CC BY
213
Лютик едкий Ranunculus acer Горно-лесная черноземовидная Разрез 14а 3.3 41
Лапчатка золотоцветковая Potentulla chrysantha 2.7
Мятлик Крылова Poa krylovii 3.9
Астра алтайская Aster altaicus Чернозем обыкновенный Разрез 15а 3.2 40
Ковыль волосатик Stipa capullata 5.1
Подмаренник северный Galium septentrionale 1.9
Чий блестящий Achnatherum splendens Каштановая, 26а 2 47
Надземная масса 1.6
Войлок степной 15.7
Примечание. Р* содержание никеля в растениях: П* содержание никеля в гор. А почв.
По данным табл. 5 можно заключить, что некоторые виды растений сухостепных котловин Алтая обла-
дают аккумулирующей способностью и накапливают никель в довольно значительных количествах (дл 35% от валового содержания его в почвах).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Материнские породы являются фактором, определяющим содержания элемента в сформированных на них почвах. Зависимость концентрации никеля от генетического типа отложений прослеживается слабо. По степени влияния физико-химических свойств почв на уровень концентрации никеля можно составить следующий убывающий ряд: физическая глина > ил > емкость поглощения > СаСОз > рН > гумус. Различия в уровне содержания и особенностях внутрипрофильно-го распределения никеля в исследуемых почвах определяются различным характером увлажнения, генезисом и минералогией почвообразующих пород, особенностями почвообразовательных макропроцессов. Загрязнения никелем компонентов среды не обнаружено. Содержание микроэлемента в почвах соответствует фоновому значению и экологической опасности не представляет.
Библиографический список
1. Почвы Горно-Алтайской автономной области / Под ред. Р.В. Ковалева.— Новосибирск: Наука, 1973. — 352 с.
2. Хмелев, В.А. Почвы низкогорий Северного Алтая / В.А. Хмелев. — Новосибирск: Наука, 1982. — 124 с.
3. Волковинцер, В.И. Степные криоаридные почвы / В.И. Волковинцер.— Новосибирск: Наука, 1978. — 208 с.
4. Ильин, В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б. Ильин, А.И. Сысо.— Новосибирск: СО РАН, 2001. — 228 с.
5. Виноградов, А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. — 1962. — № 7. — С. 555-571.
6. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. — М.: Изд-во АН СССР, 1957.— 238 с.
7. Беус, А.А. Геохимия окружающей среды / А.А. Беус. — М., 1976. — 248 с.
8. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях./ А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. — М., 1989. — 439 с.
9. Иванов, В.В. Экологическая геохимия элементов / В.В. Иванов. — Москва: Экология, 1996. — 190 с.
10. Eikmann, Th. Nutzungs-und schutsgutbezogene Orientirungswerte fir (Schad) Stoff in Buden // Th. Eikmann, A. Kloke // VDLUFA —
Mitteilungen.— 1991.— H. 1.— S. 19-26.
Статья поступила в редакцию 07.04.08
УДК 504.4.054
Т.А. Рождественская, канд. биолог. наук, с.н.с. ИВЭП СОРАН, г. Барнаул A.B. Пузанов, д-р биолог.наук, проф., ИВЭП СОРАН, г. Барнаул И.В. Горбачев. м.н.с. ИВЭП СорАн, г. Барнаул
НИТРАТЫ И НИТРИТЫ В ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ АЛТАЯ
Исследовано содержание нитратов и нитритов в поверхностных и подземных водах Северного, Северо-Восточного и Северо-Западного Алтая. Выявлено, что наибольшее количество загрязнителей в поверхностных водах характерно для рек Северного и Северо-Западного Алтая — наиболее освоенных в сельскохозяйственном и промышленном отношении районов. Обнаружено нитритное загрязнение вод (>2 ПДК) в скважинах комплекса кучного выщелачивания золота.
Ключевые слова: нитраты, нитриты, подземные и поверхностные воды, снежный покров, Алтай
В современных условиях развития общества на первый план выдвигаются задачи исследования и оценки экологического состояния природной среды, в частности, гидросферы. Усиливающаяся антропогенная нагрузка на наземные экосистемы влияет на формирование обстановки, благоприятной для миграции и накопления токсикантов в водной среде. В число приоритетных показателей, определяемых при обследовании водных объектов, входят и концентрации нитратов и нитритов. Соединения азота являются одним из доминирующих видов загрязнений подземных и поверхностных вод и во многом определяют их экологическое и санитарное состояние.
В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в организме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных последствий. Однако постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови и сердечно-сосудистой системы. Главной причиной негативных явлений являются не столько нитраты, сколько их метаболиты — нитриты. При высоком содержании нитратов в водоемах возрастает вероятность образования нитритов в количествах, токсичных для рыб. Нитраты в живых организмах в результате биохимических реакций превращаются в нитриты, из которых в желудочно-
Cpeднee
кишечном тракте могут образовываться нитрозосоедине-ния, являющиеся суперэкотоксикантами.
Количество нитратов в природных водах определяется воздействием комплекса факторов (биологические, гидрохимические, геоморфологические, климатические, антропогенные). Нитраты являются конечным продуктом биохимического окисления аммиака, образующегося главным образом в результате распада белковых веществ. В поверхностных водах нитраты обычно присутствуют в заметных количествах, за исключением периода интенсивного развития фитопланктона в водоемах, когда содержание N03 может падать до ничтожно малых величин. Концентрация нитратов в поверхностных и грунтовых водах существенно меняется и в зависимости от вида деятельности человека. Основными антропогенными источниками поступления нитратов в воду являются сброс хозяйственно-бытовых сточных вод, сток животноводческих комплексов и сток с полей, на которых применяются азотные удобрения.
Нитриты появляются в воде главным образом в результате биохимического окисления аммиака или восстановления нитратов. В поверхностных водах в присутствии достаточных количеств кислорода преобладают процессы биохимического окисления. Восстановление нитратов с образованием нитритов протекает в условиях дефицита кислорода в придонных слоях воды и в донных отложениях. Повышенные концентрации N02 в воде могут свидетельствовать о загрязнении водоема.
Цель работы — дать экологическую и санитарно-гигиеническую оценку уровня содержания нитратов и нитритов в поверхностных и подземных водах Алтая. Задачи исследований: определить концентрацию изучаемых загрязнителей в водах рек бассейна Верхней Оби, изучить влияние комплекса кучного выщелачивания золота на загрязнение подземных вод минеральными соединениями азота на территории Северо-Западного Алтая.
Определение нитритов и нитратов в водах Алтая проведено фотометрически (нитритов с реактивом Грисса, нитратов — с фенолдисульфокислотой). Пределы обнаружения составляют 0,007 мг/л для N02 и 0,2 мг/л для
™3- -
ПДК нитратов (по N03 ) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляет 45 мг/кг, нитритов (по N02 ) — 3,3 мг/ кг [1]. Количество нитратов и нитритов в воде разных рек приведено в табл. 1.
Таблица 1
Coдepжаниe нитpатoв и нитpитoв в пoвepxнocтныx вoдаx pазличныx peгиoнoв
Регион Единица измерения H^pmbi Hитpиты
Пределы колебаний Cpeднee Пределы колебаний е е н д е p C
Томская область [2]: р. Обь р. Чулым р. Томь 3 мг/дм 0,02 0,011 0,09б 0,3б 0,23 1,39
р. Селенга [3] м^/л 0,03- 0,51
р. Амур, российская часть [4] 3 мг/дм 0,00Т- 0,014 0,4Т- 3,9б
р. Москва (устье, июль 1973-1997 гг.) [5] мг/л 0,10- 0,30 СО , Т-
оз. Байкал [6] 3 мг/дм 0,4
По данным [7], содержание нитритов в грунтовых водах Приишимья не превышает сотых долей ПДК. Концентрация нитратов в снеговой воде бассейна Кулундинского и Кучукского озер— 1,5-3,5 м^/л, нитритов— 0,01-0,03 м^/л [8].
Пробы поверхностных вод исследуемой территории были отобраны в период летней межени. Максимальные содержания нитратов и нитритов (табл. 2), обнаружены в реках, протекающих по наиболее освоенным в сельскохозяйственном и промышленном отношении территориям (Майма, Улала, Алей).
Таблица 2
Содержание нитратов и нитритов в поверхностных водах Алтая, мг/л
Место oтбopа пpoбы n02 N-N02 N03 N-N03
Северный Алтай
Эликмонар <0,007 <0,002 1,0 0,220
Эдиган <0,007 <0,002 0,9 0,19В
Чемал <0,007 <0,002 0,7 0,154
Сема 0,015 0,005 1,7 0,374
Муны <0,007 <0,002 1,3 0,2Вб
Майма (с. Урлу-Аспак) <0,007 <0,002 2,5 0,550
Майма (с. Кызыл-Озёк) 0,02 0,00б 1,7 0,374
Майма (устье) 0,22 0,0бб 2,5 0,550
Бирюля <0,007 <0,002 0,9 0,19В
Александровка <0,007 <0,002 1,5 0,330
Сайдыс <0,007 <0,002 1,3 0,2Вб
Малая Сиульта <0,007 <0,002 1,5 0,330
Улала 0,11 0,033 3,2 0,704
Малая Иша <0,007 <0,002 1,3 0,2Вб
Иша <0,007 <0,002 1,2 0,2б4
Северо-Восточный Алтай
Кыга <0,007 <0,002 0,5 0,11
Кокши <0,007 <0,002 0,5 0,11
Большие Чири <0,007 <0,002 0,9 0,19В
Колдор <0,007 <0,002 0,9 0,19В
Самыш <0,007 <0,002 0,В 0,17б
Камга <0,007 <0,002 0,б 0,132
Чулышман <0,007 <0,002 0,б 0,132
Бия <0,007 <0,002 0,б 0,132
Высокогорное озеро (Коргонский хребет) <0,007 <0,002 0,В 0,1В5
Северо-Западный Алтай
Маралиха 0,1б5 0,050 2,3 0,50б
Сосновка 0,174 0,052 <0,2 <0,044
Белая 0,031 0,009 0,2 0,044
Иня (с. Тегерек) <0,007 <0,002 1,1 0,242
Чарыш (у моста на трассе) 0,079 0,024 0,5 0,110
Чарыш (с. Чарышское) <0,007 <0,002 0,4 0,0ВВ
Алей (с. Верх-Алейка) 0,031 0,009 2,9 0,б3В
Алей (г. Алейск) <0,007 <0,002 <0,2 <0,044
Сентелек <0,007 <0,002 0,В 0,17б
Концентрация N02 в поверхностных водах Северо-Восточного Алтая во всех пробах ниже предела обнаружения, что свидетельствует об отсутствии существенной антропогенной нагрузки на водные сис-
темы этой территории. Отсутствие нитратов в воде Алея в г. Алейске (см. табл. 2), возможно, связано с максимальным потреблением их цианобактериями, обитающими в очень больших количествах на участках реки, куда попадают дренажные воды Алейской оросительной системы.
В целом содержание исследуемых анионов существенно ниже санитарно-гигиенических нормативов [1], но в некоторых пробах воды (см. табл. 2) оно сопоставимо с концентрацией в реках, традиционно считающихся загрязненными [4, 5].
На территории Северо-Западного Алтая, испытывающего существенное антропогенное влияние, исследо-
вано содержание нитратов и нитритов в подземных водах на примере Лисицинского источника (табл. 3) и наблюдательных скважин комплекса кучного выщелачивания золота. Минимальные концентрации нитратов в водах Лисицинского источника приходятся на периоды снеготаяния (март-апрель) и выпадения максимального количества атмосферных осадков (конец лета-осень), когда количество грунтовых вод увеличивается, и, следовательно, уменьшается концентрация растворенных в них веществ. Максимальные содержания N03 в водах наблюдаются зимой и в период летней засухи (см. табл. 3). Динамика содержания нитратов по годам выражена не столь ярко, как сезонная.
Таблица 3
Содержание нитратов и нитритов в воде Лисицинского источника, мг/л
2003 г. 2004 г. 2005 г. 200б г. 2007 г.
Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03-
29.01 0,10 В,7 25.01 <0,007 10,В 1б.01 0,б0 9,б
29.02 0,11 10,В 2б.02 0,24 10,4 2В.02 0,17 11,0
13.03 0,02 7,4 29.03 0,б0 4,4 25.03 <0,007 0,3 19.03 <0,007 2,9
27.04 0,14 10,3 30.04 0,13 б,2 22.04 0,35 0,9 24.04 0,0б 5,9
20.05 0,02 7,3 2б.05 0,05 4,1 23.05 1,24 10,4 29.05 <0,007 10,0
23.0б 0,05 В,0 27.0б 0,05 2,0 2В.0б <0,007 14,1 19.0б 0,010 9,7
30.07 <0,007 9,0 25.07 <0,007 5,0 21.07 <0,007 5,5 В.07 0,32 б,В 30.07 <0,007 9,9
20.0В <0,007 В,4 31.0В <0,007 4,0 31.0В <0,007 В,В 2В.0В <0,007 5,3
1.10 <0,007 5,0 30.09 0,04 4,5 30.09 0,39 4,7 19.09 1,б4 5,0 25.09 <0,007 2,5
2В.10 0,5 5,б 29.10 <0,007 3,5 25.10 0,4В 9,2 22.10 <0,007 б,5
3.12 0,1 12,2 б.12 0,04 В,2 24.11 0,2б В,В 23.11 0,40 В,4 1В.11 0,40 В,4
27.12 <0,007 12,2 2б.12 1,40 7,2 21.12 <0,007 б,5
Для нитритов наряду с годовой изменчивостью их количества характерна и многолетняя динамика содержания в воде, за исключением летних месяцев, когда концентрация N02 почти во все годы находилась за пределами обнаружения метода, что обусловлено активизацией биологических процессов в биосфере, способствующих быстрому превращению нитритов в нитраты.
В целом количество нитратов и нитритов в водах источника не превышает установленных стандартов [1], но их содержание можно считать значительным. Связано это, скорее всего, с небольшой глубиной залегания водоносных горизонтов и расположением источника в долине реки. В таких условиях, как правило, подземные воды плохо защищены от загрязнения.
За все годы наблюдений в скважинах комплекса кучного выщелачивания золота в одной из 4-х скважин с апреля по декабрь 2004 г. отмечалось содержание нитритов в воде выше ПДК (до 7,7 мг/л) при относительно невысоком содержании нитратов (0,2-2,1 мг/л). Такие концентрации N02 , вероятно, свидетельствуют о фильтрационных потерях технологических растворов, так как продуктами трансформации веществ, применяемых для извлечения золота из руды, являются соединения азота. Процесс же нитрификации, при котором неустойчивые в природных водах нитриты превращаются в менее токсичные нитраты, из-за дефицита кислорода для окисления и недостатка потребителей был замедлен. Загрязнение носило локальный характер: содержание нитритов в остальных скважинах в этот же период находилось в пределах от <0,007 до 0,84 мг/л, средняя концентрация нитратов составила
0,96 мг/л. Не отмечалось и увеличения содержания N02 и N03 в воде р. Важенки, в бассейне которой находится комплекс (табл. 4).
Более низкие содержания нитратов в наблюдательных скважинах по сравнению с Лисицинским источ-
ником связаны с тем, что скважины находятся на склоне водораздела, где водовмещающие породы расположены более глубоко в сравнении с речными долинами,
а, как известно, чем глубже залегают воды, тем меньше содержится в них N03 . Кроме того, дождевые и талые воды с загрязняющими веществами перемещаются вниз по склону.
Также на территории Северо-Западного Алтая зимой 2006-2007 гг. был проведен анализ снежного покрова. Среднее содержание нитритов составило 0,30 мг/л (0,09 мг^л) снеговой воды при колебаниях от 0,18 до
0,51 мг/л, нитратов— 0,51 мг/л (0,112 мг^л) при колебаниях 0,08-1,15 мг/л. Сравнивая эти результаты с данными по поверхностным и подземным водам Северо-Западного Алтая и литературными данными, следует отметить, что исследованные нами снеговые воды содержат большие количества нитритов. Снег, обладая высокой сорбционной способностью, поглощает вещества из атмосферы и весной вносит свой вклад в увеличение количества минеральных соединений азота в поверхностных и подземных водах.
Выводы:
1. Поверхностные воды Алтая в целом содержат небольшие количества нитратов и нитритов. Повышенные в сравнении с фоном, но существенно ниже ПДК содержания N02 и N03 обнаружены в реках Майме, Улале, Алее, протекающих в наиболее промышленно и сельскохозяйственно развитых районах.
2. Имело место загрязнение подземных вод нитритами (>2 ПДК) на территории комплекса кучного выщелачивания золота (Северо-Западный Алтай), носившее, однако, локальный временной и пространственный характер. Количество нитратов и нитритов в подземных водах, не испытывающих техногенного влияния, не превышает санитарно-гигиенические нормы.
Таблица 4
Содержание нитратов и нитритов в воде р. Важенка, мг/л
2003 г. 2004 г. 2005 г. 200б г. 2007 г.
Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03- Дата oтбopа N02- N03-
29.01 0,14 4,В 25.01 0,2В 0,9
29.02 0,05 5,1 2В.02 0,0В 3,1
29.03 0,10 3,7 25.03 0,02 0,3 19.03 0,25 2,2
30.04 0,2В 2,б 22.04 0,20 0,б 24.04 0,04 2,2
20.05 0,10 4,5 2б.05 0,10 1,7 23.05 0,07 2,3 29.05 0,02 1,7
23.0б 0,12 7,0 27.0б 0,12 2,5 2В.0б 0,10 2,9 19.0б <0,007 2,2
30.07 <0,007 4,0 25.07 0,05 3,3 21.07 0,21 2,б В.07 0,12 3,1 30.07 0,15 1,б
20.0В 0,02 5,5 31.0В 0,10 3,0 31.0В <0,007 2,2 2В.0В 0,07 2,б
1.10 <0,007 4,1 30.09 0,20 3,3 30.09 0,24 2,1 19.09 0,35 1,4 25.09 0,07 0,4
2В.10 0,10 3,1 29.10 0,05 3,3 25.10 0,20 2,В 22.10 0,07 0,5
3.12 0,бВ 0,б б.12 0,02 3,9 24.11 0,07 3,3 23.11 0,0б б,В 1В.11 0,0б б,В
27.12 0,10 1,1 2б.12 0,12 0,9
Библиографический список
1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03.— М., 2003.
2. Особенности и факторы формирования гидрохимического состояния поверхностных вод Томской области / В.А. Льготин, Ю.В. Макушин, О.Г. Савичев [и др.] // География и природные ресурсы. — 2005. — №1. — С. 39-46.
3. Качество вод в дельте реки Селенги / Л.М. Сороковникова, А.К. Тулохоев, В.Н. Синюкович [и др.] // География и природные ресурсы. — 2005. — №1. — С. 73-80.
4. Трансграничное загрязнение Амура в зимнюю межень 2005-2006 гг. / В.П. Шестеркин, Н.М. Шестеркина, Ю.А. Форина [и др.] // География и природные ресурсы. — 2007. — №2. — С. 40-44.
5. Разумов, В.А. Нитритное загрязнение р. Москвы: причины и следствия / В.А. Разумов, Ф.И Тютюнова // Водные ресурсы.— 2001. — Том 28, №3. — С. 356-366.
6. Разработка стандартного образца состава глубинной байкальской воды / А.Н. Сутурин, Л.Ф. Парадина, В.Н. Эпов [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. — 2002. — №10. — С. 475-484.
7. Квашнин, С.В. Загрязнение питьевой воды Приишимья минеральными соединениями азота / С.В. Квашнин, Г.С. Кощеева // Сибирский экологический журнал. — 2006. — №5. — С. 685-693.
8. Особенности формирования химического состава снегового стока в бессточной области Обь-Иртышского междуречья / С.В. Темерев, В.П. Галахов, А.Н. Эйрих [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. — 2002. — №10. — С. 485-496.
Статья поступила в редакцию 26.03.08
УДК 911.2+911.9
Ю.М. Цимбалей. канд. географ. наук, вед. н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнул
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РЕКРЕАЦИОННОГО ОСВОЕНИЯ ОЗЕРА МАНЖЕРОКСКОЕ (СЕВЕРНЫЙ АЛТАЙ)
В статье рассматриваются экологические проблемы рекреационного освоения государственный памятник природы республиканского значения Манжерокское озеро. Ключевые слова: Манжерокское озеро, рекреация, экологические условия, Алтай.
территории, включающей
Развитие индустрии организованного отдыха предполагает территориальное расширение сферы ее деятельности, интенсификацию сложившихся и организацию новых рекреационных потоков, освоение наиболее привлекательных объектов. Среди последних оказываются и особо охраняемые природные территории (ООПТ).
Одним из популярных мест Горного Алтая считается озеро Манжерокское. Сейчас оно входит в территорию особой экономической зоны рекреационного типа Республики Алтай. Вблизи с. Манжерок предусматривается создание всесезонного горнолыжного спортивно-оздоровительного и санаторно-туристического комплекса международного уровня «Манжерок». Лыжный комплекс отчасти, а санаторно-туристический — почти
полностью ориентированы на ресурсы озера, так что последнее является центральным объектом проектируемой рекреационной системы, лимитирующим существование и развитие всего комплекса.
С 1978 г. оз. Манжерокское является региональным памятником природы III категории. Постановлением Правительства РА от 16.02.96 г. № 38 озеро объявлено государственным памятником природы республиканского значения. Оно расположено на правом берегу р. Катуни в 1,75 км от ее русла, в 1,5 км восточнее с. Манжерок у подножия г. Синюха на территории Май-минского района Республики Алтай.
Озеро эллиптической формы простирается с юго-запада на северо-восток на 1112 м, максимальная ширина— 430 м, площадь зеркала— 37,6 га. Объем
