по приказу Петра I в г. Сергиевске и в Жигулевских горах (1720–1764 гг.). В середине XIX века открыты залежи серы в верховьях Дубовского оврага Сокольих гор (Красноглинский район г.о. Самара). Водинское месторождение было открыто в 1928 г., когда крестьянин Дикалов при рытье колодца в селе Водино в пластах гипса наткнулся на крупные серные кристаллы. Месторождение серы состоит из 10 сероносных горизонтов, из которых пять имели промышленное значение, рудное тело залегает на глубине от 14 до 100 м. Незначительная эксплуатация Водинского месторождения велась еще в 1935–1941 гг., однако в это время активно разрабатывалось Алексеевское месторождение, и Водинское месторождение было законсервировано до 1965 г. На базе Водинского месторождения серы в 1965 г. был открыт Водинский серный завод. В настоящее время Водинский серный завод не функционирует, поскольку потребности современной промышлености полностью удовлетворяются серой, выделенной при очистке нефти, природного и промышленного газов на нефтеперерабатывающих заводах и необходимость в добыче самородной серы отсутствует. Водинское месторождение серы до конца не выработано, у него остались балансовые запасы, но сейчас большинство карьеров превращено в свалки мусора.

Разработка месторождения проводилась открытым способом, а именно многочисленными карьерами. При открытой разработке залежей серы происходит нарушение земель за счет образования котлованов различной глубины, за счет подъездных дорог для большегрузного транспорта и за счет породных отвалов. Такие геоэкологические нарушения приводят к изменению ландшафта и климата, гибели растительного покрова и обитателей животного сообщества. Ресурсному потенциалу территории существенный ущерб наносят карьерные водоотливы, которые вызывают активизацию карстовых и провальных процессов.

В настоящее время добыча серы на карьерах прекращена и остро встает вопрос об их рекультивации. Большинство образованных котлованов используют в качестве складирования бытового и промышленного мусора. С нашей точки зрения, такой подход некорректен, т.к. происходит загрязнение атмосферы окружающей территории в результате гниения и химического взаимодействия ядовитых компонентов. Кроме этого, бытовые отходы являются рассадником крыс, мышей и скоплением крупных стай птиц. Такие сообщества с наступлением холодов перемещаются к жилым территориям.

В 2015–2016 г. в рамках летней полевой практики студентами и преподавателями ФГБОУ ВО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» и ФГБОУ ВО «Самарский государственный экономический университет» было проведено обследования карьерных выемок Водинского месторождения серы в целях проведения мониторинга нарушенных земель. Изучаемая территория представляла собой слабо пересеченную местность с негустой древовидной растительностью недалеко от автомобильной дороги. По периметру карьера располагаются многочисленные карстово-суффозионные воронки и провалы с выходами коренных пород на крутых склонах, пологие склоны и дно воронок задернованы. Проведенная теодолитная съемка карьера показала, что в настоящее время площадь карьера по верхней кромке составляет 156531 м², площадь дна карьера 93172 м².

Изучение почвенного покрова и факторов почвообразования исследованной территории показало распространение черноземов типичных остаточно-карбонатных и луговых почв в понижениях рельефа. Обнаружено активное протекание карстовых процессов, которое проявляется в растворении карбонатных и сульфатных пород с образованием карстовых форм рельефа – провалов, воронок (глубиной до 15–20 м) и пр. Исследовано обнажение коренных пород на склоне карстово-суффозионной воронки. По периметру карьера располагались многочисленные суффозионные воронки и провалы с выходами коренных пород на самом крутом склоне. Пологие склоны и дно воронки задернованы.

Исследованное обнажение коренных пород карстово-суффозионной воронки, расположенное на крутом склоне, имеет высоту около 7 м и протяженность около 3 м. В обнажениях четко различается однородная плотная толща горизонтально залегающих пластов мелкозернистого гипса с прослоями уплотненного известняка мощностью от 5 до 15 см. Выше плотной толщи расположена мелкообломочная осыпь, состоящая из выветренного гипса.

На верхней площадке карьерного борта в отвалах найдены многочисленные образцы пород и минералов. Особый интерес представляют жеоды кальцита с кристаллами серы в плотном известняке, кристаллы серы в оолитовом известняке, вкрапления темно-серого кремня в кристаллическом известняке, единичные мелкие конкреции лимонита в мелкозернистом гипсе. Описание таких минералов можно встретить в многочисленных трудах, выполненных разными авторами [17; 18; 19]. Современное состояние исследуемого карьера представляет собой мусоросборник. Дно карьера засыпается промышленными отходами. Три верхних уступа сложены гипсами, известняками, мергелями и глинами.

Следовательно, территорию карьеров Водинского месторождения серы, несомненно, можно отнести к уникальным геологическим объектам, поскольку здесь обнаруживаются находки разнообразных минералов, горных пород и полезных ископаемых. Данная территория может быть комплексным геологическим памятником, поскольку, кроме местонахождения интересных образцов минералов, здесь можно изучать протекание экзогенных геологических процессов – карста, суффозии, эрозии, их влияние на рельеф и состояние окружающих земельных ресурсов.

Таким образом, исследование современного состояния карьеров Водинского месторождения серы на территории Красноярского района Самарской области показало, что данные объекты представляют научно-познавательный интерес как уникальные геологические объекты. Результаты этих исследований активно используются в образовательном процессе, при написании студенческих научных работ, докладов. Целесообразно создание на данной территории геологического природного заказника регионального значения и туристического объекта на его основе, что позволит сохранить уникальные объекты неживой природы, а также повысить рекреационную привлекательность региона.

Использование заброшенных карьеров Водинского месторождения серы для проведения выездных учебных экскурсий студентов в рамках учебных практик позволяет наглядно изучить актуальную экологическую проблему настоящего времени – наличие нарушенных земель, обладающих накопленным экологическим ущербом. Анализ вопросов их рекультивация и дальнейшего использования способствует повышению уровня экологической культуры студентов [15].

Несомненно, что в будущем роль экологической культуры личности будет только возрастать. Экологическая культура несовместима со старой традицией покорения природы и предлагает стратегию гармонизации отношений человека и природы. Необходимо совместное развитие искусственного и естественного на нашей планете на основе коэволюции, гармонии, соответствия. Развитие экологической культуры личности требует также повышения ответственности человека за все происходящее на планете: и в природе, биосфере, и в области общественной жизни.

Современную эпоху характеризуют как кризисную. Согласно К.Я. Кондратьеву и А.И. Субетто, в мире происходит глобальная экологическая катастрофа, которая ставит пределы прежним механизмам цивилизационного развития человечества и, следовательно, сложившимся ценностям, системе мировоззрения с соответствующей ему картиной мира [20]. Эти исследователи видят причины кризиса в возникновении асимметрий между разными сферами мира: интеллектно-информационно-энергетическая асимметрия возникла между скачком в росте энергетической мощи хозяйственного природопользования и несоответствующим ему уровнем качества управления, т.е. качеством общественного интеллекта [20]. Технократическая асимметрия возникла в структуре единого корпуса научного знания: 95% знаний составляют знания естественной и технической предметности, около 5% знаний – знания о живом веществе и ничтожная доля от 1% – знания об интеллекте человека [21]. Эти асимметрии указывают на отставание гуманитарной сферы, сферы человека. Оказалось, что перекос знания и образования в сторону технической науки и технологии принес кризисное состояние всей цивилизации. Кризис проявляется в увеличении площадей нарушенных земель, которые оказывают значительное негативное влияние на состояние природной среды и здоровье человека [12]. Территория Самарской области характеризуется значительными проявлениями негативного антропогенного влияния и наличием значительных площадей нарушенных и загрязненных земель [13].

Решение экологического кризиса видится не только в охране природы, создании безотходных технологий и подобных задач, базирующихся на исследовании закономерностей биосферы, особенностей взаимодействия человека и природы, но и в изменении самого человека, его менталитета, в формировании нравственного, гуманного отношения к природе, т.е. в формировании экологической культуры личности [22].

Выход из создавшегося положения – в критическом анализе ценностей, лежащих в основании культуры техногенной цивилизации, создании новой системы ценностей, идеалов, смыслов, которые позволят сформировать как коллективную систему мировоззрения и картину мира, так и индивидуальную систему мировоззрения каждого человека с помощью образования.

About the authors

Margarita Nicolaevna Baranova

Samara State Technical University

Author for correspondence.
Email: mnbaranova@yandex.ru

candidate of technical sciences, associate professor of Engineering Geology, Grounds and Foundations Department

Russian Federation, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya street, 194

Daria Igorevna Vasilieva

Samara State University of Economics

Email: vasilievadi@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Land Management and Cadastre Department

Russian Federation, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya street, 194

Svetlana Genrihovna Kazantseva

Samara National Research University

Email: permendur@gmail.com

candidate of history sciences, associate professor of Philosophy and History Department

Russian Federation, 443086, Samara, Moskovskoe chaussee, 34

References

Supplementary files