Содержание токсикантов в снежном покрове, воде и почве северо-западной территории Курганской области

Содержание токсикантов в снежном покрове, воде и почве северо-западной территории Курганской области

С. Н. Кошелев, к. с. -х. н., доцент, Курганская ГСХА им. Т С. Мальцева

Исследования, проведенные в разных регионах России, выявили общую тенденцию: состояние животных на территориях, характеризующихся напряженной экологической обстановкой, отличаются по целому ряду специфических параметров. Это указывает на необходимость проведения исследований по изучению окружающей среды на региональном уровне с учетом особенностей экологических характеристик территорий. При этом особое внимание должно уделяться изучению влияния недостатка или избытка тяжелых металлов [1, 2].

Все вышеперечисленное послужило основанием проведения нами комплексной оценки северозападной территории Курганской области, включающей изучение содержания токсикантов в почве, воде, кормах.

При анализе использовали рекомендации отечественных авторов: [4, 6, 7]. За основу пороговых концентраций химических элементов в почве, воде, снеге взяты ориентировочные критические концентрации ряда химических элементов, установленные Н. Г. Рыбальским (1992), В. В. Ковальским (1971).

Проведенные комплексные исследования в северо-западной техногенной провинции показали, что в хозяйствах данной зоны преобладает оп-

1. Агрохимические показатели почв

Место отбора Гумус, % Фосфор, мг/кг Калий, мг/кг РН Н, мг/экв Обменный Са, на 100 г почвы Обменный Mg, на 100 г почвы

СПК «Красные Орлы», д. Ипатово 7,2 60,0 94,0 5,2 5,77 21,77 4,52

СПК «Красная Звезда» д. Барневка 8,6 40,0 134,0 5,6 4,03 16,04 9,31

СХК им. Чапаева, с. Белоярское 8,7 159,0 152,0 5,1 6,71 23,08 5,84

ЗАО им. Калинина, с.Осиновское 7,4 33,0 85,0 5,5 3,55 16,67 2,50

ределенный вид почв — черноземы. Реакция среды почвы показала, что имеется тенденция к ее закислению (рН=5,1—5,6). Содержание гумуса в почвах исследуемых хозяйств изменяется от 7,2 до 8,7%. Кальций является основным структурообразующим элементом. Уровень обменных катионов кальция колеблется от 16,04 до 23,08 на 100 г почвы. Обменный магний на 100 г почвы составляет 2,50—9,31 г. Из макроэлементов наблюдается колебание в почвах хозяйств содержания фосфора от 33,0 до 159,0 мг/кг, калия от 85,0 до 152,0 мг/кг (табл. 1).

В последние годы в Курганской области использование средств химизации сократилось в 7 раз. Органические удобрения внесены на 2% площади, доза составила 1,2 т/га. Обеднение почвы органическим веществом значительно усиливает процессы миграции основных питательных элементов в нижележащие горизонты. Особенно актуален этот вопрос в настоящее время, когда количество вымытых элементов из почвы превышает их поступление с химическими удобрениями. Следует отметить, что проблема микроэлементов далеко выходит за рамки чисто земледельческой и, скорее, является общегосударственной проблемой, так как связана с производительностью отрасли животноводства и здоровьем населения.

При анализе подвижных форм микроэлементов в почвах разных зон исследований не отмечено существенной разницы и какой либо закономерности (табл. 2).

Реки Курганской области относятся к речной системе Оби. Главной рекой является Тобол. По северо-западу области протекает вторая по величине река области — Исеть. Длина ее 485 км, протяженность по области 412 км. В Исеть в границах области впадают реки Синара, Теча, Миасс, Барнево. Отбор проб производится в створах на реках, что позволяет комплексно оценивать минеральный состав воды.

Частота отбора проб составляет от 4 до 6 в год по различным пунктам наблюдений: одно — в период зимней межени, 2—3 — в период весеннего половодья и 1—2 — в летне-осеннюю межень.

Содержание в воде микроэлементов — меди, цинка, марганца, а также общего железа и азотсодержащих веществ — аммиака, нитратов, нитритов оценено по пунктам отбора воды, расположенным в 12 створах.

Анализ собранных материалов за период с 2002 по 2004 г. показал, что внутригодовой ход минерализации и главных ионов мало отличаются от режима сравниваемых водотоков. На рассматриваемых створах рек Исеть, Миасс, Синара, Теча, Барнево максимальные величины отмечаются в период зимней межени. Минерализация воды при этом колеблется от 500 до 800 мг/л, содержание НСО3 - 14-160, SO4 - 5-170, С1 - 40110 мг/л.

Иные величины этих компонентов в период летне-осенней межени отмечаются: минерализация - 400-750 мг/л, НСО3 - 60-140, SO4 - 5575, С1 - 40-60 мг/л.

В период весеннего половодья минерализация и содержание основных компонентов снижаются, по сравнению с фазой зимней межени, в 1,5-2 раза. Минерализация в этот период составляет в мг/л 220-510, содержание НСО3 - 70-195, SO4 -50-110, С1 - 10-60 мг/л.

Наиболее благоприятная картина на реках наблюдается относительно содержания нитратов, нитритов, которые во все фазы водного режима не превышают ПДК.

Аммонийный азот в период зимней межени колеблется от 1,4 до 2 ПДК, весной эти величины соответственно равны - 1,1 и 0,7, в летне-осеннюю межень - 1,8 и 1 ПДК.

Содержание общего железа по всем пунктам наблюдений составляет 2 ПДК зимой, весной - в пределах ПДК и летом - 1,3 ПДК.

2. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в пробах почв, мкг/кг

Место отбора Медь Цинк Кадмий Свинец Никель

СПК «Красные Орлы», д. Ипатово 0,1 1,12 0,08 1,34 0,54

СПК «Красная Звезда», д. Барневка 0,6 0,95 0,04 1,17 1,45

СХК им. Чапаева, с. Белоярское 1,3 4,9 0,07 1,65 0,49

ЗАО им. Калинина, с. Осиновское 0,6 0,34 0,04 1,32 0,34

3. Содержание тяжелых металлов в водоисточниках и снежном покрове северо-западной техногенной провинции Курганской области

Источник Содержание токсикантов, мг/л

медь цинк железо марганец

Р. Исеть 0,008 0,021 0,303 0,114

в % от ПДК -99,2 -99,6 +1 +14,0

Притоки р. Исеть: р. Синара, Миасс, Теча, Барнево 0,007 0,024 0,385 0,101

в % от ПДК -99,3 -99,5 +28,3 +1,0

Снег с полей

С-з «Красные Орлы», д. Ипатово 0,08 0,06 0,586 0,001

в % от ПДК -99,0 -99,6 +95,3 -99,1

СПК «Заречный», с. Красноисетское 0,12 0,08 1,646 0,15

в % от ПДК +12,0 -99,4 +448,6 +15,0

СПК «Красная Звезда» д. Барневка 0,03 0,028 0,522 0,007

в % от ПДК -99,7 -99,4 +74,0 -99,3

ЗАО им. Калинина, д. Осиновка 0,07 0,024 0,940 0,016

в % от ПДК -99,3 -99,5 +213,3 -84,0

СХК им. Чапаева, с. Белоярское 0,13 0,12 0,926 0,20

в % от ПДК +13,0 +12,0 208,7 +200

Вода из скважин

СПК «Заречный», с. Красноисетское 0,009 0,044 0,265 0,282

в % от ПДК -99,1 -99,1 -11,7 +182,0

ЗАО им. Калинина, д. Осиновка 0,012 0,087 0,326 0,11

в % от ПДК -98,8 -98,3 +8,7 +0,01

ПДК 1 5,0 0,3 0,1

Содержание меди и цинка по санитарным ПДК находятся в норме. При этом содержание меди и цинка по всем пунктам наблюдений практически одинаково.

Высокое содержание марганца и аммония (индекс токсичности 26%) на реке Барнево, протекающей по территории Шадринского района, позволяет отнести реку к «умеренно загрязненным».

По содержанию легко окисляемых органических веществ р. Миасс в районе с. Белоярское относится к «грязным», а в районе д. Осиновка — «умеренно грязным» с высоким содержанием аммония и марганца.

Таким образом, оценка фоновых концентраций ряда показателей качества воды показала, что повышенное содержание аммонийного азота поступает в Курганскую область из Челябинской и Свердловской областей, в то время как источники повышенного содержания меди, железа находятся в пределах самой области.

Это положение подтверждает наш вывод о малой самоочищающей способности рек северо-западной техногенной провинции.

Снежный покров, обладая свойством интегрального накопления загрязняющих веществ, вымываемых снегом из атмосферы, а также выпадающих на его поверхность, используется в качестве планшета-индикатора загрязнения подстилающей поверхности.

Пробы снега отбирались на открытых участках местности площадью 200 на 200 м на удалении 150—200 м от дорог, лесных массивов, строений, вне ветровых теней. Отбор снега проводился

с помощью снегоотборника на полную глубину снежного покрова.

Горизонтальное распространение примесей осуществляется ветром. По данным метеостанции, преобладающее направление ветра — юго-западное, которое способствует накоплению или рассеиванию загрязняющих веществ из промышленных районов Свердловской и Челябинской областей на северо-западную провинцию Курганской области, не случайно ввиду близкого расположения этих объектов (около 25 км) и преобладающего направления юго-западного ветра в снежном покрове с полей около обследованных населенных пунктов отмечено повышенное содержания меди до 1,12—1,13 ПДК. Концентрация железа в снеге повышается до 4,48—2,09 ПДК, уровень марганца до 1,15—2 ПДК соответственно (табл. 3).

Обследование водозаборных скважин показало, что в хозяйствах документация по водопользованию безвозвратно утрачена, данных о расположении скважин также не имеется, число же скважин достигает нескольких десятков. Если в 1990 г. число действующих скважин к общему количеству составляло порядка 85%, то сейчас составляет 32%. Объясняется это, в первую очередь, падением поголовья скота в животноводстве коллективных хозяйств. Произошло массовое закрытие животноводческих ферм и летних стоянок, где водоснабжение осуществлялось за счет подземных вод. Расположенные на фермах и выпасах скважины, находящиеся, как правило, под открытым небом, брошены с открытыми или неплотно закрытыми

устьями и превратились в источник загрязнения подземных вод.

Анализ воды из скважин, питающих фермы, показал избыточное содержание железа — 0,326 мг/л, превышающее оптимальное содержание почти в 0,8 раза (с. Красноисетское), и марганца — 2,82 мг/л, что больше нормы в 1,8 раза (д. Осиновка).

Таким образом, можно сделать вывод о том, что СПК «Красные Орлы», д. Ипатово; СПК «Заречный», с. Красноисетское; ЗАО им. Калинина, д. Осиновка; СХКим. Чапаева, с. Белоярское, на базе которых проводились исследования, располагаются в зоне комплексного загрязнения тяжелыми металлами с повышенным содержанием в почве и воде марганца, железа, меди.

По содержанию легкоокисляемых органических веществ, концентрации меди, железа и мар-

ганца воды в реках исследуемои техногенной провинции требуют при водоснабжении дополнительной очистки.

Литература

1 Беспамятнов, Г. П., Кротов, Ю. А. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. — Л.: Химия, 1985. — 528 с.

2 Кузнецов, С. Г. Биохимические критерии обеспеченности животных минеральными веществами // С.-х. биология. — 1991. - № 2. - С. 16-34.

3 Микроэлементы в растениях и кормах / В.В. Ковальский и др. — М.: Колос, 1971. — 235 с.

4 Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справочное пособие/ А. П. Калашникова, Н. И. Клейменова, В. Н. Баканова и др. — М.: Россельхозиздат, 1986. — 352 с.

5 Рыбальский, H. Т. и др. Экология и безопасность: справочник / ВНИИНИ. - 1992. - 122 с.

6 Таранов, М. Т., Сабиров, A. X. Биохимия кормов. — М.: ВО Агропромиздат, 1987. — 224 с.

7 Уразаев, Н. А., Никитин, В. А., Кабыш А. А. и др. — М.: Агропромиздат, 1990. — 271 с.