Впервые в горных условиях естественной природно-ртутной провинции изучена ртуть в биотическом компоненте “почва” в связи с биогеохимическими особенностями провинции. Оценены эколого-биогеохимические критерии — коэффициент биологического поглащения (Кб), и коэффициент накопления (Кн), характеризующие распределения ртути в объектах биосферы в природной естественной провинции и на контрольных участках.
For the first time in the mountains the natural — province of hydrargyrum studied hydrargyrum in the biotic component «soil» in connection with the peculiarities of biogeochemical province. Estimated eco — biogeochemical criteria — the coefficient of biological absorption of (Kb), and the accumulation factor (Kn) characterizing the distribution of hydrargyrum in the biosphere objects in the natural province of the natural and control sites.
Ключевые слова: ртуть, почва, коэффициент биологического поглащения (Кб), коэффициент накопления (Кн).
Keyword:hydrargyrum, soil, the coefficient of biological absorption of (Kb), the accumulation factor (Kn).
Ртуть — один из наиболее токсичных элементов. Только она определена как элемент 1 класса гигиенической опасности во всех природных средах. Ртуть обладает уникальными эколого-геохимическими, биогеохимическими и токсикологическими свойствами, обусловленными разнообразием ее форм миграции и спецификой их трансформации в природных условиях, повышенной возможностью перераспределения и биопереноса в окружающей среде, а также широким и разносторонним спектром негативных воздействий на живые организмы и их популяции.
Имеющие литературные данные показывают, что наиболее опасные и критические экологические ситуации были связаны именно с загрязнением среды обитания ртутью. Например, известные события: в Японии, Швеции, Северной и Южной Америке. В последние годы выявлены обширные зоны техногенного загрязнения этим токсическим металлом: в Германии, России, Казахстане, Кыргызстане и Украине.
Кыргызстан занимает ведущее место в мире по производству: сурьмы, ртути и ряда редкоземельных элементов. На относительно большой территории Кыргызстана
(198,5 тыс. км) сконцентрировано большое многообразие минеральных месторождений, характеризующихся различным составом и происхождением. В настоящее время на территории Кыргызстана известно более 10 тыс. минеральных месторождений, более 1000 из них считаются перспективными [1].
Причина такой особенности геологии Кыргызстана заключается в уникальном геологическом строении Евразии на месте столкновения двух складчатых поясов мира: Урало-Монгольского и Альпийско-Гималайского. Большая часть Кыргызстана (Тянь-Шанская) образована, в основном горизонтальными перемещениями литосферы на юг, а Памирская часть движется с юга на север. В результате они пересекают некогда единый великий Восточно-Европейско-Таримский континент. В пределах Тянь-Шаньской части имеются структуры, которые расширяясь к западу, занимают пространство от Западной Сибири до Карпат.
Таким образом, Территория Кыргызской Республики относится в перспективной редкометальной Тянь-Шанской металлогенической провинции. В ее пределах расположены такие крупные месторождения, как: Хайдаркен (ртутный), Кадамжай (сурьмяный), Макмал, Кум-Тор и Солтон-Сары (золотые), Куру-Терек (золото-медный) и другие. Многие из них были известны человечеству еще в глубокой древности и интенсивно эксплуатировались в IX-XI веках.
Прежде чем вводить в эксплуатацию новые предприятия, необходимо выяснить степень эколого-экономической обоснованности, подготовленности минерально-сырьевой базы потребность народного хозяйства или возможность экспорта тех или иных видов продукции горнодобывающей промышленности. В свою очередь, для определения промышленной значимости месторождений полезных ископаемых, т. е. возможности строительства новых предприятий и на базе целесообразно осуществить экономическую оценку месторождений [2].
Известно, что одним из разведанных высокогорных ртутных, рудных месторождений и рудопроявлений являются: Ат-Башинская, Уланская и Борколдойская в Ат-Башинском районе. Учитывая эколого-экономическую значимость региона, ведется изучение эколого-биогеохимических особенностей ртути в природных экосистемах в районе ртутных рудных зон Ат-Баши (Ат-Башинского района).
Ат-Башинский район один из самых высокогорных районов республики. Его территория расположено на высоте более 2000 м над уровнем моря. Республика богата рудами цветных и редких металлов, углем и другими полезными ископаемыми.
Имеются месторождения ртути, свинца, никеля, мрамора, строительных материалов и др. Крупные ледники: Кош-Кара-Таш, Муздабас, Ача-Кайңды, Туюк Богошту, перевалы: Джол Богошту, Уйюрме, Таш-Рабат, Ичке.
Почва весьма специфический компонент биосферы, поскольку она не только геохимически аккумулирует компоненты загрязнений, но и выступает как природный буфер, контролирующий перенос химических элементов и соединений в атмосферу, гидросферу и живое вещество. Микроэлементы, поступающие из различных источников, попадают в конечном итоге на поверхность почвы и их дальнейшая судьба зависит от ее химических и физических свойств. Продолжительность пребывания загрязняющих компонентов в почвах гораздо больше, чем в других частях биосферы, и загрязнения почв, особенно тяжелыми металлами, практически вечно. Металлы, накапливающиеся в почвах, медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции [3]. Первый период полу-удаления тяжелых металлов, по расчетам разных ученых, для почв в уловиях лизиметра сильно варьируется: для Zn от 70 до 510 лет, для Cd от 13 до 1100лет и для Pd от 750 до 5900 лет [4]. Хотя микроэлементы лишь малые компоненты в сосаве твердой фазы почвы, они играют важную роль в ее плодородии. Значение связей микроэлементов с отдельными фазами почв и их родство с каждой составной частью почвы — это ключ к лучшему пониманию принципов, управляющих поведением микроэлементов в почвах.
Известно, что территория Кыргызстана слагается из горных хребтов, из склонов, предгорий, межгорных впадин и котловин, сыртовых нагорий, которые оказывают существенное влияние на дифференциацию горных ландшафтов, на формирование почвенного покрова и других природных факторов [5].
В районе исследованных участков выделены следующие виды почв — горные почвы — горные темно-каштановые (под злаково-ковыльной степью, 2300 -2500 м над уровнем моря); горные черноземы тучные (под злаково-разнотравной луго-степью, 2500–2800м над ур.м.); горно-лесные-бурые (под тяньшанской елью, 2800–3100м над ур. м.); горно-луговые черноземовидные субальпийские почвы (под высокотравной растительностью, 3100–3500 м над ур. м.) [6].
Анализ почвенного покрова показал, что по разным типам почвенного покрова уровень ртути отличается сравнительно мало, за исключением отдельных участков. В горных темно-каштановых почвах (2300–2500 м) природной ртутной провинции содержание ртути в среднем от 22 до 53мкг/кг сухого вещества и среднее значение равно 38,2±4,2 мкг/кг сухого вещества. В верхних зонах горных черноземов (2500–3000м) концентрации ртути колебались от 16 до 64 мкг/кг сухого вещества, что в среднем составляет 39±4,3 мкг/кг сухого вещества. В горно-лесных бурых и горно-луговых черноземовидных субальпийских почвах (3000–3500 м) среднее содержание ртути равно 25,6±3,4 мкг/кг сухого вещества (см. табл. 1).
Таким образом наши анализы показали, что в верхних зонах Ат-Башинской ртутной природной провинции концентрация ртути в среднем немного ниже по сравнению с нижними зонами, но с небольшими колебаниями и ниже ПДК.
Таблица 1
Среднее содержание ртути впочвенном покрове Ат-Башинской ртутной провинции по типам почвы (мкг/кг сухого вещества)
|
Почвенный покров |
Кол. образцов |
Содержание |
|
Горные темно-каштановые (2300–2500 м) |
12 |
38,2±4,2 |
|
Горные черноземы (2500–3000 м) |
12 |
39±4,3 |
|
Горно-лесные бурые и горно-луговые черноземовидные (3000–3500) |
12 |
25,6±3,4 |
Нами изучались биогеохимические особенности в почвенном покрове природной ртутной провинции по годам и сезонам. В табл. 2 показаны результаты исследований, где средняя концентрация по годам во всех точках ниже ПДК. Немного отличается уровень концентрации по годам. Например, в темно-каштановых 38,1 ± 6,2 (2300–2500 м), горно-лесных -бурых и горно-луговых черноземовидных почвах — 35,6 ± 5,2 (3000–3500 м), уровень концентрации за 2013г. Выше в среднем на 15–20 % по сравнению с 2015 г.- соответственно — 32 ± 4,7 и 32±4,2, а в горных черноземах (2500–300 м) наоборот, в 2015г (39±2,6) выше по сравнению с 2013 г (32±2,3).
Таблица 2
Содержание ртути всредней пробе почвенного покрова Ат-Башинской ртутной провинции по годам (мкг/кг сухого вещества)
|
Почвенный покров |
Кол. образцов |
Содержание |
||
|
2013 |
2014 |
2015 |
||
|
Горные темно-каштановые (2300–2500 м) |
18 |
38,1 ± 6,2 |
31±3,3 |
32±4,7 |
|
Горные черноземы (2500–3000 м) |
18 |
32±2,3 |
36±4,1 |
39±2,6 |
|
Горно-лесные бурые и горно-луговые черноземовидные (3000–3500) |
18 |
35,6 ± 5,2 |
33±3,7 |
32±4,2 |
Литература:
- Бакиров А. Минеральные богатства Кыргызстана // Наука и новые технологии. -1997. — № 4.- с. 52–60.
- Норузбаев М. К., Турдукеев Д. И. О рациональном использовании минерального сырья и отходов производства сурьмяно-ртутной промышленности Киргизии // Охрана и рациональное использование водных ресурсов, атмосферного воздуха и отходов производства. — Фрунзе.: Илим, 1991. — с. 164–165.
- Оторбаев К. О., Тимонин Е. И., Тимохина Г. А. и др. Экономика и охрана окружающей среды. — Бишкек.: Илим, 1992. –с. 86.
- Доолоталиев С. Полезные ископаемые Кыргызстана и их использование. — Бишкек: Илим, 1996.- с. 231.
- Ковда В. А. Биогеохимия почвенного покрова. — М.: Наука, 1985.-с.265.
- Шварова И. С., Садовникова Л. Н. Об эффективности использования показателей ртуть-гумус при мониторинге загрязнения почв // Вестн. МГУ.Сер. почвовед. 1992. -№ 3. — с. 43–46.
- Мамытов А. М. Почвенные ресурсы и вопросы земельного кадастра. Кыргызской республики. — Бишкек.: Кыргызстан, 1996. –с. 240.
- Добровольский В. В. Основы биогеохимии. –М.: Высшая школа, 1998. –с. 412.
- Дженбаев Б. М. Геохимическая экология наземно-водных организмов. — Бишкеке, 1999. — с. 178.
- Сухачев А. Г. Некоторые данные о почвах Северного склона Ат-Башинского хребта // Труды отдела почвоведения. М.: АН Кирг ССР. — 1959.- с. 125.
