Исследование состава донных отложений рек бассейна нижней Оби (в пределах Ханты-Мансийского автономного округа)

При анализе эколого-геохимической обстановки одним из наиболее информативных объектов исследований являются донные отложения. Аккумулируя загрязнители, поступающие с водосборов в течение длительного промежутка времени, донные осадки являются индикатором экологического состояния территории, своеобразным интегральным показателем уровня загрязненности. В особенности это верно для Обского Севера, который представляет собой практически единую ландшафтно-геохимическую систему, все звенья которой связаны потоками вещества (Глазовская, 1988). Единство гидрографической сети севера Западной Сибири является исключительно важным физико-географическим фактором. Дренажная сеть, представленная водотоками разного порядка, играет роль гидрологического "скелета", системо-образующего костяка всей изучаемой территории (Природа..., 1987).

Формирование химического состава поверхностных вод и, следовательно, донных отложений рек и озер во многом происходит при взаимодействии талых вод и дождевых осадков с грунтами. Учитывая, что значительная территория нефтепромыслов загрязнена нефтью вследствие аварийных разливов, фактор нефтяного загрязнения оказывает существенное влияние на химизм всех гидрологических объектов Тюменского Севера, и в особенности реки Оби - главной водной артерии региона.

Материалы и методика

Полевые исследования химического состава донных отложений рек Обского Севера были проведены в июне-июле 2000 г. Отбор проб проводился с борта судна "Ярославец", принадлежащего Ханты-Мансийскому окружному комитету охраны окружающей среды. При опробовании использовался пробоотборник собственной конструкции, позволяющий отбирать грунт из верхних 10 см отложений. Сборная проба составлялась из нескольких образцов, отобранных на глубине 1-1,5 м. В ходе исследований были отобраны образцы донного грунта в р. Оби на отрезке от заказника "Елизаровский" до заказника "Чухлайский", а также в нижнем течении рек Вогулка и Северная Сосьва. Пробы после просушки были направлены на химический анализ. Содержание химических компонентов в донных отложениях было определено в аккредитованной химико-аналитической лаборатории (ОАО "ТЦЛ", аттестат аккредитации № 511469 от 17.07.1998 г.). Определение содержания тяжелых металлов проведено методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на спектрофотометре АА8 после разложения почвы смесью кислот: азотной, фтористо-водородной, хлорной. Содержание нефтепродуктов определялось ИК-фото-метрическим методом после экстрактации четыреххлористым углеродом.

Результаты и обсуждение

Микроэлементный состав донных отложений

Поскольку утвержденные экологические нормативы содержания микроэлементов в донных отложениях отсутствуют, при анализе полученных результатов были использованы ПДК для почв (валовые формы) и данные о содержании микроэлементов в донных отложениях рек Обь-Иртышского бассейна из литературных и фондовых источников.

Содержание меди в обследованных донных отложениях варьируется от 9,3 до 25 мг/кг (в среднем 16,8 мг/кг). Полученные величины приблизительно соответствуют региональным фоновым показателям. Среднее содержание меди в донных отложениях рек и озер Тюменской области 13,5 мг/кг (Московченко, 1998). Содержание меди в донных отложениях в районе устья Иртыша колеблется в пределах 8,19-13,23 мг/кг (Обзор..., 1998). Учитывая, что ПДК меди (валовые формы) составляет, по разным данным, от 23 до 100 мг/кг (Справочник.,., 1990; Касьяненко, 1992), можно сделать вывод о незначительном загрязнении этим элементом, не представляющем существенной экологической опасности. Наибольшее значение содержания меди (25 мг/кг) обнаружено в пробе грунтов р. Оби на территории заказника "Елизаровский". В пространственном аспекте это хорошо соответствует данным других исследователей. Так, в более ранних исследованиях микроэлементного состава донных грунтов Оби было зафиксировано минимальное - в районе пос. Казым-Мыс, максимальное содержание меди в районе пос. Белогорье, находящемся рядом с заказником "Елизаровский" (Уварова, 2000).

Поверхностные воды таежной зоны Западной Сибири содержат стабильно высокие концентрации марганца (Нечаева, 1985, 1988; Обзор..., 1999), что делает этот элемент важным в анализе биогеохимической ситуации в ре'-гионе. В проанализированных образцах содержание марганца составляет от 110,3 до 299 мг/кг, среднее значение - 166,8 мг/кг. Это несколько ниже региональных показателей. Среднее содержание марганца в донных отложениях рек и озер Тюменской области 423 мг/кг (Московченко, 1998), в устье Иртыша содержание Мп колеблется от 3,85 до 975 мг/кг (Обзор..., 1998). Полученные нами величины значительно ниже ПДК марганца для почв (1500 мг/кг). Учитывая это, а также природное происхождение этого элемента, можно сделать вывод о том, что марганец не представляет серьезной экологической опасности.

Содержание никеля в проанализированных образцах от 0 до 50 мг/кг, в среднем 23,6 мг/кг. Максимальное значение отмечено в образце донных отложений, отобранном на территории заказника "Елизаровский". Полученные величины примерно соответствуют среднерегиональным показателям. Среднее содержание никеля в донных отложениях рек и озер Тюменской области 16,7 мг/кг (Московченко, 1998), содержание никеля в отложениях устья Иртыша - 15-37 мг/кг (Обзор..., 1998).

Содержание свинца в проанализированных образцах составляет от 20 до 50 мг/кг. Среднее содержание свинца - 27 мг/кг, что значительно выше среднего содержания свинца в отложениях водоемов Тюменской области - 11,6 мг/кг (Московченко, 1998). Свинец относится к элементам 1-го класса опасности, его поступление в окружающую среду во многом связано с антропогенной деятельностью. ПДК свинца для почв - 32 мг/кг. Таким образом, проведенные нами исследования свидетельствуют, что донные грунты в районе заказника "Елизаровский", дер. Шайтанская, и Чухлайского участка Березовского заказника относятся к слабозагрязненым по содержанию свинца.

Содержание хрома в образцах донных отложений составляет 35-52,5 мг/кг. Для сравнения, содержание хрома в отложениях устья Иртыша составляет 15,47-24,06 мг/кг (Обзор..., 1998). Среднее содержание хрома в донных отложениях водоемов Тюменской области - 49,2 мг/кг. Таким образом, содержание хрома в проанализированных донных отложениях примерно соответствует среднерегиональным показателям, интенсивное загрязнение этим элементом не выражено.

Содержание цинка в донных отложениях имеет значительный диапазон колебаний - от 50 до 425 мг/кг (среднее значение 126,7 мг/кг). Максимальное содержание - в р. Северная Сосьва, район дер. Шайтанская. Полученные результаты близки к приводимым В. И. Уваровой (2000) данным по микроэлементному составу донных отложений Оби в 1996 г. (21-342 мг/кг) и в целом выше, чем содержание цинка в донных отложениях в районе устья Иртыша, составляющее 30,1-124,5 мг/кг (Обзор..., 1998). ПДК цинка для почв - 110 мг/кг, следовательно, в некоторых образцах донных отложений превышены санитар-но-гигиенические нормативы цинка. Можно отметить, что обследованные в 1997 г. грунты р. Оби в районе пос. Белогорье, Кабель, Перегребное были отнесены к категории слабозагрязненных по цинку (Обзор..., 1998). Таким образом, в наших исследованиях подтверждается слабое загрязнение донных отложений Нижней Оби цинком.

Содержание нефтепродуктов

В проанализированных образцах донных отложений содержание нефтепродуктов составляет от <5 до 50 мг/кг. При содержании нефтяных углеводородов от 5,5 до 25,5 мг/кг донные отложения водоемов Обь-Иртышского бассейна относятся к категории "слабозагрязненных", от 25,6 до 55,5 мг/кг "умеренно загрязненных", 55,6-205,5 мг/кг - к категории "загрязненных", 205,6-500 мг/кг - к категории "грязных", выше 500 - "очень грязных" (Уварова, 1989). В соответствии с данной градацией, 4 образца относятся к категории "чистых", 7 - "слабозагрязненных" и один - "умеренно загрязненных" (рис.). Полученные значения свидетельствуют, что загрязнение нефтепродуктами донных отложений р. Оби от устья Иртыша до Чухлайского заказника, а также рек Северная Сосьва и Вогулка в нижнем течении имеет умеренный характер. Невысокие показатели содержания нефтепродуктов объясняются удаленностью от основных источников загрязнения - участков нефтедобычи. Тяжелые фракции нефтепродуктов, преобладающие в донных отложениях, в основном осаждаются вблизи загрязненных (замазученных) участков на нефтяных месторождениях. В малых реках, протекающих по территории нефтепромыслов, содержание нефтепродуктов значительно выше и зачастую превышают 0,1 г/кг грунта.

В пробе донных отложений р. Северная Сосьва возле дер. Шайтанская зафиксировано максимальное содержание нефтепродуктов - 50 мг/кг. Их высокое содержание объясняется влиянием местных источников (неподалеку от точки отбора находился причал маломерных судов).

Полученные данные приблизительно соответствуют приводимым сведениям о загрязнении донных отложений р. Оби в 1997 г. (Обзор..., 1998). Так, у пос. Елизарово содержание нефтепродуктов составляло в 1997 г. 13-41 мг/кг, у пос. Перегребное - 6-25 мг/кг. По среднегодовому содержанию нефтепродуктов донные отложения Оби в 1997 г. отнесены к категории "слабозагрязненных", в единичных случаях донные отложения можно отнести к "умеренно загрязненным" и "загрязненным" (Там же).

Выводы

Проведенные исследования химического состава донных отложений Оби и притоков свидетельствуют о том, что содержание тяжелых металлов в большинстве случаев близко к среднерегиональным показателям и не представляет серьезной экологической опасности. Несколько повышено содержание свинца и цинка, по которым донные отложения можно отнести к категории слабозагрязненных. Загрязнение донных отложений нефтепродуктами носит умеренный характер и находится на довольно стабильном по сравнению с 1997 г. уровне. В исследованных донных грунтах Оби и притоков содержание нефтепродуктов значительно ниже, чем в донных отложениях малых рек на участках нефтедобычи.

Гпазовская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк., 1988. 328 с.

Касьяненко А. А. Контроль качества окружающей среды. М.: Рос. ун-тет дружбы народов, 1992.136 с.

Московченко Д. В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: эколого-геохимическии анализ Тюменской области. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1998. 112 с.

Нечаева Е. Г. Ландшафтно-геохимический анализ динамики таежных геосистем. Иркутск: ИГ СО АН СССР, 1985. 210 с.

Нечаева Е. Г. Ландшафтно-геохимические черты зональных подразделений долинно-таежного Обь-Иртышья // География почв и геохимия ландшафтов Сибири. Иркутск: ИГ СО АН СССР, 1988. С. 3-17.

Обзор "О состоянии окружающей природной среды Ханты-Мансийского автономного округа в 1997 г.". Ханты-Мансийск: Государственный комитет по охране окружающей среды ХМАО, 1998. 155 с.

Обзор "О состоянии окружающей природной среды Ханты-Мансийского автономного округа в 1998 г.". Ханты-Мансийск: Государственный комитет по охране окружающей среды ХМАО, 1999. 152 с. Природа таежного Прииртышья / Антипов А. Н., Нечаева Е. Г., Дружинина Н. П. и др. Новосибирск: Наука, 1987.257 с.

Справочник помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога / Никитин Д. П., Новиков Ю. В., Рощин А. В. и др. М.: Медицина, 1990. 512 с.

Уварова В. И. Современное состояние уровня загрязненности вод и грунтов Обь-Иртышского бассейна // Сб. науч. тр. ГосНИОРХ, 1989. Вып. 305. С. 23-33.

Уварова В. И. Современное состояние качества воды р. Оби в пределах Тюменской области // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2000. Вып. 1. С. 18-26.