Эколого-геохимическое состояние ландшафтов Байкальского региона в сфере воздействия городов и горнопромышленных центров (РФФИ)НИР

Environmental and geochemical state of the landscapes in the impact zone of cities and mining centers in the Baikal region

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 31 октября 2017 г.-31 декабря 2018 г. Эколого-геохимическое состояние ландшафтов Байкальского региона в сфере воздействия городов и горнопромышленных центров (РФФИ)
Результаты этапа: Проведены полевые работы по опробованию поверхностных горизонтов почвенного покрова на территории г. Северобайкальск и п. Саган-Нур, а также воды и донных отложений в рр. Тыя и Тугнуй. Получены проб угля и золы ТЭЦ, выбросы которых оказывают сильное геохимическое воздействие на городские ландшафты. Ведутся работы по сбору и обобщению сведений о физико-географических характеристиках, климатических условиях и др. показателях городских и горнопромышленных ландшафтов, функциональному зонированию изучаемых территорий и составлению карт родов элементарных геохимических ландшафтов. В части проб определены основные физико-химические свойства городских почв, техногенных поверхностных образований и донных отложений рек. В результате выполненных полевых, лабораторных и аналитических работ созданы часть картографического обеспечения и информационной основы проекта для г. Северобайкальск и п. Саган-Нур, которая будет дополнена результатами анализов полученных проб почв, поверхностных техногенных образований, угля и золы ТЭЦ, речной воды, взвеси и донных отложений на содержание ТММ и ПАУ. Начаты разработка логической структуры и наполнение основных блоков БД, концентрирующей и систематизирующей сведения о природных условиях и техногенном воздействии, а также о распределении ТММ в компонентах городских и горнопромышленных ландшафтов. Разрабатываемая структура БД связывает отдельные блоки тематической информации системой логических связей, отражающих связи между компонентами городского ландшафта, обеспечивая решение поставленных в проекте задач составления ландшафтно- и эколого-геохимических карт и количественной оценки геохимических изменений и размеров техногенных аномалий в компонентах городских и горнопромышленных ландшафтов. Результаты гидрологических работ в августе 2018 г. позволяют охарактеризовать состояние поверхностных вод в долине р. Тугнуй в условиях летней межени. Объём стока был пониженным, модуль стока – 0,97 л/с/км2. Расходы воды в р. Тугнуй варьируют от 0,1 в створе наблюдений карьера до 0,18 м3/с ниже сброса вод системы водоотведения разреза Тугнуйский. Химический состав вод в верховьях р. Тугнуй в меженный период определяют подземное питание и сбросы вод с разработок. Транспорт органических и биогенных веществ затруднен вследствие пересыхания притоков, дренирующих болота и мелководные озёра на водосборе. Воды относятся к типу слабощелочных с рН 7,9-9 на всей территории полигона. В районе разреза увеличиваются значения общей щёлочности вод с 70-120 мг/л в фоновом створе до 300-400 мг/л в районе сброса дренажных вод, что свидетельствует о смене состава пород, которые дренирует р. Тугнуй. В районе разработок наблюдаются низкие концентрации фосфора (10-15 мкг/л), которые увеличиваются ниже по течению в связи с интенсификацией хозяйственной деятельности на водосборе до 84-115 мкг/л. Концентрации форм кремния зависят от доли подземных источников питания в водном балансе. Высокие концентрации Si наблюдаются в ненарушенных водных объектах: 7-9 мг/л. Большая доля поверхностных источников в дренажных водах приводит к уменьшению содержания Si до 4-5 мг/л. В системе водоотведения очистных сооружений пос. Саган-Нур обнаружены значительные концентрации взвешенных частиц, а также высокие концентрации биогенных элементов (Pвал 30-75мкг/л; Si 2-3 мг/л). Они сообщаются с солёным бессточным озером Олонь-Шибирь с концентрацией Рвал 800 мкг/л; Si – 2,3 мг/л. Отсутствие водной эрозии склонов объясняет низкую мутность вод в руслоотводах, выше участка сброса сточных вод – 10-15 г/м3 и низкие значения коэффициента доставки наносов – 0,03-0,08 для участка склона отвалов, примыкающего к руслоотводу. В паводочный период сток наносов значительно увеличивается, что подтверждает высокий коэффициент эрозионной расчленённости отвалов породы – 0,26-0,34. Основной вклад в увеличение мутности воды в районе разработок вносит сброс сточных вод из зумпфа разреза Тугнуйский. В водах наблюдается увеличение концентрации взвеси до 20-25 г/м3. До 50% наносов аккумулируется в водохранилище-илоотстойнике – мутность воды ниже водохранилища составляет 10,1 г/м3, что снижает вероятность поступления токсичных веществ вниз по течению. Поллютанты скапливаются в водохранилище, которое используется местным населением в рекреационных целях. Полученные результаты характеризуют гидрохимический фон, который влияет на транспорт и трансформацию веществ-поллютантов в речной системе. Они позволят интерпретировать результаты измерения концентраций поллютантов в воде и оценить их миграцию в долине р. Тугнуй. В результате будут количественно охарактеризованы потоки различных миграционных форм микро- и макроэлементов на всём протяжении реки на территории полигона и получена оценка степени загрязнения водных объектов. По результатам работ 2018 г. опубликованы 2 статьи в журналах из списка WoS и РИНЦ, сделаны доклады на трёх научных конференциях. Доклад «Химический состав вод в районах добычи полезных ископаемых» отправлен для участия во II Всероссийской конференции «Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития» (Санкт-Петербург, 19-20 декабря 2018 г.). Также подана заявка на участие в Международной конференции «Биомониторинг в Арктике» (Архангельск, 27-28 ноября 2018 г.) с докладом «Современные проблемы гидрохимии в районах добычи полезных ископаемых». В соответствии с планом работ на основе ранее полученных материалов для горнопромышленного центра г. Закаменск подготовлены и опубликованы 2 статьи в журналах из списка WoS и РИНЦ. Выполнена оценка современного состояния почвенного покрова горнопромышленного центра Закаменска в Бурятии (Россия), где в результате деятельности горно-обогатительного комбината образовалась зона экологического бедствия. Проанализированы 16 приоритетных загрязнителей, обладающих высокой токсичностью для живых организмов и относящиеся к I (Zn, As, Pb, Cd), II (Cr, Co, Ni, Cu, Mo, Sb), III (V, Sr, Ba, W) классам опасности, а также Sn и Bi. Разработка месторождения, физическое и химическое выветривание хвостохранилищ после закрытия комбината привели к резкому увеличению во всех функциональных зонах содержания Bi, W, Cd, Pb, Mo, Sb, Zn, Cu в почвах. Выявлена общая зона аккумуляции в пределах хвостохранилищ, где содержание Sb превышает фон в 356 раз; Cd – 70; Mo, Bi, Cu, W – 55-42; Pb, As – 37-34; Zn и Sn – в 12-6 раз. На севере, в результате осаждения на седиментационном барьере переносимого рекой Модонкуль материала Барун-Нарынского, Джидинского и аварийного хвостохранилищ, сформировалась контрастная зона аккумуляции – Модонкульское месторождение техногенных песков с превышением фоновых значений для Bi, Mo, W в 30-62, а Sb, Cd, Pb, Sn, Cu в 4-17 раз. Наиболее значимым фактором аккумуляции в почвах рудных элементов и свойственных им спутников является уровень антропогенной нагрузки в той или иной функциональной зоне. Накопление элементов-примесей зависит также от природных факторов – физико-химических свойств почв, геохимической позиции и почвообразующей породы. Наибольшую экологическую опасность представляют Pb, Sb, Cd и As, содержания которых превышают гигиенические нормативы в 1,7-7,8 раз. Около половины территории Закаменска характеризуется чрезвычайно опасным уровнем полиэлементного загрязнения, что негативно сказывается на здоровье населения. Данные геохимической съемки 2012 и 2016 гг. в г. Закаменске позволили исследовать поведение тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в системе «хвостохранилище-дорожная пыль-почва». В дорожной пыли Закаменска W, Bi, Cd, Mo, Sb, Pb, Zn, Cu, Sn поступают от техногенных источников – хвостохранилищ. Для Mn, Fe, As, Co, V, Cr, Ni преобладают природные источники – почвообразующие породы и почвы. Дорожная пыль (микрочастицы диаметром 10-1000 мкм) является фазой-носителем ТММ, поступающих из источника и аккумулирующихся в почве. Крупная фракция дорожной пыли PM10-1000 характеризуется максимальным содержанием рудного элемента W и близкими к PM10 концентрациями всех остальных ТММ. В г. Улан-Удэ проанализирован состав дорожной пыли по данным о содержании ТММ в 26 пробах дорожной пыли, собранной летом 2016 года. В 9 пробах, отобранных в разных функциональных зонах и на дорогах с разной интенсивностью движения, методом отмучивания выделены фракции РМ10 и РМ10-1000. По результатам масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой установлены ТММ, концентрирующиеся в дорожной пыли – Cd, Pb, Sb, Zn. Составлены карты, отражающие их распределение по территории города. Уровни Zn и Cd повышены в центре Улан-Удэ, максимальное накопление Pb наблюдается вблизи нефтебазы «Буряттерминал». В выделенных гранулометрических фракциях уровень накопления ТММ практически идентичен. В целом дорожная пыль Улан-Удэ слабо обогащена ТММ (средний суммарный коэффициент обогащения Ze=10). Наиболее загрязненная ТММ пыль (Ze=25-33) характерна для пересечений крупных автодорог, а также в районах исторической застройки Улан-Удэ, которые расположены в самых пониженных частях Иволгинско-Удинской котловины, куда во время ливней мигрируют взвешенные частицы. В результате здесь среднее значение Ze в 1,7 раза выше, чем для города в целом. Промышленные предприятия Улан-Удэ – ТЭЦ, «Улан-Удэстальмост», авиазавод и другие – занимают более возвышенные участки по сравнению с жилой застройкой, поэтому дорожная пыль в пределах промзоны не отличается высокой степенью обогащения ТММ (Ze=8,8). Полученные результаты охватывают основные компоненты городских и горнопромышленных ландшафтов, что обеспечивает возможность анализа путей миграции ТММ и техногенные парагенезисы поллютантов в сопряженных транзитных и депонирующих средах ландшафтов. В дальнейшем это позволит выявить техногенные геохимические аномалии в депонирующих средах, дать комплексную характеристику эколого-геохимического состояния окружающей среды в городах Байкальского региона, оценить их экологическое состояние и опасность загрязнения. Объединение этих результатов с информацией о техногенных источниках загрязнения будет способствовать развитию междисциплинарных исследований урбанизированных территорий.
2 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Эколого-геохимическое состояние ландшафтов Байкальского региона в сфере воздействия городов и горнопромышленных центров
Результаты этапа: 1. Характеристика техногенных источников загрязнения на территории Северобайкальска с анализом химического состава используемых в г. Северобайкальске углей и золы ТЭЦ. Основными источниками ПАУ в почвах и ландшафтах городов являются Центральная и две районные ТЭЦ. В составе их техногенных выбросов преобладают легкие 2-3-кольчатые полиарены. Дополнительное загрязнение создают выбросы автотранспорта и железных дорог. Железнодорожный транспорт представлен участком Байкало-Амурской магистрали, станцией, депо и другими сооружениями. К транспортной зоне относятся крупные автомагистрали (автодублер БАМа Усть-Кут–Уоян, просп. Ленинградский и 60 лет СССР), средние улицы и мелкие дороги. Степень загрязнения почв ПАУ от выхлопных газов автотранспорта зависит от температуры воздуха, значительно повышаясь при ее снижении. Промышленная зона включает ряд предприятий, расположенных в разных частях города: нефтебаза на севере города, очистные сооружения на юге, производство строительных материалов (ОАО Трест "Запбамстроймеханизация") на северо-западе, сервисы для автомобилистов на северо-востоке, хлебозавод и другие производства легкой и пищевой промышленности. К источникам загрязнения почв относятся свалки бытовых и промышленных отходов, которые подвержены горению. Химический состав Канско-Ачинских углей и золы, образующейся на ТЭЦ, характеризуется низкими содержаниями ТММ. Наибольшие значения по сравнению со среднемировыми данными выявлены у Sr и Ba, в золе – у Ni, т.е. эти элементы обладают высокой углефильностью. При сжигании углей тонкие фракции золы могут миновать золо- и газоочистки и вместе с дымовыми газами уйти в атмосферу на значительные расстояния от высоких труб ТЭЦ. Для выявления элементов, перешедших в газообразное состояние и представляющих наибольшую экологическую опасность, рассчитано их теоретическое содержание в золе с учетом зольности Канско-Ачинских углей, которое сопоставлено с фактическим содержанием ТММ в золе. 2. Тяжелые металлы и металлоиды–приоритетные загрязнители городских и горнопромышленных ландшафтов в г. Северобайкальске и п. Саган-Нур по данным химического масс-спектрального анализа с индуктивно связанной плазмой образцов, отобранных в 2018 г. В почвах Северобайкальска накаливаются Sb, Pb, W, Cu, остальные элементы имеют околофоновые концентрации. Интенсивность накопления ТММ в почвах изменяется в зависимости от характера использования территории. Наиболее загрязненными являются почвы селитебной усадебной, транспортной и промышленных зон. В транспортной и промышленной зонах наиболее сильным накоплением отличаются элементы с повышенной технофильностью – Sb, Cu, Pb, Cd и Sb, в усадебной – Sb, W, Pb, Cd, Zn. В бассейне р. Тугнуй, где находится п. Саган-Нур, распространены породы с повышенным содержанием Sr, а также Cu, Ni, Co, Pb; для фоновых почв также свойственно слабое обогащение Mo и Zn. Состав техногенных потоков загрязняющих веществ, образующихся при производственной и бытовой деятельности городского населения, чрезвычайно многообразен. Это приводит к изменению содержания As, Mo, Sb и W в поверхностных горизонтах городских почв, при этом в каждой функциональной зоне п. Саган-Нур лидируют свои приоритетные элементы-загрязнители. Используемый на ТЭЦ каменный уголь из Тугнуйского разреза в 1,1-18,8 раз обогащен Sr-Sc-Cu-Zn-Pb. Дальнейшая судьба элементов-примесей при сжигании углей на ТЭЦ определялась по соотношению фактического и теоретического содержания ПТЭ в золе, рассчитанного по зольности углей. Наименьшее фактическое содержание в золе и максимальная летучесть выявлены у Sr, Bi, Pb. 3. Моно- и полиэлементные карты распределения ТММ в поверхностном слое городских почв. В целом в почвах г. Северобайкальска основными загрязнителями являются Sb, Pb и Cu, в селитебной и рекреационной зонах повышено содержание W. Как показали составленные моноэлементные карты, расположение геохимических аномалий Sb, Pb, W, Cu в почвах города не совпадает, что говорит об разных источниках загрязнения. Наиболее контрастные аномалии расположены в основном на близком (до 500 м) расстоянии к оз. Байкал, что негативно может сказаться на его экологическом состоянии. Максимальные концентрации Sb (5-7,5 мг/кг) наблюдаются в почвах промышленной зоны у очистных сооружений и вблизи теплоэлектростанции и локомотивного депо на северо-западе города. Техногенные аномалии Pb (75-100 мг/кг) в почвах приурочены к промышленной зоне на северо-востоке Северобайкальска и к селитебной зоне на юге – между промышленными объектами и железной дорогой БАМ. Для W характерны повышенные содержания (7-10 мг/кг) в слабонарушенных почвах селитебной и рекреационной зон, что свидетельствует о природной аномалии этого металла. Наиболее контрастные техногенные аномалии меди (50-63 мг/кг) выявлены в почвах промышленной зоны, они обусловлены близостью ТЭЦ, электроподстанции и очистных сооружений. Почвы во всех функциональных зонах пос. Саган-Нур обладают единым перечнем приоритетных элементов-загрязнителей – As, Mo, Cd, Sn, Sb, W и Pb. Повышенные концентрации этих же элементов выявлены и в тугнуйских каменных углях. Анализ пробы золы после сжигания углей на Саган-Нурской ТЭЦ показал, что высокотемпературное сжигание приводит к поступлению в атмосферу практически всех ТММ, кроме V и Mo. Разработка месторождения не привела к полиэлементному загрязнению почв. Для почв промышленной зоны характерно накопление Pb. В почвах селитебной с одноэтажной застройкой и парковой зон в центральной и северо-западной частях поселка, где проживает и отдыхает значительная часть населения, незначительно повышено содержание Sc, V, Cr, Sn. 4. Оценка загрязнения водных объектов в зоне влияния Тугнуйского угольного разреза. Проведены исследования в бассейне реки Тугнуй, где ведется добыча каменного угля из крупнейшего в Сибири разреза, получены гидрологические и гидрохимические характеристики речной воды. В результате антропогенной деятельности мутность речной воды, концентрация основных ионов, биогенных веществ и микроэлементов резко изменились. В период межени влияние угледобычи прослеживается на 24 км ниже по течению, повышенные концентрации ТММ были обнаружены в основном в растворенных формах. Концентрации токсичных веществ снижаются в нижней части бассейна из-за разбавления и комплексообразования с органическим веществом. 5. Анализ группового состава ПАУ в поверхностном горизонте почв г. Северобайкальска; карты загрязнения почвенного покрова города бенз(а)пиреном, основные источники и зоны аккумуляции полиаренов. Впервые в почвах г. Северобайкальска (Республика Бурятия) изучено содержание 14 индивидуальных соединений полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и дана эколого-геохимическая оценка степени их загрязнения в связи с техногенным воздействием. В основу положены результаты почвенно-геохимической съемки, проведенной летом 2018 г., где из поверхностных (0-10 см) горизонтов разных функциональных зон было отобрано 57 городских, 10 фоновых проб почв и 2 пробы золы и каменного угля с ТЭЦ. Фоновые почвы имеют низкие средние содержания ПАУ с суммой 0,12 мг/кг. В их составе преобладают легкие (2-4-кольчатые) структуры с доминированием флуорантена (21% от суммы ПАУ) и пирена (20%). Содержание суммы легких низкокольчатых ПАУ в 1,5-2,6 раза превышает концентрации тяжелых высококольчатых. Среди высококольчатых ПАУ максимальное содержание имеет бензо(b)флуорантен (15%). Сумма ПАУ в городских почвах в среднем равна 0,540 мг/кг, что в 4,5 раза выше фона. Состав ПАУ в городских почвах не отличается от природных аналогов, в нем так же доминирует флуорантен (23% от суммы ПАУ), пирен (16%) и бензо(b)флуорантен (16%). Наиболее сильно загрязнены ПАУ почвы промышленной и транспортной зон, наименее – селитебной многоэтажной зоны. Наиболее контрастные аномалии ПАУ в почвах сформировались под воздействием выбросов тепловых электростанций и транспорта на северо-западе и юге города. Большая часть (63 %) почв города имеет умеренный уровень загрязнения ПАУ, 37 % – опасный и очень опасный, что содержит угрозу для здоровья населения и способствует ухудшению состава вод в озере Байкал. Основными техногенными источниками загрязнения городских почв ПАУ являются предприятия теплоэнергетики, железнодорожный и автомобильный транспорт, нефтебаза и очистные сооружения. 6. Оценка загрязнения почвенного покрова в г. Улан-Удэ тяжелыми металлами и металлоидами В почвенном покрове города Улан-Удэ в целом слабо накапливаются Sb, Pb и очень незначительно Cd, Sn (Kс 2-1,5). Поверхностные горизонты почв Улан-Удэ геохимически неоднородны из-за разного воздействия современных и реликтовых источников загрязнения. В промышленной зоне аккумулируется наиболее широкий спектр ТММ: Sb, Cd, Pb, Cu, Mo, W, Sn (Kс = 2,8-1,6). Такой набор поллютантов (кроме Mo) может быть обусловлен остаточным загрязнением от закрывшихся предприятий и составом насыпного урбоматериала. Почвы транспортной зоны имеют более узкую геохимическую специализацию: Sb, Pb, Cu (Kс = 2,4-1,8). В почвах многоэтажной жилой застройки аккумулируются Sn, Sb, Cd, Pb (Kс = 2,4-1,6), в малоэтажной –Pb, Sb (Kс = 2,5-2,4). В рекреационной зоне накапливаются Сr, Ni, Sb, Pb (Kс = 3,2…1,6), в почвах огородов и пастбищ – Sb, Cu и Zn (Kс = 1,6…1,5). Пики содержаний Cr и Ni в рекреационной зоне сформировались под влиянием стеклозавода. Сурьма поступает в агропочвы из атмосферы. Кластерный анализ с последующей проверкой значимости коэффициентов корреляции позволил выделить пять ассоциаций ТММ со сходными пространственными трендами и, как следствие, факторами аккумуляции: Cu – W – Zn – Bi, Sb – Pb, Cd – Sn, Cr – Ni – Mo, V – Co – As. Аномалии всех геохимических ассоциаций формируются вблизи предприятия «Улан-Удэстальмост» (Kc = 3-18). Около авиазавода накапливаются Cu, W, Zn, Bi, Сd, Ni, As (3–10), вблизи стеклозавода – Сr, Ni, Mo (8–30), кирпичного завода – W, Bi, Mo (3), вблизи ТЭЦ-1 и ЛВРЗ – Sb, Pb (11–13), шлакоотвала ТЭЦ-1 – Mo (9), мясокомбината – Cu, Zn, Сd, Sn, Sb, Pb (3–9), птицефабрики – Zn (6), в огородной зоне – Zn, Cu, Bi, Сd, Sn (3–9), в жилой зоне с автодорогами – Сu, W, Zn, Cd, Sn, Sb, Pb, Mo (3–68). Спектр накапливающихся элементов в почвах вблизи «Улан-Удэстальмост» (металлообработка), авиазавода, стеклозавода, кирпичного завода, ТЭЦ-1 и ЛВРЗ соответствует геохимической специализации выбросов этих предприятий. Техногенные аномалии Zn и Cu вблизи мясокомбината и птицефабрики объясняются их высоким содержанием в сточных водах пищевой промышленности, Сd, Sn, Sb, Pb поступают с выбросами этих предприятий. Аккумуляция Mo к северу от шлакоотвала обусловлена его высоким содержанием в угольной золе. Накопление Zn, Cu, Сd, Sn в агропочвах связано с их присутствием в составе удобрений или осадков сточных вод, Bi – в составе бытовых отходов. Спектр накапливающихся элементов в жилой зоне с автодорогами определяется, согласно литературным данным и результатам снегомерной съемки, химическим составом эмиссий автотранспорта. В почвы малоэтажной застройки ТММ поступают также с талыми снеговыми водами, загрязненными выбросами печного отопления. 7. Потенциально токсичные элементы в городских почвах и оценка риска для здоровья для центра добычи полезных ископаемых в Байкальском регионе. Дана оценка воздействию разработки W-Mo месторождения в г. Закаменске на состояние поверхностных горизонтов почв и здоровье местного населения. С этой целью: – определены уровни содержания ТММ в фоновых почвах, приоритетные загрязнители почв в различных функциональных зонах города и закономерности их пространственного распределения; – оценены уровни опасности накопившихся в городских почвах неканцерогенных и канцерогенных элементов для здоровья детей и взрослых при поступлении почвенных частиц двумя путями: пероральным и путем контакта с кожей; – проанализированы возможные негативные последствия многолетнего загрязнения горнопромышленных ландшафтов на основе экологически обусловленной смертности населения, одного из наиболее объективных показателей состояния здоровья горожан. Город Закаменск был образован для освоении Джидинского рудного узла, который обусловил природные литогеохимические особенности территории. Вне зависимости от происхождения почвообразующих пород все природные почвы имеют W, Mo, Sb специализацию. Рудовмещающие породы обогащают поверхностные горизонты специфичными элементами-спутниками Cu, Co, Zn и Sr. При развитии города сформировались функциональные зоны, каждая из которых характеризуется своими приоритетными загрязнителями: в техногенных поверхностных образованиях (ТПО) хвостохранилищ за счет петрохимических особенностей руды повышены концентрации W, Cd, Pb, Sb, Mo, Cu, Zn, Sn, As и Co; в почвах промышленной зоны за счет разрушения мест складирования отходов, выбросов ТЭЦ и литейного предприятия накапливаются W, Cd, Mo, Pb, Sb, Zn, Cu, Sn; в жилой многоэтажной застройке – W, Cd, Pb, Zn, Mo; в транспортной в результате эксплуатации автотранспорта – Pb. Основным путем поступления неканцерогенных и канцерогенных элементов в организм человека является пероральный. Наибольший вред для взрослых и детей оказывают W, Pb, Sb, Co, V, Cr, на долю которых суммарно приходится 92-96% индекса опасности HI. Высокие значения этого показателя у W, Pb и Sb объясняются повышенными концентрациями в поверхностных горизонтах почв г. Закаменска, а Co, V и Cr – низкими контрольными дозами. Близость расположения хвотохранилищ к селитебной зоне с многоэтажной застройкой и повышенная восприимчивость детей к воздействию ТММ на единицу массы является причиной повышенного риска влияния неканцерогенных элементов на детей, средний уровень опасности HI достигает чрезвычайно высоких значений. Среди канцерогенных элементов в пределах г. Закаменска наибольшее влияние оказываются Cd и Cr. Несмотря на закрытие ДВМК более 15 лет назад, суммарный риск развития злокачественных заболеваний TR свидетельствует о катастрофической экологической ситуации. Средний уровень риска TR выявлен более чем на 50% исследуемой территории, а очень высокий – в пределах аварийного рекультивированного хвостохранилища. Атмотехногенное загрязнение в результате дефлирующих хвостохранилищ приводит к загрязнению поверхностных горизонтов почв и ТПО и, как следствие, к резкому росту риска развития злокачественных заболеваний для взрослого населения. Для города характерен высокий рост смертности, в том числе от злокачественных новообразований в самых младших возрастных группах. К не менее актуальным патологиям можно отнести болезни органов дыхания и органов пищеварения. 8. Проведены полевые работы в районе гг. Гусиноозёрск и Байкальск. В июле-августе 2019 года проведены полевые работы в районе г. Гусиноозёрск (респ. Бурятия) и г. Байкальск (Иркутская обл.). В ходе работ выполнена почвенно-геохимическая съемка территории Гусиноозерска. Пробы почв отбирались из поверхностных (0-10 см) горизонтов по регулярной сетке с шагом 500-600 м между точками. Почвенные образцы представляли собой смешанную пробу, состоящую из трех индивидуальных проб, отобранных на расстоянии 3-5 м друг от друга. Фоновые пробы из поверхностных горизонтов каштановых почв отобраны на участке, расположенном к западу и к северо-западу от города. Всего в Гусиноозерске было отобрано 79 почвенных проб, включая 7 фоновых. На акватории оз. Гусиное отобраны 19 проб воды на разной глубине и 10 проб донных отложений. Пробы воды и донных отложений также отобраны из основных притоков – рр. Загустай, Цаган-Гол и Тобхор и вытекающей из озера р. Баян-гол. Гусиноозерской ГРЭС были предоставлены образцы угля Окино-Ключевского, Загустайского и Баин-Зурхенского разрезов и зола 6-го энергоблока. Из золошлакоотвала №1 были взяты образцы золы и шлама. Съемка территории г. Байкальска также проводилась с шагом 500-700 м. Предварительно выполнено функциональное зонирование изучаемой территории на основе космических снимков и карты градостроительного зонирования. Всего было отобрано 76 поверхностных почвенных проб, 4 пробы отходов из карт-накопителей БЦБК и 3 пробы из рек Бабха, Харлахта, Солзан, протекающих по территории г. Байкальска. Проведение полевых работ затруднялось объявлением в городе режима чрезвычайной ситуации в связи с обильными дождями и сильным подтоплением всей территории города. 9. Выполнены химико-аналитические работы, включающие определение комплекса основных физико-химических свойств почв, донных отложений, поверхностных вод, взвеси и содержания в них ТММ и ПАУ для гг. Гусиноозёрск и Байкальск.
3 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Эколого-геохимическое состояние ландшафтов Байкальского региона в сфере воздействия городов и горнопромышленных центров
Результаты этапа: Проанализированы ландшафтно-геохимические данные, полученные в результате полевых работ 2018 г. на территории г. Северобайкальска и пос. Саган-Нура с крупнейшим в регионе угольным разрезом. Основными источниками ПАУ в почвах и ландшафтах Северобайкальска являются ТЭЦ. Химический состав Канско-Ачинских углей и золы, образующейся на ТЭЦ, характеризуется низкими содержаниями ТММ. Наибольшие значения выявлены у Sr и Ba, в золе – у Ni, т.к. эти элементы обладают высокой углефильностью. Элементами, поступающими в атмосферу в составе тонких фракций при сжигании углей, являются Pb, Bi, Sn, Cd, Sr и Ba. В транспортной и промышленной зонах наиболее сильным накоплением отличаются элементы с повышенной технофильностью – Sb, Cu, Pb, Cd и Sb, в усадебной – Sb, W, Pb, Cd, Zn. В почвах г. Северобайкальска сформировалось несколько техногенных аномалий Sb, Pb и Cu, наиболее контрастные расположены в основном на близком (до 500 м) расстоянии к оз. Байкал, что негативно может сказаться на его экологическом состоянии. Впервые в почвах г. Северобайкальска изучено содержание 14 ПАУ. Сумма ПАУ в городских почвах в среднем равна 0,540 мг/кг, что в 4,5 раза выше фона. Состав ПАУ в городских почвах не отличается от природных аналогов, в нем доминирует флуорантен (23% от суммы ПАУ), пирен (16%) и бензо(b)флуорантен (16%). Наиболее сильно загрязнены ПАУ почвы промышленной и транспортной зон. 63 % почв города имеет умеренный уровень загрязнения ПАУ, 37 % – опасный и очень опасный. В бассейне р. Тугнуй, где находится п. Саган-Нур, распространены породы с повышенным содержанием Sr, а также Cu, Ni, Co, Pb; для фоновых почв также свойственно слабое обогащение Mo и Zn. Антропогенное воздействие привело к аккумуляции As, Mo, Cd, Sn, Sb, W и Pb в поверхностных горизонтах городских почв. Повышенные концентрации этих же элементов выявлены и в тугнуйских каменных углях. Используемый на ТЭЦ каменный уголь из Тугнуйского разреза в 1,1-18,8 раз обогащен Sr-Sc-Cu-Zn-Pb, максимальная летучесть выявлена у Sr, Bi, Pb. Получены гидрологические и гидрохимические характеристики бассейна реки Тугнуй. Выявлены значительные антропогенные изменения мутности речной воды, концентрации основных ионов, биогенных веществ и микроэлементов. В период межени влияние угледобычи прослеживается на 24 км ниже по течению, повышенные концентрации ТММ были обнаружены в основном в растворенных формах. В нижней части бассейна концентрации токсичных веществ в речной воде снижаются благодаря разбавлению и комплексообразованию с органическим веществом. На основе анализа имеющихся у авторов ландшафтно-геохимических данных получены и опубликованы результаты эколого-геохимической оценки состояния почвенного покрова в г. Улан-Удэ и Закаменске. Для последнего выполнена оценка риска для здоровья жителей под влиянием аккумуляции ТММ в городских почвах и ТПО. В июле-августе 2019 г. проведены полевые работы в районе г. Гусиноозёрск и г. Байкальск, включающие детальную почвенно-геохимическую съемку городских территорий и оз. Гусиное. На акватории оз. Гусиное отобраны 19 проб воды на разной глубине и 10 проб донных отложений. Гусиноозерской ГРЭС предоставлены образцы угля Окино-Ключевского, Загустайского и Баин-Зурхенского разрезов и зола 6-го энергоблока. Из золошлакоотвала №1 были взяты образцы золы и шлама. В г. Байкальске дополнительно отобраны 4 пробы отходов из карт-накопителей БЦБК. Выполнены химико-аналитические работы, включающие определение комплекса основных физико-химических свойств почв, поверхностных вод, донных отложений и взвеси и содержания в них ТММ и ПАУ для гг. Гусиноозёрск и Байкальск.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".