Аннотация: Исследование направлено на анализ содержания органического вещества и определение анионно-катионного состава в почве супераквального компонента водосбора экосистемы замедленного водообмена озера Малые Кирпичики. Показано их распределение по глубине почвенного профиля.

Ключевые слова: супераквальный, органическое вещество, озерная экосистема, почва, анионно-катионный состав

Для территории Восточного склона Уральских гор характерна неоднородная экологическая обстановка, что обусловлено, прежде всего, деятельностью ПО «Маяк», функционирующего с 1948 года. Довольно продолжительное время в результате сложного химического производства данное предприятие, помимо урана и плутония, получали большое количество радиоактивных отходов, которые сливались непосредственно в реку Теча, на которой расположено производство [1].

По прошествии 55 лет после аварии и формирования ВУРСа встает вопрос о возврате в хозяйственное использование загрязненных территорий, включая озерные экосистемы. В связи с этим возникают задачи изучения функционирования этих водоемов с целью выяснения оптимальных условий их эксплуатации. Общие особенности распределения удельной активности радионуклидов между различными компонентами водоемов (вода, почва, донные отложения, биомасса), позволяют более правильно понять особенности функционирования таких водоемов в качестве дезактиваторов. Одним из таких объектов является озеро Малые Кирпичики, относящееся к Течинскому водохозяйственному участку [4, 5].

Почва, являясь одним из неотъемлемых компонентов данных экосистем, играет важную роль в миграции и накоплении различных поллютантов, осуществлении вертикального переноса веществ из почвы в водную массу, а также влияет  на химический состав воды,  с которой она непосредственно  контактирует. Почва обладает способностью к осуществлению обмена ионами с природной водой, в свою очередь почвенные воды эффективнее всего растворяют хлориды, сульфаты, соединения магния и кальция, что влияет на их широкое распространение в водном компоненте экосистем [2, 3].

Целью настоящей работы является исследование материалов, полученных в ходе отбора проб почвы с водосборной территории экосистемы озера Малые Кирпичики. Объектом исследования являются почвы водосборной территории озера Малые Кирпичики, используемое местным населением в хозяйственно-бытовых целях.

Водоем расположен на юго-востоке ВУРСа, на расстоянии 19 км от эпицентра взрыва. Площадь водного зеркала исследуемого озера составляет 1,76 км2. Озеро слабопроточное, является притоком р. Караболка (Иртышский бассейн) у села Кирпичики. Отселение населенных пунктов с прибрежной зоны озера не производилось [5].

Почвенные разрезы были заложены на приозерной территории с учетом особенностей ландшафтных катен, с выделением супераквальной  позиции  ландшафта. Проводился  анализ времени  последнего антропогенного воздействия на почвы (по целостности почвенных горизонтов) и выбирались точки с наибольшей вероятностью значительной длительности периода покоя. Почву из почвенных разрезов вынимали слоями по 1 и 5 см с учетом генетических горизонтов и площади отбора проб до глубины 30 – 65 см, высушивали, растирали и просеивали через сито с ячейками в 1 мм. Пробоподготовка (высушивание, измельчение, просеивание), гравиметрический и титриметрический методы анализа проводились на базе лаборатории физико-химических методов исследований кафедры химии и МОХ ЧГПУ. Относительная погрешность гравиметрического метода не превышает 0,1 %, титриметрического метода 0,3 %.

Таблица 1  

Отбор проб почв супераквальной позиции водосборной территории оз. Малые Кирпичики.

Горизонт	Глубин, (см)	Площадь отбора, (см * см)	Описание
А0	0-1	35*50	Лесная подстилка, серая

А1	1-4	35*50	Легкий суглинок, дождевые черви, черно-серый
	4-7	35*50
А2	7-9,5	35*50	Средний суглинок, серо-черный
	9,5-12	35*50
В1	12-17	35*50	Средний суглинок, черно-серый
	17-22	35*50
	22-27	35*50
В2	27-37	15*50	Тяжелый суглинок, светло-коричневый
	37-48	15*50
ВС	48-59	15*50	Тяжелый суглинок, серо-коричневый

В некоторых случаях подпорные грунтовые воды сравнительно быстро заливали нижнюю часть разреза,

что подтверждает его статус как супераквального(50 метров от берега, серая лесная почва). Особенностями супераквальной почвенной позиции являются сочетание промывного и выпотного режимов, а так же неглубокое залегание грунтовых вод, что указывает на высокую интенсивность гумусообразования, в виду значительной увлажненности почв [6].

Таблица 2 Физико-химические показатели почв супераквальной позиции водосборной территории оз. Малые Кирпичики

 

Глубина см	pH водн. вытяжки	Катионно-анионный состав				С орг. (%) в навесках почвы
		SO42- мг/100 г почвы	Cl- мг/100 г почвы	Ca2+ мг/100 г почвы	Mg2+ мг/100 г почвы
0-1	6,78	3,328	26,79	1,99	0,49	12,3
1-4	6,82	3,744	31,02	1,99	0,49	10,1
4-7	6,91	3,328	32,43	1,99	0,49	5,2
7-9,5	7,07	3,744	35,25	1,99	0,49	5,8
9,5-12	7,22	4,368	38,07	0,99	0,59	8,8
12-17	7,26	4,368	47,94	1,99	0,49	6,5
17-22	7,55	4,576	47,94	2,99	0,79	7,6
22-27	7,46	4,784	47,94	1,99	0,49	2,6
27-37	7,51	5,408	56,4	1,99	0,49	3
37-48	7,54	5,824	57,81	0,99	0,49	2,5
48-59	7,15	6,656	57,81	0,99	0,49	2,3

 

Из таблицы видно, что с увеличением глубины разреза немонотонно увеличивается значение рН водных вытяжек, концентрация сульфат- и хлорид-ионов. Практически не изменяется содержание ионов магния. Общее содержание органического вещества в исследуемых почвах, а также количество гумусовых веществ, растворимых в щелочах, уменьшается по глубине почвенного профиля.

Анализ химических свойств исследуемых почв показал, что для них характерны величины pH водных вытяжек слабокислые и нейтральные. В почвах содержатся как труднорастворимые, так и легкорастворимые соединения, служащие источником сульфат-ионов. В частности, широко распространены сульфат аммония и сульфат магния, способствующие прорастанию семян при прочих благоприятных условиях. Однако повышенное содержание сульфатных соединений в почве влечет за собой «отравление» растений, произрастающих на данной территории. Хлорид-ионы чаще встречаются в виде солей кальция и магния. Хлоридные соединения играют важную роль в обменных процессах в организме растений, а их повышенная концентрация ведет к преждевременному усыханию. Кальций и магний являются важными элементами служащими как конструкционными материалами для произрастающей биоты, так и способствуют активизации физиологических процессов.

 

Список литературы

1.     Аклеев А.В. Экологические и медицинские последствия радиационной аварии 1957 г. НаПО «Маяк»/ под ред. А. В. Аклеев, М. Ф. Киселева. – М.: Вторая типография ФУ «Медбиоэкстрем» при Минздраве РФ, 2001. – 294 с.

2.     Глазовская М. А. Общее почвоведение и география почв. – М.: Высшая школа, 1981. – 400 с.

3.     Орлов Д. С. Химия почв/ Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, Н.И. Суханова. – М.: изд. Моск. ун-та, 2005. – 561 с.

4.     Смагин А. И. Экология водоемов зоны техногенной радиационной аномалии на Южном Урале.: Пермь, 2008. – 51 с.

5.     Трапезников А.В., Трапезникова В.Н. Радиоэкология пресноводных экосистем / Под ред. Б.В. Тестова, П.В. Волобуева. Екатеринбург: Изд-во УрГСХА, 2006. -390 стр

6.     Трапезников А.В. Растительность Белорецкого водохранилища и влияние на нее подогретых вод АЭС/ Любимова С.А., Чеботина М.Я., Трапезников А.В., Трапезникова В.Н./ Экология. 1989. № 1. С. 73-75