Цвет:
Ц
Ц
Шрифт:
A
A
A
Интервал:
строчный:
1.7
2
символьный:
1
2
Изображения:
ВКЛ
ВЫКЛ
Ч/Б
X

Экологическое состояние города

 Источники антропогенного загрязнения окружающей среды

 

В настоящее время основными видами экономической деятельности в районе Горно-Алтайска являются: промышленность – добыча общераспространенных полезных ископаемых (стройматериалы, подземные воды), производство строительных материалов, выпуск продуктов питания; сельское хозяйство (животноводство, растениеводство, садоводство); малая энергетика; жилищное и промышленное строительство; торговля; оказание транспортных, коммунальных и других видов услуг [23].

Геоэкологическая изученность агломерации г. Горно-Алтайска в целом удовлетворительная, но при этом отсутствует как обобщение полученных результатов, так и система мониторинга состояния окружающей природной среды (ОПС).

Источники антропогенного загрязнения ОПС. Анализ структуры потенциальных источников антропогенного загрязнения ОПС позволяет выделить среди них два разных комплекса – позднесоветский (1970-1980-е гг.) и постсоветский (с середины 1990-х гг. по настоящее время). Первый из них имел промышленно-сельскохозяйственную направленность и характеризовался наличием небольших предприятий легкой, пищевой, обрабатывающей и строительной промышленности (заводов, фабрик, цехов), объектов малой энергетики, автотранспортных предприятий, животноводческих комплексов, полей, садов, плантаций хмеля.

В постсоветский период произошла ликвидация большинства промышленных, автотранспортных и сельскохозяйственных предприятий и объектов на территории агломерации. Оставшиеся предприятия (завод ЖБИ, швейная фабрика, ОПХ "Подгорное", ОПХ "Горно-Алтайское" и др.) уменьшили объемы производства или перепрофилировали свою деятельность.

Все это привело к существенному изменению как интенсивности антропогенного воздействия на экологическое состояние окружающей среды, так и его спектра. В настоящее время основными источниками негативного воздействия на ОПС агломерации являются объекты транспортной инфраструктуры и многочисленные мелкие котельные советского периода (рис. 1). Следует отметить, что до 2008 г. все котельные работали на угле, в последние годы многие из них переведены на природный газ. При этом их количество практически не изменилось – около 150 ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 1 Источники антропогенного воздействия на ОПС в районе г. Горно-Алтайска

По состоянию на начало 2016 г. в пределах агломерации насчитывалось более 35 тысяч различных типов автомобилей, что почти в 4 раза больше их количества в 1990 г. [2]. По сравнению с позднесоветским периодом в отрасли произошли значительные изменения. В частности, было ликвидировано большинство автотранспортных предприятий и транспортных цехов на других предприятиях. Существенно возрос парк общественного транспорта (автобусы) и в разы увеличилось число автомобилей в личном пользовании граждан. Появились специализированные стоянки автотранспорта. На порядок увеличилось число автозаправочных станций, часть которых расположена в пределах селитебных зон. На заправках исчезли этилированные бензины, появились первые газовые АЗС. При этом протяженность автомобильных дорог на территории агломерации увеличилась незначительно за счет строительства объездных дорог вокруг Горно-Алтайска и Маймы.

Антропогенное загрязнение ОПС на территории агломерации представлено, главным образом, химическим видом и в незначительной степени механическим и физическим видами загрязнения. Для каждого из них определен спектр загрязняющих веществ (процессов), их источник, природные среды – реципиенты загрязнения, а также его интенсивность и характер проявления (табл. 1).

Таблица 1

Основные виды антропогенного загрязнения ОПС в районе г. Горно-Алтайска [23]

 

Загрязнители,

параметры

Основные источники,

процессы загрязнения

Среды – реципиенты

загрязнения

Уровень

загрязнения

Характер

проявления

1. Механическое загрязнение

Пылезолоунос

Котельные, предприятия, транспорт, ПП

Почвы, снеговой покров

Низкий-средний

Площадной*

Взвешенные в-ва

Почвы, воды, осадки

Низкий-высокий

Площадной*

2А. Химическое загрязнение неорганическими веществами

Газообразные в-ва

Котельные, транспорт

Воздух

Низкий-средний

Площадной*

Тяжелые металлы

Транспорт, котельные

предприятия

Почвы, воды, осадки

Низкий-средний

Площадной*

Токсичные эл-ты

 

Соединения азота

Предприятия,

население

Почвы, воды

Низкий-средний

Локальный

Сульфаты, фосфаты

Низкий

Локальный**

2Б. Химическое загрязнение органическими веществами

Газообразные в-ва

Котельные, транспорт

Воздух

Низкий

Площадной*

Нефтепродукты

АЗС, транспорт

Почвы, воды, воздух

Низкий

Локальный

Пестициды

Склады, с/х объекты

Почвы, воды, осадки

Низкий-высокий

Площадной*

Фенолы

Предприятия, ПП

Почвы, воды

Низкий-средний

Локальный

Диоксины

С/х объекты, ОС, ТБО

Воздух, почвы, воды

Низкий

Локальный

СЖК

Предприятия,

население

Воды

Низкий-средний

Локальный**

СПАВ

3А. Физическое (радиоактивное) загрязнение

ТРН

СИП, ГВ

Почвы, донные осадки

Низкий-средний

Площадной*

РЭ (U, Th)

Горные породы

Породы, почвы, осадки

Низкий

Локальный

Радон, торон

Горные породы

Почвы, воздух

Средний-высокий

Площадной*

3Б. Прочие виды физического загрязнения

Шум,вибрация,ЭМП

Транспорт, вышки с/с

Воздух, почвы

Низкий

Локальный

 

СИП – Семипалатинский полигон; ГВ – глобальные выпадения; РЭ – радиоактивные элементы; ОС – очистные сооружения; ПП – природные процессы; ЭМП – электромагнитные поля; характер: * – очаговый, ** – линейный

Спектр загрязнителей ОПС в районе достаточно ограниченный, что объясняется небольшим числом источников регионального и местного антропогенного загрязнения. Для большинства экотоксикантов присущ низкий, реже средний уровень содержания в природных средах, а также локально-очаговый характер его проявления.

Механическое загрязнение природных сред обусловлено, в основном, выбросами котельных и транспорта, сбросами сточных вод. Основными загрязнителями этого типа выступают твердые частицы, представленные недожогом угля, пыле- и золоуносом, взвешенными пылеватыми частицами неорганической природы.

Химическое загрязнение компонентов окружающей среды представлено экотоксикантами неорганического и органического происхождения. К первому из них относятся: газообразные загрязнители (оксиды азота, диоксид серы и др.); тяжелые металлы 1-3 классов опасности (Hg, Pb, Cu, Zn, Ni, V и др.); токсичные элементы (Tl, As, Sb и пр.); аммоний-ион, нитриты, нитраты); сульфаты, фосфаты, хлориды и др.

Химические загрязнители органической природы на территории агломерации представлены: газообразными загрязнителями (оксиды углерода, метан, формальдегид, предельные углеводороды), содержащимися в выбросах автотранспорта и котельных, особенно на природном газе; нефтепродуктами (бензины, дизтопливо, мазуты); средствами химизации и химзащиты (удобрения, гербициды, инсектициды), в частности, хлорорганическими пестицидами (ДДТ, ГХЦГ), ранее применявшимися в растениеводстве и при обработке мест общего пользования от иксодовых клещей.

Физическое загрязнение окружающей среды в районе представлено радиоактивным загрязнением и другими его видами (акустическое, электромагнитное и вибрационное). Радиоактивный фактор воздействия (ионизирующего излучения) представлен повышенными и участками аномально высокими природными концентрациями радона [4]; и долгоживущих техногенных радионуклидов (137Cs, 90Sr, 239,240Pu), поступивших при локальных и глобальных атмосферных выпадениях [6].

Экологическое состояние окружающей природной среды. Имеющиеся данные по спектру и уровню загрязнения природных сред позволяют считать, что в настоящее время автотранспорт и обслуживающая его инфраструктура, наряду с "угольными" котельными, являются основными факторами негативного воздействия на экологическое состояние ОПС в районе г. Горно-Алтайска.

Ранее проведенными исследованиями установлено в общих чертах удовлетворительное эколого-геохимическое и радиоэкологическое состояние окружающей природной среды в пределах г. Горно-Алтайска и на территории сельских пригородов. По данным эпизодических исследований и мониторинга отдельных природных сред, в последние годы экологическое состояние основных компонентов ОПС на территории агломерации оценивалось как условно благоприятное, участками малоблагоприятное для проживания населения [2, 3].

Оценка экологического состояния объектов окружающей среды

 

         Известно, что экологическая обстановка на территории селитебных территорий представляет собой интегральное качество компонентов окружающей среды (атмосферного воздуха, почв и природных вод, которое несет как природные черты , так и особенности антропогенного воздействия [14, 22].

 

Запыленность приземной атмосферы

 

Проблема загрязнения воздушного бассейна г. Горно-Алтайска актуальна в зимний период из-за частого образования воздушных инверсий, вследствие чего выбрасываемые загрязняющие вещества "застаиваются" в приземном слое воздуха. Этому способствует и слабая проветриваемость воздушного бассейна города [16, 17].

По статистическим данным, в 2015 году в воздушный бассейн г. Горно-Алтайска  было выброшено от стационарных источников 1,54 тыс. т загрязняющих веществ, что на 19,8% меньше показателя 2014 г. и почти в 6 раз меньше уровня 2007 г. (до начала перевода котельных и домовладений на природный газ). Эти данные говорят о снижении уровня выбросов от котельных города, что в конечном итоге выражается в улучшении качества атмосферного воздуха на его территории. Выбросы загрязнителей от передвижных источников в 2015 г. на территории города составили 8,3 тыс. т. (в 2007 г. – 7,7 тыс. т).

В частности, в зимний период заметно улучшилось состояние воздушного бассейна агломерации, главным образом, из-за перевода большинства котельных на природный газ [9]. Это позволило уменьшить объемы выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников, основными из которых являются котельные, в 3-5 раз. В то же время, в связи с ростом численности автотранспорта, выбросы от передвижных источников в районе увеличились по сравнению с 2007 г. почти в два раза (рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 2. Динамика объемов выбросов загрязняющих веществ в

             атмосферный воздух г. Горно-Алтайска в 2007-2015 гг.

 

По расчетным данным, на территории города наблюдается положительная динамика выбросов загрязнителей воздуха от автотранспорта, объемы которых за последние 10 лет увеличились примерно на 45-50 %, то есть на 4-5% в год. Этот тренд связан с ростом автотранспорта, численность которого ежегодно увеличивается на 1-1,5 тысяч единиц. Эта негативная тенденция менее выражена по сравнению с более резким уменьшением выбросов от стационарных источников поэтому в 2008-2015 гг. наблюдалось снижение общей массы выбросов в атмосферу города на 3-6 % в год.

Одним из объективных показателей улучшения качества атмосферного воздуха на территории г. Горно-Алтайска и пригородных сел служат данные мониторинга состояния атмосферного воздуха на территории г. Горно-Алтайска и с. Майма, проводимого "ЦГиЭ по РА" на автомагистралях, маршрутных и подфакельных точках. Анализы проб воздуха (на пыль, сернистый газ, сероводород, окись углерода, сероуглерод, окислы азота, формальдегид, бенз/а/пирен) показали, что загрязнение воздушного бассейна в районе города в последние годы находится на низком уровне, поскольку содержание этих загрязнителей во всех пробах не превышало гигиенических нормативов (ПДК) для атмосферного воздуха населенных мест [1].

            В предыдущие годы, до перевода основных котельных на природный газ, доля нестандартных проб атмосферного воздуха на территории города и Маймы (в основном на главных улицах) варьировалась по разным ингредиентам от 2 до 21%. В последние годы их число уменьшилось до первых процентов и их десятых частей, а в 2013-2015 гг. нестандартных проб не было выявлено (рис. 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Доля нестандартных проб атмосферного воздуха на территории

г. Горно-Алтайска в 2005-2015 гг.

 

Другим показателем улучшения состояния воздушного бассейна г. Горно-Алтайска служит величина пылевой нагрузки, которая в отопительные сезоны 2012-2013 гг. варьировалась в пределах 15-416 кг×км2/сут. при среднем 129 кг×км2/сут. (слабая степень запыленности), а в сезоне 2015-2016 гг. снизились до 5-295 кг×км2/сут. при среднем 70 кг×км2/сут. (фоновая запыленность). Таким образом, за счет газификации населенных пунктов агломерации пылевая нагрузка на их территории в последние три года уменьшилась на 28-62%, в среднем в 1,8 раза (табл. 2).

Таблица 2

Показатели пылевой нагрузки в районе в сезоне 2012-2013 гг. и 2016-2017 гг.

 

Пылевая

нагрузка

Величина пылевой нагрузки в населенных пунктах (кг×км2/сут.)

Горно-Алтайск

Майма

Кызыл-Озек

Карлушка

2013 г.

2017 г.

2013 г.

2017 г.

2013 г.

2017 г.

2013 г.

2017 г.

Минимальная

15

25

75

15

59

22

97

24

Максимальная

416

120

287

55

136

63

97

24

Средняя

129

46,3

135

34,8

104

42,5

97

24

Pн 2017/2013, ед.

0,36

0,26

0,41

0,25

 

В сезоне 2016-2017 гг. уровню фоновой пылевой нагрузки (до 100 кг×км2/сут.) отвечала основная часть агломерации, уровню низкой нагрузки (100-250 кг×км2/сут.) около 15 % её территории. Средняя нагрузка (250-450 кг×км2/сут.) отмечена только на локальном участке в районе Водмелиорации.

Полученные в зимний период 2012-2013 гг. данные свидетельствуют о значительном в 3-4 раза снижении (с 530 кг×км2/сут. в 1992 г. до 129 кг×км2/сут. в 2013 г.) средней пылевой нагрузки на территории г. Горно-Алтайска и, частично, в его пригородах – Майма, Кызыл-Озек, а в зимний период 2016 и 2017 гг. пылевая нагрузка снизилась до фоновых значений и составила 74 и 46 кг км2/сут. (табл. 3).

Таблица 3

Динамика средней пылевой нагрузки (кг×км2/сут.) на территории г. Горно-Алтайска

 

Годы

< 100

фоновый

100-250

низкий

250-450

средний

450-800

530


 
высокий

> 800 очень

высокий

1992

 

 

 

450


 

 

1997

 

 

400


 

 

 

2004

 

129


 

 

 

2013

 

 

 

 

2016

74


 

 

 

 

 

2017

        46

 

 

 

 

 

Вышеотмеченный тренд улучшения состояния воздушного бассейна города наглядно проявлен на рисунке 4, на котором видно, что в "догазовый" период центр города во время отопительного сезона характеризовался средней и высокой пылевой нагрузкой [17]. Полученные данные позволяют считать, что основная часть запыленности агломерации г. Горно-Алтайска формируется за счет выбросов котельных, работающих на угле, расположенных в пониженных частях города. Вследствие частых воздушных инверсий запыленный воздух поднимается на высоту примерно 100-120 м и "растекается" по направлению преобладающих ветров в долине р. Майма. Таким образом, от выбросов котельных происходит дополнительное запыление окраин города, расположенных на склонах долины р. Майма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 4 Пылевая нагрузка на территории г. Горно-Алтайска в сезоны 1997-2017 гг.

 

Установленные уровни пылевой нагрузки в целом адекватно отражают современное экологическое состояние приземной атмосферы на территории агломерации в зимний период. Среди изученных населенных пунктов средние значения пылевой нагрузки закономерно уменьшаются в ряду Горно-Алтайск – Майма – Кызыл-Озек [11].

Роль высоты местности в распределении пылевой нагрузки показана на рисунке 5, на котором  видно, что с увеличением высоты запыленность воздушного бассейна уменьшается, причем эта связь значима на уровне 99 %. Полученные данные позволяют считать, что в г. Горно-Алтайске на высотах более 120-150 м над урезом р. Майма, запыленность воздуха в целом не превышает фонового уровня. Таким образом, эти цифры предположительно соответствуют высоте верхней кромки пылеаэрозольного смога над городом и селом Майма в периоды воздушных инверсий [20].

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5 Связь пылевой нагрузки на территории г. Горно-Алтайска

с абсолютной (слева) и относительной (справа) высотой местности

Анализ связи пространственного положения наиболее запыленных (более 150 кг×км2/сут.) частей агломерации г. Горно-Алтайска показывает, что они отчетливо тяготеют к узлам концентрации котельных, к транзитным автомагистралям и их примыканиям (Чуйский тракт, пр. Коммунистический, ул. Ленина, Барнаульская).

Таким образом, начавшийся в 2008 г. перевод основных котельных г. Горно-Алтайска и с. Майма на природный газ положительно сказался на уровне запыленности воздушного бассейна агломерации. Расчетные данные последних лет свидетельствуют о снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу города от стационарных источников (котельные, печные приборы и пр.) в 7-8 раз по сравнению с 1990-ми годами.

 

 Состояние почвенного покрова

 

Почвы являются наиболее информативной средой для изучения последствий многолетнего антропогенного воздействия на экосистемы урбанизированных территорий [22, 23]. Известно, что процессы многолетнего антропогенеза в населенных пунктах сопровождаются в первую очередь изменением всего комплекса физико-химических свойств почв (ФХС). Проведенными исследованиями в районе г. Горно-Алтайска было установлено, что средние уровни ФХС почв заметно выше их фона: рН водной вытяжки в 1,2 раза, магнитная восприимчивость (æ) в 4 раза, содержание карбонатов в 3,3 раза, физического песка на 25% (табл. 4).

Таблица 4

Параметры распределения ФХС почв (горизонт А) на территории г. Горно-Алтайска

 

Параметры

рН, ед.

Гумус, %

ЕП, мг-экв/100г.

æ, 10-5 ед.СИ

Физ. песок, %

Карбонат., %

lim

6,8-8,9

1,2-15

4-88

40-760

57,8-89,7

1,4-15,3

mid

7,8±0,1

7,9±0,8

36,4±54

245±37

74,9±6,9

6,6±1,8

фон

7,0

7,7

40,9

60,8

69,1

1,9

Кс, ед.

1,16

0,94

0,81

4,08

1,25

3,3

 

Максимальные уровни ФХС почв на территории г. Горно-Алтайска проявлены вблизи котельных, средние – вблизи автодорог и полигонов ТБО, а минимальные – на территории промышленных и автотранспортных предприятий [14]. Распределение ФХС зависит от интенсивности антропогенного воздействия. Установлено, что при сильном воздействии в почвах рН увеличивается в 1,2 раза, карбонатность и магнитная восприимчивость в 5 раз и более, доля физического песка до 37 %. Напротив, уменьшается содержание гумуса (до 12 %) и емкость поглощения почв – до 1,5 раз.

Интегральные негативные изменения изученного комплекса физико-химических почв на участках сильного антропогенного воздействия максимально проявлены в центральной части г. Горно-Алтайска, пр. Коммунистический от Мебельной до Ткацкого, а также на нефтебазе, Гардинке, АЗС "Бочкаревка (рис. 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 7. Распределение негативных изменений ФХС почв в районе г. Горно-Алтайска

 

Информативным индикатором накопленных изменений экологического состояния почв является рН водной вытяжки. В районе г. Горно-Алтайска значения рН почв варьируются в диапазоне 5,6-7,9 ед. при среднем 7 ед. Анализ площадного распределения рН свидетельствует о тяготении его повышенных значений к урбанизированной территории, особенно к участкам основных автомагистралей и скоплениям котельных. Минимальные значения рН проявлены на окраинах агломерации (рис. 8).

Эта ситуация представляется вполне закономерной и объясняется увеличением рН почвы при попадании в нее углеродосодержащих выбросов котельных, отопительных печей и автотранспорта (частиц сажи, недожога угля, оксидов углерода, углеводородов), которые приводят к подщелачиванию почвенного покрова.

В этой связи следует отметить проявление на территории агломерации двух противоположных процессов изменения рН почв – роста отмеченного антропогенного подщелачивания и природного процесса усиления их кислотности. По данным САС "Горно-Алтайская" в настоящее время величина рН почв на территории Майминского района составляет в среднем 5,5-6 ед. (фоновые значения для городской агломерации).

Рис. 8. Схема распределения рН в почвах района г. Горно-Алтайска

 

Согласно полученным данных, распределение тяжелых металлов (ТМ) в почвах города выглядит следующим образом. Для большинства из них присуще слабо повышенное содержание и однородное распределение, реже умеренно неоднородное – для меди, цинка, свинца, серебра (коэффициент вариации 37-64%).

Коэффициент соответствия (Кс) фону для изученных ТМ варьируется в небольших пределах 1,2-2,6 ед. при среднем значении 1,7 ед. Коэффициент загрязнения (Кз) не превышает 1 ПДК (ОДК для почв сельскохозяйственного назначения), кроме цинка – 1,2 ОДК (табл. 5).

Таблица 5

Содержание тяжелых металлов в почвах г. Горно-Алтайска (мг/кг)

 

Параметры

Fe,%

Ti

Mn

Cr

V

Ni

Co

Cu

Pb

Zn

Ag

min (фон)

2

3000

600

50

100

40

15

30

10

50

0,04

max

4

6000

1500

100

200

80

40

80

50

300

0,30

3

4513

854

83

124

59

24

61

20

130

0,07

V, %

19

26

21

20

24

18

32

37

49

43

64

Кс*

1,5

1,5

1,4

1,7

1,2

1,5

1,6

2,0

2,0

2,6

1,8

ПДК(ОДК)

5000

1500

100

150

80

(66)

(65)

(110)

50

Кз*

0,9

0,6

0,8

0,8

0,7

0,9

0,3

1,2

0,00

* – средние значения коэффициентов концентрации (Кс), коэффициента загрязнения (Кз)

Анализ особенностей распределения изученных ТМ в почвах города показал наличие в них двух отчетливо выраженных ассоциаций, первая из которых представлена преимущественно элементами группы железа (Fe, Ti, Mn, Cr, V, Ni, Co), а вторая – элементами группы серы (Cu, Pb, Zn, Ag). Вторая ассоциация элементов характеризуется более высокой вариабельностью содержания (V = 37-64 %), уровнем концентрации в почвах (Кс = 1,8-2,6) и повышенными коэффициентами загрязнения [22].

Более наглядно ассоциативность выделенных групп ТМ видна в их пространственном распределении на территории г. Горно-Алтайска. Так, элементы второй группы (Cu, Pb, Zn, Ag) образуют в почвах умеренно контрастные литохимические ореолы рассеяния, приуроченные к застроенной части города в долине р. Майма. Эпицентры этих ореолов, превышающие ПДК (ОДК) для почв, отвечают центральной части города на пересечении пр. Коммунистический и ул. Ленина (рис. 9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9. Ореолы загрязнения тяжелыми металлами почв г. Горно-Алтайска

 

Вторая группа ТМ не образует подобных ореолов загрязнения почв. Напротив, для них характерны повышенные концентрации в почвах незастроенных территорий в бортах р. Майма. Это может быть объяснено их природным пониженным содержанием в интразональных аллювиальных почвах речной долины, а также с позиций их разубоживания при антропогенном воздействии на почвы.

Суммарный показатель загрязнения (СПЗ) почв г. Горно-Алтайска изученными элементами находится преимущественно на низком уровне – вариации от 2,5 до 19,6 при среднем значении 9,9 ед. Повышенные значения СПЗ почв (более 13 ед.), как и халькофильных металлов (Cu, Zn, Pb, Ni и др.), отвечают центральной части г. Горно-Алтайска. Установлено, что халькофилы вносят основной вклад в СПЗ почв, который составляет от 30,8 до 68,9 % при среднем значении 42,1 %.

Это указывает на ведущую роль в настоящее время передвижных источников в антропогенном загрязнении тяжелыми металлами почв города. В предыдущий "догазовый" период приоритетным загрязнителем почв ТМ являлись выбросы многочисленных (более сотни) котельных, работающих на угле.

Известно, что основную опасность для окружающей среды из тяжелых металлов представляют свинец и ртуть, из органических загрязнителей – хлорорганические соединения. Все они относятся к первому классу опасности и в той или иной степени присутствуют в почвах агломерации.

В частности, свинец попадает в почвы преимущественно за счет сжигания угля и из выхлопных газов автотранспорта. В 2005 г. средняя доля вклада свинца в загрязнение почв города оценивалась величиной 23,2 %. В настоящее время вклад свинца в СПЗ уменьшился более чем в два раза (10,2 %), что обусловлено прекращением использования этилированных бензинов и снижением выбросов в атмосферу от стационарных источников загрязнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 10. Распределение ртути (слева) и свинца в почвах района г. Горно-Алтайска

Содержание свинца в почвах агломерации колеблется в пределах 6-190 мг/кг, при среднем содержании около 20 мг/кг [13, 15]. Изоконцентратами свинца в пределах 1 ПДК оконтурены почвы в районе нефтебазы, м/к Мебельная, Ткацкий, которые отвечают наиболее загруженным участкам автодорог (рис. 10).

Помимо свинца, одним из основных элементов, поступающих за счет выбросов автотранспорта, является ртуть. Её концентрации в почвах агломерации находятся на низком (менее 0,1 мг/кг) и фоновом уровне – менее 0,05 мг/кг (табл. 6). Наиболее высокое содержание ртути (более 0,1 мг/кг) проявлено в почвах центральной части г. Горно-Алтайска, а слабо повышенное (0,05-0, 1 мг/кг) в центре сел Майма и Кызыл-Озек (рис. 10). Следует отметить идентичность распределения ртути и свинца в почвах агломерации, что говорит о едином источнике их поступления в почвы.

Таблица 6

Среднее содержание ртути в почвах агломерации г. Горно-Алтайска (мкг/кг)

 

Содержание, мкг/кг

Горно-Алтайск (n=13)

Майма (n=8)

Кызыл-Озек (n=4)

Агломерация (n=25)

Фоновое (< 50)

37,2

44,4

41,0

41,3

Низкое (50-100)

64,2

52,7

51,9

61,7

Среднее (100-150)

111,0

не проявлено

111,0

 

Содержание естественных (ЕРН) и техногенных (ТРН) радионуклидов в почвах агломерации находится на низком уровне и характеризуется слабой вариабельностью, кроме Cs-137 (табл. 7). Их интегральный показатель Аэфф. не превышает 100 Бк/кг при допустимой величине 370 Бк/кг. Между собой ЕРН имеют положительные значимые связи, обусловленные совместным нахождением в почвообразующих породах. Напротив, их связи с привнесенным 137Cs отрицательные и незначимые [12, 18].

Таблица 7

Параметры распределения ЕРН-ТРН в почвах агломерации г. Горно-Алтайска

 

ЕРН-ТРН

n

min

max

σ

V, %

U(Ra)

44

1,8

3,8

2,4

0,54

22,5

Th

44

4,6

8,0

6,5

0,84

12,9

K

44

0,93

1,50

1,25

0,12

9,8

Cs-137

30

2

47

8

8,65

108

Аэфф

44

80,5

119,4

98,2

8,9

9,1


 

К числу опасных экотоксикантов антропогенного происхождения, проявленных на территории агломерации, относятся хлорорганические пестициды (ХОП), в основном ДДТ, реже ГХЦГ, интенсивно использовавшиеся в 1960-1980-е годы в овощеводстве, садоводстве, хмелеводстве. В 2009-2011 гг. АРИ "Экология" в районе было выявлено около десятка участков прошлого локального загрязнения почв ХОП (рис. 11).

К числу таких участков загрязнения ХОП в г. Горно-Алтайске относятся [23]:

– бывший склад ядохимикатов ОПХ "Горно-Алтайское", где выявлен очаг загрязнения почв ДДТ размером 120´60 м по изоконцентрате 5 ПДК (0,5 мг/кг) на фоне загрязнения 2-5 ПДК почв прилегающей к нему бывшей плантации ягодных культур;

            – бывшая овощная плантация на севере Заимки (нынешний м/р Каяс), где остаточные концентрации ДДТ в почвах достигают 7,2 ПДК, а ГХЦГ до 2,6 ПДК;

            – территория лагеря отдыха "Космос", которая в течение многих лет обрабатывалась от иксодового клеща. На её территории выявлены повышенные концентрации ХОП в почве – 2,8-3,6 ПДК для ДДТ и до 1,8 мг/кг ГХЦГ;

– на территории ФГУЗ "Алтайская противочумная станция", где ранее хранились ядохимикаты, установлен очаг умеренно интенсивного загрязнения ДДТ почв размером 50×35 м по изоконцентрате 1 ПДК;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Схема расположения объектов бывшего хранения и применения

хлорорганических пестицидов в районе г. Горно-Алтайска

 

В заключение краткой характеристики экологического состояния почвенного покрова на территории агломерации г. Горно-Алтайска отметим, что в целом оно находится на условно благоприятном уровне, однако в ряде мест имеются локальные очаги с повышенным, реже аномально высоким уровнем присутствия загрязняющих химических веществ (элементов) в почвах, привнесенных в процессе бывшей хозяйственной деятельности. В связи с этим необходимо более детальное изучение эколого-геохимического состояния почвенного покрова агломерации, особенно в местах жилищного строительства.

Качество природных вод

 

Качество природных вод в районе г. Горно-Алтайска оценивалось по экологическому состоянию поверхностных водных объектов, подземных вод, питающих их атмосферных осадков (снеговая и дождевая вода), а также по химическому составу сточных вод, попадающих в реки.

В период 2015-2017 гг. на территории агломерации было отобрано и проанализировано 94 пробы поверхностных (речных) вод на 46 пунктах наблюдения, 70 проб подземных вод, в т.ч. 48 пробы грунтовых вод, 4 пробы дождевой и 70 снеговой воды, 10 проб сбросных вод (рис. 12).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12. Схема опробования природных вод в районе Горно-Алтайска в 2015-2017 гг.

 Поверхностные воды

 

В отчетный период объектами изучения экологического состояния поверхностных вод явились следующие водные объекты: р. Майма, р. Улалушка и их притоки. В 2016 г. в них было взято 36 проб воды, в 2017 г. – 10 проб (рис. 13). Гидрологические параметры мелких рек и ручьев 4-5 порядков приведены в таблице 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13 Схема опробования водных объектов в районе Горно-Алтайска

Таблица 8

Параметры руслового стока водотоков 4-5 порядка в районе г. Горно-Алтайска

 

Водотоки (бассейн р. Майма)

Порядок

водотоков

Площадь водосбора, км2

Июнь 2015 (летняя межень)

Расход, л/с

Модуль, л/с/км2

р. Улалушка

4

116

220

1,9

р. Каяс

4

25,4

20,0

0,8

р. Мал. Сиульта

4

8,4

20

2,4

р. Вахта

4

5,3

1,5

0,3

руч. Бочкаревский

4

9,5

2,5

0,3

руч. Плодовоягодный

4

13

3,0

0,2

руч. 1-я Еланда

4

5,5

4,0

0,7

руч. Партизанский лог

4

4,2

4,0

0,9

р. Бочеркушка

5

4,3

1,0

0,2

р. Татарья

5

15,3

10,0

0,7

руч. Малиновка

4

5,4

3,0

0,6

руч. Мотькин лог

4

3,9

3,0

0,8

руч. Безымянный (полигон ТКО)

5

3,5

1,5

0,4


Ранее институтом были определены расходы и модули поверхностного стока р. Майма и ее притоков, которые имеют близкие между собой значения, обусловленные однотипным низко-среднегорным рельефом водосборных бассейнов и близким количеством выпадающих осадков [8, 10]. Минимальные расходы (модули) стока рек были проявлены в зимнюю межень, а максимальные – в весеннее половодье, после чего сток уменьшался до осенней межени (табл. 9).

Таблица 9

Расходы и модули поверхностного стока водных объектов в районе г. Горно-Алтайска

 

Параметры

(осенняя межень)

Водотоки в черте Горно-Алтайска

То же в Майме, Кызыл-Озеке, Алферово

2

4

5

9

10

1

3

6

7

8

Расход, м3

0,005

0,19

0,05

4,50

4,65

0,02

0,04

4,70

0,04

4,05

Площадь*, км2

1,5

114

15

750

775

5,5

10

780

20

640

Модуль, л/с/км2

3,3

1,7

3,3

6,0

6,0

3,3

4,0

6,0

2,0

6,3

Водные объекты: 1 – р. Вахта, 2 – руч. Бочеркушка, 3 – р. Татарья, 4 – р. Улалушка, 5 – руч. Каяс, 6 – р. Майма, 7 – руч. Алгаир, 8-10 – р. Майма; * – площадь водосборного бассейна

 

Установлено, что модули стока р. Майма и ее притоков выдержаны в разные сезоны года, кроме р. Улалушка, и составляют 7,8 л/с/км2 вблизи с. Кызыл-Озек [19].

Следует отметить, что на расход и гидрохимический тип воды р. Майма (табл. 10) в районе г. Горно-Алтайска в определенной степени влияют антропогенные факторы – сбросы очистных сооружений города и выпусков ливневой канализации.

Таблица 10

Химический состав атмосферных осадков и природных вод в районе г. Горно-Алтайска

 

Вещества,

показатели

Атмосферные осадки (n=4)

Поверхностная вода (n=20)

Грунтовая вода (n=35)

max, мг/дм3

, мг/дм3

max, мг/дм3

, мг/дм3

max, мг/дм3

, мг/дм3

pH

7,12

6,05

8,16

7,83

8,05

7,55

Ca2+

3,42

1,59

89,97

62,22

220,04

95,01

Mg2+

0,30

0,15

15,43

8,62

41,54

11,27

Na++K+

5,72

4,79

26,51

15,77

60,41

28,13

NH4+

1,22

0,56

0,23

0,125

2,01

0,104

HCO3-

13,73

7,63

343,24

243,01

602,57

323,36

Cl-

1,84

1,65

19,94

5,36

66,58

18,57

SO42-

6,89

6,29

20,27

13,54

55,20

24,08

NO2-

0,034

0,02

0,234

0,053

2,796

0,094

NO3-

1,47

0,79

14,62

5,57

118,10

34,96

PO43-

0,41

0,27

0,48

0,19

1,23

0,33

Жесткость

0,17

0,09

5,76

3,81

11,81

5,66

ХПК

3,25

1,50

7,33

2,85

4,81

1,01

ОМ

33,3

23,88

514,6

354,4

1090,7

535,9

Гидрохими-

ческий тип

 

В пользу вышеотмеченного говорит близость гидрохимических типов воды р. Майма и ее притоков, в целом отвечающих гидрокарбонатному магниево-натриево-кальциевому типу. В составе катионов превалирует ион кальция – 63-80 %, в подчиненном количестве присутствуют натрий-калий (10-25 %) и ион магния – 7-19 %. Доля гидрокарбонат-иона составляет 71-93 % при преобладании значений 90 % (рис. 14).

Все изученные природные воды в районе г. Горно-Алтайска близки между собой по содержанию основных химических компонентов и по гидрохимическому типу, кроме атмосферных осадков, имеющих сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный натриево-кальциевый тип воды. Ливневые стоки по своему составу ближе к поверхностным и грунтовым водам/

Рис. 14 Солевой состав природных вод в районе г. Горно-Алтайска

 

Расчет покомпонентного долевого участия атмосферных осадков и грунтовых вод в питании рек района показал, что вклад основных из их показателей варьируется от 16 до 75 % и в среднем составляет около 50% (рис. 15), то есть доля грунтового питания водотоков района в летнюю межень составляет около половины.

 

Рис. 15 Типы и доля питания поверхностных вод р. Майма в летнюю межень

 

Анализ химического состава поверхностных вод в районе города показал наличие прямой связи между уровнем содержания всех изученных показателей воды и порядком водных объектов. Установлено, что с нарастанием порядка водотоков содержание химических компонентов в воде увеличивается, при этом их наибольшие концентрации характерны для небольших ручьев – притоков р. Майма (табл. 11).

Таблица 11

Средний химический состав поверхностных вод в районе г. Горно-Алтайска (мг/дм3)

Порядок рек

рН

Са2+

Мg2+

Na+К

NH4+

NO2-

HCO3-

SO42-

Cl-

ОМ

ХПК

ЖО

2-й (р. Катунь)

8,32

21,5

4,2

8,0

0,02

0,01

87

11,8

1,9

137

1,4

1,4

3-й (р. Майма)

8,45

61,1

6,1

13,3

0,07

0,07

224

12,4

4,0

327

1,8

3,6

4-й (притоки р. Майма)

8,29

64,8

9,2

16,5

0,14

0,05

254

13,8

5,7

370

3,1

4,0

Примечание: выделены максимальные значения показателей

            Для пространственного распределения основных компонентов природного химического состава воды р. Майма (кальций, щелочи, гидрокарбонат-ион) характерно их снижение в направлении от с. Кызыл-Озек до устья реки в с. Майма (рис. 16). Это указывает на наличие антропогенного загрязнения речной воды на территории агломерации и, как следствие, на слабую трансформацию ее химического состава.

 

.

Рис. 16. Тренды изменения показателей солевого состава воды р. Майма в районе

 

Анализ распределения концентраций загрязнителей в воде р. Майма по течению от условного фона (выше с. Кызыл-Озек) до ее устья показал, что содержание общей минерализации и взвешенных веществ закономерно увеличивается в этом направлении, а значения рН снижаются, что связано с влиянием притоков р. Майма (рис. 17).

 

Рис. 17. Динамика показателей состава воды р. Майма в районе г. Горно-Алтайска

 

Для малых притоков р. Майма в черте г. Горно-Алтайска характер распределения вышеотмеченных показателей качества речной воды отличается тем, что значения рН и минерализации повышаются от истока к устью, а значения ХПК и взвешенных веществ, наоборот, снижаются. Эти особенности объясняются в основном влиянием антропогенной деятельности на территории города.

В качестве резюме экологического состояния поверхностных вод на территории г. Горно-Алтайска и его пригородов отметим, что в целом оно находится на условно благоприятном уровне.

Грунтовые воды

 

По положению водовмещающих пород и их литологическому составу в г. Горно-Алтайске выделяются три водоносных комплекса грунтовых вод (сверху вниз):

– водоносный комплекс верхнечетвертичных-современных отложений (QIII-IV);

– водоносный комплекс верхнечетвертичных отложений (QIII-IV);

– водоносный комплекс нижне-среднечетвертичных отложений (QI-II).

В районе наиболее распространены грунтовые воды аллювиальных отложений. Глубина их залегания до 2 м на пойме и первой надпойменной террасе, до 5 м и более – на второй надпойменной террасе. Близкое залегание грунтовых вод отмечается по логам и в аллювиально-пролювиальных отложениях.

На территории города в период 2014-2015 гг. было задействовано 20 временных пункта мониторинга грунтовых вод, в т.ч. 13 скважин и 7 родников. Из них в 2017 г. отбор проводился на 5 пунктах (рис. 18).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 18. Схема изученности грунтовых вод в районе г. Горно-Алтайска (слева),

пункты с повышенным уровнем загрязнения грунтовых вод (справа)

            Усредненный химический состав грунтовых вод вышеотмеченных горизонтов позволяет отнести их к пресным нейтральным умеренно и повышенно жестким водам гидрокарбонатного кальциевого класса (табл. 12).

Таблица 12

Химический состав грунтовых вод в районе г. Горно-Алтайска

 

Водоносные

комплексы

pH

ОЖ

Ca2+

Mg2+

Na+K

HCO3-

Cl-

SO42-

NH4+

NO2-

NO3-

PO43-

ХПК

ОМ

Гидрохимические

типы

QIII-IV

7,44

5,8

96,8

11,3

29,2

328,8

19,3

24,4

0,09

0,080

35,4

0,23

0,95

546

QIII

7,33

4,8

76,4

11,8

21,1

298,5

11,8

16,7

0,11

0,031

8,1

0,16

0,36

445

QI-II

7,26

7,4

113,3

21,8

17,2

380,4

27,4

21,9

<0,05

0,003

45,0

0,19

<0,25

627


 

Основу солевого состава грунтовых вод составляют ионы кальция и гидрокарбонат-ион. В подчиненном количестве среди катионов присутствуют ионы магния и щелочных металлов – натрия и калия, а среди анионов в равных количествах (7-8%) – хлориды, сульфаты, нитраты (рис. 19). Гидрохимический тип можно считать гидрокарбонатно-сульфатно (нитратно)-хлоридным кальциево-магниево-натриевым.

 

Рис. 19. Катионно-анионный состав грунтовых вод в районе г. Горно-Алтайска

 

Химический состав грунтовых вод в разрезе основных населенных пунктах агломерации (табл. 13) в целом однотипен, но имеются и определенные отличия.

Таблица 13

Химический состав грунтовых вод в населенных пунктах агломерации

 

Вещества,

показатели

с. Майма

г. Горно-Алтайск

с. Кызыл-Озёк

min

max

min

max

min

max

pH

6,66

7,96

7,31

7,03

8,05

7,54

7,44

7,60

7,50

Ca2+

24,0

220,0

89,1

47,4

167,2

91,7

109,0

143,8

120,6

Mg2+

3,3

16,3

9,4

7,1

41,5

12,7

5,6

15,4

9,1

Na++K+

9,0

60,4

27,6

12,6

57,6

27,6

23,3

40,2

31,5

NH4+

0,03

0,20

0,04

0,03

2,01

0,13

0,03

0,29

0,08

HCO3-

99

580

301

229

603

327

296

407

355

Cl-

2,2

66,3

20,1

2,2

54,4

15,2

12,4

48,8

29,7

SO42-

6,9

55,2

19,2

8,3

49,2

25,8

19,1

50,4

31,6

NO2-

0,001

0,15

0,01

0,001

2,80

0,13

0,001

0,29

0,06

NO3-

1,6

104,1

31,4

2,1

83,0

33,1

2,7

118,1

51,8

Жесткость

1,5

11,8

5,2

3,3

11,8

5,6

6,0

7,8

6,8

ХПК

0,04

3,19

0,54

0,04

4,81

1,06

0,53

1,63

1,04

Минерализация

146

1091

500

319

1003

531

552

715

629


Анализ изменения химического состава грунтовых вод района показал, что на территории агломерации в направлении Кызыл-Озек – Горно-Алтайск – Майма в них наблюдается постепенное уменьшение содержания основных "природных" составляющих – ионов кальция и гидрокарбоната. То же происходит с содержанием в воде щелочей и сульфатов. Подобные тренды вероятно связаны с воздействием хозяйственной деятельности в пределах агломерации (рис. 20).

 

Рис. 20. Тренды химического состава грунтовых вод в районе г. Горно-Алтайска

 

Результаты корреляционного анализа основных показателей химического состава грунтовых вод свидетельствуют о наличии тесных связей между ними. Большинство из них имеют положительные связи на уровне значимости 99%. Характерно, что загрязняющие вещества – аммоний, нитриты, фосфаты, как правило, не имеют или имеют минимум связей с солевым составом вод, что указывает на их привнесенный характер (табл. 14).

Таблица 14

Связи показателей химического состава грунтовых вод в районе г. Горно-Алтайска

 

рН

Ca2+

Mg2+

Na++K+

NH4+

HCO3-

SO42-

Cl-

NO2-

NO3-

PO43-

ОМ

ОЖ

ХПК

n=36

1,00

-0,41

-0,07

-0,54

0,24

-0,35

-0,51

-0,40

0,28

-0,47

-0,18

-0,45

-0,38

-0,21

рН

 

1,00

0,35

0,59

-0,05

0,91

0,77

0,74

-0,02

0,76

0,05

0,97

0,98

0,16

Ca2+

 

 

1,00

0,06

-0,11

0,52

0,31

0,18

-0,12

0,36

0,01

0,47

0,55

-0,10

Mg2+

 

 

 

1,00

-0,03

0,62

0,59

0,69

-0,07

0,52

0,23

0,70

0,54

0,34

Na++K+

 

 

 

 

1,00

-0,12

0,11

0,10

0,99

-0,09

0,39

-0,07

-0,07

0,50

NH4+

 

 

 

 

 

1,00

0,60

0,59

-0,10

0,57

-0,02

0,95

0,94

0,02

HCO3-

 

 

 

 

 

 

1,00

0,64

0,12

0,80

0,31

0,78

0,76

0,42

SO42-

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,06

0,63

0,19

0,74

0,70

0,43

Cl-

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

-0,04

0,36

-0,06

-0,05

0,45

NO2-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,20

0,77

0,77

0,22

NO3-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,09

0,05

0,45

PO43-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,98

0,17

ОМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,12

ОЖ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

ХПК


 

Основными загрязнителями грунтовых вод на территории агломерации являются нитраты, нитриты, аммоний-ион, а также сульфаты и хлориды (до 2-3 фонов), соединения железа и пр. В очагах химического загрязнения грунтовые воды приобрели несвойственный им гидрохимический состав – сульфатно-нитратно-гидрокарбо-натный кальциевый и нитратно-хлоридно-гидрокарбонатный натриево-кальциевый.

По данным Управления Росприроднадзора по РА, в последние годы в грунтовых водах агломерации наблюдаются следующие средние уровни содержания комплекса загрязняющих веществ (табл. 15), которые ни по одному контролируемому показателю не превышают санитарно-гигиенических нормативов для питьевых вод.

Таблица 15

Среднее содержание загрязнителей в грунтовых водах агломерации (мг/дм3)

 

Химические вещества

Содержание

ПДК*

Химические вещества

Содержание

ПДК

Аммоний

<0,05

ДДТ

<0,0001

0,002

Нитриты

0,003

ГХЦГ

<0,0001

0,002

Нитраты

35,62

45

Ртуть

<0,0001

0,0005

Сульфаты

37,73

500

Свинец

<0,005

0,03

Фосфаты

0,06

Медь

0,0014

1

Фенолы

<0,001

0,25

Цинк

0,032

5

Нефтепродукты

0,0075

0,1

Никель

<0,002

0,1

Взвешенные вещества

7,1

Марганец

<0,005

0,5

ПАВ

<0,015

0,5

Кадмий

<0,005

0,001

 

Согласно данных АРИ "Экология", концентрации нитратов в грунтовых водах из индивидуальных колонок достигает 118, 1 мг/л (2,3 ПДК), аммония 2,01 мг/л, нитритов 2,8 мг/л, хлоридов 66,3 мг/л, жесткость 11 мг-экв/дм3, кальция до 220 мг/дм3, минерализация до 1,0 г/дм3. В районе имеются локальные участки загрязнения вод нитратами, фосфатами, превышения по жесткости и минерализации (рис. 18).

Пространственное распределение основных загрязнителей на территории агломерации говорит о том, что содержание аммония, нитритов, фосфатов закономерно увеличивается по направлению Майма – Кызыл-Озек – Горно-Алтайск (рис. 21).

 

Рис. 21. Характер распределения загрязнителей грунтовых вод в районе

 

Практически все очаги загрязнения соединениями азота, в частности нитратами, приурочены к частному сектору агломерации и, по-видимому, связаны с наличием там домашнего скота. Повышенные содержания фосфатов и общей жесткости в грунтовых водах распределены относительно равномерно на всей территории и объясняются как её природными особенностями, так и жизнедеятельностью населения.

Таким образом, качество грунтовых вод в районе г. Горно-Алтайска в целом находится на условно благоприятном уровне, а в отдельных локальных очагах загрязнения – на малоблагоприятном и неблагоприятном уровне.


Полезное