CC BY
44
increased. The acidity significantly decreased. The sixth and the seventh years after the accident the authors of the research notice the recovery of the composition and the properties of the soil mass.
Key words: soil properties, profile, organic and mineral horizons, geochemical catena, oil, restoration.
А.И. Шепелев, д-р биол. наук, ст. н.с., зав. лаб. ландшафтной экологии, проф. каф. ботаники и экологии растений Сургутского гос. университета Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, г. Сургут, E-mail: [email protected]; Л.Ф. Шепелева, д-р биол. наук, проф. зав. каф. ботаники и экологии растений Сургутского гос. университета Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, г. Сургут, E-mail: [email protected]
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОЧВ ТАЙГИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕФТЕСОЛЕВЫХ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Статья посвящена актуальной для нефтедобывающей территории ХМАО проблеме поведения нефтесоле-вых загрязняющих веществ в почво-грунтах и прогноза восстановления химически нарушенных ландшафтов. Многолетние исследования состава и свойств загрязненных почв в геохимической катене показали их закономерные изменения. В первые годы после аварии в почвах всех позиций катены повысилось содержание нефтепродуктов, водорастворимых веществ и хлоридов, значительно снизилась кислотность. На 6-7 годы наблюдается восстановление состава и свойств почвенной массы.
Ключевые слова: почвы, свойства, профиль, органогенные и минеральные горизонты, геохимическая катена, нефтепродукты, восстановление.
Интенсификация нефтедобычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья на территории ХМАО сопровождается масштабным и все увеличивающимся нарушением природной среды - растительности, почв. В силу суровых природных климатических условий региона естественное восстановление химически загрязненных почв крайне заторможено. Рекультивации таких земель, основывающиеся на эмпирических материалах, полученных на других территориях, обычно не эффективны. Поэтому изучение естественной трансформации состава и свойств нефтезагрязненных почв, их восстановления в длительных исследованиях на постоянных площадках, явилось целью данной работы.
Объекты и методы исследования. Объектом исследования послужили почвы геохимической катены участка Южно-Сургутского месторождения нефти, расположенного на вну-трипойменном останце второй надпойменной террасы Оби. Исследуемая катена включает 3 основные позиции: от подзо-листо-элювиально-глеевой почвы темнохвойного леса на гриве до органогенной почвы аккумулятивной депрессии переходного болота, испытавшего в 2001-2002 годах аварийные выбросы «сырой» нефти (смеси пластовых флюидов - углеводородов и минеральных солей).
Наблюдения проводятся с 2003 года. Отбор смешанных образцов почв, составленных из 10 индивидуальных, осуществлялся на постоянных площадках по генетическим горизонтам методом «конверта». Срок отбора образцов для химического анализа обоснован осенним периодом затухания процессов микробной деструкции и стабилизации системы органических веществ (Дер-гачева, 1984).
Анализы выполнялись в аккредитованных лабораториях (г. Сургут - ЦЛАТИ; г. Нефтеюганск - ЮганскНИПИнефть) по показателями, характеризующих наличие загрязняющих веществ в почвах и их трансформацию: содержание общих нефтепродуктов - РМП 3.1.2.41-00; рН водной суспензии, водорастворимых веществ и хлоридов - ГОСТ 26423-85.
Поскольку многие показатели почв по содержанию загрязняющих веществ не нормируются, для оценки изменения свойств почв мы воспользовались данными по «фоновой» почве элювиальной позиции, находящейся вне зоны аварии. Фоновая почва характеризуется кислой и сильнокислой реакцией среды (рНвс) в органогенных и минеральных горизонтах, низким содержанием нефтепродуктов (причем максимум в органогенном горизонте); а судя по плотному остатку, и низким содержанием водорастворимых веществ (минеральных и гумусовых) и хлоридов (таблица 1).
Торфяная почва, расположенная вблизи места аварии на нефтепроводе, отличается максимальными изменениями свойств и состава в первые после аварии годы. Это касается довольно значительной по сравнению с «фоном» щелочности грунтов (7,5 ед. рНвс) за счет появления минеральных солей, возможно, соды. В образцах почв содержание подвижного натрия не определя-
лось. Однако в отдельных, смежных образцах болота обнаружено его значительное количество. Резкое повышение кислотности в 2004 году объясняется Н.П. Солнцевой [2] обменными реакциями с минеральными солями. Появление в среде техногенных битумов привело и к превышению над «фоновыми» содержания общих нефтепродуктов (более 500 г/кг), увеличению содержания хлоридов и суммы водорастворимых веществ.
Подзолистые почвы повышенных позиций после загрязнения также характеризуются общим снижением кислотности массы, особенно в верхних органогенных горизонтах - до 5,5-6,0 ед. рНвс. Одновременно содержание нефтепродуктов резко возрастает во всех горизонтах (до 10-20 г/кг). Но уже на второй после аварии год наблюдается снижение их содержания по катене до 0,8-0,2 г/кг, которое все же превышает пределы установленные региональными нормативами [3].
Профильное распределение общих нефтепродуктов в минеральных почвах склоновой части и повышения характеризуется максимальным их накоплением в верхних органогенных горизонтах за счет весенне-летнего капиллярного подъема с загрязненными грунтовыми водами и сорбции подстилкой.
Содержание хлоридов в минеральных почвах в целом не превышает установленные региональные нормативы - в 300 мг/ кг, хотя и значительно выше фоновых значений, профильное же их распределение во всех случаях указывает на аккумуляцию в верхних горизонтах.
Величины плотного остатка водной вытяжки всех почв, как суммы водорастворимых (органических и минеральных) веществ, значительно превышают их содержание в фоновых почвах. Однако обращают на себя внимание устойчиво высокие их значения в верхних горизонтах почв, по всем годам наблюдений. Это может быть связано с повышением растворимости (подвижности) органических веществ под влиянием минеральных солей «сырой» нефти, увеличением содержания водорастворимых минеральных солей, а также постоянно присутствующей у поверхности капиллярной каймы из неглубоко залегающих почвен-но-грунтовых вод.
Некоторый «разброс» значений свойств и состава почв от уже установленных общих закономерностей, возможно, связан с обычной неоднородностью природного строения почвенного пространства.
Восстановление свойств и химического состава нефтеза-грязненных почв (кислотности, содержания нефтепродуктов, плотного остатка и хлоридов) наблюдается к 2008 году. Одновременно происходят сукцессионные (восстановительные) изменения состава растительности этих площадок [4; 5] .
Таким образом, общие особенности природной среды региона (климата - теплое и влажное лето, относительная вырав-ненность участка, неглубокое залегание от поверхности почвен-но-грунтовых вод, их гидравлическая связь с поверхностными (болотными) водами) обеспечивают постоянную миграцию вод в
Таблица 1
Некоторые данные химического состава и свойств нефтезагрязненных почв Южно-Сургутского месторождения нефти
Тип почвы Глубина Результаты проведения исследований по годам
горизонта, см 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г.
1 2 3 4 5 6 7 8
рН водной суспензии, ед. (ОГ - 5,00; МГ - 5,10-5,70)*
Торфяно- 0-15 7,52 4,75 6,58 Не опр. Не опр. 4,94
болотная 15-30 7,48 4,78 6,60 5,12 6,34 Не опр.
Подзолисто- 0-5 5,78 5,44 4,73 Не опр. 4,51 4,67
элювиально- 5-14 5,55 4,50 5,59 -//- 4,17 4,77
глеевая 14-25 5,92 Не опр. 5,54 -//- 4,96 5,48
Подзолисто- 0-5 6,26 4,95 5,36 5,40 4,38 4,96
элювиально- 5-14 5,56 4,50 5,90 6,08 4,50 5,24
глеевая 14-25 5,98 4,87 5,80 6,30 5,08 5,40
Нефтепродукты, г/кг (ОГ - 0,1-0,15; МГ - 0,01-0,02) *
Торфяно- 0-15 606,00 990,00 592,70 459,00 Не опр. 56,88
болотная 15-30 561,00 Не опр. 375,30 87,74 Не опр.
Подзолисто- 0-5 21,95 0,58 0,88 Не опр. 0,82
элювиально- 5-14 22,20 0,08 0,30 -//- 0,05
глеевая 14-25 2,03 Не опр. 0,32 -//- 0,05
Подзолис-то-элювиа-льно-глеевая 0-5 11,48 0,21 1,94 1,98 0,27
5-14 2,77 0,08 0,14 1,20 0,05
14-25 3,92 0,02 0,26 2,60 -«- 0,04
Хлориды, мг/кг (ОГ - 38,52; МГ - 36,92-52,72) *
Торфяно-болотная 0-15 296,7 417,5 Не опр. Не опр. Не опр. 33,6
15-30 274,5 55,7 210,0 650,0 Не опр.
Подзолис-то-элювиа-льно-глеевая 0-5 189,3 487,1 Не опр. 270,0 46,9
5-14 26,1 62,6 -//- 50,0 57,0
14-25 13,4 Не опр. -//- 110,0 60,5
Подзолис-то-элювиа-льно-глеевая 0-5 93,3 361,8 70,0 140,0 40,3
5-14 15,8 69,6 70,0 50,0 38,5
14-25 46,4 62,6 52,5 90,0 34,4
Плотный остаток, мг/кг (ОГ - 230; МГ - 170) *
Торфяно-болотная 0-15 820 3000 658 Не опр. Не опр. 300
15-30 710 620 570 3620 2000 Не опр.
Подзолис-то-элювиа-льно-глеевая 0-5 5840 11800 Не опр. Не опр. 750 220
5-14 500 820 -//- -//- 1150 170
14-25 240 Не опр. -//- 780 250
Подзолис-то-элювиа-льно-глеевая 0-5 6160 3950 680 3080 260
5-14 700 1220 220 1080 280
14-25 360 920 60 1150 210
* - значение показателей в фоновой почве (ОГ - органогенный горизонт, МГ - минеральный горизонт).
пределах геохимической катены: нисходящую и восходящую, а также с боковым внутрипочвенным стоком. Это обусловливает не только локализацию загрязняющих веществ в аккумулятивной депрессии, но и загрязнение «чистых» почв повышений, особенно верхних горизонтов. В процессе распределения загрязнителей в почво-грунтах катены за период исследований (2003-2008 годы)
достаточно отчетливо выделяются 2 периода. Первый характеризуется активным изменением состава и свойств почв по всем показателям - 2003-2004 годы. Следующий этап - наблюдается восстановление кислотности почвенной массы и стабилизация других показателей, при общем высоком содержании битумов в болотной почве.
Библиографический список
1. Дергачева, М.И. Органическое вещество почв: статика и динамика. - Новосибирск, 1984.
2. Методические рекомендации по применению Требований к определению исходной (фоновой) загрязненности компонентов природной среды, проектированию и ведению системы экологического мониторинга в границах лицензионных участков недр на территории Ханты-Мансийского автономного округа. - Ханты-Мансийск, 2004.
3. Солнцева, Н. П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. - М., 1998.
4. Шепелева, Л.Ф. Восстановление растительного покрова нефтезагрязненных земель Среднего Приобья после рекультивации / Л.Ф. Шепелева, Е.А. Тарусина, А.И. Шепелев, В.Н. Фролов // Вестник Томского государственного университета. - 2007. - № 299.
5. Shepelev, A.I., Shepeleva L.F., Bordey R.Kh. Post Remediation Succession of Oil-Contaminated Landscapes of Taiga in West Siberia Natural Resources, 2014, 5, 1-4. Published Online January 2014 (http://www.scirp.org/journal/nr), (http://dx.doi.org/10.4236/nr.2014.51001
Bibliography
1. Dergacheva, M.I. Organicheskoe vethestvo pochv: statika i dinamika. - Novosibirsk, 1984.
2. Metodicheskie rekomendacii po primeneniyu Trebovaniyj k opredeleniyu iskhodnoyj (fonovoyj) zagryaznennosti komponentov prirodnoyj sredih, proektirovaniyu i vedeniyu sistemih ehkologicheskogo monitoringa v granicakh licenzionnihkh uchastkov nedr na territorii Khantih-Mansiyjskogo avtonomnogo okruga. - Khantih-Mansiyjsk, 2004.
3. Solnceva, N. P. Dobihcha nefti i geokhimiya prirodnihkh landshaftov. - M., 1998.
4. Shepeleva, L.F. Vosstanovlenie rastiteljnogo pokrova neftezagryaznennihkh zemelj Srednego Priobjya posle rekuljtivacii / L.F. Shepeleva, E.A. Tarusina, A.I. Shepelev, V.N. Frolov // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2007. - № 299.
5. Shepelev, A.I., Shepeleva L.F., Bordey R.Kh. Post Remediation Succession of Oil-Contaminated Landscapes of Taiga in West Siberia Natural Resources, 2014, 5, 1-4. Published Online January 2014 (http://www.scirp.org/journal/nr), (http://dx.doi.org/10.4236/nr.2014.51001
Статья поступила в редакцию 16.10.14
УДК 574.587(571.61)
Vdovina О.N, Bezmaternykh D.М. FAUNA OF BENTHAL MACROINVERTEBRATES IN STREAMS OF THE POSITIONAL AREA OF SPACEPORT "VOSTOCHNY". In 2013-2014, the taxonomic composition of the benthal mac-roinvertebrate fauna from twelve streams of the spaceport launching area of "Vostochny" was studied. The fauna was studied in September 20013 after the strongest flood in last decade and in June-July of 2014. The bottom fauna includes 108 species from five classes of animals. The greatest number of species includes insects, among which the richest in species diversity was Diptera. According to the number after Diptera in the decreasing order follow these species: Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera, Coleoptera, Odonata, Heteroptera, Colembola and Megaloptera. The fauna similarity in some streams was insignificant (30-50 %). The studied composition and structure of the benthic macroinvertebrates fauna is in good correlation with the fauna previously revealed in the Zeya and Amur basins. Key words: benthic macroinvertebrates, streams, Zeya, spaceport.
О.Н. Вдовина, канд. биол. наук, м.н.с., Институт водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]; Д.М. Безматерных, канд. биол. наук, доц., зам. директора, Институт водных и экологических проблем Со РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]
ФАУНА ДОННЫХ МАКРОБЕСПОЗВОНОЧНЫХ ВОДОТОКОВ ПОЗИЦИОННОГО РАЙОНА КОСМОДРОМА «ВОСТОЧНЫЙ»*
В 2013-2014 г исследованы таксономический состав донных макробеспозвоночных двенадцати водотоков позиционного района космодрома «Восточный». Донная фауна включает 108 видов из пяти классов животных. Наибольшее число видов приходится на долю насекомых, среди них наибольшим видовым разнообразием отличались двукрылые. Далее по числу видов преобладали поденки, ручейники, веснянки, жуки, стрекозы, клопы, ногохвостки и вислокрылки. Сходство фаун отдельных водотоков было невысоко и находилось в пределах 30-50%. Состав и структура фауны донных макробеспозвоночных исследованных водотоков в общем соответствуют выявленной ранее фауне бассейнов рек Зея и Амур.
Ключевые слова: донные макробеспозвоночные, водотоки, Зея, космодром.
«Восточный» - новый российский космодром, строящийся на Дальнем Востоке в Амурской области. Его территория располагается в бассейне р. Зея, практически на границе среднего и нижнего ее течения. Зея среди притоков Амура занимает третье место по площади бассейна (233 тыс. км2) и длине (1242 км). Ее бассейн полностью располагается в пределах Амурской области, занимая 64 % ее территории. Речная сеть позиционного района представлена преимущественно малыми реками, берущими начало в средней части плоскоувалистого плато. Территория района включает частично водосборы притоков р. Зеи I и II порядка -рек Б. Пера, Ора и Джатва. Полностью на территории района находятся водосборы других правых притоков р. Зеи I порядка (реки Гальчиха, Каменушка, Иур и ручей Иверский) и притоков рек Б. Пера (ручьи Золотой, Серебряный, Медный) и Ора (ручьи Охотничий и Николаевский) (рис. 1). Временная организация водных экосистем района в настоящее время в основном определяется природным по происхождению фактором - муссонным характером климата Амурской области. Основные черты гидрологического режима рек - многократные дождевые паводки, превышающие по объему водного стока половодье, колебания уровня воды со значительными амплитудами практически в течение всего безледного периода, отсутствие водного стока зимой в малых водотоках в результате перемерзания [1].
Степень изученности фауны макробеспозвоночных водотоков бассейна р. Зея крайне незначительна. Наиболее хорошо исследована фауна донных беспозвоночных Зейского водохранилища и бассейна верхнего течения Зеи [2-5]. Структура сообществ макробеспозвоночных исследованных водотоков позиционного района космодрома «Восточный», а также и оценка качества поверхностных вод методами биоиндикации приведены в наших предыдущих публикациях [6-7].
Целью работы является оценка современного состояния фауны донных макробеспозвоночных водотоков позиционного района космодрома «Восточный» и прилегающих к нему территорий.
Материал и методы. Фауна макробеспозвоночных правых притоков нижнего течения Зеи была исследована 17-25 сентября 2013 г (после сильнейшего за последние десятилетие дождевого паводка, август 2013 г.) и 28 июня - 2 июля 2014 г., меженный период. В 2013 г. было обследовано 11 водотоков, среди которых: 3 средних реки (Большая Пера, Ора и Джатва); 3 малых реки (Гальчиха, Каменушка и Иур), 5 ручьев (Иверский, Охотничий, Золотой, Серебряный, Медный и Николаевский). Было отобрано 34 пробы макрозообентоса. В 2014 г. было обследовано 9 водотоков (всего 21 проба): реки Зея, Большая Пера, Ора, Иур, Гальчиха и 5 ручьев (Иверский, Охотничий, Золотой, Серебряный и Медный). Материал для исследований собирали и обрабатывали по стандартным гидробиологическим методикам [8]. Пробы отбирали дночерпателем ГР-91 с площадью захвата 0,007 м2 (2-3 повтор-ности), при исследовании каменистого грунта брали несколько камней (3 камня с одной точки исследования) общей площадью около 0,3 м2. Камни собирали вручную на глубине до 0,7 м, помещали в сачок-промывалку и отмывали. Пробы промывали через капроновый газ с размером ячеи 350х350 мкм и фиксировали 70% спиртом.
Результаты и обсуждение. В 2013 и 2014 гг. в обследованных водотоках нижнего течения р. Зеи отмечено 108 видов донных макробеспозвоночных из 5 классов животных (табл.). Ам-фибиотические насекомые составили 90,7 % из числа обнаруженных таксонов. Среди них наибольшее число видов выявлено в отряде двукрылых, далее по числу видов доминировали: поденки, ручейники, веснянки, жуки, стрекозы, клопы, ногохвостки и
