Накопление химических поллютантов в воде озер Большой и Малый Игиш

К.В. Гуммель

ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Накопление химических поллютантов в воде озер Большой и Малый Игиш

Уральский регион, всегда играл решающую роль в производстве страны. Но это также означает, что по степени загрязнения и деградации природной среды он занимает первое место в России, а среди самых неблагополучных уральских областей уверенно лидирует Челябинская область.

Южный Урал сегодня – это прежде всего сочетание чрезвычайно высоких техногенных нагрузок различных производств, вызывающих глобальное загрязнение биосферы, с огромным количеством уже накопленных за долгие годы радиоактивных и высокотоксичных отходов, создающих высокую опасность катастрофического загрязнения огромных территорий. Экотоксикология на Южном Урале в начале XXI века – одна из острейших и актуальнейших проблем. К началу нового века на территории Челябинской области было накоплено 3 миллиарда 995 миллионов тонн отходов разного класса опасности. За этими страшными цифрами – недопустимые условия для проживания населения,  ранняя смертность и инвалидность.

Примером негативного антропогенного воздействия на окружающую среду на Урале может являться техногенно загрязненная долгоживущими радионуклидами территория на обширном пространстве, получившая название Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС), возникшая в результате деятельности производственного объединения «Маяк»: сброса жидких радиоактивных отходов в реку Теча (март 1949 – ноябрь 1951 г), химический взрыв емкости с радиоактивными отходами (сентябрь 1957 г),  пылевой перенос радионуклидов с обсохшей береговой полосы водоема Карачай (весна 1967 г) [4]. С зараженной территории после аварии 1957 г. проводилось массовое отселение населенных пунктов, в то же время, часть деревень, расположенных в отдаленной зоне от эпицентра аварии, но расположенных на территории ВУРСа, не были отселены и продолжают активно функционировать до настоящего времени. Кроме того, на зараженной территории оказалось значительное количество водоемов, на которых была приостановлена хозяйственная деятельность [5]. В то время, как проблема использования воды во всем мире вышла на лидирующие позиции, встает вопрос о активизации на данных водоемах хозяйственной деятельности, в связи с чем необходимо проведение комплексных исследований современного химического, радиологического и экологического состояния данных водоемов.

В связи с этим, целью данной работы явилось исследование накопления химических поллютантов в воде озер Большой и Малый Игиш (средняя зона ВУРСа).

Озера Б. Игиш и М. Игиш расположены на Среднем Урале в зоне геоморфологических структур Зауральского пенеплена на водоразделе рек Синары и Боевки (бассейн р. Тобол). М. Игиш находится в двух км от оз. Б. Игиш в северо-западном направлении. Озера расположены в Каслинском районе, вблизи автотрассы Тюбук – Багаряк. Исследуемые водоемы различаются морфометрическими параметрами, но являются однотипными по характеру протекания в них процессов, присущих озерам климатической зоны с достаточным увлажнением [1].

В результате аварии с водосборной территории озера Б. Игиш был отселен населенный пункт – деревня Игиш. С 1958 г. экосистема озера развивается естественным путем, что представляет научный интерес в исследовании распределения изотопов в компонентах экосистемы. Первоначальный уровень радиоактивного загрязнения воды составлял по 90Sr порядка 1064 Бк/л [3].

Населенных пунктов на водосборе озера М. Игиш нет, после аварии в окрестностях оз. М. Игиш прекратили функционирование поселки Юго-Коневских рудников и д. Юго-Конево. Первоначальный уровень радиоактивного загрязнения воды по 90Sr составлял порядка 300 Бк/л [3].

Район расположения оз. Б. Игиш лежит в зоне восточного выступа южной светло-хвойной тайги с доминированием в древесном ярусе сосны и березы, в то время как район расположения оз. М. Игиш находится в зоне южной светлохвойной тайги с преобладанием березы. По соотношению водного баланса изученные озера являются бессточными. Их основное питание осуществляется с осадками и водами поверхностного и подземного стока. Озера относятся к эвтрофным водоемам [2].

Отбор проб воды проводились в летнее-осенний период (август 2009 г.) с поверхностных горизонтов (1-1,5 м от поверхности).

Пробоподготовка и анализ общих химических показателей проб воды проводились на базе физико-химической лаборатории естественно-технологического факультета ЧГПУ. Определены следующие физико-химические показатели: pH, Eh, содержание основных ионов (Cl-, Ca2+, Mg2+). Определение гидрохимических параметров водоемов осуществлялось согласно стандартным методикам.

Определение микроэлементов проводилось в лаборатории геоэкологии Института минералогии УрО РАН на атомно – абсорбционных спектрометрах «Perking – Elmer 3110». Определение удельной активности долгоживущих радионуклидов проводили в лаборатории Уральского научно-практического центра радиационной медицины. Уджельная активность 137Cs определялся g-спектрометрическим методом на полупроводниковых детекторах типа ДГДК-100, а также на g-спектрометре фирмы «CANBERA». Относительная погрешность измерения не превышала 20 %. Определение 90Sr проводилось методами экстракции 90Y моноизооктилметиловым эфиром фосфоновой кислоты и выделения радионуклида в виде оксалатов.

По величине рН озерной воды исследованные озера подразделяются следующим образом: рН 6-7 (оз. М. Игиш); рН 7-8 (озера Б. Игиш). Озеро М. Игиш ультрапресное, Б. Игиш – пресное. Воды данных озер относятся к гидрокарбонатному классу, характерен содовый (I) тип; в катионной группе доминирует двухвалентный кальций.

Концентрация хлорид – ионов соответствует ПДК для вод хозяйственно-питьевого назначения.

В пробах воды обнаружено значительное содержание микроэлемента железа, а так же небольшое содержание микроэлементов кобальт, никель, медь. По загрязнению тяжелыми металлами исследованные водоемы в настоящее время можно считать фоновыми.

Основные гидрохимические показатели исследованных озер, определенные в работе, приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Гидрохимические показатели воды озер Б. Игиш и М. Игиш

Удельная активность 90Sr и 137Cs в воде оз. М. Игиш отличается от аналогичных значений для оз. Б. Игиш (рис. 1), хотя их географическое положение относительно источника выпадений одинаково. Это связано с различным первоначальным уровнем загрязнения водоемов и гипсометрическим положением данных озер.

Рис. 1. Удельная активность 90Sr и 137Cs в воде озер Б. Игиш и М. Игиш

              В то время, как значения величины удельных активностей радионуклидов в воде озера М. Игиш ниже фоновых, значение удельной активности по  90Sr в воде озера Б. Игиш практически в 2 раза превышает фоновые показатели.

              Сравнение удельных активностей 90Sr с уровнем вмешательства (НРБ-99/2009 5 Бк/л) показывает, что вода озера М. Игиш имеет намного меньшие значения и не нуждается в дополнительной очистке от радионуклидов, в то время как вода озера Б. Игиш характеризуется значениями удельной активности, максимально приближенными к уровню вмешательства, что говорит о необходимости внесения определенных ограничений в хозяйственной деятельности на территории данного водоема (именно на нем активно развита несанкционированная рыбная ловля).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.      Андреева М.А. Озера Среднего и Южного Урала / М.А. Андреева // Челябинск: ЮУКИ. – 1973. – 270 с.

2.      Захаров С.Г. Современное радиоэкологическое состояние озер Большой и Малый Игиш / С.Г. Захаров, В.В. Дерягин, С.Г. Левина // Проблемы географии Урала и сопредельных территорий: материалы регион. науч.-практ. конф.
(6-8 апр. 2004). – Челябинск, 2004. - С.77-81.

3.      Левина С.Г. Современное радиологическое состояние некоторых озер ВУРСа Среднего Урала / Левина С.Г., Захаров С.Г., Дерягин В.В., Аклеев А.В., Шибкова Д.З. // Международный год воды – 2003: Тез. Докл. XIII  Международ. Симпозиума (Австрия, 29 марта – 5 апреля 2003г.). – М. – 2003. – с. 116-119.

4.      Уткин В.И. Радиоактивные беды Урала / В.И. Уткин, М.Я. Чеботина, А.В., Евстегнеева // Екатеринбург: УрО РАН. – 2000. – с. 94.

5.      Экологические и медицинские последствия радиационной аварии 1957 г. на ПО «Маяк» / под ред. А.В. Аклеева, М.Ф. Киселева. // М.: ГУП Вторая типография ФУ «Медбиоэкстрем» при Минздраве РФ. – 2001. – 294 с.