1.4 Исследование экологической обстановки природного комплекса «Озеро Шира»

Природный комплекс "Озеро Шира" хорошо известен в России и за ее пределами благодаря одноименному курорту. Этот курорт яв­ляется одним из популярнейших и старейших курортов Сибири. В настоящее время курорт функционирует круглогодично, обслуживая до 17 тысяч посетителей в год. Несколько тысяч детей лечатся в санатории, от­крывшемся в зоне курорта в 1952 году.

Курортный комплекс "Озеро Шира" располагает для лечения больных широким набором природных целебных факторов: климатолечением, в том числе купаниями, бальнеолечением с использованием рапы озера, пелоидотерапией с использованием лечебных грязей, лече­нием питьевой минеральной водой. Профиль курорта желудочно-кишечный, но здесь также успешно лечатся болезни суставов, позво­ночника, периферийной нервной системы, гинекологические заболева­ния и др. Особые природные условия комплекса обеспечивают исключительно высокую эффективность лечения, достигающую в ряде слу­чаев 96-99%. В ближайшее время предусматривается расширение ле­чебного профиля курорта с целью реабилитации ликвидаторов чернобыльской катастрофы. Планируются и уже ведутся работы по строи­тельству новых корпусов.

Вместе с тем следует отметить, что потребности жителей Сиби­ри в курортном лечении в настоящее время обеспечиваются не более чем на 25%, хотя общеизвестен факт, что процесс реабилитации сиби­ряков при посещении европейских курортов и после возвращения к месту жительства и работы сводит на нет эффективность проведенного лечения.

Впервые озеро Шира-Куль в 1771-72 годах описал П.С.Паллас, указав на его лечебные свойства. Впоследствии в развитие курортного дела на озере Шира большой вклад внесли ученые Томского университета и особенно Томского физио - терапевтического института (Я.З. Штамов, М.Г.Курлов, И.В. Геблер, К.Н. Заводовский и др.), которые, по сути, определили современный лечебный профиль курорта.

Озеро Шира находится в юго-западной части Чебаково-Енисейской котловины Минусинского межгорного прогиба среди низкогорного рельефа и имеет высотную отметку около 350 м над уровнем моря. Оно характеризуется овальной, вытянутой в северо-западном направлении формой с длиной до 9,4 км и шириной до 5,3 км. Длина окружности озера достигает 23 км, площадь водного зеркала 35,9 км², максимальная глубина - около 21 м. Общая площадь водосборного бассейна составляет 730 км², из которых 515 км² приходится на бассейн р.Сон. Объем воды в озере достигает 0,39 км³. Питание водоёма осу­ществляется за счет р.Сон (10 млн. м ³/год или '40.8 %), атмосферных осадков (10,6 млн. м ³/год или 41%), подземных (2,4 м³/год или 17%) и антропогенных поступлений (1,5 млн. м³ или 6,1%). При этом основ­ной статьей расхода является испарение. Колебания уровня воды до­стигают 15-30 см (иногда - 70 см); за период с 1957 по 1968 годы он по­высился почти на 2 метра.

Озеро покрыто льдом с ноября по май (максимальная толщина льда достигает 1 м). В третьей декаде июня температура воды достига­ет 18°С, а в третьей декаде августа падает ниже 17°С при наивысшей температуре (24-26°С) в июле-месяце. Купальный сезон длится в сред­нем два месяца. Количество солнечных дней в летний период достигает 45-50, а среднее количество часов солнечного сияния в году варьирует от 1716 до 1990. Среднегодовое количество атмосферных осадков со­ставляет 306 мм, а испаряемость - 21,5 млн. м³/год.

Вода озера Шира является сульфатно-хлоридно-гидрокарбо-натно-натриево-магниевой, имеет горько-соленый вкус, щелочную ре­акцию и содержит до 23 г/л растворенных солей, представляя собой "расконсервированную" воду субтропического морского палеобассейна с возрастом около 370 млн. лет. По данным В.М.Елисеева и др." (1988), солёность озера испытывает значительные колебания по глубине и во времени, увеличиваясь от 18 г/л у поверхности до 30 г/л в при­донных слоях. Формула Курлова для озера Шира имеет вид

S0⁴7i Chi НС0³4 Ми ,о

(Na+K)6o Mg38

Озеро Шира содержит огромные запасы целебной грязи (более 18 млн. м³), залегающих на больших глубинах и пока не эксплуатиру­ющихся. Грязи для лечения привозятся из озера Утичьи-3, находяще­гося в 22 км от курорта.

Единственным источником пресной воды для курорта является озеро Иткуль, расположенное в 4,3 км к юго-востоку. Оно имеет абсо­лютную отметку зеркала воды 455 м, что почти на 100 м выше таково- I го для озера Шира. Размеры озера Иткуль - 6,5 х 5 км, площадь водно­го зеркала - 23,3 км², максимальная глубина - около 16 м, запасы воды - 0,21 км² при ее минерализации 0,6 г/л. ,

Потенциальные возможности курорта "Озеро Шира" как лечебно-оздоровительного заведения далеко не исчерпаны, но ситуация зна­чительно осложнилась в последнее десятилетие в связи с возникновени­ем ряда экологических проблем, обусловивших нарушение естествен­ного режима всех компонентов природного комплекса под воздействи­ем антропогенных факторов. Такими факторами являются загрязнение поверхностных и подземных вод, изменение их химического состава и ухудшение санитарного состояния, загрязнение воздушного бассейна, антропогенная активизация экозогенных геологических процессов (в первую очередь эрозии и дефляции), изменение состава почвогрунтов, геофизических полей (теплового, электромагнитного, гравитационно­го), климата и, соответственно, наземной и водной биологической со­ставляющей. Все эти изменения, каждое по себе и в совокупности, на­рушают сложившееся природное равновесие и деформируют лечебные факторы курорта.

Загрязнение поверхностных и подземных вод природного ком­плекса "Озеро Шира" происходит за счет хозяйственно-бытовых сто­ков самого курорта и его служб, водами реки Сон, в результате эрозии и дефляции сельхозугодий и территорий, используемых отдыхающими как на курорте, так и вне его, а также продуктами сгорания топок ко­тельных.

Хозяйственно-бытовые стоки курорта и его служб сбрасывают­ся в котловину Сухого Иткуля в количестве до 0,95 млн. км³ в год, а во время участившихся аварий - непосредственно в озеро Шира. По дан­ным В.С.Кусковского и А.С.Кривошеева (1989), эти стоки содержат до 40 мг/л аммония, более 30 мг/л нитратов, до 60 мг/л органических сое­динений и т.д. Общее содержание взвешенного вещества в стоках, отличающихся фекальным запахом, достигает 150 мг/л, а их минерализа­ция составляет 2,0-2,2 г/л. Подсчеты показывают, что только за счет таких стоков в озеро Шира поступило около 60 млн. м³ загрязненных вод (при общем объеме озера 390 млн. м³).

Загрязняется озеро и водами р.Сон, в которую сбрасываются сточные воды бывших совхозов "Борец" и "Сонский", а также поселка ж.д. станции Сон. В водосборном бассейне реки насчитывается 5 насе­ленных пунктов, около 30 ферм и кошар с общим населением около 8 тысяч человек, обеспечиваемых водой из 16 скважин. Очистные соору­жения повсеместно отсутствуют и все нечистоты и хозяйственно-бытовые стоки попадают в р.Сон. По данным А.И.Грибова (1986), в воде р.Сон в 1981-82 годах отмечалось повышенное содержание нитра­тов, фосфатов, хлоридов, сульфатов, органических соединений (в том числе и нефтепродуктов), а также бытовой мусор. В приустьевой части реки минерализация вод достигает 1,5 г/л. Все отмеченные загрязните­ли в конечном итоге поступают в воды оз. Шира.

Загрязнение осуществляется также за счет деятельности ветра (дефляции) и эрозии (как плоскостной, так и линейной), проявляю­щихся в пределах сельхозугодий (пашни и стойбища) и селитебных зон. В последнем случае эрозия активизируется при проведении частых ремонтно-строительных и земляных работ. Эти геологические процессы, проявляющиеся в виде пыльных бурь, смыве загрязненных почвогрунтов талыми и ливневыми водами, способствуют поступлению в озеро пестицидов, удобрений, фенолов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), нефтепродуктов, различных органических соединений, бытового мусора и т.д. По данным Томского НИИКиФ, на отдельных участках дна озера в настоящее время накапливаются прослои мелкообломочного (но не грязевого!) материала со скоростью до 2-3 см в год. Донные отложения загрязняются также твердыми про­дуктами сгорания угля в котельных самого курорта и его служб. Влия­ние этих процессов на состав минеральной озерной воды и качество минеральной грязи еще предстоит выяснить.

По данным Экологического центра Красноярского государ­ственного университета, в 1986-89 годах вода озера Шира на отдель­ных участках содержала аммиачного азота 4,25 мг/л (9 ПДК), СПАВ - до 0,05 мг/л (2,5 ПДК), пестицидов - до 0,04 мг/л (2 ПДК), а также неф­тепродукты (до 1,1 мг/л) и фенолы - до 0,014 мг/л (14 ПДК). Загрязне­ние акватории озера фекальными хозяйственно-бытовыми стоками привело к ухудшению санитарно-бактериологических показателей. По наблюдениям Т.М. Троновой (Томский НИИКиФ), в 1993 году в воде озера титр кишечной палочки изменялся от 105 до 111, общее микроб­ное число - от 120 до 800 микробных клеток в 1 мл, что указывает на необходимость строгого контроля за соблюдением санитарных норм охраны озера.

Загрязнение озерной воды органическими и биогенными соеди­нениями стимулирует развитие микроводорослей, в том числе и синезеленых, выделяющих токсичные вещества. По данным сотрудника Института биофизики СО РАН доктора физ.- мат. наук А.Г. Дегерменцжи, на отдельных участках озера Шира содержание микроводорослей летом достигает 70 г/м³, что вызывает "цветение" воды. Для поддержа­ния столь высокой численности синезеленых водорослей концентра­ция всех форм фосфора в воде должна быть не менее 25-30 мкг/л и Примерно половина этого количества - в биологически доступной форме (Петрова, Чернаенко, 1993). Увеличение биогенной составляю­щей в толще воды может привести к полной смене состава биоты в во­доеме, химического состава воды и донных отложений, что естествен­но изменит лечебные свойства минеральных грязей.

Загрязнение подземных вод осуществляется за счет инфильтра­ции хозяйственно-бытовых стоков, нечистот выгребных ям и туалетов, воды, используемой для поливов приусадебных участков и орошения сельхозугодий. Масштабы такого загрязнения настолько велики, что на сегодняшний день определили запрет на использование подземных вод в районе курорта для лечебных целей. С данным процессом в 1981-; 1986 годах связан резкий подъем уровня грунтовых вод на территории курорта (от 0,5 до 4,7 м), уменьшении их минерализации с 5,5 до 2,9 мг/л и изменение химического состава. По данным Т.А.Кониной (1974), в скважине № 4 состав минеральной воды, используемой ранее на курорте в лечебных целях.

Загрязнение атмосферы природного комплекса "Озеро Шира" связано с глобальными, региональными и местными процессами. В глобальном и региональном масштабах эти процессы проявляются в насыщении атмосферы парами серной кислоты и сульфатами в связи с выбросами ТЭЦ (Кузбасс и Канско-Ачинский энергетический ком­плекс) и выпадениями кислотных дождей. Повсеместно это загрязнение проявляется в изменении оптических свойств атмосферы, рН водной среды, подавлении растительного покрова, увеличении случаев респи­раторных заболеваний у людей. В районе курортного комплекса этот фактор еще не получил своей оценки.

Загрязнения от местных котельных курорта "Озеро Шира" и пос. Жемчужный, по данным Госкомэкологии Республики Хакасия, составляют около 260 т/год твердых частиц и 586 т/год газообразных со­единений, среди которых превалирует сернистый газ (147,6 т/год), уг­лекислый газ (372 т/г) и диоксид азота (66,7 т/г). Общие выбросы всех котельных достигают 846 т/г. Дополнительное загрязнение воздуха связано с транспортной магистралью Шира-Абакан, наиболее напря­женное движение автотранспорта по которому приходится как раз на летние месяцы. Масштабы воздействия этого процесса на различные компоненты природного комплекса, в том числе и на людей (работа­ющих, лечащихся и отдыхающих), ещё предстоит оценить.

Требует специальных геохимических исследований проблема за­грязнения тяжёлыми металлами почвогрунтов на территории курорта и детского санатория. Как показывает опыт, обычной практикой при ремонтах, строительстве и реконструкционных работах являются захо­ронения отходов на месте. При этом установлено, что в краске штука-турок, кирпичей и других покрытий содержание тяжёлых металлов превышает фоновое по цинку - в 25-60 раз, по свинцу - в 20-35 раз, меди - в 6-10 раз, хрому - в 5-10 раз. кадмию - в 10-15 раз и т.д. Такие воз­можные аномалии могут служить источником загрязнения приповерх­ностных слоев атмосферы, попадая в дыхательные органы окружаю­щих, а также в виде растворов и механических взвесей поступать в бас­сейн озера Шира. Какие-либо исследования данной проблемы на тер­ритории курорта не проводились.

Не дана оценка загрязнения зоны курорта радионуклидами, по­ступавшими при ядерных испытаниях с Семипалатинского полигона и Новой Земли.

Необходима экспертная оценка проблемы изменения уровня во­ды в озерах Шира и Иткуль и, соответственно, ее минерализации. Вряд ли следует считать основной причиной таких изменений только антро­погенный фактор. Качественное изменение состава воды в озере Шира отмечал еще М.Г.Курлов (1927). По его данным, с 1907 по 1926 гг. со­держание NaCl в воде увеличилось с 3,13 г/л до 6,46 г/л (прирост соста­вил 107%), a MgSC>4 - с 4,8 г/л до 8,91 г/л (прирост - 85%). За последние десятилетия заметно повысился уровень воды не только в озере Шира, но и в других озерах (Беле, Утичье-3, Шунет и др.). Так, глубина воды в озере Шунет с 1911 года по настоящее время увеличилась с несколь­ких вершков до 2-3 метров, а солёность снизилась с 378 г/л в 1911 году (Предтеченский, 1912) до 17 г/л в настоящее время. Следует отметить, что с 1886 по 1911 год в оз. Шунет добывали поваренную соль.

Заметно увеличилась глубина воды (с первых десятков санти­метров до 3 метров) в озере Утичье-3, а её соленость снизилась с 159 г/л в 1927 году (Курлов, 1927) до 11,5 г/л в настоящее время. Несомненно, эти изменения сказались и на составе минеральных грязей, поставляе­мых с озера на курорт. Но характер этих изменений на сегодня не ясен и требуется постановка специальных исследований для решения этого вопроса.

Озеро Шира является естественной составной частью и одним из главным рекреационных компонентов природного комплекса «Озеро Шира». Каждое изменение, происходящее в окружающем ландшафте, отражается на внутренних процессах водоема. Отмеченные выше происходящие и возможные изменения экологической обстановки пагубно сказываются на его функционировании и, в принципе, могут привести к потери природного комплекса «Озеро Шира» как лечебно-оздоровительной и курортной местности [4].

Необходимо проведение широкомасштабных экологических исследований с целью выработки научно-обоснованных рекомендаций по улучшению экологической обстановки, сохранению и рациональному использованию лечебно-оздоровительных факторов всего природного комплекса.