CC BY
55
УДК 622.33:577.4
ИЗУЧЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЗЕМЕЛЬ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ РАЗРЕЗА «ЧЕРНОГОРСКИЙ» ООО «СУЭК-ХАКАСИЯ»
А.Т. ЛАВРИНЕНКО, зав. лабораторией
Н.А. ИНОЗЕМЦЕВА, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
А.И. ОСТАПОВА, инженер-исследователь НИИАП Хакасии Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. Интенсивная деятельность угольных разрезов и негативные последствия их воздействия на окружающую среду обусловливают необходимость подробного и систематического анализа экологического состояния прилегающих территорий. Он осуществляется с целью выявления характера и уровня техногенного загрязнения, снижения вредного воздействия до допустимого минимума. В связи с этим проведен мониторинг санитарно-защитной зоны разреза «Черногорский». Отбор образцов почвы, растений и воды проводили в радиусе 1000 м от источника загрязнения с учетом господствующих юго-западных ветров. По мере удаления от границы отвалов продуктивность надземной фитомассы растений увеличивается. Средняя сырая надземная фитомасса на расстоянии до 500 м от отвала составила 9,6 ц/га, а на расстоянии 500...1000 м -
18,7 ц/га, воздушно-сухая - соответственно 4,5 и 9,2 ц/га. Основные причины такой ситуации - высокая каменистость возле отвалов и близость к источнику атмосферных выбросов. Исследования по наличию загрязняющих веществ в воздушной среде и почве не показали превышения норм ПДК, также не обнаружено техногенного загрязнения в озере. Наблюдается повышенное содержание нитратов в растениях на расстоянии до 700 м от отвалов, которое в некоторых пробах превосходило допустимое в 1,15,3 раза. На расстоянии 700.1000 м превышения содержания нитратов не обнаружено. Непосредственный источник загрязнения растительного покрова нитратами - выпадающие из атмосферы техногенные выбросы после взрывных работ в карьерах.
Ключевые слова: санитарно-защитная зона, экологический мониторинг, продуктивность.
Санитарно-защитную зону (СЗЗ) можно рассматривать как экологическую систему, находящуюся под постоянным техногенным воздействием [1]. Следовательно, мониторинг атмосферного воздуха, почвы, растительного покрова, водных объектов - одно из основных мероприятий, которое позволяет контролировать и применять все необходимые меры для снижения вредного воздействия на среду обитания и здоровье человека.
Цель наших исследований - выявление характера и уровня техногенного загрязнения при проведении мониторинга состояния продуктивности и безопасности земель санитарно-защитной зоны угольного разреза «Черногорский».
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2012 г. на территории СЗЗ угольного разреза «Черногорский». Он относится к предприятиям
2 класса опасности с размером санитарно-защитной зоны 1000 м.
Геоботаническое описание, определение ботанического состава и продуктивности растительного покрова санитарно-защитной зоны проводили по А.Г. Воронову [2] во время активной вегетации большинства групп растений. Число учетных площадок (1 м2) определялось общей площадью исследуемых участков и варьировало от 5 до 10 шт.
Достижения науки и техники АПК, №6-2013 —
Эколого-токсикологический анализ территории осуществляли согласно методическим указаниям [3]. Химический анализ воды, почвенных и растительных образцов на предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ проведен ФГБУ «Государственная станция агрохимической службы «Хакасская», мониторинг атмосферного воздуха на исследуемой территории - ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в РХ» и ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по РХ».
Результаты и обсуждение. По геоботаническому районированию А.В. Куминовой [4] территория СЗЗ разреза «Черногорский» отнесена к Приабаканскому (Центрально-Хакасскому) округу Минусинской котловины. Растительный покров принадлежит степному поясу, для которого наиболее типичны крупнодерно-винные настоящие степи.
Ведущую роль в растительном покрове играют такие злаки, как ковыль тырса (Stipa capillata), типчак ложноовечий (Festuca pseudovina), мятлик степной (Poa stepposa), змеевка растопыренная (Cleistogenes squarrosa), пырей сизый (Agropyrum cristatum), чий блестящий (Achnatherum splendens) и др. Ближе к озеру встречаются мелкие степные осоки: твердоватая (Carexduriuscula) и стоповидная (С. pediformis). Из разнотравья обильны полыни, особенно полынь холодная (Artemisia frigida) и полынь сизая (A. glauca), астра алтайская (Aster altaicus), лапчатка бесстебельная (Potentilla acaulis), вероника беловойлочная (Veronica incana), гвоздика разноцветная (Dianthus versicolor), подмаренник настоящий (Galium verum) и др. Распространены некоторые виды степных кустарников, в том числе карагана карликовая (Caragana pygmaea)
Продуктивность сырой надземной фитомассы на территории СЗЗ варьирует от 4,1 до 22,0 ц/га (табл. 1). Средняя величина этого показателя на расстоянии до 500 м от отвала составила 9,6 ц/га, 500...1000 м -18,7 ц/га.
Таблица 1. Продуктивность надземной фитомассы на территории санитарно-защитной зоны
Участок Сырая фитомасса, ц/га Воздушно-сухая фитомасса, ц/га
до 500 м 500... 1000 м до 500 м 500... 1000 м
Северо-запад 4,1 16,3 2,1 7,9
Север 7,5 17,8 2,9 8,5
Северо-восток 9,9 18,9 3,4 9,7
Юг 16,8 22,0 9,8 10,7
Среднее значение 9,6 18,7 4,5 9,2
Наблюдается тенденция увеличения продуктивности надземной фитомассы растений по мере удаления от границы отвалов. Это объясняется тем, что рядом с ними вследствие высокой каменистости растения не образуют сплошного покрытия. Также большое влияние оказывает повышенная концентрация загрязняющих веществ, непосредственным источником которых служат атмосферные выбросы возникающие при работе разреза, на частицах которых сорбируется множество токсичных соединений.
Концентрация пыли (взвешенных частиц), серы диоксида, сероводорода и оксида углерода во всех точках
----------------------------------------------- 51
Таблица 2. Химический анализ растений на содержание загрязняющих веществ, мг/кг
Расстоя- Содержание тяжелых металлов
ние до границы отвала Zn Си Pb Cd Мышьяк Ртуть Фтор валовый Нитраты
0.300 6,84±2,67 0,092±0,041 0,16±0,06 Северо-запад 0,0058±0,0022 0,073±0,024 0,018±0,002 3,79 610±44
500.700 6,50±2,53 0,70±0,27 0,92±0,36 0,021±0,008 0,064±0,021 0,009±0,001 2,18 881±60
700.1000 16.4±8,06 1,25±0,49 0,40±0,17 0,034±0,016 0,031±0,011 0,0153±0,0021 1,40±0,15 141,3±20,9
0.300 6,95±2,71 0,036±0,009 Северная сторона 0,22±0,09 0,0013±0,0003 0,065±0,021 0,012±0,001 1,72 309±27
500.700 6,65±2,59 0,96±0,37 0,51±0,21 0,0094±0,0036 0,041±0,013 0,020±0,002 3,96 452±35
700.1000 15,2±7,45 1,04±0,41 0от94±0от39 0,021±0,010 0,028±0,009 0,0129±0,0017 7,47±0,79 192,7±27,6
0.300 30,5±10,9 0,71±0,28 0,73±0,30 Северо-восток 0,011±0,004 0,020±0,007 0,050±0,008 1,41±0,21 375,5±51,4
500.700 23,4±9,1 0,66±0,26 0,224±0,087 0,016±0,006 0,027±0,009 0,029±0,005 1,16±0,17 555,5±74,8
700.1000 9от 7 1+ от 4 со 0,52±0,20 0,26±0,10 0,014±0,006 0,030±0,010 0,0175±0,0023 1,57±0,17 266±37
0.300 22,7±11,1 0,26±0,10 0,85±0,35 Южная сторона 0,054±0,026 0,035±0,012 0,034±0,005 1,65±0,24 2661±348
500.700 15,0±5,9 0,16±0,06 0,51±0,20 0,028±0,011 0,026±0,009 0,040±0,007 1,59±0,23 668,5±89,5
700.1000 20,9±10,3 1,06±0,40 0,17±0,7 0,024±0,009 0,055±0,019 0,0177±0,0024 2,45±0,25 343±47
СЗЗ, подлежащих измерениям согласно требованиям ГН 2.1.6.1338-03, а также других определяемых загрязняющих веществ (формальдегида и среднесуточная концентрация бенз(а)пирена, оксида и диоксида азота, диоксида серы, сероводорода, оксида углерода, взвешенных частиц) не превышает ПДК.
Техногенного загрязнения в озере, находящемся на территории СЗЗ также не выявлено. В воде отмечается превышение норм натрия (6451,5 мг/л при ПДК 200 мг/л), хлоридов, сульфатов, магния, кальция, фтора и нитратов, которые попадают в озеро через грунтовые воды.
Валовое содержание таких тяжелых металлов, как РЬ, Мп, Со, Zn, Си,Сс1, Ы1 на глубине 0,2 м в почве на территории СЗЗ не превышает уровня ПДК. На глубине 0,2.. .0,4 м в некоторых пробах обнаружена повышенная концентрация марганца (Мп) и меди (Си).
На большинстве исследуемых участков на расстоянии до 700 м от границы отвалов наблюдается повышенное содержание нитратов в растениях. При нормативе ПДК 500 мг/кг превышение в некоторых пробах достигает 1,1-5,3 раза. В 700.1000 м от отвалов превышения не обнаружено (табл. 2). Наличие
нитратов в растениях можно объяснить выпадающими из атмосферы техногенными выбросами.
Выводы. По мере удаления от границы отвалов продуктивность надземной фитомассы растений увеличивается. Основная причина такой зависимости - высокая каменистость рядом с отвалами и непосредственная близость к источнику атмосферных выбросов.
Наличие загрязняющих веществ в воздушной среде и почве не превышает норм ПДК, также не обнаружено техногенного загрязнения в озере. Наблюдается повышенное содержание нитратов в растениях на расстоянии до 700 м от отвалов, которое в некоторых пробах превосходит допустимое в 1,1-5,3 раза. Непосредственный источник нитратов в растительном покрове - техногенные выбросы, выпадающие из атмосферы после взрывных работ в карьерах.
Наименьшее валовое содержание тяжелых металлов и нитратов в почвенном и растительном покрове установлено в северной части СЗЗ разреза «Черногорский». Изучение динамики загрязнения в последующие годы может послужить основанием для возможности хозяйственного использования этой территории.
Литература.
1. Шихранов О. Г. Влияние фторидов на древесную растительность в санитарно-защитной зоне Братского алюминиевого завода:дис. ... канд. с.-х. наук: 03.00.16. - Красноярск, 2004. - 157с.
2. Воронов А.Г. Геоботаника: учебное пособие для ун-тов и пед. ин-тов. - Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Высшая школа, 1973. -384 с.
3. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. - 240 с.
4. Природные сенокосы и пастбища Хакасской автономной области: Под ред. А.В.Куминова. - Новосибирск: Изд. «Наука»,1974.
5. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы Функциональноэкологический подход. - М.: Наука, МАИК«Наука/Интерпериодика», 2000. - 185 с.
STUDYING OF EFFICIENCY AND SAFETY OF LANDS OF THE SANITARY AND PROTECTIVE ZONE OF JSC SUEK-KHAKASSIA OF CHERNOGORSKY COAL MINE A.T. Lavrinenko, N.A. Inozemtseva, O.S. Safronova, A.I. Ostapova
Summary. Intense activity coal mines and the negative consequences of their effects have necessitated a detailed and systematic analysis of the ecological state of the surrounding areas. This analysis is carried out to identify the nature and level of industrial pollution, reduced to an acceptable minimum adverse effects. In this regard, monitored the sanitary protection zone of a cut "of Montenegro." Sampling of soil, plants and water was carried out in a radius of 1000 m from the source, taking into account the prevailing southwesterly winds. Found that as the distance from the boundary of dumps and the productivity of above-ground biomass of plants. The average value of crude aboveground biomass at a distance of 500 m from the dump was 9.6 t / ha, and at a distance of 500-1000 m -
18.7 c / ha. The average value of the air-dry above-ground biomass of up to 500 m from the dump was 4.5 kg / ha, 500-1000 m - 9.2 t / ha. The main reasons for such a high dependence stony near dumps and close proximity to a source of air emissions. Studies on the presence of contaminants in the air and soil showed no exceedance MACs also found industrial pollution in the lake. There is a high content of nitrates in plants at a distance of 700 m from the dump, the excess in some samples of 1.1 - 5.3 times. With distance from the dumps to 700-1000 m excess of nitrate were found. The immediate source of nitrate in the presence of vegetation are falling out of the atmosphere after a man-made emissions of blasting in quarries.
Keywords: sanitary protection zone, environmental monitoring, efficiency.
52
Достижения науки и техники АПК, №6-2013
