Эколония

 

В ионном составе талых снеговых вод севера Западной Сибири прослеживаются закономерности, обусловленные как зональным  характером атмосферных осадков, так  и особенностями циркуляции воздушных  масс в Арктике и Субарктике. Для  химического состава снежного покрова  п-ова Ямал характерно преобладание хлорид-иона среди анионов и натрия среди катионов; сульфат-ион имеет подчиненное значение. При удалении от побережья (район Нового Уренгоя) отмечается значительное возрастание доли гидрокарбонат-иона и катиона кальция. В целом данные по этим пунктам сходны с данными по химическому составу снега в районе Тазовского полуострова и бассейна р. Надым [Лычагин, 1981]. Значительное сокращение доли ионов Na и Cl подтверждает вывод о том, что влияние акваторий на химический состав атмосферных осадков распространяется не далее 200–250 км вглубь континента [Корзун, 1989]. Однако химический состав снега здесь резко отличается от находящихся целиком под влиянием континентального воздуха участков нижнего течения Енисея, где абсолютно преобладает гидрокарбонат-ион [Соломатин и др., 1989]. В более южных районах, в таежной зоне содержание ионов хлора и натрия уменьшается, и талая снеговая вода имеет сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевый состав. Преобладание сульфат-иона в составе талых снеговых вод отмечено в населенных пунктах Березово, Кондинский, Алтай, в природном парке “Кондинские озера”, т. е. в западной части области, близкой к Уральскому промышленному району.

 

Общая минерализация  атмосферных осадков на фоновых  участках отличается в незначительных пределах — в среднем от 11 до 20 мг/л, что позволяет отнести их к осадкам со слабой минерализацией. Реакция среды талых снеговых вод меняется от слабокислой в тундровых и лесотундровых ландшафтах (рН = 5,6–5,8) до нейтральной в таежных (рН = 6,1–6,8). В западной части Тюменской области отмечается некоторое подкисление снежного покрова, значения рН снега составляли 4,7–5,9. Очевидно, районы подвержены дальнему переносу серосодержащих веществ.

 

В условиях антропогенного воздействия (в населенных пунктах, вахтовых поселках, в районе компрессорных станций) макрокомпонентный состав атмосферных осадков претерпевает изменения. Прежде всего это проявляется в значительном увеличении минерализации, средние величины которой составляют 36–64 мг/л. Реакция среды, как правило, становится нейтральной или слабощелочной. При сжигании газа на УКПГ, напротив, происходит подкисление снегового покрова. Наши исследования, проведенные на Ямале, по выявлению фоновых геохимических параметров природных компонентов позволили определить радиус выпадения кислотных осадков вокруг одиночного факела сжигания на Бованенковском месторождении. Отмечено, что pH талой снеговой воды уменьшается от 6,2 у факела до 5,4–6,0 на расстоянии 2–4 км. Это, очевидно, соответствует расстоянию, на котором происходит образование и выпадение кислых осадков. Затем идет повышение рН до фоновых значений (6,2 и выше). Таким образом, радиус отдельного факела сжигания составляет примерно 4 км. Это хорошо согласуется с данными А. Р. Воеводовой, оценившей радиус хемогенного воздействия отдельно стоящей буровой не менее чем в 2 км [Воеводова, 1987, 1988]. Соотношения между основными ионами остаются в целом сход-ными, что свидетельствует об отсутствии крупных промышленных источников загрязнения со “специализированным” типом атмосферных эмиссий. Антропогенное воздействие на ионный состав выражается главным образом в высоком содержании азота. Средние концентрации ионов аммония составляют 0,22–

1,15 мг/л  при ПДК 2 мг/л. В отдельных  точках опробования наблюдается  превышение ПДК в 1,5 раза. Средние  содержания NО2 в Сургуте (0,17 мг/л)  более чем в 8 раз превышают  ПДК; в Новом Уренгое ПДК  по NO2 превышено в среднем в  1,5 раза. В 1998 г. на всех постах  наблюдения в ХМАО отмечено  возрастание концентрации в снеге  сульфатов, нитратов и ионов  аммония [Обзор..., 1999].

 

Таким образом, для ионного состава снеговых вод на территории области характерно широтное изменение гидрохимического состава — от слабоми-

нерализованных хлоридно-натриевых вод близких к побережью районов

п-ова  Ямал, через сульфатно-гидрокарбонатный геохимический состав в ландшафтах лесотундры, северной и средней тайги  к сульфатно-гидро-карбонатному классу атмосферных осадков в южнотаежных ландшафтах. Среди катионов характерно снижение с севера на юг доли натрия и повышение доли кальция и магния.

 

Большой интерес представляет анализ содержания в снеге тяжелых металлов, которые  являются неизбежными спутниками техногенеза. Содержание микроэлементов в снеге ряда компрессорных станций в целом не выходит за рамки величин, характерных для фоновых участков Арктики и Субарктики. Можно отметить только немного повышенные содержания свинца, поступающего с выхлопами двигателей внутреннего сгорания; в ряде проб отмечены повышенные содержания марганца — типоморфного элемента таежной зоны [Московченко, 1998]. По данным центра по гидрометеорологии и контролю окружающей среды ХМАО, на протяжении последних 10 лет в снеге на территории округа неуклонно растет концентрация железа, высоко содержание цинка, марганца, меди. Повышение содержания тяжелых металлов вызвано трансграничным переносом [Обзор..., 1999].

 

Главным загрязнителем среди органических веществ следует признать фенол. При ПДК, равной 0,001 мг/л, средние концентрации фенола в талой снеговой воде составляют соответственно: для Сургута — 0,012; КС “Белый Яр” — 0,0035; КС “Барсово” — 0,003; пос. Солнечный — 0,0036 (мг/л). Превышения ПДК по фенолу в водах Оби и ее притоков на территории Тюменской области, отмеченные рядом авторов [Уварова, 1989; Мельник, Шестаков, 1995], обусловлены не только привнесением его извне (из соседних областей), но и местными причинами.

 

В населенных пунктах концентрация практически  всех микроэлементов резко возрастает, в особенности в городах со значительным количеством промышленных предприятий (Тюмень, Сургут). Геохимическая  ассоциация элементов-загрязнителей  включает Pb, Zn, Cr, Ni, Cu, коэффициенты концентраций которых составляют 1,8–4,5 [Московченко, 1998]. В городах пространственная структура распределения загрязнителей определяется наличием ряда локальных геохимических аномалий с полиэлементным составом, которые приурочены к главным промышленным объектам и автомагистралям.

 

Лихеноиндикационные исследования

 

Одним из детально разработанных и многократно  апробированных методов индикации  атмосферного загрязнения является лихеномониторинг, т. е. использование лишайников в качестве объектов наблюдения и химических анализов. Выбор лишайников для биогеохимических исследований на севере Западной Сибири продиктован рядом обстоятельств. Во-первых, лишайники являются эдификаторами и доминантами во многих типах растительных сообществ, в том числе коренных и квазикоренных: кустарничково-мохово-лишайниковых тундр, сосняков лишайниковых и кустарничково-лишайниковых. Во-вторых, исследованиям лишайников как биоиндикаторов посвящено множество работ в сходных по природным условиям северных территориях [Меннинг, Федер, 1985; Трасс, 1985; Загороднева и др., 1988; Парибок, 1988; Красовская, Светлосанов, 1989; Слипенчук, 1989; Хренов, 1993; Case, 1984; Martin et al., 1992; Grodzinska et al., 1993; Nash, Gries, 1995], что дает возможность для сравнительного анализа.

 

Широко  известен факт высокой чувствительности многих видов лишайников к загрязнению. Из-за отсутствия механизмов контроля газообмена через устьица отложение  газообразных соединений из атмосферы  происходит по всей поверхности лишайников. Задерживаются загрязняющие вещества в лишайниках в основном в корпускулярной форме в межклеточном материале  внутригифового пространства [Galun еt al., 1984]. Присутствующие в отложениях загрязняющие соединения вызывают изменение видового разнообразия и обилия лишайников, сдвиг от полового размножения к преимущественно вегетативному, значительные морфологические изменения у выживших экземпляров, которые отражают ультраструктурную перестройку растительной ткани. Основными проявлениями реакции лишайников северных территорий на атмосферное загрязнение служат утечка ионизированного кальция вследствие разрушения и изменения проницаемости клеточных оболочек; изменение характера флюоресценции хлорофилла, свидетельствующее о деградации пигмента; уменьшение фиксации азота и изменение ферментативной активности [Nash, Gries, 1995].

 

В наших  исследованиях проведен учет лишайниковых синузий и выполнен анализ микроэлементного состава лишайников в ряде районов Тюменской области, в том числе на участках, где в недавнем времени было проведено разведочное бурение.

 

Исследованиями  были охвачены различные природные  зоны: Харасавэйское и Бованенковское месторождения п-ова Ямал, район оз. Ярото, территория природного парка “Нумто”, участки в районе г. Новый Уренгой, район компрессорной станции Вынгапуровская, ряд нефтяных месторождений Ханты-Мансийского округа и участки водно-болотных угодий Приобья. Наиболее часто обследовался широко распространенный в тундре и тайге вид напочвенных кустистых лишайников Cladina stellaris. Также были отобраны пробы эпифитного лишайника Hypogimnia physodes и пробы зеленых мхов Pleurozium schreberi и Hylocomium splendens. Отбор проб проводился в соответствии с методическими рекомендациями по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды [Методические рекомендации…, 1981, 1982]. Ведомость отбора проб лишайников на территории водно-болотных угодий Приобья приведена в табл. 41.

 

Таблица 41

 

Ведомость биогеохимического опробования

(Водно-болотные  угодья Приобья, 2000)

омер пробы 

Координаты

точки отбора 

Объект

опробования 

Примечание

 

3 

Заказник  “Елизаровский”

 

61° 09? 56,3?? с. ш.

 

68° 13ґ 31,4?? в. д. 

Hypogymnia physodes 

Лишайник  отобран со стволов березы. Осиново-березовый  травяной лес на высокой гриве

 

4 

ВБУ “Верхнее Двуобье”

 

61° 33ґ  53,5?? с. ш.

 

68° 04ґ  22,8?? в. д. 

То же 

Лишайник  отобран с ветвей ели. Еловый с  кедром и осиной кустарничково-зеленомошно-мелкотравный лес на высоком коренном берегу

 

6 

Примерно 2 км ниже пос. Ка-рымкары, правый берег

 

62° 02ґ  43,8?? с. ш.

 

67° 23ґ  11,8?? в. д. 

” 

Лишайник  отобран с ветвей и стволов  кедра и ели. Елово-кедровый с  березой и сосной травяно-зеленомошный лес на вершине увала

 

7 

Правый  берег Оби

 

62° 26ґ  43,2?? с. ш.

 

66° 12ґ  48,8?? в. д. 

” 

Лишайник  отобран с ветвей и стволов  ели. Кедрово-еловый с сосной и березой  кустарничково-зеленомошный лес 

 

9 

Правый  берег Оби

 

63° 30ґ  09,1?? с. ш.

 

65° 43ґ  01,5?? в. д. 

” 

Лишайник  отобран с ветвей и стволов  ели. Кедрово-еловый с березой мелкотравно-зеленомошно-мертвопокровный лес

 

11 

Заказник  “Вогулка” 

 

63° 52ґ  25,4?? с. ш.

 

64° 19ґ  51,7?? в. д. 

” 

Лишайник  отобран с ветвей и стволов  сосны. Растительное сообщество — заболоченный сосняк кустарничково-лишайниково-сфагновый

 

12 

Заказник  “Вогулка” 

 

63° 52ґ  25,4?? с. ш.

 

64° 19ґ  51,7?? в. д. 

Cladina stellaris 

Напочвенный лишайник. Растительное сообщество —  заболоченный сосняк кустарничково-лишайниково-сфагновый

 

16 

р. Северная Сосьва

 

64° 15ґ  27,2?? с. ш.

 

65° 29ґ 07,3?? в. д. 

Hypogymnia physodes 

Лишайник  отобран со стволов березы. Пойменный  лес на гриве 

 

19 

Чухлайский участок Березовского заказника

 

64° 13ґ  56,2?? с. ш.

 

65° 47ґ  49,2?? в. д. 

Hylocomium splendens 

Березово-кедровый травяно-зеленомошный приречный лес  на гриве

 

24 

Чухлайский участок Березовского заказника

 

64° 13ґ  56,2?? с. ш.

 

65° 47ґ 49,2?? в. д. 

Hypogymnia physodes 

Березово-кедровый травяно-зеленомошный приречный лес  на гриве

 

 

Определение содержания тяжелых металлов проводилось  методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в аккредитованном аналитическом центре объединенного Института геологи, геофизики и минералогии СО РАН. Результаты представлены в табл. 42.

 

Таблица 42

 

Содержание  тяжелых металлов в пробах лишайников и мхов

(Водно-болотные  угодья Приобья, 2000 г.)

 

Номер пробы 

Массовая  доля с указанием абсолютной погрешности

 

Fe 

Cu 

Ni 

Co 

Mn 

Cr 

Zn 

Pb

 

3 

290±10 

4,3±0,2 

3,4±0,2 

0,34±0,05 

302±15 

1,5±0,1 

125±5 

10±2

 

4 

3600±500 

6,1±0,2 

5,2±0,2 

1,8±0,1 

219±10 

6,3±0,1 

64±2 

18±2

 

6 

1700±500 

7,5±0,2 

4,2±0,2 

1,0±0,1 

259±10 

4,3±0,1 

81±2 

24±2

 

7 

689±25 

5,5±0,2 

2,7±0,2 

0,31±0,05 

310±15 

2,8±0,1 

69±2 

19±2

 

9 

561±20 

4,4±0,2 

2,6±0,2 

0,35±0,05 

293±15 

2,0±0,1 

53±2 

43±2

 

11 

450±20 

4,1±0,2 

2,2±0,2 

0,35±0,05 

400±20 

2,0±0,1 

68±2 

12±2

 

12