ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5873
Скачиваний: 9
Доклады Всероссийской научной конференции
195
см), полнопрофильность (то есть хорошая развитость подгоризонтов L, F, H) и обогащенность грибным мицелием.
Вместе с тем, большая часть водорастворимого органического углерода (70-80 % от его общей
концентрации в водах лесных подстилок) фиксируется в верхней части почвенного профиля, несмотря на
интенсивную вертикальную и боковую миграцию водных растворов. В водах почвенной верховодки, которая
является отличительным признаком большинства исследованных почв, формирующихся на двучленных
породах в условиях сильнорасчлененного рельефа, концентрация водорастворимого Сорг снижается до 100
мг/л. Именно эти органические вещества, как показали исследования поверхностных текучих и озерных
вод, являются наиболее миграционно способными. В случае отсутствия геохимических барьеров на путях
миграции водорастворимого органического углерода его концентрация практически не меняется на всем пути
от почвенных верховодок вплоть до попадания вод в озерные депрессии.
Основной преградой на пути миграции водорастворимого органического углерода служат, по всей
вероятности, карбонатсодержащие породы и сформированные на них почвы.
Если верховодки в этих почвах еще содержат такое же количество водорастворимого углерода, как и
бескарбонатные почвы, то в поверхностных водах окружающих ландшафтов (ручьях, болотах, озерах) оно
резко снижается. В воде слабопроточного оз. Мудрозеро, ложе которого слагают карбонатсодержащие породы,
концентрация водорастворимого углерода исчезающе мала.
Таблица 1
Содержание органического углерода (Сорг) в почвенных и грунтовых водах
Тип пробы воды и способ отбора
Место отбора
Почва
Сорг
(мг/л)
Озёрная вода(отфильтрованная
проба)
оз. Кенозеро, 2м от берега в
р-не д. Зихнова
103
оз. Мудрозеро
2м от берега
~0
Поверхностные воды
(отфильтрованная проба)
Ручей 1
~1км от д. Зихнова по дороге
на Мудрозеро
98
Ручей 2
~800 м от Мудрозера
3
Болотные воды
(отфильтрованная проба)
переходное болото вблизи
профиля 3
62
низинное болото вблизи
профиля 4
27
Верховодка (отфильтрованная
проба)
разрез КУ 1.3
Подзол карликовый на
двучлене
107
разрез КУ 4.2
Дерново-подзолистая
грунтово-оглееная
103
разрез КУ 4.1
Дерново -подзолистая
100
разрез КУ 1.1
Контактно-глееватый подзол
98
разрез КУ 1.4
Карликовый подзол на
двучлене
96
Подстилка
(отжим)
разрез КУ 3.1
Подзолистая на двучлене
540
разрез КУ 1.4
Карликовый подзол на
двучлене
490
Выводы.
1. Различия почвообразующих пород и различия по приуроченности почв к автономным и транзитным
положениям рельефа практически не сказываются на содержании органического углерода в подстилочных
водах и верховодках. При этом в подстилочных водах исследуемой территории его содержание составляет 500
± 50 мг/л, а в верховодках 100 ± 10 мг/л.
2. Различия в породах, слагающих озерное ложе, оказывают существенное влияние на содержание
органического углерода в озерных водах. Озера, формирующиеся в ложе карбонатсодержащих пород, содержат
в воде исчезающе малые количества С орг. Даже в окаймляющих их болотах содержание С орг не превышает
300 мг/л .
3. Поверхностные текучие воды ручьев различаются по содержанию органического углерода в
зависимости от почвообразующих пород, преобладающих на водосборной площади. Карбонатные породы
способствуют уменьшению его концентрации в ручьевых водах, что проявляется в наличии иллювиально-
гумусовых горизонтов, а также гумусовых покровов и пленок по граням структурных отдельностей и на
поверхности карбонатсодержащих минералов. Если на водосборной площади преобладают бескарбонатные
породы, то различий в содержании органического углерода в почвенных верховодках и поверхностных текучих
водах ручьев не обнаруживается.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
196
УДК 550.4:553.3/.9 (470.57)
ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРНОРУДНЫХ РАЙОНОВ
РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
А.Н. Кутлиахметов (1), В.И. Сафарова (2), Г.Ф. Шайдулина (2)
(1) Министерство природопользования и экологии Республики Башкортостан, Уфа;
(2) ГБУ Республики Башкортостан Управление государственного аналитического контроля, Уфа,
e-mail: guugak@mail.ru
Республика Башкортостан (РБ) входит в число регионов с развитой горнорудной промышленностью. На
территории республики выявлено свыше 3 тыс. месторождений и проявлений 60 видов полезных ископаемых.
Основу минерально-сырьевой базы РБ составляют руды цветных и благородных металлов, нефть, уголь,
агрохимическое сырье, строительные материалы, облицовочные и поделочные камни, оптическое сырье. По
прогнозным оценкам, потенциал Башкортостана далеко не исчерпан как по перечисленным видам минерального
сырья, так и по таким нетрадиционным для республики хромитовым, марганцевым, кобальтовым рудам,
платиноидам, алмазам [1].
Основные предприятия цветной и золоторудной промышленности РБ размещены в Учалинском,
Баймакском и Хайбуллинском районах, расположенных на восточных склонах Южного Урала. Добыча золота
в этих районах Башкортостана (Башкирском Зауралье) ведется более 200 лет, медно-цинково-колчеданные
месторождения разрабатываются с середины 20 века. За это время природные ландшафты Башкирского
Зауралья преобразовались в техногенные.
В настоящее время на территории РБ функционируют 4 крупных горно-обогатительных комбината по
переработке медно-цинково-колчеданных руд и 4 предприятия по добыче золота методом кучного и подземного
выщелачивания, оказывая негативное влияние на природные ресурсы региона. Это воздействие носит
многоплановый характер – происходит нарушение рельефа, изменение гидрологических, гидрохимических
характеристик подземной и поверхностной гидросферы, загрязнение атмосферы и почвенно-растительного
покрова, накопление многотоннажных отходов и др., при этом степень геохимического преобразования
ландшафтов во многом зависит от длительности функционирования горнорудных предприятий.
Роль временного фактора четко прослеживается при обследовании природных сред в зонах влияния
горно-обогатительных комбинатов Башкирского Зауралья с различной продолжительностью их работы: от 8
до 60 и более лет. При этом наиболее уязвимой средой, быстро реагирующей на негативное воздействие всего
комплекса горнорудных технологий, является гидросфера. Этому способствуют особенности географических
и климатических условий горнорудных районов РБ: гидрографическая сеть региона представлена озерами,
малыми реками и пересыхающими ручьями, основными источниками питания которых являются атмосферные
осадки (300-600 мм/год). Существенную роль в формировании геохимического облика подземных и
поверхностных вод горнорудных территорий играют подотвальные и шахтные воды, состав которых также
зависит от «возраста» предприятия.
Принимая сточные воды горно-обогатительных комбинатов и других промышленных предприятий,
малые реки Башкирского Зауралья за последние 40-50 лет претерпели коренное преобразование: сменился
гидрохимический тип воды; существенно изменилось разнообразие и видовой состав гидробионтов;
донные отложения, обогащенные тяжелыми металлами, при определенных условиях становятся источником
вторичного загрязнения воды.
Значительное влияние на геоэкологическую обстановку Башкирского Зауралья оказывают
золотодобывающие предприятия, большая часть которых прекратила свое существование, оставив после
себя нарушенный рельеф и большое количество отходов, создающих протяженные ореолы рассеяния
токсичных компонентов в депонирующих средах: в донных отложениях водотоков и в почвенном покрове.
Действующие предприятия по добыче золота используют современные физико-химические геотехнологии
кучного и подземного выщелачивания. При этом их воздействие на окружающую среду носит специфический
характер, связанный с использованием высокотоксичных реагентов и с процессами их преобразования в
природных средах. Отходы, образующиеся при этом, также специфичны и требуют обоснованных технологий
обезвреживания и последующей утилизации.
Проблема накопления огромной массы техногенных отходов горнорудной промышленности – породных
отвалов и хвостов переработки полиметаллических и золотосодержащих руд – в настоящее время приобрела
необычайную значимость. Являясь важным техногенным ресурсом для извлечения ценных компонентов
(цинк, свинец, сера, золото, серебро, висмут, кадмий, германий, рений, олово, селен, теллур, никель, индий,
сурьма и др.), отходы горнорудных предприятий служат источником загрязнения природных сред и могут
быть отнесены к объектам накопленного экологического ущерба. Задача оценки таких объектов является
весьма актуальной, но практически не проработанной, поскольку отсутствует нормативно-законодательная
база выполнения таких работ. Однако представляется важным то, что при первичном ранжировании объектов
накопленного экологического ущерба следует придерживаться отраслевого принципа.
Таким образом, на территории Башкирского Зауралья функционируют сходные по профилю предприятия
с разной продолжительностью функционирования, на примере которых можно проследить основные этапы
геохимического преобразования жизнеобеспечивающих природных ресурсов: воды, воздуха, почвы. В связи с
этим эффективным подходом при решении геоэкологических проблем горнорудных территорий Башкирского
Зауралья послужило использование горнорудных предприятий по разработке медно-цинково-колчеданных и
золотоносных месторождений и прилегающих к ним территорий в качестве натурных моделей, позволяющих:
Доклады Всероссийской научной конференции
197
1. провести сравнительный анализ последствий производственной деятельности предприятий с
различной длительностью функционирования;
2. дать оценку негативных природных процессов, усиливающихся в результате техногенного
воздействия;
3. прогнозировать развитие экологической ситуации для новых, развивающихся предприятий;
4. проводить поиск путей предотвращения или минимизации негативного влияния предприятий
горнорудной отрасли на окружающую среду;
5. разработать критерии отнесения отходов к объектам накопленного экологического ущерба.
Литература
1. Хамитов Р.А. Геология и горное дело Башкортостана: история и современность.// Недропользование
– ХХI век. 2007. №5. С. 4-15.
УДК 631.47 УДК: 631.445.2: 631.414: 543.3:535.8
ФОРМИРОВАНИЕ БАРЬЕРОВ ОСАЖДЕНИЯ Cs-137 В ПОЙМЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ
ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
В.Г. Линник
ГЕОХИ РАН, Москва, e-mail: linnik@geokhi.ru
Распределение техногенного
137
Cs «чернобыльского» происхождения в пойменных ландшафтах
Брянской области имеет свои особенности, связанные с начальными условиями загрязнения территории в
апреле-мае 1986 г.
Западная часть Брянской области расположена на удалении 180 км от ЧАЭС. После аварии 26 апреля
1986 г. движение воздушных масс от аварийного блока ЧАЭС в северном и северо-восточном направлении
наблюдалось со второго дня (с 27 апреля 1986 г.), так что радиоактивное облако в бассейне р. Ипуть (западная
часть Брянской области) проходило не позже 28 апреля 1986 г. Бассейн р. Ипуть был загрязнен летучими
изотопами, из которых на данный момент остался практически
137
Cs.
В настоящее время принято считать, что в радиоактивных продуктах аварийных выбросов
ЧАЭС в атмосферу и их выпадениях из атмосферы на подстилающую поверхность
137
Cs находился
в основном в растворимой форме [1]. По существующим оценкам, в первые дни после аварии при
конденсанционном типе выпадений доля водорастворимой формы
137
Cs могла достигать 50 % [1, 2].
Можно предположить, что при выпадении дождевых осадков в этот период происходила латеральная
миграция
137
Cs в ландшафтах.
Для выявления связи плотности загрязнения
137
Cs с ландшафтными факторами в 1993 г. на
мониторинговой площадке M2 были проведены ландшафтно-радиометрические измерения с использованием
радиометра КОРАД [3]. Выявленные закономерности распределения
137
Cs в дальнейшем были подтверждены
при исследовании других участков р.Ипуть и ее притока р.Унеча [4, 5].
Площадка М2 расположена на узкой пойме среднего и высокого уровня, причлененной к правому
коренному берегу р.Ипуть. Площадка ориентирована по течению реки, ширина поймы в данном месте
составляет 60-80 м. В верхней (северной) части пойменного массива низкая пойма отсутствует, обрывистый
берег имеет высоту 2,0-3,0 м над меженным урезом воды, высотные отметки центрального массива поймы
колеблются от 131,0 до 132,0 м.
Пойма представлена узкими вытянутыми прирусловыми валами и гривами с неглубокими межгривными
понижениями, сложенными аллювиальными песками и супесями с аллювиальными луговыми супесчаными и
легкосуглинистыми почвами. Вершины грив на данном участке поймы заняты злаково-разнотравным лугом.
Межгривные понижения заняты таволго-осоковой ассоциацией.
Радиометрическая съемка площадки М2 проводилась по регулярной сетке 10x10 м. В пойменной части
площадки М2 брались дополнительные точки в зависимости от строения микрорельефа. На площадке М2
была установлена значительная контрастность в плотности загрязнения
137
Cs. Средняя плотность загрязнения
данной площадки равна 36 мкКи/м
2
. При этом максимальная вариабельность запаса
137
Cs отмечалась в
пойменной части площадки и существенно меньше в ее склоновой части.
По результатам измерений на площадке М2 был установлен инверсионный эффект в распределении
137
Cs,
когда плотность загрязнения в отдельных межгривных заболоченных понижениях могла быть в 3-4 раза ниже, чем
на гривах. Отбор проб почвы до глубины 70 см подтвердил низкое содержание
137
Cs в межгривных понижениях.
Для объяснения причин инверсионного распределения
137
Cs была проведена детальная радиометрическая
съемка с шагом 0,5 м на трех параллельных профилях. Результаты измерений
137
Cs на одном из трех профилей
представлены на рис.1. На склонах гривы, четко маркируемых границей распространения осоки, наблюдалась
полоса шириной 2-2,5 м концентрирования
137
Cs (свыше 40 мкКи/м
2
), т.е. явно фиксировался барьерный
эффект осаждения
137
Cs.
Поскольку данные измерений по загрязнению водных объектов радионуклидами в Брянской и
Тульской области в начальный момент аварии (апрель-май 1986 г.) отсутствуют, то представляет интерес
реконструкция формирования поля загрязнения
137
Cs пойменных ландшафтов. Для реконструкции
динамики загрязнения
137
Cs пойменных массивов в весенне-летний период 1986 г. было предложено
использовать корреляцию гидрологического режима реки (уровень воды) с периодом образования
цезиевых пятен.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
198
Рис.1 Ландшафтно-радиометрический профиль с шагом 0,5 м на площадке М2
Механизм формирования такого вида геохимического барьера был исследован в 1999-2001 гг. при
проведении детальных ландшафтно-радиометрических исследований на рр. Ипуть, Беседь, Унеча (Брянская
обл.) и р.Плава (Тульская обл.). В результате проведенных исследований была установлена связь появления
таких барьеров с гидрологическими условиями.
Было установлено, что по характеру загрязнения вся пойма р.Ипуть может быть разделена на две зоны,
границей которых служит уровень воды в р.Ипуть на момент аварии (превышение над меженным урезом – 2,5
м). Первая зона (осушенная) включала высокую пойму и гривы на средней пойме, вторая зона (затопленная)
– низкую пойму и межгривные понижения.
Выполненная реконструкция гидрологической обстановки на площадке М2 на 28 апреля 1986 г.
представлена на рис.1. Нижняя часть пойменного массива М2 еще находилась под водой, гривы уже вышли
из-под затопления, межгривные понижения оставались затопленными.
Для удобства анализа на рис.1 отмечен средний уровень загрязнения
137
Cs (36 мкКи/м
2
). Как видно из
представленных данных, концентрирование
137
Cs наблюдалось по краям затопленной западины (до 60 мкКи/
м
2
.) Данный барьер можно отнести к механическим [6], который формируется на границе «вода-суша».
Поступающие радиоактивные аэрозольные частицы оказались в принципиально различных геохимических
обстановках: часть из них поступила на поверхность почвы, другая – на поверхность речной воды.
Поскольку данная западина была гидродинамически связана с руслом реки, то часть растворенного
137
Cs
была вынесена в реку, доказательством этого служит измеренное низкое значение активности
137
Cs (13,1
мкКи/м
2
). Проявление латерального смыва
137
Cs на гриве можно видеть на профиле на расстояниях 0,5-2,5
м – на этом участке профиля было смыто до 13-18 % запаса
137
Cs. Поскольку в первую неделю после 28
апреля 1986 г. спад половодья в р. Ипуть составлял несколько сантиметров в сутки, то наряду с осаждением
взвеси медленный спад половодья был благоприятен для осаждения по краям западины загрязненных
растительных остатков.
Особенность такого геохимического барьера заключается в том, что он образуется за короткий
промежуток времени (несколько суток), и его формирование зависит от двух факторов – длительности
поступления из атмосферы
137
Cs (в нашем случае это с 27 по 29 апреля 1986 г.) и гидрологического режима.
В том случае, если пойма реки на момент ее загрязнения вышла из режима затопления (например, р. Беседь),
формирование барьеров данного типа не наблюдалось.
Таким образом, исследован механический (геофизический) барьер концентрирования
137
Cs в пойменных
ландшафтах, который формируется только при определенном сочетании ряда условий. Его образованию
способствует конденсационный тип аэрозольных выпадений, когда есть подвижные фракции
137
Cs. Второй
важный момент – наличие на момент загрязнения земной поверхности техногенными радионуклидами
затопленных участков поймы. Принципиально важно то, что зона формирования данного барьера не
обязательно совпадает с традиционными ландшафтными (геоморфологическими) рубежами, поскольку
связана с переменным фактором (уровнем затопления).
Литература
1. Вакуловский С.М., Газиев Я.И., Колесникова Л.В., Мартыненко В.П., Петренко Г.И., Тертышник
Э.Г., Уваров А.Д. Особенности радиоактивного загрязнения поверхностных водных объектов
Брянской области в 1987-2005 годах//Труды Международной конференции, Москва, 5-6 декабря
2005 г. Под ред.Ю.А. Израэля. СПб: Гидрометеоиздат, 2006. Том № 2. С.48-53.
2. Щеглов А.И. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах: По материалам
10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС. М.: Наука. 2000. 268с.
3. Мартыненко В.П., Линник В.Г., Говорун А.П., Потапов В.Н. Сопоставление результатов полевой
радиометрии и отбора проб при исследовании распределения
137
Cs в почвах Брянской области//
Доклады Всероссийской научной конференции
199
Атомная энергия. 2003. Т. 95. №4. С. 312-319.
4. Линник В.Г., Говорун А.П., Моисеенко Ф.В., Белоус Н.М. Исследование характера загрязнения
Cs-137 пойменных лугов р.Ипуть (по результатам радиометрических исследований 2001 г.)//
Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация
радиационно загрязненных сельскохозяйственных угодий. М.: Агроконсалт, 2002. – С.125-145.
5. Линник В.Г. Ландшафтно-гидрологические условия распределения Cs в пойме р. Ипуть (Брянская
область)//Эрозия почв и русловые процессы. Вып.13. М.: Изд-во Моск.Ун-та, 2001. С. 120-132.
6. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000. 1999. 763 с.
УДК 911.2:550.3(571)
ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ И ИХ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ
Д.А. Лопаткин, Н.Д. Давыдова, В.А. Снытко
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, e-mail: ld@irigs.irk.ru, davydova@irigs.irk.ru,
vsnytko@yandex.ru
Понятие такого явления, как геохимический барьер, стало одной из методологических основ при
изучении геохимических аномалий различной природы. В последние десятилетия теория геохимических
барьеров получила новый импульс в связи с решением экологических проблем. Рассматривается их роль
в формировании техногенных месторождений и аномалий с целью выявления особенностей миграции
и концентрации токсичных элементов, радионуклидов, компонентов реактивного топлива, поведения
тяжелых металлов в городских ландшафтах. Ведутся исследования по натурному и математическому
моделированию механизмов взаимодействия геохимических барьеров с солевыми растворами и
использования полученных результатов в разработке новой концепции освоения минеральных ресурсов.
Это стало возможным в первую очередь благодаря трудам М.А. Глазовской [1, 2] и А.И. Перельмана [3,
4, 5].
В представлении А.И. Перельмана геохимический барьер – это участок земной коры, где на коротком
расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие,
их концентрация [3]. Большим достижением в развитии учения о геохимических барьерах является создание
автором универсальной матричной схемы типов концентрации элементов на геохимических барьерах, где по
оси ординат расположены
классы, а по оси абсцисс – химический состав вод, поступающих к барьеру. В точке их пересечения
указаны типы ассоциаций химических элементов, теряющие скорость миграции или осаждающиеся на
барьере [3, 4]. Созданная схема имеет исключительную ценность.
Другое направление - учение о почвенно-геохимических барьерах - развивается М.А. Глазовской. В
ее представлении ведущую позицию в миграции вещества и ландшафтно-геохимических процессах верхней
оболочки биосферы занимает почва. Почвенный профиль рассматривается как система геохимических барьеров
[2]. При поступлении химических элементов воздушным или водным путем в геосистемы генетические
горизонты выступают в качестве геохимических барьеров, задерживая часть потока веществ, движущихся
под действием сил гравитации. М.А. Глазовская выделяет 6 типов почвенно-геохимических барьеров по
сочетанию окислительно-восстановительных и кислотно-щелочных условий, приводит соответствующие
ассоциации химических элементов.
Генетические горизонты почв, как в природных, так и в техногенных условиях, выступают в качестве
многослойного фильтра. Каждый слой имеет моно- или полифункциональные свойства: сорбционные,
седиментационные, кислотные, щелочные, и др. В зависимости от зональных физико-географических условий
и положения в сопряженном ряду катены почвы имеют различные сочетания геохимических барьеров [1].
Важную роль почвенно-геохимические барьеры выполняют при формировании экологических условий среды
обитания человека и животных в условиях загрязнения.
Первичное распределение веществ, поступающих в ландшафты через атмосферу, прежде всего,
контролируется рельефом местности. Большое значение при этом имеет механическая задержка
минеральных частиц поверхностью почв вершинных поверхностей и наветренных склонов. Вторичная
дифференциация поллютантов осуществляется преимущественно в процессе водной миграции. Кроме
рельефа, в значительной мере она обусловлена наличием почвенно-геохимических барьеров. При этом
с течением времени могут формироваться техногенные аномалии не только в верхних горизонтах почв,
но и на различных глубинах. Ярким примером могут служить аномалии фтора в засоленных почвах
степей юга Минусинской котловины при поступлении пылегазовых эмиссий от алюминиевых заводов
[6].
Классификация ландшафтно-геохимических барьеров является основой для пространственного
отображения ландшафтно-геохимических барьеров на карте. Если воспринимать почву как функцию
ландшафтообразующих процессов, то в качестве основы картографирования представляется возможным
применение карт почвенного покрова. Для установления ассоциаций элементов, образующихся на барьерах
в тех или иных условиях миграции, целесообразно использовать матрицу А.И. Перельмана [3]. Зная тип
ландшафтно-геохимического барьера, реакцию среды и химический состав фильтрующихся вод, с помощью
указанной таблицы устанавливать ассоциации элементов, которые могут накапливаться в данных условиях.
На указанных принципах для бассейна озера Байкал в пределах Российской Федерации была составлена
карта ландшафтно-геохимических барьеров М 1:2500000. Преобразование составительского оригинала на