04 июня 2016г.
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
