Эколого-геологические условия шанучского полиметаллического месторождения (западная Камчатка), их трансформации при разведке и добыче полезных ископаемых и влияние на систему "река - водосбор"

Глава 5. Влияние эколого-геологических условий Шанучского месторождения на состояние пресноводных экосистем.

Оценка влияния эколого-геологических условий на состояние пресноводных экосистем Шанучского месторождения проведена на организменном и популяционном уровнях методами биотестирования (оценка токсичности среды с помощью биологических тест-объектов), биоиндикации (оценка изменений в природной среде по изменениям биологических объектов) и биоаккумуляции (частный случай биоиндикации).

Биотестирование токсичности горных пород выполнено на лабораторных тест-объектах, чувствительных к химическому воздействию: на рачке Daphnia magna и одноклеточной водоросли Scenedesmus quadricauda. Тестирование водной вытяжки образцов рудовмещающих пород (среднее течение руч. Ралли) показало отсутствие фитотоксического эффекта. Установлен эвтрофирующий эффект (в краткосрочных и долгосрочных опытах при кратности разведения 50-500 и 500, соответственно), вызванный наличием биогенных элементов, стимулирующих рост водоросли и маскирующий токсический эффект. По отношению к зоопланктону породы проявляют достоверную, но слабо выраженную токсичность (без разбавления через 14 суток смертность составила 20%). Полученные результаты указывают на слабую токсичность рудовмещающих пород Шанучского месторождения. В то же время, в руч. Ралли, ниже по течению от рудного тела и уровня производства вскрышных работ (493 м над у.м.), где полностью отсутствуют гидробиотонты, наблюдается острая токсичность поверхностных вод, что связано с притоком сильно загрязненных подземных вод, усилившимся в результате вскрышных работ.

Биоиндикация выполнена путем сравнения видового состава диатомового перифитона в водотоках и экологических предпочтений его отдельных таксонов. Установлено, что по мере увеличения суммарного показателя загрязнения в донных отложениях (Zc) горных ручьев, дренирующих месторождение, наблюдается снижение видового разнообразия диатомового перифитона (рис. 7): увеличение показателя Zc на каждые 10% от фонового уровня приводит к сокращению видового состава в среднем на 3 таксона. Из 44 видов диатомового перифитона в ручьях Ралли и Тройной (высокий и средний уровень загрязнения донных отложений, соответственно) выделены 3 и 5 видов-индикаторов загрязнения тяжелыми металлами, соответственно, что позволяет использовать диатомовый перифитон для раннего выявления экотоксических эффектов.

Метод биоаккумуляции использован для оценки накопления 8 тяжелых и переходных металлов в органах и тканях гольца Salvelinus malma, постоянно обитающего в горных ручьях (Саматкин Ключ, Тройной, Горный). Установлено, что содержание Cu, Fe, Zn, Ni в печени находится в прямой зависимости от возраста рыб, увеличиваясь в 2,3, 1,5, 1,4 и 7,2 раза, соответственно, тогда как содержание Мn и Cr, которые активно выводятся из печени, остается на стабильном уровне. Кроме того, для Fe и Zn выявлена тенденция: чем выше показатель ИЗВ, тем выше их концентрация в печени. Содержание Cu, Zn, Fe и Ni в печени оказалось выше установленного норматива для пищевой промышленности, и поэтому печень может быть индикатором загрязнения металлами. В отличие от накопления в печени, накопление исследованных металлов в мышцах не обнаружено, норматив для пищевой продукции не превышен. Полученные данные отражают влияние природных геохимических условий на биоаккумуляцию металлов органами и тканями рыб.

Рис. 7. Соотношения между суммарным показателем загрязнения донных отложений (Zc), индексом загрязнения воды (ИЗВ) и числом видов диатомовых водорослей.

Накопление металлов в органах и тканях гольца приводит к патологическим изменениям их половых желез в виде роста числа аномалий развития по мере усилением загрязнения. Так, доля самок с резорбцией ооцитов последовательно увеличивается в ряду Саматкин Ключ - Горный - Тройной (рис. 8). В Саматкином Ключе доля самок с частичной резорбцией ооцитов составила 16,7 %, в Горном доля самок с частичной и тотальной резорбцией ооцитов - 5,9 и 41,2 %, соответственно, в Тройном с частичной и тотальной резорбцией - 13,3 и 40 % соответственно.

Рис. 8. Суммарный показатель загрязнения (Zc) донных отложений, индекс загрязнения воды (ИЗВ) и доля самок с частичной или полной резорбцией ооцитов в популяциях гольца-мальмы малых водотоков Шанучского месторождения.

Полученные качественные и количественные характеристики влияния эколого-геологических условий на состояние водных экосистем в изучаемом районе позволили разработать критерии для определения экологического состояния водной биоты и систематизировать результаты исследований в виде карты эколого-геохимического районирования территории Шанучского месторождения.