Эколого-геохимическая оценка горнорудного района (на примере Садоно-Унальской котловины, республика Северная Осетия-Алания)

Глава 5. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ.

Фруктовый сад на нижних террасах р. Ардон является естественным барьером на пути аэротехногенных выпадений с хвостохранилища. Пылевая нагрузка в первую очередь определяет повышенные содержания ТМ в листьях яблонь (табл. 8). Корреляция между содержанием свинца в листьях и пыли (0,73, 1% - 0,623, n=16) более значима, чем в листьях и почве (0,592, r_5% - 0,497, n=16), для цинка - более значимо почвенное поступление, о чем свидетельствует положительная корреляция между содержаниями в почве и листьях (0,55, r_5% -0,497, n=16).

Суммарный показатель загрязнения листьев яблонь нижних террасах р. Ардон в 1998 г. в среднем составлял 10, в 1999 г. - 20, в 2000 г. - 28 (основные загрязнители: Pb>Ag>Zn>Cu>Co>Bi). На верхних террасах по данным 1998-2000 г.г. Z_c в листьях не превышает 8. Эти данные, во-первых, говорят о влиянии хвостохранилища на нижнем участке, а во-вторых, учитывая, что листья -ежегодно обновляемый орган растения, о росте темпов аэротехногенного поступления ТМ, связанном с восстановлением деятельности ССЦК фактически прекращенной в начале -середине 90-х годов.

Оценка влияния пылевого загрязнения по коре и спилам ольхи, ивы, яблони и груши (7-8 лет), растущим на нижних террасах р. Ардон в зоне непосредственного влияния хвостохранилища подтвердила тенденцию увеличения содержаний ТМ после постройки хвостохранилища в сравнении с более ранними промежутками времени. Но особенно высокие концентрации ТМ на порядок выше, чем в спилах, выявлены в пробах коры.

При изучении состояния сельскохозяйственных культур района опробовались плоды яблонь, картофель и кукуруза. Содержания ТМ в биопробах на исследуемой территории, в том числе и на фоновых участках, находятся на уровне и выше ПДК (Zn - 8,5% проб фруктов, 100% проб картофеля и кукурузы; Pb - 87% проб фруктов, 75% проб картофеля, 59% проб кукурузы). Учитывая, что природный почвенный фон исследуемого района обусловливает повышенные содержания ТМ в растениях, а также их различную способность к накоплению химических элементов, основным критерием при определении техногенного воздействия на загрязнение растительности являлся коэффициент концентрации.

По данным 1997 г. в пробах фруктов не обнаружено аномальных концентраций металлов на всем участке опробования (суммарный показатель загрязнения < 8). Тем не менее, на нижних террасах р. Ардон концентрации свинца в среднем в 2,3 раза выше фоновых, отмечены также повышенные концентрации серебра (Кс-1,7).

Похожая картина наблюдается и для кукурузы. В зернах кукурузы аномальные содержания отмечены только для цинка: на верхних террасах р. Ардон средний Кс - 3, на нижних - 2,4. (Z_c 8 - на обоих участках). В силосе кукурузы только на нижних террасах, где важную роль играет пылевое воздействие хвостохранилища, отмечены аномальные концентрации свинца и серебра (Кс= 4,7 и 3,15 соответственно) и повышенные содержания цинка (Кс - 2,5) и меди (Кс= 1,5), не являющиеся аномальными. Суммарный показатель загрязнения =13.

Наиболее загрязненным из всех биопроб, употребляемых в пищу, является картофель. На верхних террасах аномальные концентрации отмечены для Ag и Pb, повышенные - для Zn и Cu (Z_c-14), на нижних - Zn и Ag (Z_c <8).

Сравнение с данными предыдущих лет показало, что с 1990 вырос только уровень загрязнения картофеля на верхней аномалии по Pb и Zn и силоса кукурузы на нижней аномалии по Ag. Для остальных культур по всем остальным элементам уровень загрязнения либо не изменился, либо снизился.

Сравнение данных по накоплению ТМ на нижних и верхних террасах р. Ардон по всем средам за 1997 г., показало, что наибольшие значения Ксдля Zn наблюдаются в донных отложениях (9 и 10), почвах по валовому содержанию (15 и 18) и в подвижной форме (25 и 57) и воде (26 и 33). Для яблок, пыли, листьев, картофеля и кукурузы концентрации цинка практически соответствуют фону (Кс<3). Существенная разница в концентрации цинка между верхними и нижними террасами наблюдается только по подвижным формам металла в почве (в 2,3 раза выше на нижней аномалии), а также в листьях яблони (в 1,72 раза), при том что Ксне превышает 2,5.

Степень накопления Pb на нижних террасах р. Ардон существенно выше, чем на верхних: в 14 раз в силосе кукурузы, в 5,5 раз в листьях, в 2,2 раза в яблоках, в 2 раза в пыли, в 3,3 раза в воде. В почвах, как и для Zn, значимых различий в накоплении по валовому содержанию между участками нет, но концентрация ПФ на нижних террасах в 1,72 раза выше. Преобладание концентрирования на верхних террасах отмечено только для картофеля (2,2) и зерен кукурузы (1,8), т.е. для проб, защищенных от пылевого воздействия хвостохранилища, что подтверждает его решающую роль в загрязнении свинцом нижних террас р. Ардон. В целом, максимальные коэффициенты концентрации отмечены для ПФ (14 и 8 на нижних и верхних террасах соответственно) и валовых концентраций металла в почве (9 и 8), а также в воде (14 и 4,5) и донных отложениях (8 и 6,5).

Похожая картина наблюдается и для серебра. В силосе кукурузы, листьях и плодах яблонь степень концентрации металла на нижних террасах существенно выше, чем на верхних (в 3,4, 3,4 и 2 раза соответственно). Наибольшая разница в пользу верхних террас (3,85 раза) отмечена для картофеля, концентрация серебра в почвах одинакова на обоих участках (5,0 и 5,1). Максимальные коэффициенты концентрации отмечены в картофеле на верхнем участке, почвах в целом и донных отложениях.

Наименьшие различия между террасами наблюдаются по накоплению меди. Только в почвах и водах отмечены коэффициенты концентрации этого элемента больше 2.

Соотношение надфоновых концентраций Pb и Zn (рис. 6) во всех исследуемых объектах, кроме картофеля и зерен кукурузы, существенно выше на нижних террасах. Максимальные отличия отмечены для силоса кукурузы (9 раз), ПФ металлов в почвах (6 раз), листьев яблони (3,5) и пыли (3), минимальные - для вод и донных отложений р. Уналдон (меньше 2).

Рис. 6. Соотношение надфоновых концентраций Pb и Zn в различных компонентах ПГС.

В наиболее подверженных пылевому воздействию объектах - листьях, кожуре яблок и в самой пыли на нижних террасах соотношение этих металлов близко к 1, что соответствует соотношению Pb/Zn в пробах с сухой части хвостохранилища. В почвах это соотношение, при превышении на нижней аномалии почти в 2 раза относительно верхней, невысоко (0,25), но очевидно пылеперенос играет существенную роль в поступлении ПФ свинца на нижних террасах р. Ардон - соотношение ПФPb/ПФZn на этом участке также близко к 1. Таким образом, соотношение основных рудных элементов (Pb/Zn) может служить репером для выделения аэротехногенного воздействия хвостохранилища при разделении источников загрязнения.