logo
Главная История Структура Разработки Лаборатории Контакты

Лаборатория геологии техногенных процессов
Cотрудники Список публикаций Места работ
Блинов С.М., Ворончихина Е.А., Зиновьев Е.А., Казакевич С.В., Максимович Н.Г. Гидрохимический аспект сохранения биоразнообразия экосистем Европейского Севера (на примере заповедника "Вишерский") // Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура: Материалы междунар. конф.- Архангельск: Ин-т эколог. пробл. Севера УрО РАН, 2000.- С.31-32

Гидрохимический аспект сохранения биоразнообразия экосистем европейского севера (на примере заповедника «Вишерский»)

С.М. Блинов, Е.А. Ворончихина, Е.А. Зиновьев, С.В. Казакевич, Н.Г. Максимович

С позиций классической экологии важнейшим условием сохранения сложившегося уровня биоразнообразия является относительное постоянство экологических параметров среды обитания, что не всегда достижимо в условиях прогрессирующей антропогенной нагрузки. Значимость тех или иных экологических параметров для обеспечения зонального уровня биоразнообразия неоднозначна. Так, в гумидных условиях Европейского Севера определяющее значение в эдафической структуре экосистем имеет водный компонент. Именно вода, будучи неотъемлемой частью живого вещества, транспортирующим субстратом миграционных процессов и средой обитания многих видов, обеспечивает нормальный режим функционирования и развития экосистем. Вместе с тем водный компонент в наибольшей степени подвержен антропогенному воздействию, как физическому, так и химическому.
Химическое воздействие наиболее опасно, поскольку не всегда отслеживается своевременно. Зачастую источники химического загрязнения находятся за пределами поля зрения и информационной компетентности наблюдателя, поэтому результат воздействия в виде гидрохимических деформаций становится заметным при превышении критического уровня, фиксируемого посредством биотестов. В критических случаях роль биотестирующей культуры стихийно исполняют высшие организмы, включая человека. Подобное тестирование может иметь летальный исход не только для отдельных особей, но и для популяций в целом, приводя к упрощению структуры и обеднению ранимой биоты Европейского Севера.
Проблема охраны вод как необходимое условие сохранения биоразнообразия рассмотрена на примере водных экосистем заповедника "Вишерский". В гидрографическом отношении все поверхностные воды заповедника расположены в пределах орографически изолированной водосборной площади бассейна Верхней Вишеры, объединяющей 131 водоток, протяженностью свыше 3 км, множество озер и болот. Поверхностные воды пресные, с минерализацией от 0,03-0,04 г/л, в родниках - до 0,4 г/л. Величина минерализации определена содержанием гидрокарбонатов и кальция, реже натрия и магния. По данным химических анализов содержание макрокомпонентов варьирует в пределах (мг/л): HCO3-12-231; SO42-2-18; Cl — 3-10; Ca2+2-56; Mg2+0.1-10; (Na++ K+) — 0.1-26. Формула Курлова, отражающая структуру гидрохимического состава имеет следующий вид:
Формула
Микроэлементный состав поверхностных вод свидетельствует об их природной чистоте — результаты спектрального анализа (разрешающая способность 10-3 вес.%) плотного остатка 50 водных проб показали наличие 11 элементов из рассматриваемых 36 : Mn, Ba, Ag, Zn, Cu, Co, Sn, Ti, Sr, Zr, Pb. Концентрация перечисленных элементов в пересчете на водную пробу многократно ниже действующих нормативов как по санитарно-гигиеническим, так и рыбохозяйственным ПДК и для наиболее экологически опасных из выявленных элементов составляет (мг/л): Pb — 0.0006-0.0008 (ПДК [1] 0.01-0.03); Cu — 0.0001-0.008 (ПДК 1.0); Zn — 0.004-0.028 (ПДК 5.0); Mn — 0.0001-0.072 (ПДК 0.1); Ва — 0.004-0.072 (ПДК 0.1).
Высокая чистота природных вод обусловила формирование в акватории Верхней Вишеры своеобразного и насыщенного в видовом отношении ихтиоценоза, в составе которого доминируют ценные промысловые виды рыбы — хариус, таймень, голец и др. Широко известна Вишерская популяция хариуса, некогда крупнейшая на Европейском Севере по численности и весовой категории особей.
До недавнего времени гидроэкосистема Верхней Вишеры, будучи удаленной от промышленно-хозяйственных объектов, практически не испытывала антропогенной нагрузки. Ее гидрохимические параметры формировались посредством природных факторов и могли рассматриваться в качестве эталонов экологического благополучия. В 1992 г. на притоке р. Вишера в охранной зоне заповедника начата опытно-промышленная разработка месторождения россыпного золота. Экологические последствия горных работ обусловлены генетической связью россыпного месторождения с речной сетью и особенностями технологии добычных работ, ведущимися в режиме извлечения тяжелой фракции посредством промывки рыхлой вмещающей породы водой в месте ее залегания. Промывка россыпи — один из наиболее водоемких технологических процессов горных работ. На каждый вовлекаемый в разработку кубометр горной массы тратится 12-18 м3 воды, уходящей в технологический сброс с содержанием взвешенных частиц, многократно превышающим допустимые концентрации. Так, например, на рассматриваемом объекте в период наблюдений 1992-1999 гг. содержание взвесей в сточных водах колебалось в значительных пределах, составляя в среднем за промывочный сезон 1297(±320) мг/л (при естественной мутности водотока — 32.4 мг/л).
Сточные воды объекта разработки россыпей практически без очистки сбрасываются в гидроэкосистему Вишеры, вызывая визуально фиксируемое ухудшение санитарно-гигиенических показателей ее состояния. Прямым следствием негативного экологического воздействия является заиление нерестилищ литофильных видов рыб, изменение микробиологического состава гидробионтов, ухудшение состояния кормовой базы позвоночных представителей гидрофауны. Однако перечисленное — лишь малая часть деструктивных последствий экологического воздействия разработки россыпей. Наиболее опасные изменения не различимы визуально. Они происходят в микроэлементной составляющей химического состава вод, донных отложений. К сожалению сегодня можно лишь констатировать наличие гидрохимических деформаций. Последствия этих деформаций отдалены во времени и трудно предсказуемы в связи с отсутствием аналогов.
В общем виде гидрохимические изменения обусловлены появлением не свойственных данной экосистеме химических элементов, таких как Cr, Tl, Be, Ni, Nb, Li, в концентрациях близких или превышающих ПДК. Наряду с концентрацией новых для гидроэкосистемы элементов, в ней наблюдается повышение валового содержания типичных технофильных элементов — Pb (до 4 ПДК), Mn (до 9 ПДК), Ba (2 ПДК). Перечисленные элементы аккумулируются биотическими компонентами водной экосистемы, в том числе высшими ее составляющими —водными позвоночными.
Уровень концентрирования микроэлементов разными биосубстратами существенно различается. Установлено, что биосубстраты хариуса по убыванию накопительной активности перечисленных микроэлементов выстраиваются в нижеследующий ряд: чешуя > кости > кожа > жабры > гонады > почки > мышцы. При этом концентрация элементов в верхних составляющих ряда (чешуя, кости) может существенно превосходить содержание элементов в среде обитания. Данное обстоятельство указывает на пути проникновения микроэлементов в организм и основные депонирующие органы рыб. В то же время поднимает проблему выявления критического для популяции уровня накопления микроэлементов отдельными особями.
Контроль популяционной активности хариуса в водотоке ареала воздействия сточных вод объекта разработки россыпей показал, что за период с 1992 по 1999 гг. репродуктивный уровень популяции снизился в 1.7 раза, уменьшились средняя масса (с 760 до 320 г) и средний размер типичной особи (с 38 до 24 см). Все это весьма неблагоприятные тенденции, однако наибольшее опасение вызывает отчетливо проявившееся сужение амплитуды возрастного ряда популяции. Для возрастной структуры вишерского хариуса в естественном состоянии характерна широкая амплитуда возрастного ряда (0+-11+ лет и более), поэтому наблюдающееся ее сужение (0+-5.7+ лет при среднем возрасте 3-4 года) является сигналом тревоги, указывающим на глубокие деструктивные изменения, происходящие в гидроэкосистеме Верхней Вишеры в связи со сбросом сточных вод.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. СанПиН 2.1.4.555-9-96. Экологические и гигиенические нормативы контроля параметров окружающей среды// Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. - СПб, 1998.

назад