CC BY
60
Барнаулка относится к типу малых рек, протекающих по территории крупного города, гидрологический сток которых формируется за счет дождевых и талых вод [5]. Ее загрязнение связано со смывом загрязняющих веществ с водосборной площади, в первую очередь, в период снеготаяния. Ретроспективные данные показывают, что нижняя часть водосборной площади испытывает значительную антропогенную нагрузку [67]. Здесь расположены промышленные (заводы «Ротор» и АЗА) и сельскохозяйственные (совхозы «Барнаульский», «Спутник», «Декоративные культуры») предприятия, а также частный сектор, вносящий свой вклад в загрязнение реки. Снежный покров водосборной площади р. Барнаулка в черте города загрязнен тяжелыми металлами [8], нефтепродуктами и летучими фенолами [9]. Однако проведенные ранее комплексные исследования ее бассейна не включали изучение роли городских снежных свалок на формировании загрязнения реки.
Для оценки влияния снегоотвала на загрязнение речных вод и почвенного покрова был выбран участок в 6 км от устья ^
пляж «Лесной пруд»), куда в течение зимнего периода с улиц города вывозится грязный снег, содержащий высокие концентрации нефтепродуктов, летучих фенолов, хлоридов [10]. Поэтому вывоз загрязненного снега с улиц города и его складирование в пределах во-доохраной зоны может вносить значительный дополнительный вклад в загрязнение природных вод токсичными веществами.
Снежные пробы отбирали методом конверта на территории снегоотвала и в 150 м выше зоны складирования городского снега, условно именуемой «фоновой» точкой (рис. 1).
Пробы воды в р. Барнаулка отбирали 1 км выше и 150 м ниже территории исследуемого снегоотвала. Таяние снежных проб проводили в стеклянной (для определения органических показателей) и полиэтиленовой (для определения гидрохимических показателей) посуде. Определяли загрязняющие вещества: бенз(а)пирен, ди(2-этил-гексил)фталат - методом газовой хроматографии на приборе Agilent; летучие фенолы, нефтепродукты, АПАВ - флу-ориметрическим методом на анализато-
, \ • • 2
~ * ' ' % \ Г - " • 3
• 4
• 1
Дружба Ракета
Барнаул
ж\
\
Рис. 1. Карта-схема точек отбора проб в пойме р. Барнаулка: 1 - вода в 1 км выше снегоотвала; 2 - вода в 150 м ниже снегоотвала: 3 - снег с территории снегоотвала, 4 - снег «фоновая точка»
Ионный состав определяли методом ионной хроматографии на приборе Di-опех, химическое потребление кислорода (ХПК) - спектрофотометрическим методом. Для оценки изменения концентраций в процессе снеготаяния, пробы отбирали в разные даты весной 2013 г.
В таблице 1 представлены результаты исследования снежных проб, отобранных на территории снегоотвала. Как видно из таблицы, концентрации всех определяемых веществ изменяются не существенно, за исключением нефтепродуктов, нитратов и перманга-натной окисляемости.
Большая часть загрязнений находится на взвешенном веществе (о чем свидетельствует, например, анализ ХПК в фильтрованной и нефильтрованной пробах) и во время снеготаяния, в основном, остается на поверхности почвы, в результате чего возможно вторичное загрязнение, как почвы, так и реки в результате поверхностного стока с обильными дождями. Учитывая невысокие значения перманганатной окисляемо-сти, можно сделать вывод, что органическое вещество в снеге представлено, как правило, трудноокисляемыми соединениями.
Результаты сравнительного анализа проб снега, отобранного как с территории снегоотвала, так и с точки вне зоны влияния вносимого загрязнения («фоновое» значение) представлены на (рис. 2).
Загрязняющие вещества в пробах со снегоотвала в
Содержание основных анионов и биогенных элементов в пробах снегоот-вала незначительно, исключение составляет только хлорид-ион, поскольку он входит в состав антигололедных смесей. В пробах снега со снегоотвала концентрация хлоридов примерно в 3 раза выше, чем в «фоновом» снеге, а содержание органических веществ в пробах со снегоотвала по сравнению с «фоновыми» значениями возрастает в десятки и тысячи раз. Их концентрации в талом снеге превышают нормируемые показатели для вод культурно-бытового водопользования (ПДКк-б): летучие фенолы - в 7 раз, нефтепродукты - в 22 раза, бенз(а)пирен - в 250 раз.
Такие суммарные индикаторные показатели антропогенного загрязнения как ХПК и электропроводность в пробах снега, отобранных со снегоотвала и «фоновой» территории (вне зоны влияния вносимого загрязнения), отличаются существенно (рис. 3). В снеге, собранном вне зоны загрязнения, ХПК как в фильтрованных, так и в нефильтрованных пробах талой воды невысоки и находятся на уровне, близком к пределу обнаружения, что говорит об отсутствии существенного атмосферного загрязнения данного участка. В нефильтрованных же пробах снега с территории снегоотвала значения ХПК - в 100 раз выше, а значения электропроводности - в 10 раз выше «фоновых» значений.
Таблица 1
снега, собранного весной 2013 г.
йме р. Барнаулка
Определяемый показатель Дата отбора
9 апреля 22 апреля
Электропроводность, мкСм/см 80 80
Перманганатная окисляемость, мг/дм3 1,68 0,83
Хлорид-ион, мг/дм3 6,62 5,97
ХПК (фильтрованная проба), мг/дм3 11,1 <10
ХПК (н/фильтрованная проба), мг/дм3 1120 1612
Аммоний-ион (по К), мг/дм3 0,60 0,41
Нитрат-ион, мг/дм3 0,22 0,10
Нефтепродукты, мг/дм3 4,35 6,7
Летучие фенолы, мг/дм3 11 7
Органические показатели
□ Фон □ Снегоотвал
Т
0 1 2 3 4 5 6 7
Гидрохимические показатели
□ Фон □ Снегоотвал
Рис. 2. Сравнительный анализ загрязняющих веществ в пробах снега: 1 - нефтепродукты, мг/дм3; 2 - летучие фенолы, мг/дм3; 3 - АПАВ, мг/дм3; 4 - бенз(а)пирен, мкг/дм3; 5 - Br-, мг/дм3; 6 - CI-, мг/дм3; 7 - SO42-, мг/дм3; 8 - PO43-, мг/дм3; 9 - NO3-, мг/дм3; 10 - NO2-, мг/дм3; 11 - NH+, мг/дм3
1800 -, 1600 -1400
m 1200 H
S
-g 1000 * 800 н ^ 600 -400 200 -0
90 80 s 70 g
60 Щ
50 й 40 30 20 10 0
о
x
g
m о a. с
о
EX
12 2 1 Рис 3. Содержание загрязняющих веществ (ХПК) и электропроводность в пробах снега:
1 - фон, 2 - снегоотвал
Для Барнаулки содержание органических веществ, определяемых по показателю ХПК, имело высокое значение в обеих точках отбора. Это позволяет отнести воды реки к разряду «очень грязных» (ХПК >15 мг/дм3), что хорошо согласуется с имеющимися многолетними ретроспективными данными. При этом следует отметить, что ниже снеговой свалки ХПК возрастает приблизительно в 2 раза, причем органическое вещество находится практически полностью в растворенной форме. В этом месте реки электропроводность воды возрастает с 504 до 2500 мкСм/см, превышая предельно допустимые концентрации для вод культурно-бытового пользования (ПДКк-б) в 2,5 раза (табл. 2). В воде рек
ниже территории снегоотвала резко возрастает концентрация хлоридов, достигая максимального значения 594 мг/дм3, которое почти в 2 раза превышает ПДКк-б = 350 мг/дм3. Это свидетельствует о существенном накоплении хлоридов в течение прошлых лет и антропогенном загрязнении почвы на участке складирования загрязненного снега. В период активного таяния хлориды в значительном количестве также могут попадать в грунтовые воды, загрязняя их.
Содержание бенз(а)пирена в речной воде до территории снеговой свалки находится ниже предела обнаружения метода, а после превышает ПДКк-б в 23 раза.
5
2
3
4
0
2
3
4
5
6
7
8
Таблица 2
Загрязняющие вещества в воде р. Барнаулка до (1) и после (2) снегоотвала
Определяемый показатель ПДКк-б 1 2
Электропроводность, мкСм/см 1000 504 2500
Перманганатная окисляемость, мг/дм3 - 15,4 5,78
ХПК (фильтрованная проба), мг/дм3 - 45,7 128
ХПК (нефильтрованная проба), мг/дм3 - 61,6 129
Аммоний-ион, мг/дм3 1,5 0,91 1,40
Нитрит-ион, мг/дм3 3,3 0,09 0,07
Нитрат-ион, мг/дм3 45 4,62 0,53
Фосфат-ион, мг/дм3 3,5 0,20 < 0,02
Сульфат-ион, мг/дм3 500 61,8 49,7
Хлорид-ион, мг/дм3 350 13,9 594
Бромид-ион, мг/дм3 - 0,13 2,91
Цианид-ион, мг/дм3 0,07 0,017 < 0,01
Ди(2-этилгексил)фталат, мкг/дм3 8 18 39
Бенз(а)пирен, мг/дм3 0,01 < 0,001 0,23
АПАВ, мг/дм3 - < 0,025 0,03
Летучие фенолы, мкг/дм3 1 < 0,5 < 0,5
Нефтепродукты, мг/дм3 0,3 0,006 < 0,005
Это свидетельствует о том, что его поступление в реку происходит во время таяния со снегоотвала. Бенз(а)пирен является одним из основных индикаторов загрязнения окружающей среды и очень опасным канцерогеном [11].
Кроме того, следует отметить высокие содержания в водах р. Барнаулка такого ксенобиотика, как ди(2-этилгексил)фталат, который влияет на репродуктивную и эндокринную системы млекопитающих и гидробионтов [12]. Его содержания превышали регламентируемые значения ПДКк-б на участке как до, так и после снегоотвала (в 2 и 5 раз, соответственно). Поступление этих органических веществ из снега в речные воды может оказать негативное, и даже опасное влияние, особенно в первую фазу снеготаяния. В дальнейшем при активном доступе кислорода и повышении температуры вышеуказанные органические вещества подвергаются биохимическому и химическому окислению, что нивелирует их влияние на загрязнение речных вод.
Сравнительный анализ химического состава проб снега, отобранных с тер-
ритории снегоотвала и вне зоны влияния вносимого загрязнения («фоновая» точка) показал, что снег с территории снегоотвала существенно загрязнен органическими веществами (нефтепродуктами, летучими фенолами, бенз(а)пиреном). В пробах воды р. Бар-наулка ниже смыва с территории снего-отвала были обнаружены такие опасные ксенобиотики, как ди(2-этил-гексил)фталат и бенз(а)пирен, а также хлорид-ион в концентрациях, в два и более раз превышающих ПДКк-б. Это свидетельствует о значительном негативном влиянии исследуемого снегоот-вала на воды р. Барнаулка. Чтобы свести к минимуму воздействие снегоотва-лов на качество речных вод, выбранные места снежных свалок должны быть строго определены и оборудованы, как это рекомендуется в зарубежных руководствах по утилизации снега [13]. Они должны располагаться не менее, чем в 200 м от водоема, а при увеличении угла наклона почвы к горизонту расстояние от водоема до снегоотвала также должно увеличиваться [14].
Список литературы
1. Узлов В.А., Шишков Г.И., Щербаков В.В. Основные физические параметры снежного покрова // Тр. НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2014. - №1. - С. 119-129.
2. Kahan T.F., Donaldson D.J. Photolysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons on Water and Ice Surfaces // J. Phys. Chem. - 2007. - V. 111. - № 7. - P. 1277-1285.
3. Тарасов О.Ю., Шагидуллин Р.Р., Юранец-Лужаева Р.Ч., Крапивина Н.Ю. Городские снежные свалки как источник загрязнения поверхностных вод // Георесурсы. -2011. - № 2. - С. 31-33.
4. Об утверждении правил благоустройства территории городского округа - города Барнаула № 110 от 07.06.2013 [Электронный ресурс]. - URL: http://base.consultant.ru/regbase/cgi/online.cgi?base=RLAW016&n=46497&req=doc.
5. Ротанова И.Н., Пупкова В.В. Малые реки городской территории как природоохранные объекты урбанизированной среды (опыт исследований на примере Барнаула) // География и природопользование Сибири. - Вып. 15. - Барнаул, 2013. - С. 171-181.
6. Влияние крупных промышленных центров на формирование гидрохимического режима рек с продолжительным ледовым периодом и ярко выраженным весенним паводком. Отчет НИР (ИВЭП СО РАН). - Барнаул, 2001. - 78 с.
7. Река Барнаулка: экология, флора и фауна бассейна / Под ред. М.М. Силантьевой.
- Барнаул, 2000. - 224 с.
8. Темерев С.В., Галахов В.П., Плотникова Ю.Е. Формирование и распределение химического стока реки Барнаулки // Изв. Алтайского государственного университета.
- 2001. - № 3. - С. 32-37.
9. Долматова Л.А., Гусева М.А. Органические вещества в снеговом покрове прибрежной части р. Барнаулки // Ползуновский вестник. - 2004. - № 2. - С. 150-154.
10. Носкова Т.В., Эйрих А.Н., Дрюпина Е.Ю., Серых Т.Г., Овчаренко Е.А., Папина Т.С. Исследование качества снежного покрова г. Барнаула // Ползуновский вестник.
- 2014. - № 3. - С. 208-212.
11. Рашитов Л.З. Гигиеническая оценка влияния загрязнения атмосферного воздуха бенз(а)пиреном на онкологическую заболеваемость населения крупного промышленного города (на примере г. Казани Республики Татарстан): автореф. дисс. - М., 2012.
12. Harris C.A., Henttu P., Parker M.G., Sumpter J.P. // Environ. Health Perspect. - 1997.
- V. 105. - P. 802-807.
13. Guideline No. BRPG01-01 Snow Disposal Guidance [Электронный ресурс]. - URL: http://www.mass.gov/eea/agencies/massdep/water/regulations/snow-disposal-guidance.html.
14. Snow disposal guidelines for the province of Alberta. Air & Water Approvals Division Alberta Environmental Protection February 1994 [Электронный ресурс]. - URL: http://environment.gov.ab. ca/info/library/5871.pdf.
ASSESSMENT OF URBAN SNOW DISPOSAL SITES ON CONTAMINATION OF SMALL RIVERS AND ADJACENT TERRITORIES
T.V. Noskova, S.S. Eyrikh, E.A. Ovcharenko, T.N. Uskov, T.S. Papina
Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
The study showed the high contents organic pollutions in the urban snow disposal site that located on the riverside of Barnaulka. The dangerous xenobiotics di(2-ethylhexyl)phthalate and benzo(a)pyrene above MAC in 2 and 5 times were found downstream from snow disposal site. This is indicating the negative impact of urban snow disposal site on river water quality.
Keywords: urban snow disposal sites, pollutants, small rivers.
УДК 911.52(571.150-23.01)
ЛАНДШАФТНАЯ СТРУКТУРА ХАНХАРИНСКОГО, ТИГИРЕКСКОГО УЧАСТКОВ И ОХРАННОЙ ЗОНЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА
«ТИГИРЕКСКИЙ»
Д.В. Черных, Д.В. Золотов Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, E-mail: [email protected]; [email protected], [email protected]
В традициях классического ландшафтоведения проведено исследование двух кластеров Тигирекшго заповедника (Тигирекского и Ханхаринского) вместе с охранной зоной и составлена крупномасштабная ландшафтная карта, которая приводится в статье. Описываются основные закономерности ландшафтной структуры картированной территории, ее положение в системе физико-географического районирования, а также базовые методические принципы картографирования, использованные авторами.
Ключевые слова: Тигирекский заповедник, Русский Алтай, горные ландшафты, геосистемы, урочище, картографирование, классификация.
В современной ландшафтной структуре территории нашли отражение как региональные черты, обусловленные ее географическим положением, так и местные особенности, связанные с проявлением локальных ландшафтообра-зующих факторов. Основной закономерностью ландшафтной дифференциации является высотная поясность, осложняемая другими, характерными для горных систем континентальных районов факторами: барьерным эффектом, гидроморфным и литоморфным факторами, солярной экспозицией.
Вся рассматриваемая территория входит в состав Северо-Западной Алтайской провинции Алтайской (Русско-алтайской) горной области. При дальнейшей дифференциации достаточно четко выделяются три структурных элемента, предопределенных геологическим строением и неотектоникой, а также позиционным фактором.
Северная часть в пределах Ханхаринского участка заповедника и
большей части охранной зоны сложена осадочными и метаморфическими породами силурийского возраста. Характерной их особенностью является высокая карбонатность: основная часть пород представлена известняками, сильно известковистыми алевролитами и аргиллитами. За исключением небольшого участка на северо-западе, о котором речь пойдет ниже, данная территория имеет общий уклон на юг: абсолютные высоты основной поверхности в этом направлении понижаются от 900 м и выше до 700 м и даже менее перед уступом к долинам рек Б. Тигирек и Иня. Два этих фактора (южная макроэкспозиция и
карбонатность пород) обуславливают преобладание на данной территории лесостепных и подтаежных геосистем. На крайнем северо-западе (частично Ханхаринский участок и частично охранная зона) в ландшафтной структуре представлены элементы обширного массива чернево-таежных
