Закономерности поведения техногенных элементов в донных осадках на примере Ханкайской геоэкологической системы

Закономерности поведения техногенных элементов в донных осадках на примере Ханкайской геоэкологической системы

Оксана Шарова

Ханкайская ПТГ является одной из самых неблагополучных зон Приморья. Экологическая обстановка на значительной её части оценивается как напряжённая и критическая. Во-первых, это связано с природными геохимическими (рудными) объектами и характеризуются химическим загрязнением, главным образом, донных осадков и реже почв в отдельных точках. Во вторых, высокое химическое загрязнение системы происходит за счет антропогенного вклада. Среди загрязнителей выявлены тяжёлые металлы и другие токсичные элементы, пестициды, биогенные вещества, фенолы, нефтепродукты.

Основными источниками химического загрязнения Ханкайской экосистемы являются: обработанные химическими веществами сельскохозяйственные угодья, животноводческие фермы, горнодобывающие предприятия, цементная промышленность (г. Спасск-Дальний), склады минеральных удобрений и ядохимикатов и другие объекты. Рассматривая источники загрязнения, мы акцентируем свое внимание на деятельности Ярославского горно-обогатительного комбината (Ярославского ГОКа). Так как предприятие находится в при водораздельной части р.Илистая, несущей свои воды в оз.Ханка, и её левого притока р.Сеузка, то загрязняющие вещества от Ярославского ГОКа могут свободно мигрировать в озеро как с поверхностным стоком (по рекам Сеузка и Илистая), так и с подземным. Поскольку на момент отбора наших проб сельскохозяйственное освоение земель не велось несколько лет, это дает нам повод предполагать, что в р.Илистой доминирующую роль играют техногенные элементы, поступающие с отходами ЯГОКа.

Конкретная задача наших исследований заключалась в выявлении и изучении влияния Ярославского горно-обогатительного комбината на Ханкайскую ПТГ, и, ее составную часть- оз.Ханка. Помимо этого мы попытались рассмотреть геоэкологические процессы, происходящие при комплексном воздействии урбанизированной системы (Спасск-Дальний). Так же была сделана попытка выявить влияние на ПТГ сельскохозяйственного загрязнения. 

Исходя из вышесказанного пробы, по приуроченности к возможным источникам загрязнения, условно делятся на 7 групп:

1. Отобранные в промзоне Ярославского ГОКа, в непосредственной близости к хвостохранилищам 

2. Верхний профиль через р.Илистую - в месте пересечения ее ж/д. Сибирцево-Хороль

3. Нижний профиль через р. Илистую - при ее пересечении автотрассой Черниговка-Хороль 

4. Отобранные в самом оз. Ханка или его пляжной зоне 

5. Точки отбора проб донного материала располагались в долине р.Спассовки от г.Спасска-Дальнего до ее устья.

6. Из правых притоков р.Илистой – рек Черниговки и Дмитриевки 

7. Пробы отобраны на участках, не имеющих прямого воздействия горной промышленности и больших городов 

В первых трех группах идет непосредственное влияние ЯГОКа. К четвертой отнесены пробы, взятые в прибрежной части оз.Ханка. В пятой прослеживается воздействие городской агломерации г.Спасска-Дальнего. В последнюю группу вошли оставшиеся пробы, в которых исключено влияние горной промышленности и сельского хозяйства.

При изучении поведения загрязняющих элементов в пробах были выявлены определенные закономерности:

1. Чем дальше от Ярославского ГОКа и ближе к озеру Ханка была отобрана проба, тем меньше содержание в ней Mo, V, Zn (кроме пробы из мелиоративного канала), B, Cr, Pb, Be, F.

2. Во всех пробах концентрация Zr. превышает геохимический фон коренных пород Приморского края, что, в общем-то, может быть объяснено распространением на данной территории гранитов, в которых циркон является обыкновенным акцессорным элементом. В пробах с резко преобладающей песчаной фракцией Zr имеет максимальные значения. При увеличении пелитовой составляющей, а так же присутствии органических остатков и/или антропогенного мусора концентрация циркона снижается. Но в общей картине поведения элементов цирконий отрицательно кореллирует со всеми остальными элементами. 

3. В пробах, с возрастающим содержанием песка над более мелким материалом происходит резкое снижение концентраций B, Pb, Cu, Co, Ga, Be.

4. Повышенное содержание меди отмечается во всех группах, но этот элемент распределен крайне неравномерно. Поэтому, скорее всего данные аномалии имеют техногенное происхождение. Предположительно, медь имеет несколько источников поступления в донные осадки: отходы ЯГОКа, свалка в близи г. Спасска, отходы сельского хозяйства (пестициды и ядохимикаты) и др.

5. В распределении олова наблюдаются только два аномальных пика: пробы Зимнего сброса шлама на хвостохранилище Ярославского ГОКа, а так же на дне оз.Ханка возле п.Камень-Рыболов.

6. Максимальные концентрации меди, молибдена, свинца, фтора и цинка обнаружены в пробах, отобранных возле антропогенных источников загрязнения: промзона ЯГОКа, г.Спасск-Дальний и п.Камень-Рыболов. Основным источником этих элементов в Ханкайской системе является Ярославский ГОК. Данные элементы в составе других загрязняющих веществ от ЯГОКа поступают в атмосферу, что при последующей их миграции через круговороты в гидросферу и донные осадки дает аномальны концентрации.

7. Пики наибольших значений для всех элементов (кроме циркония) наблюдаются в пробах, отобранных возле локальных источников загрязнения.

По результатам анализов были выявлены две закономерности поведения элементов

1. Наблюдается связь между концентрациями элементов и гранулометрическим составом проб. 

2. Содержание элементов Mo, V, Zn, B, Cr, Pb, Be, F, Cu, Co, Sc уменьшается по направлению от источника загрязнения к оз.Ханка, а концентрация Zr, Ag - увеличивается.

На основании суммарного показателя загрязнения, рассчитанного по фактическому материалу для каждой группы отобранных проб на территории Ханкайской геоэкологической системы установлено:

1. По полученным результатам загрязнение донных осадков в зоне воздействия Ярославского горно-обогатительного материала оценивается как опасное (А)

2. Загрязнение донных осадков в реках Илистая, Мельгуновка, Дмитриевка, Черниговка, а так же в южной и юго-западной части озера Ханка является умеренно опасным (Б, В, Г, Е, Ж).

3. В зоне влияния г.Спасска-Дальнего загрязнение донных отложений допустимое (Д).

Значение суммарного показателя загрязнения (Zc) в каждой группе отбора проб. 

Группы отбора проб Zc 

Юго-западная часть озера А 36.71407 

Правые притоки р.Илистой Б 41.49323 

Район г.Спасск-Дальний В 22.25519 

Южное побережье оз.Ханка Г 47.40144 

Нижний профиль р.Илистой Д 32.13765 

Верхний профиль р.Илистой Е 49.5807 

Промзона ЯГОКа Ж 124.8826 

Вычисление значения суммарного показателя загрязнения химическими элементами, приведенное выше, осуществлялось по формуле, предложенной Ю.Е.Саетом (1990).

На основании проведенных исследований и расчетов установлено: 

1. К загрязняющим элементам донных отложений ЯГОКа относятся B, Cu, Pb, V, Cr, Sn, Mo, Ag, Zn, Ni, Co, Be, F.

2. В донном материале верхнего профиля р.Илистой в значение суммарного показателя загрязнения вошли элементы B, Cu, Pb, V, Cr, Sn, Mo, Ag, Zn, Ni, Co, Be, F.

3. В нижнем профиле р.Илистой загрязнение состоит из суммы Кконц элементов B, Cu, Pb, V, Cr, Ag, Zn, Ni, Co, Be, F.

4. Анализы донного материала из пляжной зоны южной части озера указывает на превышение фоновых концентраций элементов B, Cr, Ag, Zn, Be, F.

5. Загрязнение донных осадков в зоне влияния г.Спасска-Дальнего обусловлено суммарным воздействием элементов, превышающих фоновые содержания: B, Pb, V, Cr, Ag, Zn, Ni, Co, Be, F.

6. В правых притоках р.Илистой обнаружена аномалия Ga, входящая вместе с B, Cu, Pb, V, Cr, Sn, Ag, Zn, Ni, Co, Be, F в суммарный показатель загрязнения.

7. В донном материале юго-западной части озера загрязнение составляют элементы - B, Cu, Pb, V, Cr, Sn, Ag, Zn, Ni, Co, Be, F.

Для донных отложений из перечисленных выше элементов к 1му классу опасности относятся – Pb, Zn, F; ко 2му - Cu, Ni, B, Cr, Co, Mo; к 3му – V. Be и Ga относятся к первому классу опасности для поверхностных вод [9].

Заключение

Значительная часть рассматриваемых аномалий располагается на территории развития техногенных и природно-техногенных ландшафтов, поэтому источники химического загрязнения следует связывать с антропогенными и с природными процессами. 

Аномальные концентрации элементов обусловлены как естественным геохимическими причинами, так и антропогенным загрязнением.

Происходит процесс частичного самоочищения системы от техногенных загрязняющих элементов.

Самоочищение происходит в депонирующих средах путем сорбирования элементов глинистыми и иловыми фракциями донных отложений.