CC BY
142
УДК: 556.555.6 : 504.4.054
Д.В. Иванов
Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, Казань
ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ОЗЕРА СРЕДНИЙ КАБАН ГОРОДА КАЗАНИ
На основе стратиграфических исследований дана характеристика показателей осадконакопления, состава и свойств донных отложений озера Средний Кабан. Выявленная невысокая мощность современных осадков (595 см) и низкий уровень содержания в них загрязняющих веществ (нефтепродуктов, тяжелых металлов, соединений азота и фосфора) делают проведение работ по изъятию донных отложений нецелесообразным. Ключевые слова: осадконакопление, донные отложения, озеро Средний Кабан.
Донные отложения оз. Средний Кабан, наиболее крупного по площади водоема озерной системы Кабан, расположенной в центральной части г. Казань, являются предметом лимнологических исследований на протяжении двух последних столетий. Современные исследования озерных осадков в основном были направлены на оценку уровня их загрязненности в связи с увеличением объемов сбрасываемых промышленных и коммунальных сточных вод (Валиев и др., 1991; Мингазова и др., 2010; Деревенская и др., 2011 и др.).
В первой половине XX в., до создания системы инженерной защиты города от подтопления водами Куйбышевского водохранилища, активное накопление в ложе иловых отложений было обусловлено значительными массами взвесей, поступающими в озеро в период половодья из р. Казанка через протоку Булак и Нижний Кабан (Сементовс-кий, 1940). А.В. Миртова и Н.Е. Макаров (1944) по данным бурения 1938-1940 гг. оценивали мощность донных отложений оз. Средний Кабан величинами от 1,6 до 14,6 м. Необходимо отметить, что максимальные мощности отмечены ими в глубоких воронкообразных карстовых понижениях, что служит закономерным результатом перераспределения взвешенного материала в ложе водоема.
Согласно данным, полученным во время буровых работ КазТИСИЗа в 1981 г., донные отложения оз. Средний Кабан «местами достигали мощности 2-6 м» (Мингазова, Котов, 1989). Следует полагать, что большая часть ложа водоема на период обследования была заилена менее чем на 2 метра.
Дискуссионным является предположение (Мин-газова, Котов, 1989), что за последние 100-200 лет оз. Средний Кабан заилилось на
Рис. 1. Карта-схема стан ций отбора колонок дон ных отложений на оз Средний Кабан.
1/2-1/3 своего прежнего объема. С учетом морфометри-ческих характеристик (площадь 130 га, объем 10013 тыс. м3), объем озера вследствие заиления за указанный период мог сократиться не более чем на 10 %.
Рекогносцировочной грунтовой съемкой (Исмагилов, Иванов, 2007) была установлена современная скорость осадконакопления в оз. Верхний Кабан - в среднем 1,4 см/год, в озеро Средний Кабан - около 1 см/год, в озеро Нижний Кабан - на уровне 0,7 см/год. Таким образом, в течение последних 100 лет в Среднем Кабане теоретически мог сформироваться слой отложений мощностью не более 1 метра.
В связи с вопросом о целесообразности дноуглубительных работ на оз. Средний Кабан как одного из реабилитационных мероприятий перед проведением здесь соревнований Универсиады 2013 года по гребным видам спорта, возникла необходимость проведения современной грунтовой съемки водоема для установления фактической мощности донных отложений и уровня их загрязнености.
Методика исследования
Грунтовая съемка оз. Средний Кабан выполнена в июле 2011 г. Обследованием была охвачена вся акватория озера с учетом морфометрических и батиметрических характеристик. Выбор створов точек отбора и отбор проб проводились по утвержденным для целей экологического контроля методикам (РД 52.24.609-99. МУ; ГОСТ 17.1.5.01-80). Координатная привязка точек отбора проб осуществлялась при помощи GPS-навигатора Garmin E-Trex Legend. Карта-схема станций отбора проб приведена на рисунке 1.
Отбор проб поверхностных слоев донных отложений и определение глубины водоема в точке отбора осуществлялись лотом с храпцом. Отбор стратифицированных колонок отложений ненарушенного сложения и определение их мощности производили трубкой ГОИН-1. Фиксировалась общая мощность колонки и отдельно мощность органических (черных) илов, наличие подстилающего (маркерного) слоя и иные морфологические особенности. В результате выполнения работ отобрано 38 колонок донных отложений мощностью до 120 см; из 17 колонок послойно отобрано 88 проб для физико-химического анализа (Табл. 1).
Результаты и их обсуждение
Мощность колонок донных отложений оз. Средний Кабан (Табл. 1) варьировала от 10 до 117 см и в среднем равня-
научно-технический журнал
Георесурсы 7 (49) 2012
17 Г^
Мощность современных донных отложений, см
О 20 40 60 80 100
№№ Глубина, Мощность Мощность
станций отбора проб* м колонки, см черного ила, см
1 1.2 10 0
2 2.2 30 0
3 4.6 26 10
4 5.0 74 42
5 2.7 90 30
6 12 112 62
7 6.5 72 47
8 2.5 20 6
9 3.5 _** -
10 9.2 10 10
11 12 60 14
12 2.2 32 16
13 4.8 113 95
14 12.0 66 42
15 6.0 25 0
16 4.3 61 52
17 8.7 47 42
18 11.0 78 60
19 15.0 83 48
20 12.3 105 70
21 8.7 120 66
22 4.0 - -
23 2.4 50 5
24 4.6 5 33
25 9.3 118 60
26 13.8 113 33
27 9.5 116 45
28 3.5 19 0
29 10.0 - -
30 10.3 113 40
31 7.0 40 20
32 4.4 82 15
33 9.3 110 65
34 5.8 113 40
35 5.9 112 66
36 12.0 115 60
37 2.2 62 26
38 9.5 117 87
Рис. 2. Карта-схема и диаграмма мощности современных донных отложений оз. Средний Кабан.
карта современных донных отложений озера (Рис. 2).
Современные донные отложения большей части акватории представлены черными органическими илами плотностью 0,2-0,4 г/см3. Их отличает черная окраска, обусловленная присутствуем органических веществ (до 10 %), и характерный запах сероводорода различной интенсивности. Более древние отложения отличаются повышенной плотностью сложения 0,6-1,3 г/см3.
По нашим оценкам, формирование современных озерных отложений, вскрытых грунтовыми трубками, происходило на протяжении последних 100 лет и было обусловлено поступлением в водоем взвешенного материала со стоками ливневой канализации и промышленных предприятий, а также органических и минеральных взвесей природного происхождения. При этом средняя мощность современных илов составила 42 см при вариации от 5 до 95 см. В их структуре доминировали осадки мощностью до 60 см (Табл. 1, Рис. 2).
На участках намыва грунта и проведения берегоукрепительных работ на право- и левобережье центральной части озера иловые отложения отсутствовали. В пределах метрового слоя озерных отложений на отдельных участках акватории обнаруживались карбонатные мергелистые осадки, серые илы и супеси плотностью 0,5-1,4 г/см3, а также отложения, состоящие из неразложившихся остатков высшей водной растительности.
С увеличением глубины водоема мощность иловых отложений возрастает. Наиболее активно илонакопление происходит в центральных глубоководных участках озера (карстовых воронках), к периферии мощность илов постепенно снижается.
При анализе характера распределения донных отложений акватория озеро условно была разделена на 3 участка: 1) юго-восточная часть - «Чертов угол»; 2) участок
№№ станций отбора проб*
Глубина, м
Мощность колонки, см
Мощность черного ила, см
1
1.2
10
0
2.2
30
4.6
26
10
5.0
74
42
2.7
90
30
12
112
62
гребной дистанции; 3) участок от «финиша» дистанции до Ботанической протоки.
В акватории «Чертова угла» мощность черных илов варьировала от 26 до 87 см, достигая своего максимума в воронкообразных понижениях карстовых провалов.
На участке гребной дистанции протяженностью 2 км мощность черных илов составила в среднем 40 см. Максимальная мощность илов обнаружена у выхода сбросного канала ТЭЦ-1 - 95 см, что может быть обусловлено циркуляционными течениями на этом участке акватории, способствующими переотложению взвешенного материала с сопредельных участков дна.
Северо-западная оконечность озера в районе Ботанической протоки, соединяющей Средний Кабан с Нижним, относительно мелководна по сравнению с основной акваторией. По имеющимся данным, в 1988-1995 гг. объединением «Трансгидромеханизация» здесь проводились дноуглубительные работы, в результате которых был снят поверхностный слой отложений. Мощность органического ила на данном участке варьировала от 10 до 62 см. На мелководьях напротив насосной станции ТЭЦ-1 илистые отложения не обнаружены.
Скорость осадконакопле-ния в оз. Средний Кабан оценивается нами для глубоководных участков дна величиной 1 см/год, что соответствует ранее проведенным исследованиям (Исмагилов, Иванов, 2007). Она хорошо ди-агностирова-лась при морфологическом описании колонок донных отложений, в ряде из них наблюдались четко выраженные годовые слои осадка, мощности которых варьировали в основном пределах 7-12 мм, иногда до 50 мм в зависимости от глубины отбора пробы и
характера само- _________
го грунта. л
тт - Табл. 1. Мощность колонок донных отло-
Наблюдае- . ^ д . ^ г *
жений оз. Средний Кабан. * расположе-
мые в несколь- ние станций см. на рис. 1. ** илонакопле-
ких колонках ние отсутствует.
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
6.5
2.5
3.5
9.2
12
2.2
4.8
12.0
6.0
4.3
11.0
15.0
12.3
4.0
2.4
4.6
9.3
13.8
9.5
3.5
10.0
10.3
7.0
4.4
9.3
5.8
5.9
12.0
2.2
9.5
72
20
10
60
32
113
66
25
61
47
78
83
105
120
50
118
113
116
19
113
40
82
110
113
112
115
62
117
47
10
14
16
95
42
52
42
60
48
70
66
33
60
33
45
40
20
15
65
40
66
60
26
87
7 (49) 2012
научно-технический журнал
Георесурсы
«пачки» чередующихся отложений светлого и темного тонов отражают общую закономерность поступления в течение года в водоем и накопления в его ложе взвешенного материала: более мощные (до 30 мм) светлые слои - это взвеси, поступившие с поверхностным стоком, а также водами ливневой канализации в весенний период, черные слои (до 20 мм) сформировались в результате внутриводоемных биопродукционных процессов, а также поступления органического материала в составе сточных вод.
Характерные для оз. Средний Кабан показатели накопления осадков в 2 раза выше, чем средняя скорость осадко-накопления в озерах Республики Татарстан (5 мм/год) (Иванов, Зиганшин, 2006; Иванов и др., 2011). Основная причина активного осадконакопления в озере - поступление взвешенного материала со сточными водами промышленных предприятий и городской ливневой канализации. Для ее устранения необходимо строительство локальных очистных сооружений, что будет способствовать радикальному снижению объемов поступления взвешенных веществ.
В структуре современных донных отложений абсолютно доминируют серые илы. Содержание пелитовой фракции (<0,01 мм), определяющей тип отложений по гранулометрическому составу, в основном варьирует в пределах 30-60 %. Только на локальных участках акватории, прилегающей к Центру гребных видов спорта, фиксируются отложения, относящиеся к типу песчанистых илов (ст.10, 15) с содержанием пелитовых частиц 20-25 %.
Наличие в составе отложений в значительном количестве тонкодисперсной, особенно илистой (<0,001 мм), фракции обусловливает высокую сорбционную способность илов по отношению к загрязняющим веществам, в том числе нефтепродуктам, тяжелым металлам, соединениям азота и фосфора. Являясь активными аккумуляторами загрязняющих веществ, осаждаемых на дне водоема в составе аутигенных и терригенных взвесей, а также сорбируемых непосредственно из водной толщи, донные отложения озера играют важную роль в процессах его самоочищения.
Среднее содержание органического вещества, оцениваемое по величине потерь при прокаливании (ППП), в метровом слое отложений оз. Средний Кабан составляет 11,8 % при вариации от 2,3 до 74,3 %. Для серых илов это значение может оцениваться как типичное, характерное для мезотрофных водоемов. Анализ послойного распределения величины ППП указывает на относительно равномерный характер накопления органической составляющей в ложе озера во временной динамике, а широкое отношение СЖ (от 20 до 100) в поверхностных и стратифицированных слоях свидетельствует о наличии внешнего источника поступления органического углерода техногенной природы (углеводороды нефти).
О доминировании в составе отложений легкоокисляе-мых органических веществ, поступающих на дно водоема из природных (отмирающее органическое вещество планктона и высшей водной растительности) и антропогенных (сточные и ливневые воды) источников, можно судить по цвету пробы после 10-часового высушивания при комнатной температуре. Поверхностный слой отложений приобретает в результате окисления при контакте с кислородом атмосферы коричневую окраску. Устранение или, как
^¡ш научно-технический журнал
ШЬ. Георесурсы 7 (49) 2012
минимум, сокращение поступления органических веществ из организованных источников обеспечит постепенное восстановление окислительных условий на дне водоема и минерализацию органической составляющей отложений.
Насыщенность органическим веществом и тяжелый гранулометрический состав предопределяют повышенную влажность илов, которая в пределах 60-см слоя варьирует от 180 до 360 %, достигая в некоторых органогенных горизонтах (затонувших сплавинах) 1110 %.
Реакция среды (рН) донных отложений оз. Средний Кабан изменяется в нейтральном-слабощелочном интервале (7,2-8,0). Как уже отмечалось, в пределах метрового слоя отложений обнаруживаются карбонатные мергелистые осадки. Кроме того, поступление слабощелочных подземных вод также обусловливает формирование насыщенных основаниями озерных отложений. Соединения кальция и магния способствуют нейтрализации кислых продуктов разложения органических веществ. По профилю отложений какой-либо закономерности изменения величины рН установить не удалось, что связано со спецификой состава и свойств седиментационного материала, формирующего отдельные слои осадка.
Содержание органического азота в составе озерных седиментов варьирует в более широких пределах, чем валового фосфора (0,02-2,2 %, в среднем 0,30 %), что объясняется широким разбросом содержания органического вещества, в состав которого входят соединения азота. Отложения оз. Средний Кабан по сравнению со среднестатистическими данными по илистым осадкам озер РТ (Иванов и др., 2011) содержат примерно в 1,5 раза больше азота. Пики его накопления (до 2 %) характерны для погребенных растительных остатков (сплавин), вскрытых стратиграфическими колонками в северной части озера. В колонке донных отложений у выпуска сбросного канала ТЭЦ-1 заметен рост содержания азота, начи-
и 11 мг/кг
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
ная с глубины 50 см, соответствующей, по нашим оценкам, 1960-м годам. Данный рост не сопровождается увеличением содержания в осадках органического вещества, что дает основания предполагать, что основная часть баланса азота в иловых отложениях в последние 50 лет складывалась за счет его минеральных соединений, поступавших из антропогенных источников.
Одной из наиболее существенных физико-химических характеристик донных отложений оз. Средний Кабан, имеющих первоочередное значение при решении вопроса о необходимости проведения реабилитационных и иных природоохранных мероприятий непосредственно в водоеме и на его водосборе, является содержание фосфора. Фосфор входит в число основных эвтрофицирующих агентов в водоемах. Нагрузка соединений фосфора на водоем складывается из внешней нагрузки (поступления в составе сточных вод предприятий, с водами ливневой канализации, с поверхностным стоком с водосбора) и внутренней (при разложении органического вещества автохтонного происхождения). Содержание фосфора в донных отложениях как основном депо веществ в водной экосистеме определяет внутреннюю фосфорную нагрузку на оз. Средний Кабан.
Валовое содержание фосфора в метровом слое отложений оз. Средний Кабан варьирует от 0,004 до 0,43 % и в среднем составляет 0,17 %. Следует отметить как достаточно ровный характер пространственного распределения фосфора в грунтах по всей площади ложа водоема, так и слабую его вариабельность в колонках отложений. Это свидетельствует о стабильном режиме поступления и перераспределения в водоеме соединений фосфора из природных и антропогенных источников за последние 100 лет.
Сравнение со средними региональными данными об аккумуляции фосфора в составе донных отложений озер РТ (0,22 %) (Иванов и др., 2011) показывает, что накопление этого элемента в поверхностных и стратифицированных слоях иловых отложений оз. Средний Кабан находится на уровне фоновых значений, характерных для водоемов республики.
Ретроспективные данные, характеризующие содержание фосфатов в воде озера за 2000-2010 гг., указывают на отсутствие значимой фосфорной нагрузки на этот городской водоем. Опыт деэвтрофирования озер в разных странах свидетельствует о том, что для восстановления их трофического статуса следует снижать внешнюю фосфорную нагрузку. Отклик донных отложений на снижение внешней фосфорной нагрузки начинается в течение первого года после ее сокращения. Различные методы уменьшения внутренней фосфорной нагрузки на водоем (оксигенизация гиполим-ниона, удаление поверхностного слоя донных отложений и др.) не заменяют сокращения внешней фосфорной нагрузки, которая обязательна для деэвтрофирования. Если внутренняя фосфорная нагрузка невелика (на это указывает низкое содержание фосфора в метровом слое отложений), достаточно снижения внешней фосфорной нагрузки. Таким обра-
100-1 ю:
Глубина
зом, изъятие донных отложений, направленное, в том числе, на снижение внутренней фосфорной нагрузки на озеро Средний Кабан, на наш взгляд, следует рассматривать как неоправданное реабилитационное мероприятие.
В числе загрязняющих веществ в составе донных отложений, определяющих качество водных масс озера Средний Кабан, были изучены нефтепродукты и тяжелые металлы.
Содержание нефтепродуктов в поверхностном (0-10 см) слое донных отложений оз. Средний Кабан варьирует от 1800 до 8800 мг/кг. В более глубоких слоях обнаруживаются концентрации до 10000 мг/кг, свидетельствующие о значительном загрязнении водоема нефтяными углеводородами в предыдущие годы. С глубиной во всех проанализированных колонках отложений отмечается четко выраженный тренд снижения концентраций нефтепродуктов (Рис. 3).
При отсутствии федеральных нормативов качества донных отложений оценку уровня их загрязнения нефтепродуктами и тяжелыми металлами обычно осуществляют по отношению к региональному фону. Для нефтепродуктов в качестве фоновых можно использовать их концентрации в наиболее глубоких слоях отложений, соответствующих т.н. «доиндустриальному» фону. С учетом скорости осадконакопления (1 см/год) содержание нефтепродуктов в слоях отложений 80-100 см будет ориентировочно соответствовать периоду 1910-1930 гг., когда берега озера еще не были освоены под интенсивное промышленное производство, отсутствовало поступление органических веществ техногенной природы в составе сточных вод. Расчеты показали, что фоновое содержание нефтепродуктов в оз. Средний Кабан составляет 80 мг/кг, что совпадает с оценками УГМС РТ (Кондратьева и др., 2012).
Сс1
500
Рис. 4. Изменение содержания металлов в колонке донных отложений, мг/кг (ст.13, в районе сбросного канала ТЭЦ-1).
научно-техническим журнал
7 (49) 2012 I еоресурсы
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87
Рис. 5. Коэффициент концентрации (Кс) меди в донных отложениях озера Средний Кабан. По оси абсцисс указаны номера проб.
Превышения над фоном по отдельным станциям отбора проб для слоя 0-40 см (средняя мощность современных илов) составляют: ст.5 - 35 раз, ст.6 - 27 раз, ст.11 - 15 раз, ст.13 - 62 раза, ст.19 - 43 раза, ст.30 - 78 раз, ст.36 - 28 раз, ст.38 - 34 раза. Преобладающая часть вышеперечисленных аномалий приурочена к местам поступления в озеро ливневых и сточных вод, а наиболее контрастные из них -к сбросному каналу ТЭЦ-1 (ст.13) и группе источников сбросов на юго-западном берегу озера (ст.30).
Несмотря на довольно высокий уровень загрязнения донных отложений нефтепродуктами, можно дать положительный прогноз снижения их концентраций в илах при условии выполнения комплекса мероприятий, направленных на прекращение сброса в озеро неочищенных сточных вод и улучшение его газового режима. В результате следует ожидать постепенного роста содержания растворенного кислорода сначала в мета-, а затем и в гиполим-нионе. Изменение окислительно-восстановительных условий неизбежно активизирует процессы окисления органических веществ, включая производные нефти, входящие в состав озерных отложений. Тем самым будет устранен фактор потенциального риска вторичного загрязнения водных масс, и в первую очередь придонного слоя, нефтепродуктами, улучшится качество воды по основным физико-химическим характеристикам.
В пользу отсутствия значимого влияния нефтепродуктов, накопленных в донных отложениях в результате техно-
Фон для илистых
Металлы Среднее значение Пределы колебаний донных отложений озер РТ (Иванов и др., 2010)
Сс1 0.82 0.01-4.74 2
РЬ 19.7 6.1-44.6 29
Со 6.8 0.14-14.1 18
Си 40.9 0.22-176.3 26
№ 30.1 0.17-55.8 48
Хп 88.0 1.4-481.4 84
Сг 24.8 1.2-76.7 33
Мп 673.9 158.6-1576.1 648
Бе 16482.2 445.8-47139.6 29400
Табл. 2. Среднее содержание тяжелых металлов в донных отложениях оз. Средний Кабан, мг/кг.
генного поступления, на качество воды свидетельствуют и гидрохимические данные. В 2011 году (Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния ..., 2011) не было выявлено превышений концентраций нефтепродуктов как в поверхностных, так и в придонных слоях оз. Средний Кабан. Анализ ретроспективных данных о качестве вод озера за 1999-2010 гг. также не показал значимых отклонений от нормативов для рыбохозяйственных водоемов по содержанию нефтепродуктов.
Содержание тяжелых металлов (Сё, РЬ, Со, Си, N1, 2п, Сг, Мп и Бе) в донных отложениях оз. Средний Кабан (Табл. 2) в основном не превышает фоновое для озер РТ (Иванов и др., 2010).
Кадмий. Максимальные превышения отмечены в колонке донных отложений, отобранной в акватории озера, прилегающей к сбросному каналу ТЭЦ-1 (Рис. 4), коэффициент концентрации (Кс) 2,0-2,3, слабое загрязнение. На основной части акватории содержание Сё находилось в пределах колебаний регионального геохимического фона.
Свинец. Отклонения от регионального фона зафиксированы на ст.13 у сбросного канала ТЭЦ (Рис. 4), ст.15 у Центра гребных видов спорта, ст.30 (Кс 1,3-2,4, слабое загрязнение). В целом донные отложения оз. Средний Кабан по содержанию РЬ оцениваются как незагрязненные.
Кобалып. Превышения регионального фона отсутствуют.
Меды. Отклонения содержания Си в составе поверхностных и стратифицированных отложений озера от регионального фона иллюстрирует рисунок 5. На станции 13 в поверхностном слое отложений концентрация Си достигает 176 мг/кг (Кс 6,8), в наиболее глубоких слоях оно снижается до фонового значения (Рис. 4). Как было установлено по результатам гидрохимических исследований (Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния ..., 2011), кратность превышения рыбохозяйственных нормативов для меди в оз. Средний Кабан составляет 2,75. Источником меди и других металлов в воде и донных отложениях северной и центральной частей озера могут служить продукты размыва бывшего золоотвала ТЭЦ-1, расположенного на северо-восточном берегу и в настоящее время представляющего собой смесь золы и грунта с территории, занятой Центром гребных видов спорта.
Никелы. На большей части акватории превышения над фоном отсутствовали. Максимальная концентрация N1 (55,8 мг/кг, Кс 1,2) выявлена в слое 30-40 см колонки отложений, отобранной у сбросного канала ТЭЦ-1 (Рис. 4).
Цинк. Единственная аномалия антропогенного генезиса выявлена в колонке донных отложений в районе сбросного канала ТЭЦ-1, где содержание 2п в слое 0-50 см превышает фоновое в 2,1-5,7 раза (Рис. 4).
Хром. Донные отложения озера Средний Кабан не заг-
•— научно-технический журнал
к I еоресурсы 7 (49) 2012
рязнены хромом. Превышения геохимического фона (Кс 2,3) обнаружены в слое 40-50 см колонки отложений, отобранной у сбросного канала ТЭЦ-1 (ст.13).
Марганец. Если учитывать только значения Кс выше 2, для Mn также констатируется несущественное превышение регионального геохимического фона на ст.13 в поверхностных слоях колонки отложений (Кс 2,0-2,4).
Железо. Fe в донных отложениях следует рассматривать как макроэлемент, однако ввиду постоянно фиксируемых его превышений в поверхностных водах РТ (Куйбышевское водохранилище и притоки) данный металл также вошел в перечень анализируемых. В водных массах озера в 2011 году не было выявлено превышений ПДК по Fe, а сравнение с региональным фоном показало отсутствие значимых (Кс 2 и более) превышений Fe в составе донных отложений.
Таким образом, выявленная локальная техногенная геохимическая аномалия в содержании ряда тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn, Mn) в донных отложениях на участке акватории оз. Средний Кабан в районе сбросного канала ТЭЦ-1 свидетельствует о систематическом поступления в водоем неочищенных сточных вод некоторых предприятий, использующих канал для водоотведения, в составе которых присутствуют соединения металлов. Этот факт подтверждается материалами государственного эко-аналитического контроля 1999-2011 гг., выполненного специалистами ЦСИАК Министерства экологии и природных ресурсов РТ, согласно которому в водах сбросного канала имеются превышения рыбохозяйственных нормативов по содержанию Cu (до 5 ПДК) и Mn (до 8 ПДК).
Токсикологические исследования водных вытяжек из поверхностных и стратифицированых проб донных отложений оз. Средний Кабан не выявили наличия их токсического действия на стандартные тест-объекты Paramecium caudatum и Ceriodaphnia affini. Согласно критериям отнесения отходов к классу опасности для окружающей природной среды (Приказ МПР России от 15.06.2001 г. № 511) донные отложения озера относятся к 5 классу опасности (практически неопасные) (Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния ..., 2011). При сохранении условий, существующих в придонной части оз. Средний Кабан, токсикологические характеристики его донных отложений не будут оказывать существенного влияния на экологическое состояние водоема.
Заключение
Таким образом, результаты седиментологических исследований оз. Средний Кабан дают основание полагать, что с учетом невысокой мощности современных осадков и низкого уровня содержания в них загрязняющих веществ проведение работ по изъятию донных отложений не требуется. С целью снижения объемов поступлений в водоем растворенных и взвешенных загрязняющих веществ в составе ливневых и промышленных сточных вод, улучшения качества воды, в том числе за счет уменьшения вторичного загрязнения водных масс от донных отложений, необходимо строительство локальных очистных сооружений. Для устранения потенциального источника загрязнения воды и донных отложений оз. Средний Кабан целесообразно выполнить рекультивацию грунтоотвала на восточном берегу озера.
Литература
Валиев B.C., Закиров А.Г., Фролова Л.Л. Методологические аспекты создания базы данных по содержанию тяжелых металлов в водных экосистемах. Эколого-токсикологическая характеристика г. Казани и пригородной зоны. Казань: Изд-во Казанского ун-та. 1991. 92-97.
ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.
Деревенская О.Ю., Мингазова Н.М., Набеева Э.Г., Палагушки-на О.В., Унковская Е.Н., Ахатова В.М., Павлова Л.Р., Бариева Ф.Ф. Концепция биологической реабилитации оз. Кабан г. Казани на основе мониторинга состояния. Экологические системы и приборы. №3. 2011. 3-9.
Иванов Д.В., Зиганшин И.И., Осмелкин Е.В. Оценка скорости осадконакопления в озерах Казани и Приказанья. Георесурсы. №2(38). 2011. 46-48.
Иванов Д.В., Зиганшин И.И., Осмелкин Е.В. Региональные фоновые концентрации металлов в донных отложениях озер Республики Татарстан. Ученые записки Казанского государственного университета. Т.152, кн.1. 2010. 185-191
Исмагилов М., Иванов Д.В. Заиление и дноуглубление озер системы Кабан в Казани. Экология и жизнь. №8(69). 2007. 36-39.
Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния систем оз. Кабан и протоки Булак с целью разработки комплекса мероприятий по восстановлению механизмов саморегулирования водной среды. Отчет по государственному контракту №11МЭ-9н от 14.06.2011 г. Казань: ГБУ ИПЭН АН РТ. 2011. 304.
Кондратьева Т.А., Захаров С.Д., Выборнова И.Б., Халиуллина Л.Ю. Комплексная оценка экологического состояния оз. Средний Кабан. III междунар. конгресс «Чистая вода. Казань». Материалы докладов. Круглый стол №1. Рациональное использование водных ресурсов, охрана и 'эффективное управление водопользованием в России. Казань: Изд-во ТАИ. 2012. 49-53.
Мингазова Н.М., Котов Ю.С. Казанские озера. Казань: Изд-во Казанского ун-та. 1989. 174.
Мингазова Н.М., Унковская Е.Н., Павлова Л.Р., Деревенская О.Ю. Оценка качества воды и донных отложений оз. Средний Кабан. «Чистая вода. Казань». Сборник материалов конгресса. Казань. 2010. 251-254.
Миртова А.В., Макаров Н.Е. Новые данные по литологии и фильтрационным свойствам осадков озер Кабан в свете исследований последних лет. Ученые записки Казанского ун-та. Т.104. Вып. 14. 1944. 95-111.
РД 52.24.609-99. Организация и проведение наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях.
Сементовский В.Н. Материалы для геоморфологии и гидрографии территории Большой Казани. Ученые записки Казанского ун-та. Т.100. Кн.3. 1940. 150.
D.V. Ivanov. Bottom sediments of the Middle Kaban lake (Kazan, Russia).
On the basis of stratigraphic studies, the characteristic of sedimentation indicators, structure and properties of the Kaban lake bottom sediments is given. Revealed low-level thickness of the current deposits (5-95 cm) and low content of pollutants (oil, heavy metals, nitrogen and phosphorus compounds) make work for removal of the bottom sediments to be inappropriate.
Key words: sedimentation, bottom sediments, the Middle Kaban lake.
Дмитрий Владимирович Иванов К.биол.н., заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией биогеохимии Института проблем экологии и недропользования АН РТ. Научные интересы: донные отложения озер и водохранилищ, геохимия аквальных ландшафтов.
420087, Казань, ул. Даурская, 28. Тел. (843) 298-59-65.
1— научно-технический журнал шв^е^^^^ш
23У
