Геоэкология Байкальской природной территории

‘Восточно-Сибирский государственный технологический университет бурятский государственный университет

ГЕОЭКОЛОГИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 05-04-97268.

Место соединения действий биохимического, геофизического и антропогенного факторов загрязнения тяжелыми металлами Территории Байкала вызывает необходимость экологических исследований бассейна Байкала. Для оценки экологической ситуации в резервуаре предложен ряд научных работ в области биологии, ихтиологии

S.G.Garmaeva, S.V.Gomboeva, GJ. Khanturgaeva, KZ Tsyrenov

GEOECOLOGY OF THE BAIKAL NATURAL TERRITORY

Joint action of biochemical, geophysical and anthropogenous factors of pollution by heavy metals of the Baikal natural territory causes necessity of carrying out of ecological researches of pool Baikal. For an estimation of an ecological situation of reservoirs in a number of scientific works in-biology, and ichthyology the evident and indisputable way of research of water inhabitants - fishes on the contents in them of polluting substances is offered to ecology.

Байкал, расположенный в центре Азиатского континента, - единственное озеро в Северном полушарии с многомиллионной историей. Развитие рифтовой зоны началось после столкновения Евразии с Индийской плитой, произошедшего в начале олигоцена (Казьмин В. Г. и др., 1995). В результате этого столкновения около 40 млн лет назад на границе малой Амурской и Евроазиатской плит стала формироваться Байкальская рифтовая зона. Много миллионов лет (25-30 млн) потребовалось для того, чтобы массивные горные породы, покрывающие Азиатский континент, превратились в почву, а глубочайшая Байкальская впадина заполнилась чистой пресной водой.

Почвообразовательный процесс начался с физического выветривания и измельчения горных пород под воздействием физических факторов: температуры, воды, атмосферных осадков и ветра. Одновременно с этим происходил длительный период создания рыхлого слоя на поверхности земной коры под влиянием химического круговорота веществ в ходе процессов гидролиза, гидратации и окисления под воздействием воды, углекислоты и кислорода. Живые организмы (бактерии, гри бы, водоросли, мхи, лишайники, высшие растения и животные) и продукты их жизнедеятельности на фоне физической и химической миграции веществ биологически разрушали горные породы и минералы с извлечением и аккумуляцией ими минеральных веществ (Безрукова Е.В. и др., 1999). В настоящее время к природным биогеохимическим факторам миграции веществ прибавился равноценный по влиянию антропогенный фактор с отрицательным воздействием на окружающую среду (Доклад..., 2004).

В г. Улан-Удэ расположены крупные машиностроительные предприятия, которые используют гальваническое нанесение защитных покрытий металлами, что приводит к загрязнению сточных вод ионами цветных металлов. Существующие способы очистки гальванических стоков не обеспечивают необходимого качества очистки вод (Баранов А.Н., 2004).

Много вредных веществ в байкальскую экосистему приносят «кислотные осадки», наблюдаемые в последние годы на особо охраняемой территории Байкала. Эти осадки формируются в Приангарье и «производятся»

заводами Иркутска, Ангарска, Усолья-Сибирского, Шелехово, Черемхово, Саянска и др. Попадая на территорию Забайкалья циркуляционными воздушными потоками, они значительно концентрируются за счет дымовых выбросов Байкальского и Селенгинского комбинатов (Доклад 2004).

Вблизи Байкала расположены значительные запасы цветных, редких и благородных металлов. Месторождения редких и цветных металлов представлены вольфрамом и молибденом (Джидинское, Инкурское в долине р. Джиды), молибденом (Орекитканское в Северном Прибайкалье, Жарчихинское в Селен-гинском среднегорье), свинцом и цинком (Холодненское в Байкальском хребте, Доват-ка в Голондинском хребте, Озернинское в верховье р. Уды), золотом (Зун-Холбинское и Самартинское в Восточном Саяне, Ирокин-динское и Кедровское в Витимском плоскогорье), железной рудой (Курбино-Вравнинский железорудный район), марганцевой рудой (Гаргинское в Икатском хребте и Талойское в Еравнинской впадине), флюоритами - плавиковыми шпатами (Наранское месторождение в Западном Забайкалье). Богат своими апатитоносными диоритами Ошурковский массив (недалеко от г.Улан-Удэ). Если горные породы в других массивах обычно имеют до 5-8 минералов, то на сравнительно небольшом участке обнажения Уточкина падь Ошурков-ского массива их обнаружено более 30. При этом все рудные районы, кроме Джидинского, приурочены к бассейну оз. Байкал (Никифоров К. А., 1988). '

Наибольшую опасность для озера представляют Холодненское колчеданное свинцово-цинковое месторождение и свинцово-цинковое месторождение Доватка, их руды содержат компоненты всех четырех классов гигиенической опасности (свинец, цинк, медь, кадмий).

Озерное колчеданное свинцово-цинковое месторождение, находящееся за пределами площади водосбора Байкала, прямого существенного влияния на загрязнение его вод не оказывает. Но вместе с тем наличие восточных ветров в определенное время года (весной и осенью) обусловливает перенос сульфидной пылевой фракции, содержащей такие вредные компоненты, как цинк, кадмий, таллий, барий, свинец, медь, кадмий.

Достаточно серьезную опасность представляет разработка Жарчихинского молибденового месторождения, находящегося в непосредственной близости от р. Селенги. По химическому составу месторождение содержит не только молибден, но и цинк, медь, свинец, кадмий (Хантургаева Г.И. и др., 1988). Антропогенное изменение ландшафтов и техногенные загрязнения на данном месторождении начались на начальном этапе геологоразведочных работ: поверхностные (канавы, шурфы) и подземные горные выработки проведены с существенным нарушением почвенного покрова и растительности.

Совместное действие биохимических, геофизических и антропогенных факторов загрязнения тяжелыми металлами окружающей среды обусловливает необходимость проведения экологических исследований озера Байкал, поскольку озеро и непосредственно примыкающая к нему территория в 1996 г. были включены в Список участков мирового природного наследия ЮНЕСКО. .

Для оценки экологической ситуации водоемов в научных работах по биологии, экологии и ихтиологии предложен наглядный и бесспорный способ исследования водных обитателей - рыб на содержание в них загрязняющих веществ. Рыбы завершают водную сеть питания, накапливая в себе не только полезные вещества, но и вредные химические элементы, в том числе и тяжелые металлы (Гомбоева С.В. и др,, 2003).

Материал и методы исследования

Объектами исследований служили особи ельца сибирского, которые были отловлены весной 2005 г. в разных районах бассейна озера Байкал: станция Монахово - Чивыркуйский залив оз. Байкал; станция Истомино - залив Черкалов оз. Байкал; станция Колесово - р. Селенга ниже Селенгинского целлюлознокартонного комбината (СЦКК); станция Зенит - р. Селенга ниже улан-удэнского промышленного узла.

Все экземпляры рыб характеризовали по общепринятой методике: измеряли длину тела, массу, определяли пол, возраст устанавливали по чешуе. Выборка рыб из всех популяций была представлена половозрелыми особями в возрасте 5+ - 7+, длиной 163-215 мм и массой - 55-120 г. Общее количество рыб - 74 экземпляра ельца.

Микроэлементный анализ рыб производили на содержание меди, цинка и свинца, которые Европейская экологическая комиссия ООН отнесла к числу экологически значимых тяжелых металлов и приоритетных загрязнителей окружающей среды. Для исследования содержания металлов брали различные орга- ны и ткани рыб: мышечную, покровную и костную ткани, печень, жабры, икру и молоку. Препарирование рыб проводили без использования металлических предметов. Пробы соответствующих органов и тканей гомогенизировали и объединяли от 5 экземпляров особей рыб. В полученных пробах определение концентрации тяжелых металлов проведено с помощью эмиссионного спектрального анализа на спектрографе ДФС 8-2. .

Результаты исследования        .

В результате проведенных исследований установлено, что максимальное количество микроэлементов (независимо от потенциальной токсичности или эссенциальности элемента) накапливается в печени, а минимальное - в гонадах ельца сибирского. Поэтому печень была выбрана нами в качестве органа-маркера накопления металлов.

Абсолютным доминирующим металлом в печени исследованных рыб являлся цинк. Рецессивным элементом оказался свинец. Промежуточное положение по биоаккумуляции в печени заняла медь.

ID цинк

□ медь

■ свинец

Рис. I. Содержание меди, цинка и свинца (мг/кг сырой массы рыб) в печени ельца Байкальской природной территории

Результаты исследований показали, что содержание микроэлементов в печени ельца снижается в ряду: цинк > медь > свинец. При этом концентрация цинка в десятки раз выше, чем концентрация меди, а концентрация меди, в свою очередь, на порядок выше, чем концентрация свинца. Установленный уровень накопления эссенциальных цинка и меди, а также токсичного свинца в органах и тканях ельца сибирского согласуется с литературными данными (Гомбоева, 2003) и не превышает рыбохозяйственные и санитарно-гигиенические ПДК для сырой массы мышц рыб.

Максимальная концентрация цинка в печени ельца обнаружена в Колесово, а минимальная - в Истом ино. Медь сконцентрировалась больше всего в печени рыб, выловленных вблизи станций Колесово и Зенит. Элиминация меди в том же органе наблюдалась у ельцов близ Монахово. Наименьшее содержание свинца регистрировалось у ельца, выловленного вблизи станции Колесово, наибольшая аккумуляция этого металла отмечена у особей станции Зенит.

В рыбах, выловленных у станции Зенит, на фоне накопления цинка происходит накопле ние токсичного свинца. Избирательная концентрация свинца и цинка в органах и тканях рыб - результат хронического воздействия промышленных сточных вод г. Улан-Удэ, содержащих опасные концентрации свинца и цинка, превышающие фоновые значения в несколько раз (Проблемы ..., 1997).

Елец залива Меркалов по минеральному составу приближается к особям из Чивыркуй-ского залива, но имеет некоторые отличия в количественно-качественном составе: уровень меди выше по сравнению с таковым у ельца из Чивыркуйского залива.

Таким образом, наиболее существенные отклонения в химическом составе от ельца Чивыркуйской популяции имел елец из русла реки Селенги, выловленный ниже станций Колесово и Зенит. Следовательно, экологическая ситуация на участках реки Селенги ниже г, Улан-Удэ и СЦКК оставляет желать лучшего из-за антропогенного влияния промышленных предприятий и месторождений рудных ископаемых, находящихся в непосредственной близости от р. Селенги и ее притоков.

Заключение

Установлено, что Чивыркуйский залив оз. Байкал может служить в качестве контрольного полигона при мониторинге здоровья рыб Байкальской природной территории и накопления вредных веществ в них. .

Показано, что содержания микроэлементов в печени ельцов всех исследованных популяций снижаются в ряду: цинк > медь > свинец. Максимальное накопление свинца и цинка наблюдается в печени ельца, выловленного из русла р. Селенги ниже г. Улан-Удэ и СЦКК. Значительная вариабельность тяжелых металлов в органах и тканях ельца сибирского Байкальской природной территории обусловлена отрицательным антропогенным воздействием СЦКК и промышленности г. Улан-Удэ и нарушением природного геохимического фона среды обитания при проведении геологической разведки месторождений рудных ископаемых и рудопроявлений вблизи реки Селенги и ее притоков.