Геохимические особенности распределения ртути в торфяных залежах большого васюганского болота



Скачать 105.64 Kb.
Дата30.04.2016
Размер105.64 Kb.
ТипИсследование
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ В ТОРФЯНЫХ ЗАЛЕЖАХ БОЛЬШОГО ВАСЮГАНСКОГО БОЛОТА
Ляпина Е.Е.
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск,
EELDV@mail.ru
Исследовать содержание ртути в природных объектах важно не только из-за ее вездесущности, повышенной способности к перераспределению в различных средах и биоаккумуляции, но и широкого спектра негативного влияния не только на биологические компоненты, но и на человека, как в настоящее время, так в будущем.

Исследование распределения ртути производилось в торфяных профилях как нативных, так и антропогенно-нарушенных участках Большого Васюганского Болота (табл. 1).


Таблица 1
Изменение концентраций ртути в пробах торфа с глубиной

Торфяное месторождение

Концентрация ртути в пробах торфов, нг/г

Среднее значение в залежи

max

min

Среднее по глубине, см

0-50

50-100

100-150

150-200

200-250

250-300

300-350

Относительно незагрязненные болотные системы

т.м. Бакчарское: ЗЛ

ВР

НР



ОТ

209

277

129

209

-

-

-

-

-

-

128

192

67

145

90

-

-

-

-

-

54

75

19

63

40

38

54

27

22

-

59

99

19

86

52

56

24

19

33

-

т.м. Самара

76

184

12

116

68

44

45

44

29

-

т.м. Таган, Т

85

305

24

159

69

61

58

58

65

44

т.м. Васюганское, НР

36

57

12

44

23

-

-

-

-

-

т.м. Салымо-Юганское, СЮГМК

132

185

106

92

150

130

126

141

143

-

Антропогено-нарушенные болотные системы

т.м. Васюганское, НРмел

47

90

10

65

22

21

27

-

-

-

т.м. Таган, Тв

91

153

17

101

76

-

-

-

-

-

т.м. Сухое-Вавиловское

24

76

11

31

15

15

19

25

18

-

т.м. Озерное

117

255

28

144

64

121

117

91

76

84

Примечание: «-» – отсутствие измерений
Все исследованные глубинные профили содержания ртути в торфяных залежах имеют похожий вид, максимальные значения наблюдаются в верхней части профиля с последующим снижением, что свидетельствует об осаждении ртути из атмосферы (рис. 1) [Данилова и др., 2010, Ляпина и др. 2007]. Концентрации ртути в придонных слоях соответствуют содержанию ртути в подстилающих породах.


Рис.1. Содержание ртути в торфах нативных болотных систем
Среднее содержание ртути в торфах нативных болотных экосистем значительно варьирует от 12 до 305 нг/г. Торфяники представляют собой совмещенный геохимический барьер — механический, кислородный, биогенный и сорбционный, на котором накапливаются многие химические элементы, в том числе и ртуть (рис. 1) [Кот и др., 2010].

Пункты исследования на Бакчарском болоте расположены на геохимически сопряженном ландшафтном профиле [Васюганское болото, 2000], что позволяет провести оценку распределения ртути не только по глубине, но и по площади.

Наивысшие точки профиля БНР и БОТ (рис. 2) характеризуются минимальными значениями ртути 75 и 99 соответственно, максимальными – заболоченный лес - 277 нг/г.


Рис.2. Средние концентрации ртути в верхней части торфяных разрезов (1 м) ландшафтного профиля Бакчарского олиготрофного болота
В торфяной залежи БНР отмечаются наименьшие значения ртути не только в среднем в торфяной залежи, но и в верхней метровой, где наиболее активно происходят процессы переноса и водообмена между горизонтами. Незначительное повышение концентрации ртути наблюдается на БВР, которая находится ниже, и возможно сюда происходит частичный вынос ртути. Более высокие концентрации наблюдаются в торфах БОТ, в сторону которого идет основной вынос ртути из БНР. Максимум в содержании ртути в торфяной залежи отмечаются в ЗБЛ (мощность торфа 20 см), где происходит концентрирование принесенной ртути.

Т.М. «Самара» относится к нативным болотным экосистемам. Торф т. м. «Самара» отличается высокой степенью разложения (25-35%), что оказывает существенное влияние на его способность накапливать ртуть. Это объясняет повышенные по сравнению с БНР и БОТ средние концентрации ртути, в 1,3 и 1,4 раза соответственно.

Наименьшее среднее содержание ртути выявлено в торфяной залежи ВНР (36 нг/г) т.м. «Васюганское»

Эвтрофное болото «Таган», его естественный участок, находится в непосредственной близости от г. Томска (13 км), поэтому наличие повышенного содержания ртути (305 нг/г) в торфах верхней части профиля связано, прежде всего, с антропогенным влиянием города. Антропогенно-нарушенный участок т.м. Таган в средних своих концентрациях значительно уступает естественному участку. Но скорее, всего это связано с тем, что он был осушен и верхняя часть торфа была выбрана, т.е. то, что теперь является верхняя часть торфяной колонки на самом деле гораздо старше, таковой на естественном участке.

В торфах т.м., испытывающих в той или иной степени антропогенную нагрузку, среднее содержание ртути по сравнению с торфами нативных болотных экосистем и варьируют в пределах от 24 до 85 нг/г (рис. 3).

а) б)


Рис.3. Содержание ртути (нг/г) в торфах а) антропогенно-нарушенных болотных систем, б) в зоне влияние газо-, нефтедобычи
Средние концентрации ртути в торфяных залежах т.м. «Сухое-Вавиловское» (24 нг/г) и «Васюганское» (47 нг/г) не только не превышают, но и в 2,5 и 1,3 раза ниже, чем в торфе БНВ нативного т.м. «Бакчарское». Здесь так же отмечается преобладание окислительных процессов в верхней части торфяной залежи для т. м. «Сухое-Вавиловское» и «Васюганское». Этим, а так же увеличившимся в индустриальный период потоком ртути из атмосферы и объясняются более высокие по сравнению с нижней частью профиля ее концентрации.

Рассматривая более подробно верхнюю часть профилей можно отметить резкое увеличение содержания Hg в верхних 35 см залежей (рис. 2). Такой вид графиков изменения концентрации ртути с глубиной говорит об антропогенном ее поступлении в торф в последние десятилетия, что подтверждается и другими исследователями.

Среднее содержание ртути в торфяных залежах Озерное и Салымо-Юганское примерно в 2 раза выше по сравнению залежами не испытывающими влияние разработок месторождений нефти и газа [Замятина, 1975].

Согласно [Аладимиров и др., 1991, Головацкий и др., 2003, Дорожукова, 2000] в углеводородных газах и нефти содержатся значительные концентрации ртути, и, следовательно, месторождения нефти и газа ХМАО влияют на фоновые концентрации ртути. В торфяной залежи т.м. Озерное среднее содержание ртути соответствует таковому в торфяной залежи ХМАО, однако разброс полученных концентраций значительно больше и составляет от 28 до 255 нг/г.

Более детальный анализ верхнего слоя т.м. Озерное позволил выявить наличие трех пиков содержания ртути в торфе. Важнейшей особенностью распределения ртути в верхнем горизонте изученных торфяных месторождений является высокая вариабельность, минимальные и максимальные уровни ртути в торфяном покрове исследуемых территорий различаются в 10 раз.

Данные радиоуглеродного анализа (анализ проводился Институтом геохимии окружающей среды Национальной Академии Наук Украины, г. Киев) позволяют определить возраст верхней части профиля концентрации ртути т.м. «Озерное», составляющий 305+-70 лет на глубине 60 см. Образцы были отобраны в 2003 году, следовательно, на глубине 60 см мы имеем примерно 1700 г. - начало индустриализации, интенсивного развития промышленности, использования угля в качестве основного вида топлива на предприятиях и в быту, а значит и более интенсивного потока ртути в атмосферу, приходится как раз на это время. Значит, на глубине 20 см, следуя методу интерполяции, отмечается начало ХХ века. Этим можно объяснить выявленный первый максимум концентрации ртути (45 см, 243 нг/г). Отбор образцов торфа был произведен в 2003 году, методом интерполяции подсчитали, что глубина 20 см соответствует началу 20-го века. А значит второй (15 см, 179 нг/г) и третий (5 см, 255 нг/г) пик соответствуют 1925 и 1975 гг.

Максимум ртути 1925 года может быть следствием гражданской войны 1918-1920 гг., т.к. время жизни ртути в атмосфере около 3-х лет. Так же следует учитывать и процессы болотообразования, связанные с обсыханием и обводнением, что также вносит свой вклад в процессы перераспределения ртути в залежи. Максимум 1975 года скорее всего связан с началом добычи нефти и газа в Сибири (1970 г.).

Наличие повышенных (но не превышающих ПДК) концентраций Hg в болотных массивах Западной Сибири говорит о глобальном атмосферном переносе ртути. Профили содержания Hg сходные с полученными нами данными, обнаружены как в торфяных залежах в Патагонии, так и во льдах в Антарктиде, а также в других регионах мира [Biester H., 2000, Coggins A.M., 2006, Martlnez-Cortizas A., 1999]. Пиковые значения концентрации ртути возможно использовать для датирования отложений торфа.


Литература
Васюганское болото: природные условия, структура и функционирование. Томск 2000. С. 136.

Головацкий Ю.А., Головацкая Е.А.Содержание ртути в эвтрофных болотах Томской области. Материалы второй научной школы “Болота и биосфера”. Томск. 2003. С.110-116.

Данилова В.Н., Хушвахтова С.Д., Ермаков В.В. Ртуть в плодовых телах макромицетов // Материала международного симпозиума «Ртуть в биосфере: эколого-геохимические аспекты». - М.: ГЕОХИ РАН, 2010, с. 271-275.

Дорожукова С.Л, Янин Е.П., Волох А.А. Природные уровни ртути в некоторых типах почв нефтегазоносных районов Тюменской области //Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. Вып. 1. Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2000.-С. 157-161.

Замятина Б.Б., Агрохимические методы исследования почв, М., 1975, 94-95.

Владимиров А.М., Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т. и др. Охрана окружающей среды. Учебник для вузов. Л.:, Гидрометеоиздат, 1991. - 425с.

Инишева Л.И., Бернатонис В.К., Цыбукова Т.Н. Содержание микроэлементов в торфе Западно-Сибирского региона. / Торфяная промышленность, №1, 1991, с. 19-25.

Кот Ф.С., Матюшкина Л.А., Баканов К.Г. и др. Ртуть в городской среде промышленных центров Дальнего Востока // Материала международного симпозиума «Ртуть в биосфере: эколого-геохимические аспекты». - М.: ГЕОХИ РАН, 2010, с. 124-128.

Ляпина Е.Е., Головацкая Е.А., Прейс Ю.И. Содержание ртути в торфоболотных экосистемах Западной Сибири // Актуальные проблемы экологии и природопользования Сибири в глобальном контексте: Сборник статей в двух частях. Ч.2 / под ред. Кирпотина С.Н. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2007, с. 203-210.

Biester H., Kilian R., Hertel C., Schöler H.F. Elevated Mercury Concentrations in Southern Patagonian Peat Bogs – An Anthropogenic Signal // II-th Annual International Conference on Heavy Metals in the Environment (J. Nriagu, Editor), Contribution #1029. Universiti of Michigan, School of Public Health, Ann Arbor, MI, 2000 (CD-ROM).



Coggins A.M., Jennings S.G., Ebinghaus R. Accumulation rates of the heavy metals lead, mercury and cadmium in ombotrophic peatlands in the west of Ireland // Atmospheric Environment, № 40, 2006, p. 260-278.

Martlnez-Cortizas A., Pontevedra-Pombal X., Garcia-rodeja E. Mercury in Spanish peat bog: archive of climat change and atmocpheric metal deposition // Science, vol. 284, may 1999, p. 939-942.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал