| Результаты этапа: Повторно опробованы аквальные ландшафты р. Селенги, ее притоки, дельта Селенги, выявлены региональные и локальные ландшафтно-геохимические особенности бассейна. Изучено современное эколого-геохимическое состояние г. Улан-Удэ и его влияние на аквальные ландшафты рек Селенга и Уда. Выявлен значительный рост содержаний тяжелых металлов во взвешенных наносах Селенги ниже г. Улан-Удэ. Составлена карта ландшафтно-геохимического районирования бассейна Селенги.
Прослежен тренд изменения изотопного состава (δ18O и δD) свежевыпавшего снега из единой воздушной массы на транссекте протяженностью 1400 км через северо-восток Европы от станции Коноша через Инту-Сейду до станции Елецкая в предгорьях Полярного Урала, объяснена изменчивость dexc в этом снегопаде. Исследован изотопно-геохимический состав ледяного ядра булгунняха Песцовое, в долине р. Евояха, Тазовский п-ов, север Западной Сибири. Показано, что последовательное формирование льда ядра булгунняха обычно ведет к образованию более древнего льда в верхней части ледяного ядра и более молодого льда в самой нижней части ледяной линзы.
Рассчитаны потоки тяжелых металлов в бассейне р. Селенги. Проведены оценочные расчеты влияния основных источников антропогенного воздействия на потоки элементов в растворенной и взвешенной формах в аквальных ландшафтах бассейна р. Селенги. Проведено опробование воды, взвешенных веществ, донных отложений, а также снежного покрова и льда дельт Дона и Кубани. Выявлена сезонная динамика содержания взвешенных и растворенных форм тяжелых металлов, показано, что для большинства металлов определяющее значение имеет весенний период.
Изучено содержание металлов в гранулометрических фракциях поверхностного горизонта почв оврага (юго-восточная часть Смоленско-Московской возвышенности). Максимальные содержания Ti выявлены во всех пылеватых фракциях, Zr – в крупно пылеватой, Cu и Pb – в средне и мелко пылеватой фракциях, Mn, Co, Ni, Cr, Zn – в илистой фракции. В процессе механической миграции почвенного материала внутри оврага содержания металлов в гранулометрических фракциях изменяются.
Изучена радиальная дифференциация верхней 60-см толщи аллювиальных почв р.Черни по содержанию валовых и подвижных форм металлов. За 60 летний период выделено 4 этапа накопления осадков, характеризующиеся различными условиями антропогенного воздействия. Проанализированы запасы 137Cs и его удельная активность в западносибирских ландшафтах ерников и темнохвойных лесов. Максимум запаса 137Cs и удельная активность приурочены к верхнему слою с зольностью более 30%, в мохово-травянисто-кустарничковом ярусе зафиксированы низкая активность и запасы.
Исследован изотопный состав ледника хребта Сунтар-Хаята. Показано, что лед формируется преимущественно за счет осадков, поступающих с акватории Охотского моря. Изотопно-кислородный состав льда не отражает однонаправленных тенденций климатических изменений за последние 500-1000 лет. Во льду, формировавшемся в течение последних десятилетий, не отмечено выраженного утяжеления изотопного состава. Выполнены изотопно-геохимические исследования талого ледникового стока в горно-ледниковом бассейне Джанкуат на Центральном Кавказе. Выполнены тестовые изотопно-геохимические определения кислорода и углерода в карбонатах из серых лесных почв. Проанализирован изотопный состав углерода торфа, перекрывающего бугры в пределах бугристых ландшафтов Большеземельской тундры.
Изучено поведение тяжелых металлов (ТМ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и легкорастворимых солей в городских ландшафтах: процессы техногенной миграции, трансформации и аккумуляции химических элементов на геохимических барьерах (ГХБ), образование техногенных аномалий в депонирующих средах. В почвах ВАО по сравнению с фоновыми выявлены более высокие содержания ТМ с коэффициентами накопления Кс 2,9–7,6. Методом многофакторного регрессионного анализа определены ландшафтные и техногенные факторы накопления металлов и металлоидов в городских почвах ВАО г. Москвы. Кислый геохимический барьер выявлен для Cr и Sb, щелочной – для Cu, Ni, Sr и Zn. На органоминеральном барьере накапливаются Ag, Cd, Fe, Mn и Zn. Хемосорбционный барьер установлен для всех элементов корме Ag. Сорбционно-седиментационный барьер по отношению к Mn и Pb связан с илистыми частицами, As, Be, Bi, Co, Sn, Sr, Ti, V, W и Zn – пылевой фракцией, а Be и Sn – песчаной. На окислительном барьере накапливаются Mo, Sb, Sn.
Проанализированы данные о сумме солей (TDS), уровнях и типах засоления городских почв на территории СЗАО г. Москвы. Получены аналитические данные, характеризующие содержание подвижных форм ТМ в почвах промышленно-транспортной, рекреационной и жилой зон с разным уровнем засоления, составом и численностью почвенной микробиоты. Впервые на территории СЗАО определен состав диатомовых водорослей, которые являются интегральным показателем экологического состояния и загрязнения городских почв. Экологические особенности комплекса диатомовых водорослей отражают основные направления техногенной трансформации почв в разных функциональных зонах города и могут использоваться при биоиндикации состояния почв. Наибольшее разнообразие гидрофильных и амфибиальных видов диатомей свидетельствует о сезонном переувлажнении почв, увеличение доли галотолерантных видов – об их сезонном засолении.
Проведена оценка изменения состава и свойств почв степных и горно-таежных ландшафтов под воздействием выбросов Красноярского и Саяногорского алюминиевых заводов. Содержание ТМ в почвах превышает их кларки в 1,5-3 раза, как в природных, так и техногенных ландшафтах. Рудные элементы активнее накапливаются в виде мелкодисперсных коллоидных частиц, максимальное содержание элементов отмечено в техноземе на месте хвостохранилища. Отмечена интенсивная миграция меди в ионной форме.
Составлена эколого-геохимическая карта г. Улан-Батора (Монголия). Проанализировано содержание ТМ и металлоидов в древесных растениях г. Эрдэнэт (Монголия), расположенного в пределах рудной медно-молибденовой провинции. Оценено эколого-геохимическое состояние снежного покрова г. Улан-Удэ. В пределах города выявлено подщелачивание зимних осадков, повышение их минерализации в 2-3 раза, изменение преобладающего класса снеговых вод с сульфатно-хлоридного кальциево-натриевого на сульфатно-гидрокарбонатный кальциевый, увеличение пылевых выпадений в 6 раз.
Обобщены результаты экологического мониторинга ракетно-космической деятельности за 2002-2013 гг. Установлено, что в штатном режиме воздействие падения фрагментов первой ступени на экосистемы носит локальный характер. Средняя частота проливов компонентов ракетного топлива в местах падения фрагментов составляет 36%. Трансформация химического состава снега и почвы наблюдается на территории, в пределах 5-10 м от фрагментов. Загрязнение снега и почвы специфическими веществами приурочено к двигательным установкам и бакам горючего. При аварийных падениях РН «Протон» на начальном этапе полета наблюдается масштабное воздействие на окружающую среду. Аварийное разрушение ракеты-носителя на высотах 20-30 км приводит к незначительному механическому нарушению экосистем на местах падения фрагментов, химическое загрязнение наземных экосистем отсутствует. Построены картографические модели на техногенно нарушенные участки; создана база данных по площадям и характеру нарушений на местах падения по сезонам года. На ключевые участки построены цифровые модели местности, по которым проанализированы условия миграции и трансформации загрязняющих веществ. Построены серии карт по загрязнению компонентов экосистем (снега, почвы) специфическими для космической деятельности веществами.
|
| Результаты этапа: Проведены ландшафтно-геохимические исследования в бассейне р. Селенги. Определены содержания приоритетных загрязнителей и сопутствующих химических элементов в воде, взвешенных и влекомых наносах, донных отложениях и почвах. Выявлено загрязнение компонентов аквальных ландшафтов нижнего течения р. Селенги и притока р. Уды нефтепродуктами, молибденом, мышьяком, цинком, медью, связанное с воздействием г. Улан-Удэ. Проведен количественный анализ геохимических потоков тяжелых металлов в бассейне Селенги с учетом форм миграции и сезонной динамики. Выполнена балансовая оценка аккумуляции тяжелых металлов в дельте Селенги. Получены данные о содержании тяжелых металлов в воде, взвешенном веществе и донных отложениях в период половодья в дельтах р. Дона и Кубани. Описана сезонная динамика содержания тяжелых металлов в аквальных ландшафтах дельты Дона, повышенные концентрации которых выявлены в весенний период.
Изучено распределение загрязняющих веществ в почвах агролесостепной зоны (бассейн р. Чернь). Содержание гумуса, валовых и подвижных форм металлов и мышьяка, а также радиоактивного цезия-137 свидетельствуют, о том, что в днищах балок накапливается основная доля наносов, смываемых со склонов. Выполнен анализ радиального распределения металлов в составе песчаной фракции, в почвах и их латеральной дифференциации в почвах катен и овражно-балочных системах бассейна р. Протва; выявлена геохимическая трансформация данной фракции почвенно-геохимическими процессами, обуславливающая конвергенцию геохимических спектров, характеризующих почвы подчиненных ландшафтов.
Изучено антропогенное засоление и осолонцевание почв в Восточном административном округе (ВАО) Москвы в результате многолетнего применения противогололедных реагентов (ПГР). Охарактеризованы уровни содержания и особенности распределения легкорастворимых солей и обменных катионов в снеговых водах и почвах различных функциональных зон. В почвах транспортной и промышленной зон выявлены техногенные аномалии NaCl и CaCl2 со степенью засоления до 1,3-1,6% Составлены карты содержания легкорастворимых солей и обменного натрия в поверхностном слое почв округа. Причиной развития засоления и солонцеватости почв служат вносимые с ПГР хлоридно-натриевые соли и катион натрия, вызывающий диспергацию и пептизацию почвенных коллоидов, которые под влиянием электролитов солей коагулируют, увеличивая плотность почв.
Получена оценка загрязнения снежного и почвенного покровов в урбанизированных ландшафтах г. Улан-Батора и г. Улан-Удэ, горнопромышленных ландшафтов г. Эрдэнэта и г. Закаменска. В Улан-Баторе максимальное атмосферное поступление характерно для Sr,Mo,As,Zn,Ni,Co,V,Cr, приоритетными загрязнителями почв являются Pb,Cd,Zn,Mo,Cr,Cu, наиболее сильное загрязнение выявлено в центральном промышленно-транспортно-селитебном ареале. В Улан-Удэ максимальные выпадения свойственны Sb,Zn,Sn,W,V,Co, в почвах города концентрируются Pb,Cd,Sb,Sn, наиболее интенсивно в промышленной зоне. В обоих городах высока площадь с опасными концентрациями Zn,Pb,As. Верхние горизонты почв в г. Эрдэнэте и г. Закаменске отличаются высокой концентрацией рудных элементов и их спутников. В промзонах значения ИПЗ в 14-16 раз превышают чрезвычайно опасный уровень. Влияние г. Улан-Батора на микроэлементный состав вод и донных отложений р. Туул в период летних паводков в целом незначительно. Влияние горнопромышленных центров на состояние речной сети локально и не сказывается на основной водной артерии – р. Селенге.
Проанализирован геохимический состав льда едомной толщи Дуванного Яра. Выявлена высокая минерализация грунтов в толще Дуванного Яра, часто значение сухого остатка больше 3 г/кг, тогда как для внутриконтинентальных едомных толщ более привычны значения до 1-2 г/кг. Установлены интервалы содержаний цинка, железа, меди и марганца в повторно-жильных льдах образцов Дуванного Яра, которые превышают среднее содержание (весовой кларк) в водах гидросферы. Выполнен анализ данных о геохимических особенностях бугристых ландшафтов в районе учебно-научного полигона «Хановей», расположенного в Большеземельской тундре. Региональный геохимический фон плейстоценовых отложений охарактеризован на основе анализа водных вытяжек из образцов, отобранных из скважины, пробуренной на плоском водоразделе рек Воркута и Сейда. Общая картина распределения легкорастворимых солей отражает последовательное уменьшение степени засоленности пород вверх по разрезу. Изучена структура почвенного покрова водосбора балки. Выявлено обогащение почв Zn, Sr,Cr,Cu,Ni,Mn,Pb по сравнению с торфяниками. Содержание Co,Mn в почвах полигона ниже, чем в криоземах Ямала, Pb – выше, а концентрации Сu,Cr,Ni,Sr,Zn не отличаются. Изучено формирование талого стока с ледника Джанкуат и выполнено расчленение гидрографа р. Джанкуат с помощью изотопного и ионного баланса. Изучены изотопные вариации и общая минерализация стока на замыкающем створе р. Джанкуат для двух сезонов абляции 2013 и 2014 гг. Для расчленения гидрографа стока 2014 г. были использованы средние значения 18О и минерализации, полученные для различных источников питания р. Джанкуат: атмосферных осадков, снега разных сезонов, фирна, льда и грунтовых вод. Получены новые данные по изотопному и химическому составу снежного покрова Трансбайкальского региона от г. Якутск до озера Байкал. Установлено, что в зимний период значения δ18O снега в г. Улан-Удэ достигают −39‰, что типично для внутриконтинентальных воздушных масс. Описана пространственная изменчивость содержания стабильных изотопов водорода и кислорода в снежном покрове. Величины рН и минерализация жидкой фазы снега в г. Улан-Удэ зависят от количества пыли, характерно преобладание гидрокарбонат-иона и сульфатов в транспортной и промышленной зонах.
Исследована степень пирогенной трансформации свойств почв от интенсивности, типа и времени воздействия пожара. На участках прохождения низовых пожаров высокой интенсивности в почвах гарей по сравнению с почвами контрольных участков отмечается уменьшение содержания органического вещества, увеличение соотношения Сгк/Сфк, повышение значений рН и электропроводности, увеличение содержания подвижных форм калия и фосфора. Основными ландшафтными факторами, определяющими степень трансформации свойств почв, являются экспозиция склонов хребта Хамар-Дабан и тип растительности, определяющий качество и количество горючего материала. Южный макросклон характеризуется более высокой пожароопасностью. Наибольшей интенсивностью и продолжительностью пожаров отличаются расположенные на нем кедровые леса с кедровым стлаником. Темнохвойные леса северного макросклона (в основном пихтовые и кедровые), характеризуются значительными запасами валежа, завалов, сухостоя и т.п., однако в силу высокой влажности интенсивность пожаров здесь ниже, чем на южном макросклоне. Скорость восстановления свойств пирогенно-измененных почв определяется степенью их трансформации при термическом воздействии. Почвы легкого гранулометрического состава быстрее возвращаются к исходному состоянию за счет меньшей сорбционной способности и выносу зольных элементов за пределы профиля. Возобновление растительного покрова на участках гарей как правило идет с поселения мелкотравья и кустарничков.
Разработаны методические подходы к пространственной оценке буферных свойств ландшафта с использованием геоинформационных технологий. Для оценки условий миграции загрязняющих веществ использованы различные морфометрические характеристики рельефа (уклоны, экспозиция склонов, кривизна, индекс конвергенции, индекс влажности, индекс топографического положения), построенные по цифровой модели рельефа. Проанализирована информативность различных показателей и построены комплексные карты, моделирующие условия миграции и трансформации загрязняющих веществ в ландшафтах Горного Алтая.
Выполнена почвенно-геохимическая характеристика ландшафтов ключевых участков районов падения ступеней ракет в пределах Обь-Енисейского междуречья, в западной части Кеть-Тымской равнины, на водоразделе правых притоков р.Оби – рек Пайдугина и Лисицы. Изучена природная вариабельность вещественного состава и свойств почв: дана оценка природной вариабельности свойств почв, отражающих возможное воздействие ракетно-космической техники: содержание нитрат-ионов, иона аммония, актуальная, обменная и гидролитическая кислотности, содержание общего азота и углерода органических веществ; определены интервалы типичных значений свойства почв, определяющие ее устойчивость к воздействию загрязняющих веществ. Установлено, что концентрации нитратов не превышают значений ПДК. Проведено исследование целлюлозолитической активности почв аридных ландшафтов. Объекты исследования – природные почвы площадок экологического мониторинга, а также техногенно-трансформированные почвы. Наибольшая целлюлозолитическая активность отмечается для песчаных пустынных почв и такыра - 3,20 и 2,79 мг/г в сутки соответственно. Остальные почвы не дифференцированы по данному показателю. Поступление компонентов ракетного топлива (КРТ) вызывает снижение биологической активности для большинства почв в 1,5-2 раза, наиболее снижение (в 4,2 раза) установлено для песчаной пустынной почвы под мортуково-эфедровой с рогачем растительностью.
В полевых экспериментах исследована реакция альго-цианобактериальных сообществ на загрязнение почв углеводородным ракетным топливом – керосином марки Т-1 (4 класс опасности). В бурых лесных слабооподзоленных, бурых лесных слаборазвитых, лугово-болотных перегнойных переходного болота загрязнение керосином оказывает стимулирующее действие на цианобактерии. Из водорослей наиболее чувствительными к загрязнению керосином являются охрофитовые водоросли. Состав альго-цианобактериальных сообществ может быть использован для биоиндикации состояния почв, загрязненных углеводородным ракетным топливом.
Изучена заболеваемость населения России: органов дыхания и органов пищеварения. Выявлена негативная тенденция заболеваемости взрослого и детского населения раком дыхательных путей; показано, что заболеваемость населения является критерием оценки экологического неблагополучия и экологического бедствия.
|
