Источник: М.Г.Опекунова, О.В.Сенькин, И.Ю.Арестова. К оценке экологического состояния в г.Сибае и Баймакском районе Башкортостана // Труды Сибайского института Башкирского государственного университета: Сборник статей Издание Сибайского института БГУ. – Сибай, 2001. – 152 с. – С.100-105.
Примечание: Печатается на историко-краеведческом портале Ургаза.ру с целью популяризации научных исследований по юго-востоку Башкортостана.
Территория Южного Урала является уникальной в ландшафтно-геохимическом отношении, Многочисленные рудные месторождения и рудопроявления приводят к естественному обогащению всех компонентов геосистемы тяжелыми металлами (ТМ): Сu, Zn, Fe, Mn, Ni, Co, Cd, As и др. Особенности миграции и концентрации химических элементов в компонентах ландшафтов Южного Урала изучались многими научными коллективами: лабораторией Геохимии Ландшафта ЛГУ под руководством М.М.Ермолаева и М.Д.Скарлыгиной-Уфимцевой (1, 2), коллективом сотрудников МГУ под руководством М.А.Глазовской (3, 4) и др. В 1978-1983 гг. Биогеохимической лабораторией ГЕОХИ им.В.И.Вернадского совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом в Южно-Уральском субрегионе биосферы (Баймакский и Хайбуллинский районы Башкортостана, Орский и Гайский районы Оренбургской области) проводились комплексные биогеохимические исследования, в которых принимал участие один из авторов (5), Освоение месторождений, добыча, транспортировка и переработка сырья способствуют неизбежному антропогенному загрязнению.
В 1998-2001 гг. сотрудниками и студентами кафедры геоэкологии и природопользования Санкт-Петербургского государственного университета проведены эколого-биогеохимические исследования на территории Баймакского и Хайбуллинского районов Башкортостана и в г.Сибай, позволяющие осуществить сравнительный анализ изменения экологической обстановки за последние 20 лет. Основное внимание было уделено изучению особенностей миграции и аккумуляции ТМ в системе почва-растение. В ходе обследования отобрано 987 проб: почв, 14 дикорастущих видов растений, укосы биомассы степных фитоценозов, 9 видов сельскохозяйственных растений, оперение домашних птиц. Валовое содержание Сu, Zn, Ni, Cо, Fe, Mn, Cr, Cd, Pb в почвах и растениях и их подвижные формы, извлекаемые из почвы аммонийно-ацетатным буфером при рН 4.8, определены методом атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе КВАНТ-АФА (относительная погрешность измерений составляет 8-10%). Предел обнаружения ТМ (концентрация в пробе) составляет мг/кг: Сu – 0,02; Zn – 0.02; Pb – 0,1; Cd – 0,02; Сo – 0,02; Cr – 0,1; Fe – 0,15; Mn – 0,04; Ni – 0,015. Анализ содержания ТМ в подготовленных вытяжках проб почв и растений проведен в Ботаническом институте им.В.Л.Комарова РАН инженером А.И.Беляевой. Оценка степени загрязнения почв тяжелыми металлами дана в соответствии с «Руководством по санитарно-химическому исследованию почвы. Нормативные материалы» (6). Оценка уровня химического загрязнения почв, как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения, осуществлена по показателям суммарного загрязнения (Zc), который рассчитывается по формуле, где Ci опр – определяемое содержание i -го токсиканта в почве; Ci. рф – значение регионально-фонового содержания в почве i -го токсиканта; n – общее количество токсикантов, используемое в расчете.
Категория загрязненности почв по показателю суммарного загрязнения (Zc) определяется по оценочной шкале опасности загрязнения почв (7).
Проведенные ландшафтно-биогеохимические исследования подтвердили существование в изученном районе естественной биогеохимической провинции, характеризующейся повышенным содержанием Сu, Zn, Fe в компонентах геосистем.
В качестве фоновых приняты территории, расположенные вблизи пос.Мукасово-2 и пос.Туркменево (Баймакский район Башкортостана) в 15-25 км к северо-востоку от г.Сибай вне зоны воздействия Башкирского медно-серного комбината (БМСК). Проведенный анализ показал, что валовое содержание Сu в почвах превышает фоновые значения для черноземов страны в 1,6-2,0 раза, содержание Zn достигает ОДК, a Fe – почти в 2 раза выше кларка (8).
Содержание подвижных форм ТМ в целинных почвах фоновых геосистем значительно ниже ПДК. Сравнительный анализ содержания подвижных форм ТМ в почвах в 1999 г. и 2000 г. показал существенное влияние на их концентрацию метеорологических условий. С увеличение увлажнения на фоне повышения актуальной кислотности почв резко возрастает миграционная способность Zn и Fe. На отдельных пробных площадях отмечается значительное снижение величины рН почвенных растворов с 6,80-6,50 до 5,20-4,90, приводящее к резкому увеличению концентрации подвижных форм всех ТМ и интенсивному вовлечению их в биологический круговорот. В то же время наблюдается снижение валовых содержаний ТМ в верхней части гумусового горизонта, обусловленное вмыванием их в иллювиальный горизонт.
Исследования, проведенные на приусадебных участках в пос.Мукасово-2, показали превышение ОДК содержания подвижных форм Zn в почвах и накопление его в шампиньонах (3,2 ПДК), луке (1,7 ПДК), моркови (1,2 ПДК) и капусте (1,8 ПДК) (9).
С увеличение антропогенной нагрузки возрастает концентрация ТМ в почвах и растениях. Самая высокая концентрация ТМ в изученных почвах отмечена на берегу р.Карагайлы вблизи Сибайского хвостохранилища. Валовое содержание Сu и Zn здесь в 6-6,5 раз превышает ОДК, Рb – в 2,5 раза, Cd, Ni – в 1,2 раза. При этом отмечается превышение в 2 раза валового содержания Fe над региональным фоном, загрязнение подвижными формами Сu (7,5 ПДК) и Zn (3 ПДК), превышение содержания подвижного Со по сравнению с фоном в 4 раза. На этом участке зарегистрировано самое сильное закисление почв до рНводный= 3,99, рНсолевой= 3,80. Согласно шкале оценок отмечается очень сильное загрязнение почвы подвижными формами и валовым содержанием Сu, Zn, Pb и Cd. Значение суммарного показателя загрязнения – 36, соответствует сильной опасности загрязнения почв с возможным увеличением общей заболеваемости, в том числе и детской. Очень сильная степень загрязнения почв характерна также для приусадебных участков с. Калининское. Загрязнение Сu и Zn достигает уровня 4-5 ОДК, подвижными формами – 2-3 ПДК. Наблюдается резкое различие в содержании подвижных форм ТМ в почвах целинных угодий и сельскохозяйственных угодий. Это можно объяснить тем, что вода, используемая на полив огородов, берется из рек Карагайлы и Худолаз. БМСК сбрасывает в них неочищенные стоки, поэтому вода в этих реках характеризуется экстремально-высоким уровнем загрязнения. Значение суммарного показателя загрязнения – 119, что соответствует категории средней опасности с увеличением общей заболеваемости населения. Строительство нового хвостохранилища вблизи пос. Калининское неизбежно приведет к ухудшению, и без того опасной экологической обстановки в этом населенном пункте. В связи с этим рекомендовано использование водопроводной воды на полив приусадебных участков. В дальнейшем характер использования почв в этом районе должен быть определен при помощи экспертной оценки с учетом региональной обстановки и полученных результатов исследования почв, растений и сопредельных природных сред (10).
Сходные результаты получены на территории биогеохимических провинций в районе пос.Тубинский и пос.Исяново, пос.Семеновский и месторождения «Юбилейное» (11, 12). На целинных участках при высоких валовых содержаниях ТМ в почвах отмечается низкая концентрация их подвижных форм. При агротехнических мероприятиях на приусадебных участках наблюдается увеличение последних и накопление ТМ в культурных растениях.
Аналогичная ситуация складывается в коллективных садах жителей г.Сибай. Во всех обследованных коллективных садах (№5, 6, 7, 12, 16, 17) выявлено загрязнение Сu и Zn на уровне, превышающем ОДК. На отдельных участках обнаружено превышение ОДК по валовому содержанию Ni и Сг, превышение фонового содержания Cd, Pb и Fe. Очень высокой степенью загрязнения свинцом отличаются почвы в садах №16 и 5. В этом случае исключается выращивание сельскохозяйственных культур для пищевых целей и характер использования земель должен быть решен при помощи экспертной оценки с учетом региональной обстановки и полученных результатов химических анализов почвенных проб (10, 12).
Наиболее сильное антропогенное загрязнение почв наблюдается в г.Сибай. Проведенное функциональное зонирование территории города позволило выявить 12 районов. Согласно оценочной шкале опасности загрязнения почв по суммарному загрязнению (Zc) сильная степень загрязнения почв установлена на всей территории г.Сибай. При таком уровне загрязнения может наблюдаться увеличение общей заболеваемости населения, в том числе и детской. Особое внимание на первом этапе должно быть уделено рекультивации земель отводимых под коттеджную застройку в районе Ракай, где отмечено максимальное значение показателя Zc (13).
С целью экологического мониторинга в 1999 г. до проведения вскрашных работ были начаты исследования на Сибайском месторождении в району Камагана, а в 2000 г. – на месторождении «Юбилейное». Полученные содержания ТМ в почвах и растениях позволяют проследить возможное нарастание антропогенного загрязнения окружающей среды.
Таким образом, изученный район представляет собой территорию с повышенным экологическим риском для здоровья населения, обусловленным как естественными причинами, так и антропогенным загрязнением. По предварительным данным, за последние 20 лет (с момента проведения последних биогеохимических исследований сотрудниками СПбГУ на территории Баймакского района Башкортостана) отмечено увеличение содержания Сu, Pb, Zn, Ni и Со, что обусловлено нарастанием техногенной нагрузки на геосистемы. Однако окончательные выводы о количественных изменениях концентраций тяжелых металлов в компонентах ландшафтов можно будет сделать только после проведения дополнительных исследований с детализацией работ и расширением района исследований.
Литература:
1. Геохимия ландшафтов юго-восточного Зауралья / М.М.Ермалаев, – Л., 1966.
2. Скарлыгина-Уфимцева М.Д., Березкина Г.А., Черняхов. Биогеохимические особенности медноколчеданных месторождений Южного Урала. – Л., 1976.
3. Геохимия ландшафтов и поиски полезных ископаемых на Южном Урале / Под ред. А.И.Перельмана. – М., 1961.
4. Макунина Д.А. Ландшафты восточного склона Южного Урала (Из итогов работы Южно-Уральской ландшафтно-геохимической экспедиции МГУ). – Пермь, 1960.
5. Ковальский В.В., Кривицкий В.А., Алексеева С.А. и др. Южно-Уральский субрегион биосферы: Труды биогеохимической лаборатории. Т.19. – М.: Наука, 1981.
6. Руководство по санитарно-химическому исследованию почвы: (Нормативные материалы) / Гос. ком. сан.-эпидемиол. надзора России, Рос. респ. информ.-аналит. центр. – М: БИ., 1993.
7. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. – М, 1992.
8. Опекунова М.Г., Трущалов Н.Н. Определение регионального геохимического фона Башкирского Зауралья: Оценка экологическогосостояния окружающей среды / Под ред. М.Г.Опекуновой, Н.В.Алексеевой-Поповой. – СПб: Изд. СПбГУ, 2001.
9. Воробьева Е.А. Особенности химического состава растений Баймакской медно-цинковой биогеохимической провинции (Южный Урал): Оценка экологического состояния окружающей среды // Под ред. М.Г.Опекуновой, Н.В.Алексеевой-Поповой. – СПб: Изд. СПбГУ, 2001.
10. Осипенко О.А., Бобров Д.Г. Тяжелые металлы в почвах в зоне воздействия Башкирского медно-серного комбината: Оценка экологического состояния окружающей среды / Под ред. М.Г.Опекуновой, Н.В.Алексеевой-Поповой. – СПб: Изд. СПбГУ, 2001.
11. Арестова И.Ю., Бажина М.А., Опекунова М.Г. Содержание тяжелых металлов в почвах Баймакского района Башкирии: Оценка экологического состояния окружающей среды / Под ред. М.Г.Опекуновой, Н.В.Алексеевой-Поповой. – СПб: Изд. СПбГУ, 2001.
12. Соловьева Н.А. Микроэлементы в растениях в зоне воздействия Башкирского медно-серного комбината: Оценка экологического состояния окружающей среды / Под ред. М.Г Опекуновой, Н.В.Алексеевой-Поповой. – СПб: Изд. СПбГУ, 2001.
13. Оценка экологической обстановки в г.Сибае (Башкортостан). Краснов Д.А., Кукушкин С.Ю. / Под ред. М.Г.Опекуновой, Н.В.Алексеевой-Поповой. – СПб: Изд. СПбГУ, 2001.