CC BY
74
10. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. - М.: Мир, 1989. - 439 с.
11. Straighthead disease of rice (Oryza sativa L.) induced by arsenic toxicity / M. R. Azizur, H. Hasegawa, M.M. Rahman [et al.] // Environmental and Experimental Botany. - 2008. - V. 62. - P. 54-59.
12. Barcelo, J. Arsenic and heavy metal contamination of soil and vegetation around a copper mine innorthern Peru / J. Barcelo, J. Bech, C. Poschenrieder // The Science of the Total Environment. - 1997. - № 29. - Р. 88-91.
13. Иванов, В.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник. В 6 кн. / Под ред. Э. К. Буренкова. - М.: Недра, 1996.
14. Gough, L.P Biogeochemistry of Arsenic and Cadmium, Fortymile River Watershed, East-Central Alaska / J.G. Crock, W.C. Day, J.
Vohden // Geologic Studies in Alaska by the U.S. Geological Survey. - 1999. - Р. 48-62.
15. Manninen, K.G. Specification of mobile arsenic in soil samples as a function of pH / K.G. Manninen, M. Pantsar-Kallio // The Science of the Total Environment. - 1997. - 206. - Р. 190-200.
16. Smith, E. Chemistry of arsenic in soils. Sorption of arsenate and arsenite by four Australian soils / E. Smith, R. Naidu, A.M. Alstom // Soil Environ. Qual. - 1999. - №6. - Р. 1797-1726.
17. Айвазян, А.Д. Геохимия степных ландшафтов /А.Д. Айвазян, Н.С. Касимов // Вестник Моск. Университета. Сер. География. -1979. - № 3. - С. 117-126.
18. Shacklette, H.T. Toxicity of heavy metals in the environment / H.T. Shacklette, J.A. Erdman, Th.F. Harms. - N.Y.: Dekker, 1978. - P. 1. - P. 25-68.
19. Goessler, W. Arsenic species in an arsenic gyperaccumulation fern, pityrogramma calomelanos / W. Goessler, K. Francesconi // The
Science of the Total Environment. - 2002. - V. 284. - № 1-3. - Р. 27-35.
20. Arsenic accumulation in duckweed (Spirodela polyrhiza L.): A good option for phytoremediation / M.A. Rahman, H. Hasegawa, U.
Kazumasa [et al.] // Chemosphere. - 2007. - V. 69. - P. 493-499.
21. Карпова, Е.А. Мышьяк в почвах Сихоте-алинского биосферного заповедника: Автореф. дис.... канд. биол. Наук / Е.А. Карпова. - М.: МГУ, 1986. - 24 c.
22. Вильямс, В.Р. Почвоведение / В.Р. Вильямс. - М.: Сельхозгиз, 1946. - 456 с.
23. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 234 с.
24. Ориентировочно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в почвах. Гигиенические нормативы 2.1.7.020-94. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1995. - 6 с.
25. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта /А.И. Перельман. - М.: Высш. школа, 1975. - 342 с.
26. Мальгин, М.А. Мышьяк в почвах юга Западной Сибири / М.А. Мальгин., А.В. Пузанов // Сиб. экол. журн. - 1996. - № 2. - С. 99-
210.
Материал поступил в редакцию 03.12.07.
УДК 631.438
И.А. Архипов, А.В. Пузанов
АКТАШСКОЕ РТУТНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (ЮГО-ВОСТОЧНЫЙ АЛТАЙ) КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТУПЛЕНИЯ РТУТИ В ОБЪЕКТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
Изучен уровень содержания ртути в горнопромышленных ландшафтах юго-восточного Алтая. Произведен сравнительный анализ содержания исследуемого элемента в объектах окружающей природной среды. Установлено, что отвальные руды являются основными носителями загрязняющих веществ, в связи с чем основные природоохранные мероприятия должны быть направлены на снижение их эмиссии в окружающую среду.
Возрастающие масштабы антропогенной деятельности обусловливают необходимость учета и прогнозирования изменений в окружающей среде, оценки возможностей сбалансированного развития экосистем, и почва, в значительной мере определяет ресурсный потенциал биосферы. Сегодня последствия ухудшения состояния почв уже выражаются в целом ряде региональных и местных экологических проблем, связанных с состоянием атмосферы, гидросферы, биоразнообразия и здоровья людей.
Акташское горнометаллургическое предприятие (АГМП) в период 1942-1990 гг. отрабатывало одноименное ртутное месторождение, из руд которого было получено 3700 т. металла. В конце 80-х годов, в связи с погашением его запасов, предприятие перешло на переработку ртутьсодержащих отходов, поступающих от предприятий сибирских и уральских регионов. Акташ-ское месторождение и АГМП находятся вне населенной местности на территории Улаганского района Республики Алтай, на юго-западном макросклоне Курайского хребта. Промышленная зона расположена на высотах 2150-2200 м в верховье р. Ярлыамры (левый приток р. Чибитка, бассейн р. Чуя), в 10 км восточнее пос. Ак-таш (рис. 1). Основным фактором влияния АГМП на
экологическое состояние объектов окружающей среды является воздействие отвалов некондиционных руд и пустых пород (5 млн. т.), содержащих высокие концентрации комплекса тяжелых металлов 1-3 классов токсичности (Щ, А8, 8Ь, 7п, Си и др.).
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЦЕЛЬ - оценить эколого-биогеохимическую обстановку в районе ртутьдобывающего и ртутьперерабаты-вающего производства.
ЗАДАЧИ:
- проведение наблюдений с определенным пространственно-временным разрешением за концентрациями экотоксикантов в объектах окружающей среды на площади влияния АГМП;
- прогнозная оценка экологического состояния природной среды, выявление тенденций ее изменения, разработка рекомендаций по снижению загрязнения объектов окружающей среды;
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектами мониторинга в районе исследований были: поверхностные воды, почвы, техноземы и растения.
Пробы природных и техногенных вод отбирали в полиэтиленовую посуду.
Рис. 1. Схема отбора проб на территории Акташского месторождения
Содержание растворённой формы ртути в пробах воды определяли в соответствии с методом ЕРА 1631 на ртутном анализаторе АГП (с предварительным окислением проб БгСІ). Микроэлементы в водах определяли на атомно-адсорбционном анализаторе 8о1ааг-6 в Аналитическом Центре ИВЭП СО РАН.
Изучение почвенного покрова было проведено на 19 точках. Техноземы отобраны в штольнях, почвы - на условно фоновых участках, расположенных вблизи штолен, а так же выше и ниже рудного поля. В районе месторождения была заложена катена (точки К1 - К5), включающая 5 полнопрофильных почвенных разрезов (от примитивных горно-тундровых до горно-лесных и каштановых почв), располагающихся в 4 высотных поясах - горно-тундровом, горно-луговом субальпийском, горно-лесном и сухо-степном. Катена заложена на однородной геологической основе, высшая точка взята на высоте 2700 м., низшая - в прирусловой части р. Ярлыамры.
Пробы почв отбирали из полнопрофильных разрезов по генетическим горизонтам (К1 - К5) (см. рис.1) либо в виде шурфов сечением 10Х10 см с глубиной 0-10 см (ШТ. и ТО). Неглубокие шурфы (0-10 см) закладывали непосредственно в штольнях (шт. 4, шт. 9), вблизи объектов инфраструктуры завода (ТО 12-16), и на условнофоновых участках, не затронутых разработками (ШТ. 14-46). В дальнейшем пробы почв высушивали до воздушно-сухого состояния, измельчали и просеивали через сито с диаметром 1 мм. Пробы почв на содержание ртути проанализированы в ОИГГ СО РАН (г. Новосибирск) и Аналитическом Центре Алт. ГУ.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Поверхностные воды. Экологическое состояние поверхностных вод, представленных в районе исследований основными транзитными водотоками - реками Ярлыамры, Чибитка и их правыми притоками, изучали в 10 створах (табл. 1).
Таблица 1
Ртуть поверхностных водах Акташского рудника
Точка отбора Hg Раств. формы (мкг/дмЗ) Hg Взвеш. формы (мкг/дмЗ) Общее содержание (мкг/дм3) Hg Раств. формы (мкг/дм3)
Весенний период 2007 г Лето 2007 г.
1 2 3 4 З
Т 1 0,09 0,33 0,42 0,04б
Т 2 0,30 0,75 1,05 0,377
Т 3 0,02 0,0З 0,07 -
Т 4 1,06 1,28 2,34 -
Т З 0,32 0,18 0,50 -
Т б 0,0З 0,03 0,08 0,00б
Т 7 0,27 0,23 0,50 -
Т S 0,01 0,04 0,0З -
Т 9 0,23 0,02 0,25 -
Т 10 0,61 0,27 0,88 0,354
Т. 11 (р. Чибитка) 0,02 0,04 0,0б 0,0З
Продолжение табл. 1
1 2 3 4 З
Т. 12 (р. Катунь) 0,01 0,04 0,0З 0,01
Предел обнаружения 0,002
ПДК рыбохоз/ водоемов 0,01
Данные таблицы 1 хорошо иллюстрируют значительное превышение ПДК в точках отбора, расположенных в местах расположения терриконов и отвалов. Вышеизложенное позволяет считать промзону АГМП главным фактором воздействия на состояние природных поверхностных вод района.
Этот вывод находит свое подтверждение в распределении концентраций основных экотоксикантов в транзитной р. Ярлыамры и техногенных штольневых водах. Из 10 проанализированных водных образцов заметно повышенное содержание ртути характерно для штоль-невых вод (табл. 2).
Таблица 2
Микроэлементы в воде р. Ярлыамры и штольневых водах района месторождения
(летний период 2006 г.)
Место отбора проб As мкг/л Cd мкг/л Cr мкг/л Co мкг/л Cu мкг/л Ni мкг/л Pb мкг/л Zn мкг/л Hg мкг/л
р. Ярлыамры, 1 км ниже АГМП (Т 2) 0,0011 0,00001 0,0002 0,0001 0,00ЗЗ 0,0344 0,000б 0,022 0,04З
АГМП (Т 1) 0,009 0,00001 0,00б1 0,0001 0,00З0 0,0б4б 0,0001 0,020 0,077
р. Ярлыамры, 1 км выше АГМП (Т 9) 0,001б 0,00001 0,0012 0,0003 0,0037 0,1389 0,000б 0,040 0,03З
Штольня 11 0,002 0,00002 0,0027 0,0019 0,0092 0,2178 0,0002 0,0З4 0,387
Штольня 14 0,004З 0,00001 0,0007 0,0001 0,0070 0,0224 0,0003 0,022 0,279
Ручей (Т 3) 0,000З 0,00001 0,0011 0,0001 0,0034 0,0241 0,0001 0,027 0,011
Штольня 6 0,001б 0,00004 0,0013 0,000б 0,0044 0,0278 0,0001 0,014 0,10З
Штольня 10 0,0022 0,00001 0,0010 0,0002 0,0034 0,0134 0,0017 0,00З 0,226
Штольня 25 0,020З 0,00010 0,0013 0,0009 0,0048 0,0319 0,0001 0,022 0,012
Ручей (т. 4) 0,0012 0,00028 0,0009 0,0001 0,0110 0,0192 0,0001 0,03З 0,023
Р. Катунь (с. Иня) Т.12 0,0007 0,00009 0,000З 0,0021 0,0047 0,03б0 0,0002 0,011 0,019
Донные отложения являются индикатором экологического состояния поверхностных вод. Были опробованы донные осадки транзитных рек района исследований
- Ярлыамры (3 пробы) и Чибитка (2 пробы).
Выявлен умеренно повышенный уровень концентрации химических элементов в донных осадках изученных водотоков и относительно небольшая вариабельность их концентраций (табл. 3).
Таблица 3
Концентрации микроэлементов в донных отложениях района АГМП
Cr мг/кг Ni мг/кг Co мг/кг Cu мг/кг Zn мг/кг Pb мг/кг Cd мг/кг As мг/кг Hg мг/кг
1 77 З0 20 37 б0 20 4,7 - З1,8
2с 1б0 72 30 104 10б 24 20 100 371
2м 200 100 30 200 Ш 30 20 100 б 83
Фон З2 32 18 43 127 2б - - 0,03
Кс 3,1 2,2 1,7 2,4 0,8 0,9 - - 123б7
1-(по 1); 2с - среднее; 2м - максимальное
Среднее содержание большинства микроэлементов в изученных пробах донных отложений в 1,2 - 3,2 раз превышают их фоновые концентрации и ПДК почв.
Почвенный покров в верховье р. Ярлыамры представлен горно-тундровыми скелетными почвами, ниже сменяется горно-луговыми и на отметках менее 2000 м -каштановыми почвами. В лесном поясе преобладают горно-лесные черноземовидные и горно-лесные бурые карбонатные почвы, образующие мозаичное строение почвенного покрова. В таблице 4 представлены данные
по содержанию валовых форм ртути в почвах, технозе-мах и растениях района исследований.
Исходя из данных таблицы 4 можно сделать вывод, что значительное превышение ПДК почв (2,1 мг/кг) характерно лишь для некоторых почвенных проб, отобранных в местах хранения и несанкционированного сброса ртутьсодержащих отходов, при том, что в целом по территории месторождения значительных колебаний концентрации ртути или отклонений от местного фона, характерного для рудных месторождений нет.
2З
Таблица 4
Концентрации ртути в почвах и растениях рудника
Точка отбора Почва мг/кг Hg Растения мг/кг Точка отбора мг/кг Почва мг/кг Hg Растения мг/кг Точка отбора мг/кг Почва мг/кг Растения мг/кг
К-1 1 0,19З К-5 7,2 0,100 ШТ-4 9,1 0,160
К-1 1,4 К-5 61 ШТ-4 10
К-2 0,8 0,Ш К-5 0,48 ШТ-4 0,75
К-2 7,2 К-5 13 ШТ-9 212 5,422
К-2 0,69 ТО-12 11 0,279 ШТ-9 330
К-3 3,8 0,484 ТО-13 88 0,1^ ШТ-14 15 0,092
К-3 1,3 ТО-13 91 ШТ-30 62 0,139
К-3 2,2 ТО-13 22 ШТ-36 4,5 0,116
К-4 2,7 0,03З ТО-14 44 0,08б ШТ-21 0,57 0,050
К-4 1 ТО-16 43 0,094 ШТ-27 9,1
ШТ-2З 2,6 0,044 ШТ 34 1,2 0,130 ШТ-41 1,5 0,042
Растительность. Было проведено изучение концентраций химических элементов в растениях на 18 площадках, расположенных в долинах рек Ярлыамры и прилегающих склонах.
Основным методическим подходом к интерпретации полученных результатов, направленным на выявление потенциального воздействия промзоны, явилось сравнение концентраций ТМ в растениях с их местным фоном. Кроме того, для этих территорий предварительно были изучены особенности накопления ассоциации специфических элементов руд и утилизируемых ртутьсодержащих отходах в растениях (табл. 5).
Таблица 5
Среднее содержание микроэлементов в растениях района АГМП [2]
№ Ni, мг/кг Co мг/кг Cu мг/кг Zn мг/кг Pb мг/кг Cd мг/кг As мг/кг
1 10 <2 40 80 б <20 <100
2 17 <1 43 8З 13 <2 <100
3 30 2 100 Ш 40 <20 <100
Кс 1,7 - 1,1 1,1 2,2 - -
В результате обнаружено, что в исследованных образцах растений концентрации химических элементов варьируют незначительно и слабо превышают местный фон. Значительные превышения ПДК в растениях характерны только для ртути (см. табл. 4).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате исследований установлено в целом экологически напряженное состояние изученных природных сред в районе промзоны АГМП.
В частности, отмечается высокий уровень содержания ртути в почвах, растительности и донных отложени-
ях района исследований. Воздействие на поверхностные воды района носит слабоинтенсивный характер.
Установлено, что отвальные руды являются основными носителями загрязняющих веществ, в связи с чем основные природоохранные мероприятия должны быть направлены на снижение их эмиссии в окружающую среду.
Работа выполнена при поддержке грантов РГНФ № 07-06-18019е, РФФИ № 06-08 00438а.
2.
Библиографический список
Кац, В.Е. Эколого-геохимическое состояние компонентов окружающей среды в районе Акташского горнометаллургического предприятия и поселка Акташ / В.Е. Кац // Бюллетень "Природные ресурсы Горного Алтая". - 2004. -Вып. 2. -С. 69-75. Робертус, Ю.В. Результаты работ по мониторингу окружающей среды в районе промзоны АГМП и пос. Акташ / Ю.В. Робер-тус. - Горно-Алтайск: ОФ АРИ "Экология", 2005.
Материал поступил в редакцию 03.12.07.
2б
