Трансформация геосистем в условиях урбанизации. Ii. Экогеохимические исследования сопряженной системы « Почва – вода»

ет, что в накоплении аутигенных минералов в донных отложениях соленых озер Баргузинской впадины существуют сезонные отличия. Главной причиной этих отличий являются особенности криогенной эвапорити-зации. В условиях резко-континентального климата испарение может превалировать над поступлением подземных и термальных вод, основным источником озерных вод, как в летнее, так и в зимнее время. Это приводит к тому, что преобладающими минералами в летнее время являются кальцит, флюорапатит, флюорит, причем в зимнее время - на начальных стадиях, а в летнее - на завершающих. В зимнее время кроме аморфного кремния образуются гипс, мирабилит, ше-нит, кальцит, флюорапатит и флюорит. Осадок, образованный в зимнее время, в процессе захоронения претерпевает изменения - количество гипса возрастает, а аморфный кремний частично растворяется.

Таким образом, физико-химическая модель позволяет установить причины возникновения зональности донных осадков соленых и солоноватых озер, которая была отмечена ранее в работах Л.В. Заманы [3, 4]. Согласно результатам расчетов зональность свя-

зана с сезонными изменениями температуры и динамическим режимом поступления подземных вод в озеро. Модель дает возможность рассчитать количество минералов, образующихся в криогенных процессах, и минералов, образующихся в результате смешения подземных и термальных вод с поверхностными водами в летний период. А также она позволяет оценить вероятное направление изменения состава озерных вод в зависимости от режима подземных вод и изменения климатических условий и антропогенного воздействия.

На данном этапе исследования установлено, что ассоциации аутигенных минералов, образующихся в озерах в зимний и летний сезон, представлены окислами, гидроокислами, сульфатами и карбонатами. Их образованию благоприятствуют высокие значения рН, и минерализации. Аутигенный карбонат накапливается в виде кальцита (СаСО3), сульфаты - в виде мирабилита (Na2SO4(H2O)10), шенита (K2Mg(SO4)2(H2O)6), гипса (CaSO4(H2O)2).

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 12-05-31209 мол_а).

Библиографический список

1. Баженова О.И., Мартьянова Г.Н. Морфоклиматические режимы криоаридных геосистем юга Сибири // Научные чтения памяти академика В.Б. Сочавы. Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2002. С. 92-101.

2. Волковинцер В.И. Степные криоаридные почвы. Новосибирск: Наука, 1978. 215 с.

3. Замана Л.В. Формирование озер и болот Баргузинской впадины // История озер в СССР: материалы к V Всесоюзному симпозиуму. Ч. 2. Иркутск, 1979. С. 116-119.

4. Замана Л.В. Мерзлотно-гидрогеологические и мелиоративные условия Баргузинской впадины. Новосибирск: Наука, 1988. 126 с.

5. Исаев В.П. Природные газы Баргузинской впадины. Ир-

кутск: Изд-во ИГУ, 2006. 220 с.

6. Карпов И.К., Чудненко К.В., Кравцова Р.Г., Бычинский В.А. Имитационное моделирование физико-химических процессов растворения, переноса и отложения золота в эпитер-мальных золотосеребряных месторождениях северо-востока России // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 3. С. 393-408.

7. Карпов И.К., Чудненко К.В., Кулик Д.А. [и др.]. Минимизация энергии Гиббса в геохимических системах методом выпуклого программирования // Геохимия. 2001. Т. 42. № 11. С. 1207-1219.

8. Обожин В.Н., Богданов В.Т., Кликунова О.Ф. Гидрохимия рек и озер Бурятии. Новосибирск: Наука, 1984. 152 с.

УДК 504:502.51(282):543.2

ТРАНСФОРМАЦИЯ ГЕОСИСТЕМ В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗАЦИИ.

II. ЭКОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОПРЯЖЕННОЙ СИСТЕМЫ «ПОЧВА - ВОДА»

1 2 © Г.И. Сарапулова , А. Мунхуу

Иркутский государственный технический университет,

664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Получена пространственно-временная динамика распределения тяжелых металлов в поверхностной воде реки Туул в г. Улан-Баторе по 11 створам. Выявлены зоны аккумуляции химических элементов в аквальном ландшафте. Обнаружены прямые корреляции содержаний водорастворимых форм металлов в системе «почва - вода». Качество корреляций свидетельствует о сопряженной миграции микроэлементов и подтверждает влияние антропогенных стоков на состояние воды. Ил. 10. Библиогр. 16. назв.

Ключевые слова: гидрохимические параметры; поверхностная вода; почва; корреляции; тяжелые металлы.

GEOSYSTEM TRANSFORMATION UNDER URBANIZATION.

II. ECOGEOCHEMICAL STUDIES OF CONJUGATED SYSTEM "SOIL - WATER"

1Сарапулова Галина Ибрагимовна, доктор химических наук, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии, тел.: (3952) 405118.

Sarapulova Galina, Doctor of Chemistry, Professor of the Department of Mineral Processing and Engineering Ecology, tel.: (3952) 405118

2Мунхуу Алтанцэцэг, аспирант. Munkhu Altantzezeg, Postgraduate.

G.I. Sarapulova, A. Munkhuu

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.

The spatial-temporal dynamics of heavy metals distribution in the surface water of the Tuul river in Ulan Bator by 11 cross sections is obtained. The paper identifies accumulation zones of chemical elements in aquatic landscape and reveals direct correlations of water-soluble forms of metals in the "soil-water' system. The correlation quality suggests the conjugated migration of microelements and proves the influence of anthropogenic drains on water condition. 10 figures. 16 sources.

Key words: hydrochemical parameters; surface water; soil; correlations; heavy metals.

Актуальность исследования. Установление закономерностей обмена веществ и путей их миграции в различных объектах окружающей среды (ОС) в условиях мощного техногенного воздействия представляет одну из важных теоретических и прикладных задач в эколого-геохимических исследованиях [1, 2]. Необходимы достоверные критерии отображения параметров качества и экологического состояния почв, поверхностной воды урбанизированных территорий, адекватные процессам трансформации их природных свойств. Это достигается посредством разработки методологических основ, экспериментальных приемов экологической диагностики и моделирования [3, 4]. Они направлены на выявление признаков, зависимостей и причинно-следственных связей с целью определения масштабов антропогенных воздействий на измененные геосистемы.

Циклический массообмен веществ с включением загрязняющих веществ (ЗВ) неразрывно связан с геохимическими процессами, протекающими в почве, поверхностных и подземных водах. Незамкнутость циклов массообмена обеспечивает возможность свободной миграции ЗВ, в том числе тяжелых металлов (ТМ), интенсивно поступающих в ОС в условиях усиливающейся урбанизации. Изучение динамики поведения токсичных химических элементов, прежде всего ТМ, в сопряженных средах «почва-вода», исследование процессов их гидрогеохимической аккумуляции и миграции в условиях урбанизации является новым актуальным аспектом геоэкологической науки [5].

Особый интерес и международную значимость приобретают исследования природных геосистем трансграничных территорий, для которых методологические подходы для анализа экологического состояния слабо разработаны [6]. Это относится к р. Селенга с ее притоками, которые привносят по гидрографической сети большое количество загрязняющих веществ в оз. Байкал, охраняемого ЮНЕСКО. Антропогенные факторы, воздействуя на реку и речки, трансформируют сток, изменяют транспорт растворенных веществ и наносов. За наиболее крупными сосредоточенными источниками воздействия на водную экосистему, как правило, осуществляется экологический контроль, особенно на территории России, но более мелкие объекты часто остаются бесконтрольными. Практически отсутствует контроль за рассредоточенными по площади (диффузными) источниками воздействия на малые водотоки, хотя поступление загрязнений от таких (за счет территориальной сосредоточенности) промышленных объектов уже не уступает, а часто и превышает поступление загрязнений от масштабных

источников.

Исследованию экологического состояния как р. Селенга, так и малых водотоков (ее притоков), уделяется в последние годы большое внимание [7-9]. Источниками поступления ТМ в водные объекты могут быть сбросы промышленных предприятий, поверхностные или подземные стоки с водосборной и прибрежной территории, аэротехногенные факторы. Эти исследования весьма обоснованы, поскольку по данным химического состава поверхностного стока от большого количества объектов может быть оценена антропогенная составляющая качества речной воды, направление техногенного потока и прогноз экологического состояния.

Проводимые нами исследования актуальны и своевременны, поскольку загрязнение пресных водоемов и водотоков солями тяжелых металлов в Монголии являются острой экологической проблемой. Особенно заметно происходит деградация малых рек при высокой степени загрязнения поверхностного стока. По оценкам ООН ТМ занимают второе место среди загрязнителей, особенно урбанизированных территорий. Для г. Улан-Батора специфика расположения всех производств и транспортного потока сформировала многокомпонентный сконцентрированный линейный тип загрязнения прибрежной зоны и поверхностной воды р. Туул с ее притоками Сэлбэ и Улиастай, протекающих по территории города. Масштабы такого загрязнения не изучены, зоны наибольшего негативного воздействия не выявлены. Анализ экологического состояния аквального ландшафта, как сопряженной геосистемы «почва-вода», не проводился.

Цель исследований. Целью проводимых систематических исследований является выявление особенностей распределения загрязняющих веществ в сопряженном комплексе «почва-вода», отражающих их взаимообусловленность, пространственно-временную динамику, аккумуляцию и миграционные процессы в условиях урбанизированного ландшафта.

На примере аквального ландшафта г. Улан-Батора проведена экогеохимическая оценка поверхностной воды р. Туул для 11 створов и одновременно почвогрунтов с прибрежной территории в зоне этих створов вдоль русла реки на протяжении 15-18 км городской территории. Ранее нами были выявлены критерии нарушения естественных свойств водной среды р. Туул с использованием физико-химических методов и приемов статистики, получена пространственно-временная динамика макрокомпонентного состава загрязненной воды (главные ионы), а также выявлено определяющее значение сульфатов и цвет-

ности при формировании окислительно-восстановительных свойств воды (редокс-потенциала) [10].

В настоящей работе представлены новые результаты комплексного геоэкологического исследования территории г. Улан-Батора на основе экогеохимиче-ской оценки в сопряженной системе «почва-вода» с привлечением ТМ. Необходимость проведения исследований обусловлена слабой разработанностью эко-диагностики геосистем в условиях урбанизации. Получение новых данных о динамическом поведении химических элементов, и ТМ особенно, в сопредельных средах будет способствовать пониманию физико-химических закономерностей распространения загрязнителей в измененных геосистемах и выработке подходов для их экодигностики.

Объектом исследований являлся аквальный ландшафт г. Улан-Батора, поверхностные воды р. Туул и почвогрунты, отобранные в зоне створов. Ак-вальный комплекс представляет собой природно-хозяйственный объект, сформированный за счет взаимодействия природных условий территории и усиливающейся хозяйственной деятельности, которая в последние годы интенсивно развивается в монгольской столице.

Предмет исследования - пространственно-временная динамика изменения содержания ТМ ^п, Сг, Pb, Си, Mn) в водной и почвенной среде по данным физико-химических методов, выявление взаимообусловленности распространения ТМ в сопряженных средах «почва-вода», результаты статистической обработки данных.

Методология и методы исследования. Ведущим методом геоэкологических и геохимических исследований является комплексный экогеохимический анализ, основанный на одновременном изучении химического состава почвогрунтов и поверхностной воды водотоков и водоемов с последующим сравнением полученных результатов между собой в пределах одного ландшафта. Оценка экологического состояния аквальных геосистем производится с помощью критериев, полученных на основе как комплексных, так и отдельных компонентных показателей их геохимической устойчивости (включая гидродинамическую активность водной поверхности, степень разбавления, рассеяние вещества, окислительно-восстановительные условия, наличие геохимических барьеров, характер и интенсивность накопления химических элементов), а также уровня загрязнения поч-вогрунтов.

Нами были исследованы образцы почв и воды на содержание ТМ (входят в приоритетный список загрязнителей), включая их валовые и водорастворимые формы для почвенных образцов. Полевые обследования, экогеохимическая оценка воды и почв проводилась по створам р. Туул, расположенным в зоне концентрации промышленных производств, мостов, очистных сооружений, пищевых комбинатов г. Улан-Батора. Экогеохимическая оценка включала:

- определение содержаний ТМ в сопряженном комплексе «почва-вода»;

- обнаружение мест наибольшей аккумуляции микроэлементов вдоль русла реки;

- анализ динамики распределения ТМ с целью прогноза состояния ландшафта;

- выявление статистически-значимой взаимообусловленности распределения ТМ в сопредельных средах.

Места отбора проб для двух сред осуществлялись в соответствии с картосхемой, приведенной ранее в работе [10]. Отбор проб воды проводился согласно ГОСТ 17.1.5.01-80, ГОСТ 17.1.3.07-82. Химический анализ воды был проведен методами, общепринятыми в гидрохимии пресных вод [11]. Отбор почв и анализ содержаний ТМ осуществлялся по ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.1.02-83. Содержания ТМ определялись атомно-абсорбционным методом. Статистическая обработка выполнена на основе пакета программ Statistics в Excel.

Результаты и обсуждение. Формирование химического состава природных вод зависит от климата, рельефа, растворенных горных пород, обменных реакций, наличия органического вещества, процессов сорбции и гидролиза, минерализации и других процессов. Однако среди многообразия геохимических факторов, оказывающих воздействие на состав природной воды, особенно на урбанизированных территориях, огромное влияние оказывает техногенное поступление химических веществ.

Как было показано ранее, уровень техногенного воздействия (загрязнения) на качество воды р. Туул неравномерен вдоль русла [12, 13]. Были выделены участки реки с различными условиями формирования состава воды по содержанию макроионов - сульфатного, гидрокарбонатного, хлоридного и др. Неустойчивый характер макрокомпонентного состава воды в р. Туул под влиянием антропогенных факторов усугубляется низкой минерализаций, не превышающей 170 мг/дм3 и малой величиной общей жесткости поверхностной воды.

Проведенный в настоящей работе анализ изменения концентраций микрокомпонентов в воде р. Туул позволил выявить их пространственно-временную динамику. Так, на примере Zn, Cr, Pb, Cu, Mn показано их распределение по створам, которые были целенаправленно привязаны к промышленным объектам или промзонам города (рис. 1-5. Серый цвет - отбор проб 05.2012, черный - отбор проб 09. 2012). Полученные гистограммы демонстрирует устойчивое накопление ТМ в воде для выделенных участков. Этот факт объясняется усиливающейся антропогенной нагрузкой, которая исходит от указанных на гистограммах промышленных объектов и зон города. Несмотря на то, что каждый из источников поставляет в ОС свои специфические загрязнители, все же можно выделить наиболее значимые точечные источники (территориальные модули) поступления ТМ в поверхностные воды реки - это Промкомбинат, Птицефабрика, Сон-гино, Ярмаг, Биокомбинат. Особенно выделяются комплексы Птицефабрики, Биокомбината и Промкомбината. Последний характеризуется стабильным поступлением всего анализируемого ряда ТМ с поверх-

ности ландшафта в зоне предприятия, и ,в особенности, Mn (рис. 5).

Рис. 1. Пространственно-временное распределение Zn в воде по створам р. Туул

Рис. 2. Пространственно-временное распределение Cr в воде по створам р. Туул

Рис. 4. Пространственно-временное распределение Cu в воде по створам р. Туул

Рис. 3. Пространственно-временное распределение Pb в воде по створам р. Туул

Рис. 5. Пространственно-временное распределение Mn в воде по створам р. Туул

Для гидрохимических процессов характерно наличие стохастической связи межу показателями, поскольку на концентрацию каждого элемента могут влиять частные и общие факторы среды. Зависимости между компонентами проявляются, как правило, в виде тенденций (трендов). Для выяснения механизмов, регулирующих содержание (концентрацию) элемента в водотоке, удобно использовать теорию корреляций, выявляющую стохастическую сопряженность показателей. Поэтому с использованием регрессионного анализа были выявлены зависимости содержания водораствороимых форм ТМ в почве прибрежной полосы аквального ландшафта и содержаниями соответствующих ТМ в поверхностной воде для каждого из створов. Наличие ТМ в водной вытяжке (водорастворимые формы) характеризует их миграционную активность в ионной форме и может использоваться для оценки масштабов загрязнения гидросферы.

Из рис. 6-9 видно, что корреляции (с достоверностью p<0,05) описываются уравнениями регрессии с коэффициентом детерминации R2 не ниже 0,69. Качество корреляций свидетельствует о сопряженной миграции ТМ в поверхностную воду и убедительно демонстрирует прямое влияние антропогенных стоков на гидрогеохимические особенности воды.

Рис. 6. Распределение 1п в системе «почва-вода»

го со т о

3

и

4.Б

З.Б

2.5

1.5

♦ ♦

ж,--* ф Л

♦ X ~ ♦

♦ у = 83.494х+ 1.9062 = 0.6953

О

0.01

0.02 0.03

Си вода

Рис. 7. Распределение Си в системе «почва-вода»

0.02 0.04

Сг вода

Рис. 9. Распределение Сг в системе «почва-вода»

Следует подчеркнуть, что не для всех анализируемых ТМ наблюдаются качественные (удовлетворительные) корреляции в системе «почва-вода». Так, для Мп (рис. 10) разброс точек и невыполнение подобной зависимости могут быть связаны как с особенностями гранулометрического состава почвогрунтов прибрежной полосы в районе этого створа, и, как следствие, привязанностью содержания элемента к конкретной фракции, а также с рН, окислительно- восстановительными свойствами почвенной среды и возможной гидрогенной аккумуляцией Мп. Как известно, именно Мп (а также Ре) наиболее подвержены окислению до нерастворимых форм Мп(ОН)2, что может способствовать их аккумуляции в почвенном слое прибрежной территории [14]. Эти характеристики и факторы могут избирательно и существенным образом влиять на миграционную способность, на закрепление каждого из химических элементов в почвенном слое конкретного территориального модуля.

вода

Рис. 8. Распределение РЬ в системе «почва-вода»

0.01 0.015 Мп вода

Рис. 10. Распределение Мп в системе «почва-вода»

Для устойчивого функционирования аквальных ландшафтов необходимо ограничивать поступление элементов в водоем за счет био- и геохимических ба-

рьеров, где миграция элементов происходит в радиальном и латеральном направлении. Геохимические барьеры — важный фактор дифференциации элементов. Геохимическими фильтрационными барьерами для водоемов и водотоков являются прибрежные почвы, а также донные отложения. На этих барьерах происходит поглощение, сорбция химических элементов, образование органометаллокомплексов, что может сдерживать миграцию ТМ в воду. Поскольку геохимическим фиксатором ТМ (депо), аккумулирующим их различные формы, является органическое вещество почв (гумуссодержащие поверхностные почвенные горизонты), было определено содержание Сорг,мг/кг сухой почвы (пирогенное) в 11 образцах прибрежных почвогрунтов при температуре +500оС. Выявлены низкие содержания органической составляющей для слоя 5-10 см для всех 11 образцов почвогрунтов: до 0,020,03 г/кг сухой почвы, что не может являться активным геохимическим барьером на пути миграции ТМ по уклону рельефа в воду реки. Таким образом, почвы аквального ландшафта г. Улан-Батора избирательно выполняют роль геохимического барьера для анализируемого ряда ТМ.

На основании сравнительного статистического анализа обнаружена прямая корреляция содержаний металлов Pb, Zn, Cr, Cu в системе «почва-вода». Качество корреляций и тренды Полученные распределения ТМ в системе «почва-вода» аквального ландшафта могут явиться методологической основой для выявления участков экологической напряженности на урбанизированной территории г. Улан-Батора [15, 16]. Зоны аккумуляции ТМ (техногенные модули) в привязке к конкретным производствам, транспортным магистралям, интенсивно строящимся объектам и юртам, расположенным вдоль русла реки, свидетельствуют о необходимости усиления экогеохимических обследований этих районов города в целях безопасности. Без

соответствующих санитарно-защит-ных и природоохранных мероприятий экологическое состояние всей городской территории и отдельных ландшафтов будет усугубляться, приводя к деградации природных геосистем.

На основании геоэкологических исследований с использованием ландшафтно-геохимического подхода и методов статистики проведено экогеохимическое исследование аквального природного комплекса на урбанизированной территории в сопряженной системе «почва-вода» по единой сети - 11 створам реки Туул г. Улан-Батора. Определены содержания ТМ - Pb, Zn, Cr, Cu, Mn поверхностной воде, а также водорастворимых форм этих ТМ в почвах прибрежной полосы.

Показано, что пространственно-временная изменчивость распределения и аккумуляция ТМ в воде вдоль русла реки обусловлена техногенным факторами. В результате антропогенного воздействия на воду и почвы аквального ландшафта сформированы зоны аккумуляции ТМ, тяготеющие к конкретным техногенным объектам. Это обусловливает необходимость разработки систематических гидрогеохимических исследований урбанизированной территории.

На основании сравнительного статистического анализа можно судить о сопряженной миграции ТМ в поверхностную воду. Это убедительно демонстрирует влияние поверхностных стоков с прибрежной территории на гидрогеохимические особенности воды в пределах аквального комлекса. Однако почвы аквального ландшафта г. Улан-Батора избирательно выполняют роль геохимического фильтрационного барьера для набора изученных тяжелых металлов.

Значимость полученных зависимостей обусловлена возможностью их использования для целей прогнозирования миграционных потоков ТМ на урбанизированных территориях.

1. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие: учеб. пособие. Смоленск: Маджента, 2003. 384 с.

2. Тимощук С.П. Геоэкологическая оценка природных компонентов городской среды на примере города Москвы (донные отложения - поверхностные воды - почвы): автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Воронеж, 2011. 20 с.

3. Мажайский Ю.А., Гусева Т.М. Тяжелые металлы в экосистемах водосборов малых рек. М.: Изд-во МГУ, 2001. 138 с.

4. Поведение металлов-поллютантов (Си, РЬ, Zn, Cd) в загрязненных пресных водоемах: роль взвешенных частиц / Б.С. Смоляков [и др.] // «Исследовано в России» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2008/075.pdf

5. Кондратьева Л.М. Вторичное загрязнение водных экосистем // Водные ресурсы. 2000. Т. 27, № 2. С. 221-231.

6. Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н. Многолетняя изменчивость качества воды рек Селенга и Киран на границе России и Монголии // Водные ресурсы. 2010. Т. 37, № 3. С. 329-340.

7. Аргучинцев В.К, Аргучинцева А.В., Убонова Л.В. Численное моделирование течений и переноса примесей в водотоках Байкальского региона // Известия ИГУ. Серия "Науки о Земле". 2008. Т.1, № 1. С. 33-42.

8. Тяжелые металлы в донных отложениях дельты р. Селенги / И.Н. Таганов [и др.] // Известия Русского Географическо-

ский список

го общества. 2003. Т. 135, Вып. 2. С. 61-65.

9. Оценка токсичности донных отложений водотоков реки Селенги на территории Монголии / Д.Ф. Павлов [и др.] // Водные ресурсы. 2008. Том 35, № 1. С. 93-97.

10. Сарапулова Г.И., Мунхуу А. Трансформация геосистем в условиях урбанизации: гидрохимичекие параметры водотока // Вестник ИрГТУ. 2011. № 10. С. 170-176.

11. Алекин О.А., Семенов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. Л.: Гидрометеоиздат. 1973. 270 с.

12. Сарапулова Г.И., Мунхуу А. Гидрохимическая оценка сопредельной среды «почва-вода» в условиях урбанизации // Международный журнал экспериментального образования (РАЕ). 2012. № 7. С. 79-81.

13. Сарапулова Г.И., Мунхуу А. Экодиагностика почв акваль-ных ландшафтов в условиях урбанизации // Международный журнал экспериментального образования. 2011. № 7. С. 5558.

14. Асеева Е.Н., Касимов Н.С., Самонова О.А. Геохимическая дифференциация русловых отложений в гетеролитном бассейне р. Гвадалорс (Испания) // Труды IV Междунар. Науч.-практ. конф. Экология речных бассейнов. Владимир. 2007. С. 37-41.

15. Сарапулова Г.И., Гантомор С. Влияние тезногенеза на

устойчивость геосистем в условиях урбанизации // Естественные и технические науки. 2010. № 3. С. 286-287. 16. Сарапулова Г.И., Гантомор С. Влияние тезногенеза на миграцию тяжелых металлов в почвенных экосистемах г.

Улан-Батора: материалы межд. конф. ин-т Географии СО РАН «Динамика геосистем и оптимизация природопользования». г. Иркутск, 2010. С. 192-195.

УДК 622

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА АТМОСФЕРУ ПРИ ДОБЫЧЕ БУРЫХ УГЛЕЙ

© С.С. Тимофеева1, И.А. Карпова2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Статья посвящена оценке воздействия горного производства на атмосферу на примере Мугунского буроугольно-го месторождения. Рассмотрены основные источники загрязнения окружающей среды, рассчитана экологическая нагрузка на атмосферу при штатном режиме работы предприятия. Ил. 8. Табл. 1. Библиогр. 10 назв.

Ключевые слова: окружающая среда; экологическая нагрузка; источники загрязнения.

ENVIRONMENTAL ATMOSPHERIC LOAD ASSESSMENT UNDER BROWN COAL MINING S.S. Timofeeva, I.A. Karpova

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.

The article deals with the assessment of atmospheric effect of mining by example of Mugunsky brown coal deposit. The main sources of environmental pollution are considered, the environmental atmospheric load is calculated under regular mode of enterprise operation. 8 figures. 1 table. 10 sources.

Key words: environment; environmental load; pollution sources.

Горное производство относится к промышленным объектам, оказывающим наиболее широкое воздействие на биосферу, практически на все её элементы. Бесспорно, что горное производство оказывает максимальное воздействие на недра и землю. Площади нарушенных горными работами земель в РФ занимают более 3 тыс. га. При этом большинство из них не рекультивируются, так как уже нет предприятий, их нарушивших. Накопленный экологический ущерб составляет миллиарды рублей. По интенсивности воздействия на водные ресурсы горное производство также занимает лидирующее положение. Это выражается как в нарушении речной сети и изменении естественного режима стока, так и в колоссальных объёмах сброса сточных вод, по количеству которых горнометаллургическая промышленность находится на первом месте в РФ.

Воздействие горных работ на атмосферу также одно из самых значительных среди всех видов производств. К сожалению, в специальной литературе нет чётких данных о выбросах в атмосферу по отраслям производства, хотя некоторые специалисты по объёмам выбросов ставят горно-металлургическое производство на второе место после тепловых электростанций [1].

В настоящей работе предпринята попытка оце-

нить экологическую нагрузку горных предприятий, добывающих бурый уголь открытым способом, на атмосферу. В Иркутском бассейне, приуроченном к Приса-янскому прогибу в южной периферийной части Ангарской синеклизы Сибирской платформы, к настоящему времени открыто 24 месторождения бурых и каменных углей. Впадина имеет протяжённость 500 км с северо-запада на юго-восток вдоль горного массива Восточных Саян, от г. Нижнеудинска до оз. Байкал, её ширина составляет от 50 до 100 км [2]. Площадь бассейна на северо-западе и северо-востоке ограничивается выходами пологозалегающих (45°) юрских продуктивных отложений, перекрывающих породы докембрия и палеозоя, а продольными и поперечными поднятиями (валами) расчленяется на обособленные широкие пологие впадины (рис. 1).

В юго-западной и юго-восточной предгорных частях бассейна юрские отложения залегают в глубоких вытянутых впадинах или собраны в прерывистые складки северо-восточного простирания с падением крыльев под углами до 25°.Мощность юрских отложений нарастает с северо-востока на юго-восток (75-750 м). Отложения подразделяются на заларинскую безугольную, черемховскую и присаянскую (Л2) угольные свиты. Угленосность присаянской свиты непромышленная. В черемховской свите на месторож-

1Тимофеева Светлана Семеновна, доктор технических наук, зав. кафедрой промышленной экологи и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405106.

Timofeeva Svetlana, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Life Safety, tel.: (3952) 405106, e-mail: timofeeva@istu.edu

Карпова Ирина Александровна, аспирант кафедры промышленной экологи и безопасности жизнедеятельности. Karpova Irina, Postgraduate of the Department of Industrial Ecology and Life Safety.