МЭСК-2013

ХИМИЧЕСКИЕ И БИОИНДИКАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОД В ЭКОМОНИТОРИНГЕ (НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ)

А. Е. Леонова

Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского

Токсический фактор стал неотъемлемой частью абиотической составляющей внешней среды. На современном этапе экологическая ситуация на водных объектах все более осложняется, принимая регионально кризисные формы с неблагоприятным прогнозом [1, 5]. Устойчивость водных экосистем к антропогенному воздействию существенно зависит от региональной нормы реакции, эволюционно связанной с природно-климатическими и биогеохимическими факторами ее формирования в биосфере. Из водных объектов биосферы водотоки наиболее уязвимы по отношению к загрязнению антропогенного характера, поэтому текущий контроль и мониторинговые исследования – необходимое условие для поддержания их гомеостаза. Цель работы – представить данные химического мониторинга и биотестирования вод водоемов Брянской области для разработки системы мониторинговых работ. В исследовании применен метод биотестирования, гидрологический, лабораторно-химический [4]. Концентрация ионов в водах сравнивалась с гигиеническими нормативами [3]. На территории п. Пальцо Брянской области исследовалась сеть озер, наиболее подверженных антропогенному стрессовому влиянию. На всех изученных озерах разрешена и производится ловля рыбы. При завершении операционнодеятельностного и аналитического этапа нами были получены результаты о характеристиках вод водоемов (органолептических, химико-биологических показателях), прилегающих к водоемам ландшафтах и растительности. Степень зарастания озер в пределах поселка – от 30 до 45 %, сообщества сформированы в основном манником плавающим (прибрежно-водные), рдестом плавающим и видами рода ряска и многокоренником (сообщества макрофитов) [2].Органолептические показатели вод имеют отклонения по признаку запах – иногда резкий, нефтепродуктами, по признаку вкус. Химический анализ вод водоемов п. Пальцо показал следующее.

Химический состав вод водоемов п. Пальцо

В исследуемых озерах не наблюдается значительных отклонений от ПДК. В водоеме 1 зарегистрировано превышение фосфатов в два раза, так же, как и в озере 2 (в 10 раз от допустимого). Вода озер 3, 4, 5, 6 полностью соответствуют показателям нормы. В исследуемой воде водоема 7 отмечается превышение содержания нитратов на 7 %. Биотестирование на кресс-салате показало отсутствие токсичности воды в водоемах 3 – 7. Вода озер 1 – 2 обладает стимулирующим действием на семена кресс-салата. По химическим и органолептическим качествам воды, диагностируемым в водоемах, выделили прямые и косвенные источники загрязнения водных объектов. Механическая обработка почвы и внесение минеральных удобрений вызывают также качественные изменения воды, в основном проявляющиеся в нарушении физических свойств воды (появление неприятных запахов, привкусов, в наличии плавающих веществ на поверхности воды). Второй источник загрязнения – поступление бытовых стоков сельской местности, ведущее к изменению характеристик по нитратам. Третий источник загрязнения – автотранспорт и автотранспортные сети, прилегающие к дорогам вблизи водоемов, а также использование воды для мытья техники.

Литература

1.Т. А. Акимова. Экология / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. – М.: ЮНИТИ, 1998. – 455 с.

2.Л. Н. Анищенко. Флора и растительность настоящих водных макрофитов водоемов и водотоков ЮгоЗападного Нечерноземья России / Л.Н. Анищенко, Т.Н. Буховец. – Брянск: Изд-во «Курсив, 2009. – 202 с.

3.ГН 2.1.5.689-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования / Минздрав России. – М., 1998. – 126 с.

4.ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб.

5.http://ibrain.kz/mod/book/view.php?id=221&chapterid=1410

Научный руководитель – д-р. с.-х. наук, доцент Л. Н. Анищенко

81

АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В РЕКЕ ИШИМ С 2004 ПО 2012 ГОДЫ

О. В. Устинова

Ишимской государственный педагогический институт имени П. П. Ершова

Уровень воды в реке является важным экологическим фактором, влияющим не только на окружающую среду, но и на человека. В меженный период происходит обмеление реки и связанное с ним ухудшение качества воды. В период половодья сохраняется риск затопления территории поймы, которая ныне используется для ведения приусадебного хозяйства, а в условиях стесненности городской застройки могла бы использоваться для строительства. В период половодья в реку также попадают различные загрязняющие вещества, которые могут быть опасными для жизни обитателей реки и для жизни человека. На примере ситуации на Амуре в 2013 году мы хорошо можем представить последствия катастрофического поднятия уровня воды в реке.

Целью исследования явилась характеристика динамики уровня воды в реке Ишим в период с 2004 по 2012 год и анализ годового хода уровня воды в Ишиме.

Исследования уровня воды в реке Ишиме проводятся на метеостанции города Ишима. Все измерения производятся от отметки уровня гидропоста, высота которого составляет 69,6 см от уровня Балтийского моря.

По данным наблюдения в 2004 году половодье на Ишиме длилось с апреля по июнь, максимальный уровень воды в реке отмечен 2 мая и составил 460 см. Межень в этом году была кратковременной, минимальный уровень воды (–123 см) наблюдался в декабре. В 2005 году половодье Ишима проходило с середины апреля по июль. Максимум отмечался 24 и 25 мая и составил 807 см. С августа по декабрь наблюдался самый низкий уровень воды в реке за этот год: 28 и 29 ноября отмечен минимум уровня реки, составивший –126 см. Режим Ишима в 2006 году характеризовался низким уровнем и малой продолжительностью половодья и длительной меженью. Максимум половодья приходился на апрель и составил 18 см, что отличается от уровня прошлого года на 789 см. Межень длилась с мая по декабрь, минимум в –115 см наблюдался 2 – 4 ноября. В 2007 году отмечен самый высокий за исследованные 9 лет уровень воды в реке. Режим реки в этом году характеризуется длительным половодьем с высоким максимумом и непродолжительной меженью. Начало половодья отмечено резким подъёмом уровня воды: уровень воды 12 апреля составил 34 см, 13 апреля 82 см, а 17 апреля уже 232 см. Максимум наблюдался 19 мая и составил 879 см, для сравнения – в предыдущем году максимум составил 18 см. Минимум межени отмечен 13 и 14 ноября и составил –123 см. Низким уровнем воды можно охарактеризовать режим реки Ишима в 2008 г. Почти весь год уровень воды оставался отрицательным. Половодье было незначительным и кратковременным. Максимум половодья отмечен 16 и 17 мая и составил 10 см. По сравнению с прошлым годом это на 869 см ниже. Минимум межени отмечен 15 декабря, он составил -148 см. Почти весь год наблюдался отрицательный уровень воды в реке в 2009 г, но по сравнению с прошлым годом половодье в этом году было более длительное и максимальный уровень воды выше. Уровень воды в реке 3 апреля составил –20 см, а 4 апреля уже 7 см, то есть поднялся на 27 см. Максимум половодья наблюдался 6 и 7 апреля и составил 35 см. Заметим, что только в период с 4 по 10 апреля уровень воды в реке был положительным, а 11 апреля он был равен 0, всё остальное время уровень воды в реке был отрицательным. В этом году, преимущественно в октябре и ноябре, наблюдалась осенняя межень, минимальный уровень воды составил –140 см. Режим реки Ишима в 2010 г характеризуется кратковременным половодьем и непродолжительной меженью. Положительный уровень воды в реке отмечен только в период с 22 по 23 апреля, 21 апреля наблюдался максимальный уровень воды, составивший 20 см. Половодье длилось меньше месяца. Межень также была кратковременной, наблюдалась в октябре и ноябре, минимум пришёлся на начало ноября, три первых дня ноября уровень воды в реке составлял –147 см. В 2011 г половодье длилось около трёх месяцев, максимальный уровень воды в реке 142 см отмечен 22 мая. Межень в этом году была нечёткой и кратковременной, уровень воды в реке оставался почти постоянным. Минимальный уровень воды отмечен 10 ноября и составил –138 см. Уровень воды в реке Ишим в 2012 г сложно назвать стабильным, он постоянно изменялся то в положительную, то в отрицательную сторону. Половодье длилось с апреля по июнь, максимальный уровень воды в реке отмечен 28 апреля и составил 360 см. Межень в этом году была кратковременной, минимальный уровень воды (–137 см) отмечен в ноябре.

В результате проведённого исследования были сделаны следующие выводы:

Начало периода половодья на р. Ишиме в исследуемые годы приходилось на разные числа апреля, за исключением 2011 г, когда половодье началось 3 мая.

Максимумы половодья на р. Ишим в исследованный период приходятся на апрель-май, хотя по литературным источникам называется май – июнь.

По характеру начала половодья, то есть по изменению уровня воды за сутки в день начала половодья, в исследуемый период прослеживается чередование половодий, начинающихся резко, с половодьями, начинающимися плавно.

Для Ишима характерна осенняя, реже осенне-зимняя межень. Минимальный меженный уровень за исследуемый период почти во все года приходился на разные числа ноября, чаще на середину ноября, за исключением 2008 г, когда минимальный уровень межени отмечен 15 декабря.

Научный руководитель – канд. геогр. наук, доцент Г. С. Кощеева

82

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАЗРАБОТКИ ХОЛТОСОНСКОГО И ИНКУРСКОГО ВОЛЬФРАМО-МОЛИБДЕНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Т. С. Куклина

Бурятский государственный университет

Данная работа посвящена проблеме трансформации природных комплексов и природных компонентов юго-западной части Байкальской природной территории в результате деятельности Закаменского горнообогатительного комбината, который был создан для обогащения вольфрамо – и молибденосодержащих руд Холтосонского и Инкурского месторождений.

Цель исследования: проанализировать состояние экосистем Джидинского таежного района и Хамардабанского Джидинского горно-лесостепного района. В работе были использованы следующие методы: методы теоретического анализа литературы по исследуемой проблеме; качественные методы сбора эмпирической информации (анализ документов).

Отвалы комбината расположены на наветренных склонах северо-западной экспозиции, что усиливает флювиальные процессы и обусловливает «сползание» хвостохранилища вниз по склону. В экологическом отношении территория г. Закаменск и бывшего Джидинского вольфрамо-молибденового комбината является самой неблагополучной частью Байкальской природной территории. В отвалах Джидинского комбината складировано более 50 млн. м3 скальных вскрышных и вмещающих пород. В районе хранения новых хвостов наблюдается активное формирование эрозионной сети, в результате чего формируются овраги, через которые хвосты переносятся прямо в город. Отвалы расположены на землях, пригодных для использования в сельском хозяйстве. Последствия неправильной, с точки зрения экологии, разработки данных вольфрамо-молибденовых месторождений определяют характерное для всех предприятий горнорудной промышленности воздействие на компоненты атмосферы, биосферы и гидросферы. Экзогенные процессы воздействуют на перенос вредных веществ из хвостохранилищ и таким образом, вредные вещества попадают в город, что непосредственно отражается на окружающей природной среде и на здоровье населения. Поэтому в наши дни особо актуальным является изучение и осуществление возможных путей устранения техногенных песков с прилегающей к городу территории.

На сегодняшний день экологическая ситуация остается тяжелой и даже набирает масштабы. Сегодня изза наползающих на город песчаных отходов комбината зона загрязнения экологически опасными веществами с суммарным коэффициентом их концентрации, превышающей ПДК более чем в 32 – 128 раз, охватывает почти половину территории города. По комплексной оценке уровень загрязнения воздуха оценивается как высокий – очень высокий (5 – 6 классы) [1].

Для вывода территории, подвергшейся трансформации в результате деятельности ЗГОКа, из состояния экологического неблагополучия необходимо выполнить комплекс мероприятий, предусматривающий достижение следующих целей:

–100 % удаление всех видов хвостов со всей территории распространения на объект размещения отходов; объем отходов составит порядка 21 млн. тонн;

–восстановление русла реки Модонкуль берегоукреплением и благоустройством побережья и озеленения берегов;

–проведение мероприятий по мониторингу состояния озера Первомайского карьера с целью предупреждения возможной угрозы прорыва вод из него как в грунтовые воды, так и в реки Модонкуль и Мырген-Шено;

–захоронение загрязненных тяжелыми металлами почв города;

–разработка проекта медико-социальной реабилитации населения города Закаменска;

–предотвращение катастрофических оползней вскрышных пород в районе Первомайского карьера;

–вторичная переработка хвостов фабрик с целью извлечения ценных металлов и обустройство хвостохранилищ в соответствии с современными требованиями [2].

Литература

1.Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Республики Бурятия в 2011 году» http://www.minpriroda-rb.ru/activity/index.php?SECTION_ID=921

2.П. Ю. Ходанович, р. И. Яценко, О. К. Смирнова. Экологическая обстановка г. Закаменска // Бурятия: природные ресурсы. – Улан-Удэ: БГУ, 2002. – 234-238 с.

Научный руководитель – канд. геогр. наук, доцент С. Д. Ширапова

83

СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫБРОСОВ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА ЖЕЗКАЗГАН

Е. С. Когай

Томский государственный университет

Целью данного исследования является оценка состава и распределения загрязняющих веществ от источников выброса Жезказганской ТЭЦ ТОО «Корпорация «Казахмыс» в приземном слое атмосферы. В ходе исследования были использованы следующие методы: графоаналитический, сравнительный анализ, картографический.

В настоящее время около 40 % производимой в мире электроэнергии вырабатывается путем сжигания угля. Роль угля в мире определяется некоторыми его важными преимуществами, в первую очередь большими запасами по сравнению с нефтью и газом и меньшими затратами при выработке первичной теплоты. Но с точки зрения экологии уголь является наиболее загрязняющим окружающую среду ископаемым топливом, так как он содержит различные примеси, минеральные компоненты, серу, азот, тяжелые металлы, и это ограничивает его полезность в качестве топлива. При сгорании угля выделяется много сернистых и азотистых оксидов, различных летучих частиц (зола и пыль).

Нами был проведен анализ состава и распределения загрязняющих веществ, поступающих от источников выброса ТЭЦ в период с 2006 по 2011 годы в приземный слой атмосферного воздуха города Жезказган. Всего на Жезказганской ТЭЦ 20 источников выбросов вредных веществ в атмосферу, из них 3 источника организованных выбросов и 17 – неорганизованных. Выбрасывается 27 наименований вредных веществ, которые могут образовывать 4 группы суммации вредного воздействия. Было выявлено, что уровень среднегодовых выбросов загрязняющих веществ в результате работы Жезказганской ТЭЦ уверенно снижается к 2011 г., что связано с установкой на предприятии очистных сооружений разного типа.

Было также проанализировано распределение загрязняющих веществ в зависимости от высоты источника выброса ТЭЦ. Все рассмотренные вещества (диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, зола угля, оксид железа, марганец, оксид хрома) выбрасываются Жезказганской теплоэлектроцентралью в достаточно больших количествах, в основном на высоте 230, 10 и 2 метра. При опасной скорости ветра, равной 5 м/с, и преобладающих южных ветрах создается устойчивое загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами в жилой зоне города Жезказган и прилегающих районов. На границе санитарнозащитной зоны наблюдается превышение ПДК золы угля и группы суммации (диоксид азота и диоксид серы), эти вещества оказывают негативное воздействие на окружающую природную среду и здоровье людей.

Нами были рассчитаны максимальные значения приземной концентрации вредного вещества, расстояние от источника выбросов, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения, опасная скорость ветра на уровне флюгера в соответствии с «Методикой расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86». Из расчетов рассеивания следует, что в зону влияния источников выброса ТЭЦ по направлению к городу попадает прилегающая местность в радиусе:

По углеводородам – 1,4 км По результатам расчета была построена карта распространения вредных веществ. При неблагоприятных

метеорологических условиях непосредственно на город оказывают влияние углеводороды, угольная пыль, альдегиды, минеральное масло. Остальные загрязняющие вещества, такие как диоксид азота, зола угольная, диоксид серы имеют радиус распространения больше, чем радиус города Жезказган и оказывают влияние на прилегающие районы, то есть вносят вклад в региональное загрязнение атмосферы.

Научный руководитель – д-р геогр. наук, проф. Г. К. Парфенова

84

ПЫЛЕВАЯ НАГРУЗКА НА ТЕРРИТОРИЮ г. ОМСКА ПО ДАННЫМ СНЕГОГЕОХИМИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

А. Д. Лончакова*, М. И. Третьякова*, К. Ю. Михайлова*, В. В. Литау**

*Национальный исследовательский Томский политехнический университет

**Научно-производственное объединение «Мостовик», г. Омск

Цель работы – оценка уровня пылевой нагрузки на территорию г. Омска по данным снеговой съемки. В конце февраля 2013 г. проводился площадной отбор снега, по возможности по регулярной сети с шагом 1 км на территории г. Омска. Всего было отобрано 168 проб. В качестве фоновой площадки была выбрана д. Марьяновка, в 100 км от города. Отбор и подготовку проб снега выполняли с учетом методических рекомендаций ИМГРЭ [1], руководства по контролю загрязнения атмосферы [2] и многолетнего практического опыта эколого-геохимических исследований на территории Западной Сибири. Масса пыли в снеговой пробе служила основой для определения пылевой нагрузки Pп (мг/(м2•сут)), т. е. количества твердых частиц за единицу времени на единицу площади.

По результатам исследования установлено, что величина среднесуточной пылевой нагрузки на территорию г. Омска изменяется от 27,8 (ул. 2-я Нагорная (Кировский АО)) до 1007 мг/(м2•сут) (ул. Кирпичный 7-ой поселок (Ленинский АО)), при фоне 3,1 мг/(м2•сут). Согласно нормативной градации [1] степень загрязнения атмосферы изменяется от низкой (менее 250 мг/(м2•сут)) до очень высокой степени (более 850 мг/(м2•сут)). Согласно данным нормативам, у населения, проживающего в данных районах, может увеличиться частота хронических заболеваний органов дыхания.

В среднем величина пылевой нагрузки на территорию города составляет 132 мг/(м2•сут), что превышает фон в 43 раза. По степени запыленности административные округа города образуют следующий ряд: Октябрьский – 248 мг/(м2•сут), Ленинский – 185 мг/(м2•сут), Центральный – 141 мг/(м2•сут), Кировский – 89,2 мг/(м2•сут), Советский – 66,5 мг/(м2•сут) (табл.).

Оценки числовых характеристик величины среднесуточной пылевой нагрузки на территорию г. Омска по данным снеговой съемки 2013 г., Pп (мг/(м2•сут))

Примечание: n – объем выборки, m – среднее, Xmed – медиана, Min – минимум, Max – максимум, фон – 3,1 мг/(м2•сут), Pn=P0/S*t, Р0 – масса пыли в пробе (мг; кг); S – площадь шурфа (м2; км2); t – время от начала снегостава (количество суток) [1].

Согласно карте среднесуточной пылевой нагрузки, на фоне низкого и минимального уровня выделяется несколько площадных ореолов неправильной конфигурации размерами от 2 до 50 кв. км и интенсивностью от 250 до 850 мг/(м2•сут) и выше, т. е от среднего до очень высокого уровня запыленности. Наиболее крупные ореолы, площадью от 9 до 50 кв. км в изолинии более 250 мг/(м2•сут), приурочены к восточной окраине города, где сосредоточены такие мощные источники выбросов как ТЭЦ-5, «Омскшина», «Техуглерод» и ряд предприятий машиностроительного комплекса. По розе ветров (юго-западная) ореол несколько вытянут на восток и северо-восток.

Кроме того, отмечается группа небольших по размерам (1 – 5 км2) ореолов в изолинии более 250 мг/(м2•сут), в северо-западной части города, где расположены мощные комплексы нефтехимических и энергетических предприятий (ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, ОНПЗ-Газпромнефть), а также в левобережной (западной) части города, с напряженными транспортными артериями придолинной территории.

Данные, полученные в 2013 г. хорошо сопоставимы с результатами ранее проведенных геологоэкологических исследований в г. Омске в 1992 гг. (данные Сибирского филиала «Берёзовгеология» ФГУГП «Урангео»).

Литература

1.Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич, Е. П. Янин и др. Геохимия окружающей среды. – М.: Недра, 1990. – 335 с.

2.Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186 № 2932-83. – М.: Госкомгидромет, 1991. – 693 с.

Научный руководитель – канд. геол.-минерал. наук, доцент А. В. Таловская

85

ТЕХНОГЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦАХ АЭРОЗОЛЕЙ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ г. ТОМСКА

Ю. В. Чумак, Е. А. Филимоненко

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

С целью уточнения и детализации геохимических и минералогических характеристик пылевых атмосферных выпадений с 2009 по 2013 годы проводился мониторинг загрязнения снежного покрова в зонах воздействия промышленных предприятий г. Томска – городской районной теплоэлектростанции, кирпичных заводов, предприятий по производству железобетонных изделий, где размещается сектор частной застройки и локальные котельные. Отбор проб производили по векторной сети от промплощадок в направлении основного ветрового переноса загрязнений, согласно преобладающему направлению ветра (южные и юго-западные ветра). В каждой из рассматриваемых зон ежегодно отбиралось по 5 проб снега, общее количество проб составило 75. Работы по отбору и подготовке снежных проб выполнялись с учетом методических рекомендаций, приводимых в [1], руководстве по контролю загрязнения атмосферы [3] и на основе многолетнего практического опыта эколого-геохимических исследований на территории западной Сибири [1, 2, 4, 5].

Состав проб твердого осадка снега определяли в Международном инновационном научнообразовательном центре «Урановая геология» кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ. Электронномикроскопические исследования выполнялись на сканирующем электронном микроскопе фирмы Hitachi S- 3400N c энергодисперсионной приставкой для микроанализа Bruker. Помимо этого отдельные пробы твердого осадка снега были исследованы на рентгеновском дифрактометре Bruker Phaser D2. Под бинокулярным стереоскопическим микроскопом (Leica ZN4D с видео приставкой) в пробах определяли процентное соотношение всех минеральных и техногенных составляющих. Элементный состав всех проб был определен инструментальным нейтронно-активационным анализом в аттестованной ядерногеохимической лаборатории центра (аналитики А. Ф. Судыко, Л. В. Богутская).

Результаты многолетних наблюдений показали, что в пробах из зоны воздействия кирпичных заводов приоритетными элементами-загрязнителями являются Na, Sc, Rb, группа редкоземельных элементов (легких (La, Ce, Sm) и тяжелых (Tb, Yb, Lu) лантаноидов), Hf и Th. По данным рентгеноструктурного анализа, в пробах обнаружено содержание кварца на уровне 54 %, альбита – 28 %, мусковита – 12 %, кальцита, доломита, магнетита и муллита – 1–2 %. Изучение проб под бинокулярным микроскопом показало, что минеральные частицы (50–81 %) преобладают над техногенными образованиями (19–50 %). Специфическими техногенными частицами являются кирпичная крошка (10–15 %) и спекшиеся частицы кирпичной крошки (13–25 %).

Впробах из зоны воздействия предприятий по производству железобетонных изделий приоритетными элементами-загрязнителями являются Ca, Sr, As и U. В цементной пыли были определены повышенные концентрации Sr и U. Кроме того, отмечаются значимые отличия от средних городских величин по содержанию Ca, минеральной формой которого является преимущественно кальцит, а также элементы (Сe, Sm и Th) типоморфные и для пылевых аэрозолей около кирпичных заводов г. Томска. В пробах твердого осадка снега техногенные образования (85–88 %) доминируют над минеральными частицами (12–15 %).

Вшлейфе выбросов Томской государственной районной теплоэлектростанции фиксируются редкоземельные элементы, As, Ba, Sr, Sb, U и Fe. По данным рентгеноструктурного анализа, в изучаемых пробах фиксируется высокое содержание кварца (60 %), альбита (14 %), муллита (12 %), в следовых количествах – диопсид (8 %) и хлорит (6 %). Помимо кристаллических фаз пробы содержат до 35 % аморфного вещества, которое представлено частицами сажи и шлака.

Работа выполнена при финансовой поддержки Гранта Президента для поддержки молодых российских ученых (МК 951.2013.5).

Литература

1.В. Н. Василенко, И. М. Назаров, Ш. Д. Фридман. Мониторинг загрязнения снежного покрова. –Л.: Гидрометеоиздат, 1985. – 185 с.

2.Методы анализа данных загрязнения снегового покрова в зонах влияния промышленных предприятий (на примере г. Новосибирска) / С. Б. Бортникова, В. Ф. Рапута, А. Ю. Девятова, Ф. Н. Юдахин // Геоэкология. – 2009. – № 6. – С. 515–525.

3.Е. А. Филимоненко, А. В. Таловская, Е. Г. Язиков. Особенности вещественного состава пылевых атмосферных выпадений в зоне воздействия предприятия топливно-энергетического комплекса (на примере Томской ГРЭС-2) // Оптика атмосферы и океана. – 2012 – Т. 25

4.Е. Г. Язиков, А. В. Таловская, Л. В. Жорняк. Оценка эколого-геохимического состояния территории г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей и почв: монография. – Томск: Изд-во ИПУ, 2010. – 264 с.

5.Е. Г. Язиков. Экогеохимия урбанизированных территорий юга Западной Сибири: дис. … д-ра геол.– минерал. наук. – Томск, 2006. – 423 с.

Научный руководитель – канд. геол.–минерал. наук, доцент А. В. Таловская

86

ФТОР В СНЕГОТАЛОЙ ВОДЕ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАЙОНОВ ТОМСКА И КРАСНОЯРСКА

А. С. Поликанова, Н. П. Самохина

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

С целью получения современных данных о концентрации фтора, а также выявления источников его поступления в Томском регионе в период с 2009 по 2013 гг. в г. Томске сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии (ГЭГХ) ТПУ осуществлялся отбор проб снега в зоне воздействия железобетонных и кирпичных заводов, нефтехимического комбината и государственной районной теплоэлектростанции. Кроме того, в 2011 и 2013 гг. отбор проб осуществляли в населенных пунктах нефтегазодобывающих районов области и в зоне влияния предприятий ядерно-топливного цикла (ЯТЦ) с крупными объектами теплоэнергетики г. Северска. В 2013 г. отбор проб осуществлялся в зоне воздействия алюминиевого завода г. Красноярска.

Содержание фтора в пробах авторы определяли в учебно-научной лаборатории микроэлементного анализа Международного инновационного научно-образовательного центра «Урановая геология» на базе кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ. Применяли потенциометрический метод с использованием прибора Анион 4100 с фтор-селективными электродами. Анализ проводили по ГОСТ 23268.18-78. Предел обнаружения – 0,05 мг/дм³. Всего авторами было изучено 143 пробы талой снеговой воды.

Анализ данных показал, что в пробах из нефтегазодобывающих районов и населенных пунктов из 100-км зоны влияния предприятий ядерно-топливного цикла содержание фтора находится ниже предела обнаружения метода (<0,05 мг/дм3). В пробах из населенных пунктов 30-км зоны влияния предприятий ЯТЦ концентрация фтора изменяется от нижнего предела обнаружения до 0,12 мг/дм³. Однако в пробах из п. Самусь зарегистрированы повышенные значения (0,06 – 0,12 мг/дм³) относительно таковых в более удалённых от предприятия населённых пунктах. Это может свидетельствовать о переносе летучих соединений фтора с одного из объектов предприятия в процессе производства гексафторидов урана [3].

Данные двухлетних наблюдений в г. Томске показали, что в зоне воздействия кирпичных заводов выявлены наиболее высокие значения фтора (0,21 – 3,54 мг/дм³). Согласно проекту нормативов предельно допустимых выбросов, хорошо растворимые фториды и гексафториды натрия поступают при сушке глины, сушке и обжиге кирпича, а фтористые газообразные соединения – при сварочных работах.

В пробах, отобранных в зоне воздействия Красноярского алюминиевого завода, наблюдается высокое содержание фтора, что связано со спецификой данного предприятия [1, 2]. В сравнении с концентрациями в пробах из г. Томска отмечается превышение в 14 раз.

Содержание фтора в пробах талой снеговой воды в зонах воздействия промышленных предприятий, мг/дм³

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Гранта Президента для поддержки молодых российских ученых (МК 951.2013.5) и гранта ВР Exploration Operating Company Limited.

Л. П. Рихванов, Е. Г. Язиков, Ю. И. Сухих [и др.], под ред. А.Г. Бакирова. – Томск: Курсив, 2006. – 216 с.

Научный руководитель – канд. геол.-минерал. наук, доцент А. В. Таловская

87

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СНЕЖНОГО ПОКРОВА г. ГОРНО-АЛТАЙСКА И с. КЫЗЫЛ-ОЗЁК

В. А. Фишер, Т. С. Тимофеева

Горно-Алтайский государственный университет

Снежный покров является эффективным индикатором в изучении атмосферной нагрузки на природные экосистемы. Поэтому анализ снежного покрова является одним из компонентов определения степени загрязнения атмосферы.

Измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности.

Отбор проб снежного покрова был осуществлен в различных районах города Горно-Алтайска и с. Кызыл–Озёк. После отбора проб снега производилось его таяние. Снеготалую воду исследовали по общепринятым методикам.

Результаты исследования представлены в таблице. Гигиеническое значение pH позволят контролировать санитарное состояние, а загрязнение биогенными элементами вызывает понижение pH.

Химический состав твердых осадков снеготалой воды, мг/л

Наибольшее значение всех биогенных элементов наблюдается в районах ГАГУ и Мебельной. Наличие сухого остатка обусловлено содержанием в снеготалой воде солей кальция, магния и щелочных металлов (натрия и калия). На всем промежутке наблюдается повышенное содержание ионов меди в снеговом покрове. Местом взятия проб был выбран правый берег р. Улалушка и р. Майма. Так как данные реки проходят через центр города, то повышенное содержание ионов меди может быть вызвано антропогенным вмешательством.

Выводы На основании проделанной работы были сделаны следующие выводы

–измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв;

–из исследуемых образцов снега наиболее загрязнённым является снег, отобранный в районе Мебельной фабрики и ГАГУ, что вызвано наибольшей антропогенной нагрузкой на эти районы города;

–по величине pH и содержанию ионов азотной группы можно сказать, что снеготаяние вызовет дальнейшее закисление почвы и воды.

Научный руководитель – канд. геогр. наук, доцент Т. В. Больбух

88

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВ САДОВЫХ ТОВАРИЩЕСТВ В ПРЕДЕЛАХ ГОРОДСКОЙ ЧЕРТЫ г. ЧЕЛЯБИНСКА

Р. Г. Халилова

Челябинский государственный университет

Коллективные сады – садовые некоммерческие товарищества (СНТ) являются одной из разновидностей культурных ландшафтов. Они имеют огромное значение для обеспечения населения продуктами растениеводства и являются местом отдыха горожан. Часть из них расположена в непосредственной близости от промышленных предприятий и испытывает существенный риск загрязнения почв и растительной продукции, поэтому актуальность данной темы заключается в проведении исследований состояния почвенного покрова, для того чтобы иметь представления о степени воздействия на культурные ландшафты выбросов промышленных предприятий.

Целью данной работы является сравнительный анализ химического состава снегового и почвенного покрова двух территорий, находящихся под различной степенью антропогенного воздействия. Одно из садовых товариществ (СНТ «Хлебосад») расположено в непосредственной близости от промышленных зон, СНТ «Любитель-2» находится в селитебной части города, т. е. в более благополучных условиях. Использование данных снеговой съемки основано на особенности зимних осадков аккумулировать на своей поверхности загрязняющие вещества, находящиеся в атмосферном воздухе. Таким образом, при снеготаянии накопленные в зимний период токсичные элементы перейдут непосредственно в почвенный покров. Кроме того большое значение имеют кислотно-щелочные свойства, количество пылевых частиц и растворенных солей (общая минерализация).

Пробы снега отбирались в соответствии с методическими рекомендациями. Определялись pH, общая минерализация снеговой воды и концентрации тяжелых металлов. Для почвенных проб стандартными методами были определены показатели, влияющие на подвижность загрязняющих веществ: pH водной вытяжки, содержание гумуса, подвижность полуторных оксидов и карбонатов, гранулометрический состав. Пробы снега и почв отбирались в одних и тех же точках.

Анализ полученных результатов показал, что значения pH и минерализации талой воды снеговых проб садового товарищества «Хлебосад» типичны для урбанизированных территорий, характеризующихся слабощелочной, щелочной и сильнощелочной реакцией (pH от 7,0 до 9,0). Значение pH и минерализация талой воды СНТ «Любитель-2» близко к значениям незагрязненных осадков – 5,6 единиц.

Долговременное воздействие атмосферных осадков с высокими значениями pH и минерализации вызвало изменение кислотно-щелочных свойств почвенного покрова. Показатель pH водной вытяжки почв СНТ «Хлебосад» превышает аналогичный показатель фоновых почв более чем на единицу. Почвы СНТ «Любитель-2» по данному показателю ближе к природному фону. Подщелачивание привело к изменению устойчивости (буферности) почв к химическому загрязнению. На основе физико-химических показателей для почв обеих исследуемых территорий была произведена оценка буферности по шкале В. Б. Ильина [1].

Ранжирование свойств, определяющих буферность почв, по В. Б. Ильину [2].

*В скобках указано количество баллов для элементов, подвижных в щелочной среде

В результате проведенных исследований можно сделать вывод о том, что почвы обоих садовых товариществ в настоящее время характеризуются пока еще достаточной устойчивостью к химическому загрязнению, в то же время, у буферности почв СНТ «Хлебосад» отмечается тенденция к снижению буферности к элементам, подвижным в щелочной среде. Следует обратить внимание на то, что при долговременном воздействии промышленных выбросов на территории садовых товариществ их устойчивость будет исчерпана, что приведет к подвижности и доступности для растений некоторых тяжелых металлов. Это особенно актуально в связи с тем, что концентрации тяжелых металлов в пыли снега и в почве хорошо коррелируются между собой.

Литература

1.В. Б. Ильин. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия. 1995. № 10. Стр. 109 – 113.

2.Л. М. Маркова, Н. С. Сальникова, р. Г. Халилова. Буферная способность антропогеннопреобразованных почв лесостепной зоны Зауралья к химическому загрязнению / Степи Северной Евразии: материалы VI Международного симпозиума. – Оренбург, 2012. Стр. 473-475.

Научные руководители – канд. геогр. наук, доцент И. В. Грачева; ст. преп. кафедры геоэкологии и природопользования факультета экологии Челябинского государственного университета Л. М. Маркова.

89

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ НАКОПЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В КОЛЬЦАХ ДЕРЕВЬЕВ

А. С. Миронова

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Цель исследований – изучение распределения химических элементов в годичных кольцах деревьев. Анализом годичных колец деревьев занимается наука дендрохронология. В настоящее время идёт

становление нового дендрогеохимического направления в геохимических методах оценки состояния природной среды.

Годичные кольца древесных растений, образуясь последовательно во времени, фиксируют в своём составе элементный состав текущего окружения и поэтому, представляют огромный интерес в качестве объектов для изучения динамики изменения геохимического состава биосферы.

При исследовании поперечного среза ствола дерева можно видеть многие различные участки. В центре колец – маленькая окружность материи –сердцевина дерева. Это основная ткань, которая вероятно не функционирует, хотя она может содержать в себе определённое количество воды и ненужных субстанций. Сердцевина окружена ксилемой, которая является древесиной дерева и содержит все ежегодно растущие кольца, сформированные в течение жизни дерева. Ксилема состоит из двух различных зон, которые могут легко различаться в большинстве типов дерева: внешние (наружные) кольца, обычно светлые – заболонь. Через первые несколько колец заболони осуществляется проводимость сока. Внутренние кольца ксилемы – ядровые кольца, которые обычно темнее, благодаря содержащимся здесь смолам и красящим веществам. Ядровая древесина обычно считается умершей и является поддержкой или вместилищем ненужных материалов. Ксилема окружена слоями камбия, в которых производятся новые ксилемные и флоемные клетки, из которых начинают расти новые кольца. Окружение камбия – это клетки внутренней коры, через которые транспортируются вещества из листьев. Каждый новый слой ксилемы окружён защитной наружной корой.

Ширина годичных колец зависит от множества факторов.

Для проведения нашей исследовательской работы, отбор проб осуществлялся с помощью бурава Пресслера.

Нами был проведен отбор проб кернов в четырёх населённых пунктах: в сёлах Черёмушка, Мостик и Долонь (Казахстан, Бескарагайский район) и в посёлке Тимирязево (Томский район). Годичные кольца (по 5 лет) были проанализированы в ядерно-геохимической лаборатории МИНОЦ «Урановая геология» ТПУ (г. Томск) методом ИНАА на комплекс из 28 элементов.

В работе было прослежено влияние ядерных испытаний на элементный состав годичных колец сосны. Наиболее подверглись загрязнению радионуклидами населённые пункты, располагающиеся ближе всего к СИЯП: села Черёмушка и Долонь.

Среднее содержание элементов в золе сосны в 1942-1966 г.г. (мг/кг).

Годичные кольца относятся к стратифицированным (последовательно образующимся во времени) природным образованиям, которые считаются достаточно надёжными объектами мониторинговых исследований, раскрывающими динамику, интенсивность и специфичность техногенного воздействия на среду обитания человека.

Годичные кольца деревьев представляют огромный интерес для ретроспективного экологического мониторинга.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. Н. В. Барановская

90