CC BY
236
УДК 502.51:504.5(282.256.34)
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ В ПРИБРЕЖНОЙ ЧАСТИ ОЗ. БАЙКАЛ И ИСТОЧНИКИ ИХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
© Т.Е. Афонина1, Т.М. Коломина2, Е.А. Пономаренко3, А.А. Слаута4
Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 664038, Россия, Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодежный.
Рассмотрены техногенные потоки загрязняющих веществ в прибрежные воды оз. Байкал. Отмечено, что качество прибрежных вод оз. Байкал находится в прямой зависимости от локальных, региональных и трансграничного техногенных потоков. По охвату акватории наиболее влияющими являются локальные потоки. Южный Байкал на протяжении многих лет наиболее подвержен техногенному воздействию. В связи с рекреационной нагрузкой ухудшилось качество прибрежных вод. Проведенный анализ проб прибрежных вод по микробиологическим показателям: численности сапрофитов и наличию в воде бактерий группы кишечных палочек - показал их значительные концентрации. Рассмотрено загрязнение прибрежных вод реками - притоками Байкала. Ключевые слова: оз. Байкал; загрязняющие вещества; сапрофиты; коли-индекс; потоки; прибрежные воды; концентрация веществ.
WATER QUALITY ASSESSMENT IN LAKE BAIKAL COASTAL AREAS AND THEIR POLLUTION SOURCES T.E. Afonina, T.M. Kolomina, E.A. Ponomarenko, A.A. Slauta
Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky, Molodezhny settlement, Irkutsk region, Irkutsk district, 664038, Russia.
The article deals with technogenic flows of pollutants in the coastal waters of the lake Baikal. It is indicated that the quality of coastal waters of the lake Baikal is in direct relationship to local, regional and transboundary technogenic flows. Local flows have the greatest impact by the water cover ratio. Southern Baikal has been the most susceptible to human impact for many years. The quality of coastal waters has deteriorated due to the recreational load. The conducted analysis of coastal water samples by microbiological indicators (number of saprophytes and presence of coliform bacteria in water) has shown their significant concentrations. Consideration is also given to the pollution of coastal waters by the tributaries of the lake Baikal.
Key words: lake Baikal; pollutants; saprophytes; coli-index; flows; coastal waters; concentration of substances.
Озеро Байкал и его водосборный бассейн являются регионом с особым режимом природопользования. Для этих целей разработана нормативно-правовая база: ФЗ РФ «Об особо охраняемых территориях», ФЗ РФ «Об охране озера Байкал» и Федеральная целевая программа «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории на 2012-2020 годы». Поэтому задачи сегодняшнего дня состоят в предотвращении попадания в оз. Байкал опасных загрязнителей техногенного происхождения. Это возможно только при наличии достоверной информации об источниках загрязнения вод, составе и токсичности сточных вод и промышленных выбросов, поступающих в оз. Байкал и его притоки.
Техногенные потоки загрязняющих веществ, поступающие в бассейн оз. Байкал, можно классифицировать на пять типов (или групп) [2]:
1. Локальные техногенные потоки.
2. Региональные техногенные потоки, включающие поступление загрязняющих веществ с водосборной площади оз. Байкал.
3. Региональные техногенные потоки атмосферного переноса.
4. Трансграничный поток.
5. Глобальный поток.
На качество прибрежных вод оз. Байкал оказывают влияние локальные, региональные и трансграничный техногенные потоки. По охвату акватории наибо-
1Афонина Татьяна Евгеньевна, доктор географических наук, профессор кафедры землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации, тел.: 89148854660, e-mail: bf-vniprirodi@yandex.ru
Afonina Tatiana, Doctor of Geography, Professor of the Department of Land Management, Cadasters and Agricultural Melioration, tel.: 89148854660, e-mail: bf-vniprirodi@yandex.ru
2Коломина Татьяна Михайловна, старший преподаватель кафедры землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации, тел.: 89501102968, e-mail: tcolomina@mail.ru
Kolomina Tatiana, Senior Lecturer of the Department of Land Management, Cadasters and Agricultural Melioration, tel.: 89501102968, e-mail: tcolomina@mail.ru
3Пономаренко Елена Александровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации, тел.: 89086699223, e-mail: alyona-1975@rambler.ru
Ponomarenko Elena, Candidate of Biology, Associate Professor of the Department of Land Management, Cadasters and Agricultural Melioration, tel.: 89086699223, e-mail: alyona-1975@rambler.ru
4Слаута Александра Андреевна, ассистент кафедры землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации, тел.: 89501316114, e-mail: Slauta A.A@mail.ru
Slauta Aleksandra, Assistant Professor of the Department of Land Management, Cadasters and Agricultural Melioration, tel.: 89501316114, e-mail: SlautaA.A@mail.ru
лее влияющими являются локальные потоки, к ним следует отнести потоки от действующей техногенной нагрузки непосредственно на побережье оз. Байкал.
Локальные техногенные потоки
Южный Байкал на протяжении многих лет наиболее подвержен техногенному воздействию. Единственным крупным промышленным предприятием, расположенным непосредственно на побережье оз. Байкал, являлся ОАО «Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат» (БЦБК), который прекратил свое существование в 2013 г. Однако с остановкой БЦБК его влияние на оз. Байкал в прибрежной части полностью не прекращено. В настоящее время остро стоит вопрос с отходами этого производства, которые 47 лет накапливались и до сих пор хранятся на побережье оз. Байкал. Суммарный накопленный объем отходов превышает 6,2 млн тонн. Это шлам-лигнин и активный ил. Жидкие составляющие отходов дренируют в подземные воды, и загрязняющие вещества попадают в оз. Байкал в заметных объемах. На рис. 1 показано образование отходов на БЦБК в 2003-2012 гг. по классам опасности.
С 1966 года отходы БЦБК складировали в осадко-накопители или шламонакопители, которые находятся на побережье оз. Байкал (по берегу оз. Байкал их протяженность - 7 км); по левому берегу р. Большой Оси-новки - до предгольцовой зоны, по левому берегу р. Бабхи - до пос. Утулик. Дренаж загрязняющих веществ со шламонакопителей влияет на качество грунтовых вод: даже вода в колодцах пос. Солзан не отвечает санитарно-гигиеническим нормам по многим показателям, так как шламонакопители располагаются выше поселка Солзан [4].
Другой крупной проблемой, влияющей на качество прибрежных вод после остановки БЦБК, остается поступление дренажных вод, транспортирующих загрязняющие вещества в озеро Байкал.
Сток дренажных вод происходит со всей территории промплощадки, расположенной вдоль береговой
линии, но наиболее вероятен он вблизи шламонакопителей, золошламоотвалов и бассейнов - накопителей сточных вод. Эти хранилища отходов считаются главными источниками загрязнения подземных вод.
В конце восьмидесятых годов прошлого столетия сотрудниками Института экологической токсикологии (Госкомэкологии СССР) было установлено присутствие «пропарин» (местное название незамерзающего участка акватории водоема) в прибрежной полосе оз. Байкал напротив главного корпуса БЦБК, образование которых связывалось с разгрузкой загрязненных грунтовых вод, имеющих высокую температуру. Весной 1989 г. Ангарской геологической экспедицией ПГО «Иркутскгеология» было выполнено детальное обследование контрольно-наблюдательной сети на пром-площадке БЦБК.
Полученные данные обследования подтвердили как химическое, так и термальное загрязнение подземных вод на участке главного корпуса комбината и ТЭЦ. Было осуществлено картирование купола загрязненных подземных вод.
Содержание в них сульфат-иона, фенолов, скипидара, сульфатного мыла и других компонентов превышало фоновый уровень в несколько раз.
Так, химический состав подземных вод на отмеченном участке характеризовался аномальными значениями как по общим, так и по специфическим для комбината компонентам. В подземных водах было зафиксировано повышенное содержание сульфат-иона (до 800 мг/л), скипидара (до 0,06 мг/л), сероводорода (до 0,07 мг/л), фенолов (до 0,04 мг/л), алюминия (до 6,7 мг/л), нефтепродуктов (до 1,5 мг/л) и других веществ.
По результатам проведения исследований загрязняющих веществ и температуры подземных вод была оконтурена область загрязнения водоносного горизонта. На рис. 2 в разрезе показано положение ореола загрязнения грунтовых вод [6].
160000 ; 1 ц ■
II1III
■ В 1Л1 И ■> масс» огмсиосг
100000 • 11—и
80000 • I I ■ I ■ "" "■«* °ПЛСН0<
■ и Л ■ III «ЛКС1ОЛКНК
60000' иИ л ли
/ ■■■1В ■! ■ I ■ I III ■ IV к/мссд опасно«
40000 •
Н ) N1 II'I : «Л II III Н IV клкмопхнос
20000 • "*ЖЖ
— — ^ я Обрл»овллосьог»
9 - Г ' " ^ • . • —
Рис. 1. Образование отходов на ОАО «Байкальский ЦБК» в 2003-2012 гг., тонн
В мировой практике охраны подземных вод от загрязнения наиболее эффективным считается откачка загрязненных подземных вод и последующая их утилизация. Откачка позволяет перехватить поток загрязненных вод по пути его продвижения к оз. Байкал. Для откачки загрязненных подземных вод в 1994 г. был разработан и внедрен в действие перехватывающий водозабор подземных вод по профилю протяженностью около 350 метров, состоящий из 6 скважин, глубиной от 20 до 25 метров, на расстоянии 50 метров друг от друга. Откачка вод производилась в очистные сооружения БЦБК. При сложившихся условиях основным моментом ликвидации негативного влияния объектов БЦБК являлось отсечение фронта загрязненных подземных вод, фильтрующихся со стороны этих объектов [6, 5].
Объем дренажного потока, по данным Сосновгео-логии, составляет приблизительно 500 м3 сутки (на участке береговой полосы протяженностью 6,3 км) [4]. Результаты обследования воды контрольных скважин свидетельствуют о загрязнении подземных вод в результате дренажа. Например, содержание ртути и общего органического хлора, специфических ингредиентов сточных вод БЦБК, превышало концентрации в сточных водах, сбрасываемых в оз. Байкал, на два порядка величины.
Изменение качества прибрежных вод оз. Байкал, вследствие загрязнения их дренажными водами БЦБК, проявляется как в изменении химического состава (изменение концентраций главных ионов - хлоридов, сульфатов, натрия, появление специфических веществ - компонентов сточных вод сульфат-целлюлозного производства), так и в нарушении связанных с этим физических и биологических процессов,
проходящих в прибрежных водах [4]. Влияние дренажа с территории БЦБК на химический состав прибрежных байкальских вод, отобранных непосредственно с берега, наиболее ярко проявляется по таким показателям, как содержание ионов натрия, сульфата и хлорида.
Эффект воздействия у уреза воды настолько значителен, что приводит к изменению группы гидрокар-бонатно-кальциевой, к которой относится байкальская вода, на гидрокарбонатно-натриевую группу. В отдельных случаях меняется даже класс с гидрокарбонатного на сульфатный (по классификации О.А. Але-кина). Обычно такие изменения характерны для зимнего подледного периода.
В настоящее время, в условиях остановки БЦБК, откачка дренажных вод не производится. Результаты обследования в зимний период 2014-2015 гг. участка дренажа подземных вод показали, что ситуация не изменилась. Под действием поступления дренажных вод в прибрежной части изменению подлежат также такие параметры, как активная реакция среды (рН), химическое потребление кислорода (ХПК), концентрация растворенного кислорода и минеральных форм азота. Отмечено также превышение концентраций ртути и нефтепродуктов. Наиболее заметно загрязнение природных вод в подледный период, когда затруднено перемешивание дренажных вод с байкальской водой.
Таким образом, химико-аналитическое обследование прибрежных вод оз. Байкал в районе выраженного дренажа с территории Байкальского ЦБК показало значимые изменения их общих гидрохимических характеристик.
Рис. 2. Карта-схема загрязнения водоносного горизонта
Для сравнения результатов влияния на акваторию оз. Байкал сточных вод до и после закрытия БЦБК были проведены исследования в весенний период 2014 г. в районе влияния сточных вод БЦБК и 100-метровом створе выпуска сточных вод. По гидрохимическим показателям превышений не было. Концентрации таких специфических для целлюлозно-бумажной промышленности веществ, как хлориды, сульфаты, натрий, нитратные ионы, органические вещества в виде лигнинных и гумусных соединений, были на уровне фоновых значений.
Другими источниками техногенной нагрузки на прибрежные воды является Слюдянский промышленный узел, поселки Выдрино, Култук, Ангасолка, имеющие очистные сооружения, сточные воды с которых сбрасываются или в оз. Байкал, или в его притоки, или на грунт вблизи берегов. Сточные воды, прошедшие очистку на очистных сооружениях г. Слюдянка, не соответствовали нормативным показателям: по азоту аммонийному (превышение составляло в 22-26 раз), азоту нитритному (превышение в 2-6 раз). Зафиксировано также значительное превышение норм по фосфатам, нефтепродуктам, СПАВ. В очищенных сточных водах обнаружены высокие концентрации таких высокотоксичных элементов, как ртуть (до 5-48 мкг /л), кадмий (до 5 мкг/л), цинк (до 89,7 мкг/л) и мышьяк (до 5-82 мкг/л). Поступление в прибрежную часть реки сточных вод, особенно в маловодный период, приводит к тому, что образуется большой участок застойной воды, в пределах которого расположен контрольный створ (50 м ниже сброса) и концентрации загрязняющих веществ в котором очень велики. Так, концентрация аммонийного азота в июле месяце достигала 7,4 мг/л, азота нитратного - 1,8 мг/л, фосфора общего - 0,83 мг/л.
Сточные воды п. Ангасолка также не соответствовали установленным нормативам по БПК, минеральным формам азота. Так, превышение по азоту аммонийному за период наблюдения колебалось в пределах 4,5-13,7 раз. Обнаружены также высокие концентрации азота нитратного (до 16,4 мг/л), минеральных форм фосфора и тяжелых металлов.
Побережье Южного Байкала испытывает рекреационную нагрузку, в связи с этим ухудшилось качество прибрежных вод в п. Байкал и п. Листвянка, окрестностей гг. Слюдянки и Байкальска, поселков Утулик, Му-рино, Новоснежная, Выдрино. Проведенный микробиологический анализ проб прибрежных вод выявил значительные концентрации сапрофитов и бактерий группы кишечных палочек. Численность сапрофитных бактерий - наиболее надежный и высокочувствительный индикатор загрязнения водоемов органическими
веществами хозяйственно-бытового происхождения. В водной массе сапрофитные бактерии являются энергичными потребителями минеральных и легкоусваяе-мых органических веществ. Именно сапрофитные (гетеротрофные) микробы являются важным звеном в процессах самоочищения водоемов. Обнаружение в воде бактерий группы кишечных палочек рассматривают как показатель фекального загрязнения воды, по их количеству судят о степени этого загрязнения (ко-ли-индекс). По микробиологическим показателям районы Шаманского мыса, междуречья Бабхи и Утулика, а также мыс Половинный являются неблагополучными. На протяжении всего периода проведения исследований здесь наблюдались самые высокие для прибрежных вод Южного Байкала значения численности сапрофитов и бактерий группы кишечных палочек (ко-ли-индекс) как в прибойной полосе, так и в воде. Загрязнение распространяется на 1,5-2 км в глубь озера.
По микробиологическим показателям воду в отдельных точках можно характеризовать как умеренно грязную и грязную, поскольку в ней довольно велики концентрации сапрофитов и обнаруживаются бактерии группы кишечных палочек. Так, в августе месяце концентрации сапрофитной микрофлоры имели разброс от 3820 до 17760 кл/см3, а бактерий группы кишечных палочек (коли-индекс) - от 2400 до 13330 кл/л.
Крупных промышленных объектов, расположенных на побережье Среднего Байкала, нет. Район Среднего Байкала используется как рекреационный, потенциал которого будет возрастать. В настоящее время отмечается загрязнение мелководных бухт и заливов Малого Моря, таких как залив Мухор, Загли, Зогдук, где повышены концентрации ПАВ и нефтепродуктов (иногда их концентрации достигают 10 ПДК). Высоки значения численности санитарно-показательных микроорганизмов в этих районах (коли-индекс более 4000кл/л при норме 1000кл/л); отмечены загрязнения кишечной палочкой, которые также указывают на неблагополучную ситуацию. Подобная ситуация наблюдается в бухте Песчаной (таблица).
Со строительством БАМа на Северном Байкале появились такие источники загрязнения, как Северобайкальский и Нижнеангарский промышленные узлы, расположенные непосредственно на побережье Байкала, а также промышленные поселки на реках Верхняя Ангара и Кичера - притоках Байкала.
Большая часть гидрохимических показателей качества воды на Северном Байкале выше норм ПДК по таким показателям, как сульфаты фосфор общий, органические фосфаты, все формы азота, кремний и хлор; повышены значения рН, и концентрации взве-
Месяц, год
Показатель июль август сентябрь октябрь
2013 2014 2013 2014 2013 2014 2013 2014
Сапрофитные бактерии 12400 36240 3820 17860 6104 15592 21050 9508
Коли-индекс 10000 2400 7350 4000 13540 6500 10000 16000
Численность сапрофитных бактерий (кл/см3) и бактерий группы кишечных палочек (коли-индекс, кл/л) в пробах, отобранных у уреза воды в бухте Песчаной в летне-осенний период 2013 и 2014 гг.
шенных веществ. Максимальные концентрации нефтепродуктов достигали 5-6 ПДК.
К локальному поступлению загрязняющих веществ от предприятий, действующих в центральной экологической зоне, в последние годы добавляются быстро строящиеся турбазы и спонтанно развивающаяся рекреационная деятельность на разных уровнях. Побережье оз. Байкал буквально завалено мусором, что приводит к загрязнению прибрежных вод.
Объем прибрежных вод Байкала ограничивается изобатой 50 м и равен 1400 км3, что составляет 6% от его общего объема воды [8]. Здесь находятся объекты водопотребления (водозаборы, пляжи и т.д.). Пляжи нельзя вынести в пелагическую часть водоема, а строительство и эксплуатация водозаборов в пелагической части Байкала не по силам для бюджетов населенных пунктов. Следовательно, водные ресурсы водоемов, которые доступны для потребителей, определяются объемом прибрежных вод. Таким образом, доступные водные ресурсы Байкала составляют всего 6% от объема его водных масс. Положение с доступными водными ресурсами ухудшается тем, что вещества с поверхности бассейна водоема вначале поступают в прибрежную часть. Техногенная составляющая потоков загрязнений, как правило, связана с населенными пунктами и промышленными объектами, турбазами, стихийно возникающими палаточными лагерями и пр., поэтому особенно сильно проявляется влияние техногенного фактора на качество доступных водных ресурсов в окрестностях этих пунктов. Парадоксально, но факт, что населенные пункты, расположенные на берегу озера с самыми большими в мире запасами чистой воды, вынуждены пользоваться водой низкого качества. Поскольку прибрежные воды Байкала тесно взаимосвязаны с наземной экосистемой, прибрежную зону озера необходимо включить в перечень особо охраняемых территорий и сместить акценты экологических работ по мониторингу в эту область.
Региональные техногенные потоки
К региональным техногенным потокам, включающим в себя водосборную площадь оз. Байкал, можно отнести водный перенос загрязняющих веществ от предприятий, расположенных в водосборной площади (экологическая буферная зона) оз. Байкал. Таким потоком является р. Селенга, обширный водосборный бассейн которой включает часть территории Забайкальского края, республик Бурятия и Монголия и развивающийся Северобайкальский район с городами Северобайкальск, Нижнеангарск и поселками, расположенными на побережье крупных рек Верхней Ангары и Кичеры - притоков Байкала. Поступление загрязняющих веществ по рекам - притокам Байкала - дополнительно влияет на качество прибрежных вод [2].
На территории России р. Селенга - крупнейший приток Байкала. Около 50% ежегодного притока воды и около 50% всех загрязняющих веществ вносит река в оз. Байкал. Селенга и ее бассейн являются довольно освоенными. Воды р. Селенги и ее притоков используются в трех назначениях: питьевом, промышленном и для орошения сельскохозяйственных угодий. Обширная территория дельты, которую образует
р. Селенга в устьевой зоне является основным местом нереста и нагула ценных видов промысловых рыб и местом гнездования водоплавающих птиц [2]. Вследствие сброса загрязненных сточных вод от промышленных предприятий и смыва с почв минеральных и органических удобрений с сельскохозяйственных угодий, в экосистему р. Селенги поступают минеральные, органические и токсические вещества, тяжелые металлы, что создает угрозу оз. Байкал и, в первую очередь, ее обширной и уникальной дельте. Как показали наши исследования, по гидрохимическим параметрам качества вод р. Селенги остается удовлетворительным. Селенга стабильно загрязнена, в основном, нефтепродуктами, органическими веществами (ОВ) и хлорорганическими соединениями. Дельта р. Селенги и селенгинское мелководье являются приемниками загрязняющих веществ. Так, с водами р. Селенги в ее дельту и мелководье поступает около 345 тыс. т/год ОВ. Расчет ОВ проводили по расходу воды р. Селенги в пункте наблюдений - с. Кабанске [2]. Для сравнения приведем расчеты 40-летней давности К.К. Вотинцева [7]. По его данным, в р. Селенгу поступало 301,4 тыс. т/год ОВ. В настоящее время в Селенгу поступает на 12,5% ОВ больше, в том числе 5,1 тыс. т в год нефтепродуктов [2, 9].
Кроме органических загрязнителей, в донных осадках Селенгинского мелководья происходит накопление и тяжелых металлов, таких как кадмий, ртуть, свинец, т.е. элементов, поступающих от техногенных источников.
Трансграничный поток загрязняющих веществ от промышленных предприятий Монголии
Одним из аспектов проблемы природопользования в бассейне р. Селенга является оценка роли трансграничного переноса загрязняющих веществ в озеро с водами Селенги из Монголии, а также различия в правовых нормативах природопользования Монголии и России. Воды Селенги и ее притоков интенсивно используются размещенными в ее бассейне промышленными и сельскохозяйственными предприятиями Монголии и Бурятии. Около 90% производственных мощностей Монголии базируется в бассейне Селенги [1]. По данным мониторинговых наблюдений последнего десятилетия, воды реки на участке, примыкающем к государственной границе России и Монголии, характеризуются как сильно или умеренно загрязненные (по гидробиологическим показателям и по содержанию отдельных загрязняющих веществ, контролируемых в рамках мониторинга, - нефтепродуктов, фенолов, соединений азота и фосфора, тяжелых металлов) [11].
В природопользовании республики Монголия р. Селенга имеет большое значение. Она протекает в основных промышленных районах: Дархано-Селингинском и частично в Улан-Баторском. Именно в них сосредоточена основная доля промышленности, сельского хозяйства и энергетики. Добывающая промышленность представлена несколькими угольными разрезами. Наиболее крупные - Шарын-гол (годовая добыча свыше 1 млн т) и Налайха (порядка 600 т).
Добыча железной руды производится на шахте Там-рын-гол в долине реки Орхон. На севере озера Хуб-сугул добываются фосфориты. В Булганском аймаке построен медно-молибденовый комбинат [1].
Таким образом, в бассейне р. Селенги сосредоточено подавляющее большинство предприятий различных отраслей хозяйства Монголии. У многих из них достаточно высокое водопотребление. Возвращаемые сточные воды содержат значительные количества загрязняющих веществ различного состава. Немногочисленные имеющиеся литературные данные и предварительные результаты собственных исследований показали, что трансграничный перенос из Монголии опасных для экосистемы озера Байкал загрязняющих веществ является весьма значительным. Еще более значимыми могут оказаться потоки, переносимые с взвешенными и влекомыми наносами р. Селенги, а также вынос загрязняющих веществ с воздушными массами, поступающими с территорий Монголии.
На основании экспериментальных данных выполнена предварительная оценка роли трансграничного переноса в формировании уровней приоритетных загрязняющих веществ в абиотических компонентах речной экосистемы на участках русла, находящихся в пределах границ России.
Литературных источников о химическом составе поверхностных вод бассейна Селенги на территории Монголии очень мало. В монографии [2] приведены расчеты стока взвешенных веществ, хлоридов, сульфатов, суммы минерального азота, фосфора фосфатов, железа и фтора в створе реки Орхон в месте впадения в Селенгу у г. Сухэ-Батор, расположенного вблизи границы с Россией. Сток фосфора в среднем составлял около 100 т в год, суммы минеральных форм азота - около 5 тыс. т в год, взвешенных веществ - приблизительно 60 тыс.т в год. Ввиду отсутствия данных о расходах воды в указанном створе оценить концентрации веществ не представляется возможным. Обзор литературных источников и данные собственных исследований в воде, донных отложениях и биоте реки Селенга за период 1984-2003 гг. показал, что в пункте наблюдения реки (п. Наушки -граница Монголии и России) наблюдались стабильные и высокие концентрации тяжелых металлов, хлорор-ганических соединений, нефтепродуктов, фенолов, фосфора, биогенных веществ, суммы органических веществ.
Фосфор. На территории Монголии находится один из наиболее мощных источников поступления соединений фосфора в р. Селенгу за счет разработок открытым способом Бурэнханского месторождения фосфоритов. Открытый способ добычи фосфоритов обуславливает накопление на берегах реки значительного количества балластного материала в виде отвалов. С течением времени происходят процессы биохимического и химического выветриваний, а также вымывания составляющих отвалы пород и материалов. В результате этого в воды р. Селенги поступают сульфатные ионы, ионы железа, меди, кобальта и др. Как следует из литературных источников Аниканова, Батима [10], загрязнение р. Селенги фосфатами в
Монголии составляет 0,019-0,185 мг/л (ПДК для вод Байкала - 0,04 мг/л). С таким содержанием фосфора вода считается слабозагрязненной (по стандарту Монголии 0,10 мг/л ПДК для фосфатов).
Биогенные элементы. Концентрации минеральных форм азота (ионы аммония, нитратов и нитритов) подчиняются естественным сезонным колебаниям и относительно низки. Более высокие их концентрации наблюдаются в период зимней межени, минимальные - в период летней. Интервал значений концентраций составляет для ионов аммония0,15-0,003 мг/л, для нитратов - 0,14-0,005 мг/л. Концентрация нитритов в водах Селенги, вследствие их нестойкости в природных условиях, незначительна (0,01-0,001 мг/л).
Фенолы, нефтепродукты, хлорорганические соединения. У п. Наушки (пограничный створ) среднегодовые концентрации фенолов лежат в пределах 0,001-0,004 мг/л и превышают ПДК в 2-4 раза, нефтепродуктов - в пределах 0,1-0,26 мг/л (превышение ПДК в 2-5 раз), что свидетельствует о поступлении загрязняющих веществ с территории Монголии. В течение 1984-2004 гг. максимальные разовые концентрации фенолов наблюдались именно в этом створе, концентрация нефтепродуктов достигала в отдельных случаях 25 ПДК.
Источниками поступления хлорорганических соединений являются прилегающие сельскохозяйственные территории, промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды. В пограничном створе, по данным Государственной службы наблюдений за загрязнением окружающей природной среды [1], были отмечены концентрации ГХЦГ на уровне 1 нг/л. Анализ данных, полученных нами, показал, что концентрации хлорорганических соединений (АОХ) не стабильны и изменяются в пределах 27,4-383,0 мг/л. В водах реки концентрация АОХ варьирует от 2 до 300 мкг/л. Сравнительно низкие концентрации АОХ (2,0-30 мг/л) отмечены в межень. Во время весенне-летних паводков содержание АОХ достигает максимальных величин (40-300 мг/л). Такой разброс концентраций объясняется зависимостью содержания хлорорганических веществ в воде от количества взвешенных наносов. Известно, что частицы взвешенного материала адсорбируют на своей поверхности 60-70% от общего содержания хлорорганических соединений в воде [1], поэтому АОХ, так же как нефтепродукты и другие органические вещества, имеет максимальные концентрации во время паводков и дождевых паводков (5-30 мг/л). В зимнюю межень концентрации взвешенных веществ в р. Селенге составляют 1,2-6,2 мг/л.
Исследование содержания нефтепродуктов во взвешенных наносах и донных отложениях, выполненное сотрудниками Лимнологического института [10], показало, что взвешенные вещества, поступающие с водами Селенги с территории Монголии, содержали значительные количества нефтепродуктов -до 0,15 мг/г, вниз по течению наблюдалось падение концентраций в 5-7 раз.
По нашим оценкам, поступление нефтепродуктов с территории Монголии составило в год около
3,9 тыс. т. Вынос нефтепродуктов с водами Селенги в Байкал был определен нами в пределах 5,1 тыс. т. За тот же период времени сток фенолов через приграничный створ составил 20 т/год, а вынос в Байкал - 38 т/год.
Таким образом, приведенные данные показывают важность учета физико-химических свойств и форм нахождения в водной среде загрязняющих веществ при расчете их потоков. Представленные аналитические данные показывают, что характер распределения по течению реки содержания в воде растворимых загрязняющих веществ (фенолы, соединения азота) принципиально отличается от распределения веществ, труднорастворимых в воде (нефтепродукты, хлорорганические соединения, соединения фосфора, тяжелые металлы) и, вследствие этого, связанных с материалом взвешенных частиц и донных отложений. Концентрации растворимых веществ имеют максимальные значения в приграничном створе и в районах сброса сточных вод городов Республики Бурятия и понижаются вследствие разбавления после впадения
многоводных притоков и на малонаселенных участках русла. Содержание в воде труднорастворимых загрязняющих веществ отличается относительным постоянством по всему руслу реки.
Исследования прибрежных вод оз. Байкал показали, что поступление загрязняющих веществ принадлежит локальным, региональным и трансграничным потокам. Основную роль играют локальные техногенные потоки. К локальному поступлению загрязняющих веществ от предприятий, действующих в центральной экологической зоне, в последние годы добавляются растущие турбазы и спонтанно развивающаяся рекреационная деятельность на разных уровнях. Побережье оз. Байкал буквально завалено мусором, что приводит к загрязнению прибрежных вод.
Прибрежные воды Байкала тесно взаимосвязаны с наземной экосистемой, прибрежную часть озера необходимо включить в перечень особо охраняемых территорий, разработать нормативную нагрузку природопользования в этой области.
Статья поступила 25.05.2015 г.
Библиографический список
1. Аниканова М.Н., Батима П., Лувсандэндэв Б., Нямжав П. О возможном поступлении фосфора и фтора в воды притоков р. Селенги при открытых разработках фосфоритов Бурэн-ханского месторождения на территории МНР // Мониторинг состояния оз. Байкал. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. с. 67-70.
2. Афонина Т.Е., Ломоносов И.С., Галкин Л.М. Качество вод Байкала в пелагиали, прибрежной зоне, подвергающейся антропогенному воздействию. Антропогенное загрязнение // Атлас озера Байкал, 2005. с.101.
3. Афонина Т.Е. Потоки органических веществ оз. Байкал, процессы накопления и преобразования в донных осадках. Иркутск, 2012. 288 с.
4. Бейм А.М., Грошева Е.И. 30 лет на Байкале (оценка влияния на окружающую природную среду Байкальского ЦБК). Байкальск, 1996. 104 с.
5. Блохин Ю.И. Изучение взаимосвязи подземных и поверхностных вод региона оз. Байкал с целью математического моделирования. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 198 с .
6. Блохин Ю.И., Зайкова P.M. и др. Защита оз. Байкал от загрязненных подземных вод на объектах БЦБК. // Тез. докл.
Всероссийского совещания по подземным водам Востока России. Новосибирск, 2000. С. 75-77.
7. Богоявленский Б.А. Урочища дельты р. Селенги // Продуктивность Байкала и антропогенные изменения его природы. Иркутск, 1974. С. 5.
8. Вотинцев К.К., Мещерякова А.И., Поповская Г.И. Круговорот органического вещества в озере Байкал. Новосибирск: Наука, 1975. 189 с.
9. Грошева Е.И., Лосева Р.П. Афонина Т.Е. Современные уровни загрязнения р. Селенги // География и природные ресурсы. 1996. № 3. С. 176-178.
10. Зюлькина В.Я. Значение взвешенных наносов и донных отложений в самоочищении р. Селенги от нефтепродуктов. // Оперативные информационные материалы. ЛИН СО АН СССР. 1973. Вып.1. С .84-89.
11. Оценка эколого-геохимического состояния р. Селенги и Селенгинского мелководья. / Афонина Т.Е. // Вестник ИрГТУ. 2012. № 8 (67). С. 37-42.
УДК 622.271.322
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ ГЛУБОКИХ РОССЫПЕЙ С УПРАВЛЕНИЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬЮ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РАБОТ
1 9
© Ф.В. Дудинский1, К.Б. Нечаев2
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Обоснована и исследована комбинированная технология освоения глубоких россыпей значительной ширины, предусматривающая деление россыпи по ширине на полосы, отработку вскрыши и песков с использованием различных технологических схем как по глубине, так и по ширине месторождения. Прибортовые полосы по длине отрабатываются драглайном с использованием внутреннего отвалообразования, а пески, вынимаемые этим же
1Дудинский Федор Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры разработки месторождений полезных ископаемых, тел.: (3952) 405104; е-mail: go_gor@istu.edu
Dudinsky Fedor, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Mineral Deposit Development, tel.: (3952) 405104; e-mail: go_gor@istu.edu
2Нечаев Константин Борисович, научный сотрудник научно-исследовательской части, тел.: (3952) 405104; е-mail: istuproekt@mail.ru. тел.: (3952) 405104.
Nechaev Konstantin, Researcher of the Research Department, tel.: (3952) 405104; e-mail: istuproekt@mail.ru. tel.: (3952) 405104.
