CC BY
72
циальных муниципальных образований // Материалы Всерос. конф. хирургов «Совершенствование специализированной медицинской помощи в многопрофильном стационаре». — Красногорск, 2004. — С.103-104.
4. Мовчан. К.Н., Лобжанидзе А.А., Берников О.Г. и др. Некоторые пути улучшения результатов оказания медицинской помощи на догоспитальном этапе при острых
Адрес для переписки:
хирургических заболеваниях органов брюшной полости у жителей малых городов и сельских населенных пунктов // Скорая медицинская помощь. — 2005. — №
4. - С.75-78.
5. УтешевН. С., ГуляевА.А., ЯрцевП.А., Забавская О.А. Лечение больных с перфоративными пилородуоденаль-ными язвами // Хирургия. — 2003. — № 12. — С.48-51.
664046, Иркутск, ул. Байкальская, 118, МУЗ «Клиническая больница №1 г. Иркутска», Миронов Виктор Иванович — д.м.н., профессор кафедры общей хирургии с курсом урологии.
ОБРАЗ ЖИЗНИ. ЭКОЛОГИЯ
© НАПРАСНИКОВА Е.В., ВОРОБЬЕВА И.Б., ВЛАСОВА Н.В. - 2008
ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОДЫ И ЛЬДА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ОЗ. БАЙКАЛ
Е.В. Напрасникова, И.Б.Воробьева, Н.В.Власова
(Институт географии им. В.Б.Сочавы СО РАН, директор — д.г.н., проф. А.Н. Антипов, лаборатория геохимии
ландшафтов, зав. — д.г.н. Е.Г. Нечаева)
Резюме. Рассмотрены результаты изучения современных химических особенностей воды, льда и снежного покрова оз. Байкала. Приведены данные санитарно-микробиологических исследований.
Ключевые слова: вода, лед, снежный покров, побережье Байкала, химические элементы, микроорганизмы, экологическая оценка.
THE ECOLOGICAL-GEOCHEMICAL FEATURES OF WATER AND ICE IN THE SOUTHERN
PART OF THE LAKE BAIKAL
E.V Naprasnikova, I.B. Vorobyeva, N.V. Vlasova (V.B. Sochava Institute of Geography SB RAS)
Summary. We examine the results derived from investigating the chemical properties of water, ice and snow of the Lake Baikal. Data of sanitary-microbiological investigations are presented.
Key words: water, ice, snow cover, Baikal’s coast, chemical elements, microorganisms, ecological assessment.
Настоящие экспериментальные исследования выполнены в рамках актуальных проблем современности, связанных с профилактикой воздействия неблагоприятных факторов среды на здоровье населения. Кроме того, они соответствуют программе Международной Ассоциации «Вода — Медицина — Экология», а также проекту областной государственной целевой программы «Обеспечение населения Иркутской области питьевой водой».
Хорошо известно, что Байкал древнейшее пресноводное озеро планеты. Оно характеризуется уникальными экологическими условиями, а, следовательно, уникальной водной экосистемой. Отсюда понятен тот разносторонний интерес ученых к байкальской воде.
Актуальность данной работы диктуется тем, что население прибрежных поселков использует байкальскую воду для хозяйственных и питьевых нужд, а также с необходимостью широкого использования чистой байкальской воды.
Первые сведения о химическом составе воды южного Байкала в открытом озере были опубликованы Г.Ю. Верещагиным [2]. Более подробные исследования воды Байкала и основных притоков были проведены К.К Вотинцевым в монографии [4]. Некоторые данные освещены в материалах лимнологического совещания [8], а микроэлементный состав в трудах сотрудников института геохимии им. А.П. Виноградова [3]. Гидрохимический состав вод Байкала, в связи с тем, что он имеет большой водосборный бассейн, формируется за
счет вод притоков и выпадающих атмосферных осадков.
Представленное нами исследование является продолжением цикла работ по комплексной экологической оценке природных компонентов Байкальской территории как среды обитания человека в целях дальнейшего контроля и прогноза.
Основной целью настоящей работы явилось изучение эколого-геохимических особенностей воды и льда как сопряженного компонента уникальной системы оз. Байкал.
Материалы и методы
Лиственничное (Листвянка) — крупный сибирский поселок городского типа на берегу залива Лиственничного, крупнейшего на Байкале, у истока Ангары. Крутые склоны Приморского хребта над поселком пересекают пади Крестовая, Малая и Большая Черемшанки, в которых живет значительная часть населения.
Продолжительность зимнего сезона на юге Байкала составляет около 130 дней, зима начинается в первой декаде ноября и длится до третьей декады марта. Вследствие позднего промерзания озера водные массы его, медленно остывая, долго продолжают согревать прилежащие слои воздуха. Поэтому зимой в котловине Байкала теплее, чем за ее пределами.
Воды Байкала (в отличие от других больших озер земного шара) сковываются ледовым покровом. У разных берегов замерзание происходит с середины декабря до начала января. В течение зимы незамерзающим остается очень небольшое пространство перед истоком Ангары [12]. Процесс формирования снежного покрова на загрязненных и
фоновых территориях, в общем, происходит одновременно. Загрязнение снежного покрова возникает вследствие естественных причин и под влиянием деятельности человека. В данной работе объектами детальных исследований явились вода, лед и снег на акватории оз. Байкал в зоне влияния пос. Листвянка.
Для получения более достоверной информации вода, лед, снег анализировались по отдельно взятым пробам. Образцы снега и льда растаивали, фильтровали для определения содержания элементов в жидкой и твердой фракции. Определение химических элементов осуществлялось на приборе Optima 2000DV (фирма Perkin Elmer LLC, США) — оптический эмиссионный спектрометр с индукционной плазмой и компьютерным управлением. Реакцию среды воды, льда и снежного покрова устанавливали на рН-метре.
Результаты и обсуждение
Содержание химических элементов в прибрежных водах п. Листвянка напрямую зависят от впадающих водотоков. Речные воды в озере довольно длительное время сохраняют свои характеристики в малоизменен-ном виде, т.е. смешение с озерными водами происхо-
центрации растворенных в воде и вовлеченных в лед веществ [6]. В таблице 1 представлены результаты анализов водорастворимых форм элементов в воде, во льду и снеге в зимний период. Вода характеризуется повышенными содержаниями элементов: Mg, №, Мп, Си, 81, Со и А1 по отношению к глубинной воде Байкала во всех пробах (табл. 2). При этом в одной из проб отмечены повышенные содержания К, Fe и /п (табл. 2). Изменению химического состава прибрежных вод, как уже отмечалось, способствует прямое растворение горных пород и почв в период снеготаяния и выпадения осадков. Кроме того, имеет значение механический снос с береговой линии и воздушный перенос. В основной своей массе содержание химических элементов в воде превышает показатели тех же элементов во льду и снеге.
В приведенном химическом составе воды, с точки зрения ее питьевых качеств, положительным являются незначительное содержание в ней кальция, магния, хлора, железа, которые делают ее пригодной для питья. Согласно СанПиНа [13] вода Байкала пригодна для
Таблица 1
Содержание химических элементов, мг/л
№ точки отбора 1* 2 3 4
Хим. эле- менты а** в с а в с а в с а в с
Ca 1,900 2,000 14,930 1,382 0,778 14,620 1,333 0,919 14,79 1,312 0,722 13,220
Mg 0,359 0,460 3,670 0,290 0,255 3,830 0,327 0,250 3,830 0,306 0,205 3,245
Na 1,743 2,460 4,880 0,380 1,850 3,280 0,780 1,040 3,660 0,268 2,358 2,656
Sr 0,013 0,00007 0,106 0,009 0,005 0,108 0,010 0,005 0,111 0,011 0,005 0,097
Mn 0,006 0,001 0,003 0,019 0,002 0,003 0,007 0,004 0,002 0,006 0,008 0,002
Ba 0,490 0,005 0,014 0,009 0,021 0,013 0,022 0,005 0,013 0,007 0,003 0,011
K 0,579 0,978 1,303 0,104 0,514 0,735 0,098 0,801 0,925 0,081 0,214 0,544
Cu 0,011 0,025 0,010 0,006 0,014 0,007 0,005 0,019 0,006 0,004 0,009 0,022
Si 0,018 0,012 0,748 0,070 0,005 1,463 0,010 0,011 0,853 0,078 0,097 1,181
Ni 0,002 0,001 0,006 0,002 0,003 0,006 0,001 0,001 0,006 0,001 0,006 0,006
Co 0,002 0,001 0,003 0,001 0,003 0,003 0,001 0,001 0,003 0,001 0,003 0,003
Al 0,114 0,006 0,041 0,079 0,005 0,019 0,116 0,032 0,022 0,207 0,043 0,014
Fe 0,039 0,014 0,026 0,114 0,006 0,004 0,057 0,094 0,003 0,081 0,135 0,004
Zn 0,033 0,065 0,014 0,013 0,023 0,003 0,016 0,025 0,004 0,008 0,008 0,004
Ti 0,001 0,00075 0,00075 0,003 0,00075 0,0007 0,002 0,001 0,00075 0,001 0,004 0,00075
Pb 0,001 0,030 0,050 0,001 0,030 0,030 0,001 0,030 0,007 0,001 0,030 0,003
V 0,021 0,022 0,009 0,024 0,024 0,010 0,024 0,022 0,009 0,021 0,021 0,010
Примечание: * — 1, 2, 3, 4 — номера точек; ** - а — снег на льду; в — лед; с — вода.
дит достаточно медленно [2]. Общая минерализация воды Байкала, по нашим данным, от 87,26 до 94,6 мг/л. По степени минерализации эти воды относятся к сверх-пресным водам — < 0,01 г/л.
Особенностью химического состава озерных льдов является более высокая по сравнению с озерной водой концентрация ионов водорода (на территории исследования от 6,4 до 7,1 единиц рН). Величина рН снега варьировала от 5,6 (падь Сенная, исток Ангары) до 6,5 (мыс Лиственничный, падь Банная), тогда как воды от 7,6 до 7,9. Превращение воды в лед сопровождается изменением ее физико-химического состава, а также кон-
питья по большинству контролируемых элементов, за исключением свинца, содержание которого в поверхностном слое воды прибрежной зоны незначительно превышает норму, что не противоречит экологическим
особенностям территории. На формирование химического состава ледового покрова интенсивное воздействие оказывает не только подстилающая водная толща, но и атмосферные осадки (в наших исследованиях — снег) с сопутствующими им физическими и химическими процессами. При таянии снега твердое вещество, накопившееся в его толще, в первую очередь попадает в почву и поверхностные воды, оказывая влияние на их химический состав. В ледовом покрове их концентрации имеют более низкие показатели по сравнению со снегом и водой, за исключением натрия, калия и меди. Содержание последних в снежном покрове было меньше (табл. 1). Иная картина наблюдается в концентрациях магния, алюми-
Таблица 2
Содержание химических элементов в глубинной воде оз. Байкал, мг/л
Химический элемент Концент- рация Химический элемент Концент- рация Химический элемент Концент- рация
Ca 16,39 Cu 0,001 Ti <0,00075
Mg 3,071 Si 0,588 Pb <0,03
Na 3,272 Ni <0,006 V <0,003
Sr 0,11 Co <0,001 Mo <0,0075
Mn <0,0006 Al <0,006 Cd <0,0015
Ba 0,01 Fe 0,002 Cr <0,003
K 0,771 Zn 0,001 Be <0,00009
ния, железа, цинка, титана и ванадия. Цинк обнаруживался в большем количестве в ледяном покрове почти по всей исследуемой акватории.
В работе было уделено должное внимание снежному покрову на льду озера. Снежный покров является удобным объектом при изучении загрязнения природной среды. Обладая высокой сорбционной способностью, снег захватывает во время снегопада существенную часть продуктов техногенеза из атмосферы и аккумулирует их на поверхности земли. Таким образом, в течение зимнего периода загрязнение атмосферы как бы проецируется на однородный по свойствам естественный субстрат — снежный покров, который сохраняет геохимическую информацию вплоть до начала снеготаяния. Снежный покров регистрирует действительную величину выпадений загрязняющих веществ в холодный и продолжительный сезон года.
общее число гетеротрофных микроорганизмов оз. Байкал колеблется от 70 до 128 летом и от 387 до 455 кл/мл осенью [1,5,7,10]. Зимой количество гетеротрофов составляло 210 кл/мл. Кроме этого изучено состояние потенциально-патогенных бактерий (ППБ) озера. По данным Е.Ю. Панасюк с соавт. [10] состав ППБ в оз. Байкал насчитывает 31 вид в основном из семейства Enterobacteriacae. Доминирующими видами являются Acinetobacter calcoaceticum var. Joffi, Ps. aeruginosa, E. coli, Enterobacter cloacae. Их особенностью является то, что они обладают выживаемостью, в том числе антибио-тикорезистентностью. Коли-индекс воды, взятой на некоторых глубоководных станциях, колеблется от 0 до 20.
На больших глубинах озера бактерии группы кишечной палочки отсутствуют в силу экологических условий и особенностей процессов самоочищения, как на биологическом, так и на физико-химическом уровне [9].
Таблица 3
Химический состав воды, льда и снега и оз. Байкал, мг/л
№ точки отбора Наимено- вание HCO3- SO42- Cl- Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Минера- лизация
1 Вода 64,72 1,2G 3,9G 4,88 1,3G 14,93 3,67 94,60
Лед 9,G9 1,GG 1,7G 2,46 G,98 2,G1 G,46 17,70
Снег 2,62 G,88 1,7G 1,74 G,58 1,9G G,36 9,78
2 Вода 64,G5 1,2G 1,78 3,29 G,74 14,62 3,89 89,57
Лед 1,34 G,95 1,7G 1,44 G,51 G,78 G,26 6,98
Снег 1,22 G,95 1,6G G,38 G,1G 1,38 G,29 5,92
3 Вода 65,58 1,18 1,6G 3,66 G,92 17,79 3,83 94,56
Лед 1,65 G,88 1,99 1,85 G,8G G,92 G,25 8,34
Снег 2,14 G,88 1,78 G,78 G,1G 1,33 G,33 7,34
4 Вода 64,54 1,2G 1,85 2,66 G,54 13,22 3,25 87,26
Лед 1,31 G,82 1,85 G,7G G,21 G,72 G,21 5,82
Снег 1,28 G,95 1,99 G,27 G,G8 1,31 G,31 6,19
Результаты показали, что снежный покров на льду
оз. Байкал и в зоне воздействия пос. Листвянка характеризуется низкими значениями ионов К+, №+, Са2+, Mg2+ и НС03", чем во льду и воде (табл. 3). Содержания сульфат- и хлорид-иона в снеге в пределах фоновых значений (804 2-— 1,05 и С1- — 1,6 мг/л), что свидетельствует о чистоте снежного покрова. Толщина снежного покрова на льду очень неравномерна и колеблется от 2 (падь Крестовка) до 17 см (вблизи мыса Лиственничный).
Представляет научный и практический интерес оценка качества воды по микробиологическим показателям. Анализ литературных источников показал, что
Таким образом, настоящим экспериментальным исследованием показано, что современный химический состав байкальской воды, с точки зрения ее питьевых качеств, отвечает требованиям. Впервые в эколого-гео-химическом ключе рассмотрена система: снег — лед — подледная вода. В работе выявлены особенности снежного покрова, как потенциального источника загрязнения воды и показателя экологического состояния атмосферы на побережье Байкала в плане прогноза. Проведен обзорный анализ современных данных по характерным особенностям количественного и качественного состава гетеротрофных и потенциально-патогенных бактерий оз. Байкал.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белькова Н.Л. Таксономическое разнообразие микробного сообщества водной толщи оз. Байкал: Автореф. дис. канд. биол. наук. — Владивосток, 2004. — 22 с.
2. Верещагин Г.Ю. Байкал. Научно-популярный очерк. — Иркутск: ОГИЗ, 1947. - С.54-56.
3. Ветров В.А., Кузнецова А.И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1997. — 234 с.
4. Вотинцев К.К. Гидрохимия оз. Байкала. — М.: Изд-во АН СССР, 1961.— 311с.
5. Дрюккер В.В., Косторнова Т.Я., Моложавая О.А. и др. Оценка качества воды оз. Байкал по санитарно-бактериологическим показателям // География и природ. ресурсы. — 1993. — № 1. — С.60-64.
6. ИвановА.В., Гольдапель А.Я., Власов Н.А. Химия льда солоноватых озер Юго-Восточного Забайкалья // Гидрохимия и гидрология юга Дальнего Востока. — Владивосток: Изд-во ИВЭП ДВОРАН, 1977. — С.17-35.
Адрес для переписки:
7. Максимова Э.А., Максимов В.Н. Микробиология вод Байкала. — Иркутск: Изд-во ИГУ, 1989. — 145 с.
8. Матвеев А.А., Аниканов А.М. Микроэлементы озера Байкал // Круговорот вещества и энергии в водоемах / Гидрохимия и качество вод: Тез. докл. IV лимнолог. со-вещ. Лиственничное-на-Байкале. — Иркутск: Вост.-Сиб. книжн. изд-во, 1977. — С.91.
9. Мойсеенко Н.Н. Условно-патогенные бактерии в морской воде рекреационных зон // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. — 1994. — № 1. — С.8-11.
10. Панасюк Е.Ю., Дрюккер В.В., Парфенова В.В. и др. Выделение потенциально-патогенных бактерий из оз. Байкал // Научные изыскания. — 2002. — № 2. — С.12-15.
11. Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Ломоносов И. С. и др. Гидрогеология Прибайкалья. — М.: Наука, 1968. — 63 с.
12. Россолимо Л.Л. Байкал. — Иркутск, 1971. — 174 с.
13. СанПиН 2.1.4.1074—01. — Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. — М., 2002.
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 124, Институт географии им. В.Б. Сочавы, Напрасниковой Е.В.
