Аннотация: Исследование направлено на сравнительный анализ физико-химического состава и содержания органического вещества в почве супераквального компонента водосбора экосистем замедленного водообмена озер Малые Кирпичики и Тыгиш. Показано их распределение по глубине почвенного профиля.

Ключевые слова: супераквальный, органическое вещество, озерная экосистема, почва, физико-химический состав, Малые Кирпичики, Тыгиш

По прошествии практически шести десятков лет аварии 1957 года, после формирования ВУРСа встает вопрос о возврате в хозяйственное использование пострадавших территорий, включая озерные экосистемы [1]. В связи с этим возникает необходимость изучения функционирования водных экосистем с целью выявления наиболее оптимальных условий их эксплуатации. Характерные особенности распределения радионуклидов в одном из компонентов водосборной территории – воде, почвах, донных отложениях, биомассе, позволяют более правильно понять особенности функционирования данных водоемов в качестве дезактиваторов. Одними из таких объектов является озера Малые Кирпичики, относящееся к Течинскому водохозяйственному участку, и Тыгиш, расположенное на территории бассейна реки Исеть [4, 5].

Почва - это неотъемлемый компонент исследуемых экосистем, играющий важную роль в миграции и накоплении химических поллютантов, осуществлении вертикального переноса веществ из почвы в водную массу, а также оказывающий влияние на химический состав воды, с которой она непосредственно контактирует. Почва способна к обмену ионами с озерной водой, в свою очередь почвенные воды эффективнее всего растворяют Cl-, SO42-,соединения Mg2+ и Ca2+, что оказывает прямое влияние на их широкое распространение в водном компоненте экосистем [2, 3].

Целью данной работы является исследование материалов, полученных в ходе отбора проб почв с водосборных территорий экосистем озер Малые Кирпичики и Тыгиш. Объектом исследования являются почвы водосборных территорий озер Малые Кирпичики и Тыгиш, используемые местным населением в хозяйственно- бытовых целях.

Озеро Малые Кирпичики расположено на юго-востоке территории ВУРСа, на расстоянии 19 км от эпицентра взрыва (55°50'41"N 61°0'40"E). Площадь водного зеркала озера составляет 1,76 км2. Водоем слабопроточный, приток р. Караболка (Иртышский бассейн) у села Кирпичики. Отселение населенных пунктов с прибрежной зоны озера в поставарийный период не производилось [5].

Озеро Тыгиш расположено на территории Каменского городского округа Свердловской области. Средняя глубина озера составляет 1,5 м, площадь водного зеркала равна 6,7 км2.

Почвенные разрезы были заложены на приозерной территории с учетом особенностей ландшафтных катен, с выделением супераквальной позиции ландшафта. Пробоподготовка (высушивание, измельчение, просеивание), гравиметрический и титриметрический методы анализа проводились на базе лаборатории физико-химических методов исследований кафедры «Химии и МОХ» ЧГПУ.

Таблица 1  

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

Горизонт	Глубин, (см)	Описание
А0	0-1	Лесная подстилка, серая
А1	1-4	Легкий суглинок, дождевые черви, черно-серый
	4-7
А2	7-9,5	Средний суглинок, серо-черный
	9,5-12
В1	12-17	Средний суглинок, черно-серый
	17-22
	22-27
В2	27-37	Тяжелый суглинок, светло-коричневый
	37-48
ВС	48-59	Тяжелый суглинок, серо-коричневый

    

Таблица 2  

Отбор проб почв супераквальной позиции водосборной территории оз. Тыгиш.

Горизонт	Глубин, (см)	Описание
А0	0-3	Лесная подстилка, черный, дождевые черви
А1	3-5	Супесь, много корней травянистой и древесной растительности, коричнево-черный
	5-7
	7-9
	9-11
А2	11-14	Легкий суглинок, древесные корни, темно-серый
	14-17
	17-20
А3	20-24	Легкий суглинок, древесные корни, дождевые черви, темно-серый
	24-29
	29-34
В1	34-39	Коричнево-черный, средний суглинок
В2	39-48	Коричневый с черным, средний суглинок

С

48-60

Тяжелый суглинок, серый

 

Иногда грунтовые воды быстро подтапливали нижнюю часть разреза, что подтверждает супераквальный статус позиции (почва серая лесная). 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 3 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 продвижением по глубине почвенного разреза значение рН водных вытяжек, [SO42-] и [Cl-] увеличиваются немонотонно. Практически постоянным остается содержание ионов Mg2+. Общее содержание органического вещества в исследуемых почвах уменьшается по глубине почвенного профиля.

Анализ химических свойств исследуемых почв озера Малые Кирпичики показал, что для них свойственны величины pH водных вытяжек слабокислые и преимущественно нейтральные. В почвах содержатся трудно- и легкорастворимые соединения, служащие источником SO42-. В частности, широко распространены (NH4)2SO4 и MgSO4, способствующие прорастанию семян при прочих благоприятных условиях. Однако повышенное содержание соединений SO42- влечет за собой «отравление» растений. Cl- чаще встречается в виде CaCl2 и MgCl2. Соединения Cl- играют важную роль в обменных процессах растений, а их повышенное содержание приводит к преждевременному усыханию. Ca2+ и Mg2+ являются конструкционными материалами произрастающей биоты, а также способствуют активизации физиологических процессов.

Таблица 4 Физико-химические показатели почв супераквальной позиции водосборной территории оз. Тыгиш

Глубина, см	pHводн. 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
0-3	5,300	3,90	3,4	0,26	0,09	12,3
3-5	5,550	3,83	3,2	0,25	0,09	10,1
5-7	5,640	2,55	3,2	0,25	0,1	5,2

7-9	5,710	2,95	3,1	0,25	0,11	5,2
9-11	5,760	2,01	3,1	0,22	0,11	8,8
11-14	5,930	1,79	3,0	0,16	0,12	6,5
14-17	6,0,25	1,79	2,8	0,17	0,13	6,5
17-20	6,250	1,77	2,6	0,17	0,13	6,5
20-24	6,330	1,76	2,4	0,16	0,14	7,6
24-29	7,020	1,5	2,4	0,15	0,14	7,6
29-34	7,300	1,44	2,1	0,11	0,14	2,6
34-39	7,670	1,3	2,0	0,09	0,14	2,6
39-48	7,720	1,25	1,8	0,09	0,15	3,0
48-60	5,300	1,25	1,5	0,07	0,16	2,5

 

Из приведенной таблицы видно, что значения pH водных вытяжек почвы озера Тыгиш характеризуются слабокислотными, кислотными и нейтральными величинами (данный переход может быть связан с залеганием горизонта вымывания грунтовыми водами). В верхних горизонтах почвы велико содержание ионов кальция (максимальное значение 0-3 см, поступившее вероятно из растительных остатков). Для исследуемых образцов также характерно высокое содержание в верхних горизонтах SO42- и Cl-, что может быть связано с вышеуказанным сочетанием промывного и выпотного режимов.

Таким образом:

1.     На аккумуляцию и миграцию основных ионов в почве влияет распределение органического вещества по профилю;

2.     Имеющиеся различия в данных почвенных компонентах озер Малые Кирпичики и Тыгиш связаны с различным географическим расположением.

 

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