Содержание к диссертации
Введение , 4-7
Глава 1. Методологический подход и методы исследования
Географическое положение 8-9
Тектоническая активность и геологическое строение 9 - 11
Рельеф 11-12
Водный баланс, течения и гидрохимический режим 13-15
Климатические условия бассейна оз. Байкал 15-16
Почвы и донные отложения 16 -20
Наземные и аквальные растительные сообщества, животный мир 20 - 22
Структура экономико-хозяйственной деятельности в бассейне оз. Байкал.... 22 - 26
Материалы исследования 26 - 28
1.10. Методы исследования 28-35
Глава 2. Эколого-геохимические аспекты и происхождение углеводородных соединений и органических веществ
2.1. О понятиях и применяемых терминах: органические вещества, нефтепродукты,
битумоиды, углеводородные соединения 35-37
2.2. Природа и происхождение органических веществ 37-45
2.3. Техногенные органические соединения в аквальных и наземных
геосистемах , 46-53
2.4. История исследования органических веществ в оз. Байкал 53-54
Глава 3. Экзогенные потоки углеводородных соединений и органических веществ, пути и формы их миграции
Автохтонное продуцирование углеводородных соединений и органических веществ в оз. Байкал 54-59
Аллохтонные потоки углеводородных соединений и органических веществ В 03. Байкал 59-65
Почвы как поставщики аллохтонных органических веществ 65 - 68
Глава 4. Эндогенные потоки углеводородных соединений, пути и формы их миграции
Выходы природных нефтей и газов в Байкальской рифтовой зоне 68 - 75
Особенности эколого-геохимической ситуации в местах поступления естественных углеводородных соединений и газов 75-77
Восточное побережье Среднего Байкала-район нефтепроявления 77 - 81
Углеводородные соединения в Байкальской рифтовой зоне 81 - 85
Глава 5. Техногенные потоки углеводородных соединений и органических веществ в бассейне оз. Байкал
5.1. Виды техногенных потоков, их инвентаризация , 85 - 87
5.2. Локальные техногенные потоки углеводородных соединений и органических
веществ 87 - 108
5.3. Региональные потоки углеводородных соединений и органических
веществ 108 - 145
Глава 6. Органическое вещество поверхностного слоя донных осадков, его происхождение, диагенез и закономерное распределение
6.1. Происхождение, распределение и диагенез экзогенного органического вещества
поверхностного слоя донных осадков 145 - 160
6.2. Распределение и диагенез углеводородных соединений в поверхностном слое и толще
донных осадков 160 - 167
6.3. Роль аквальных геохимических барьеров в накоплении и преобразовании
органических веществ 167-175
Трансформация органических поллютантов в водной толще и донных осадках (на примере моделей) 175 - 181
Характеристика баланса углеводородных соединений и органических
веществ 181-186
6.6. Литолого-фациальные особенности органического вещества поверхностного слоя
донных осадков 186 - 193
Глава 7. Литолого-геохимические особенности органического вещества в плейстоценовых и голоценовых осадках (на примере биомаркеров - н-алканов)
7.1. Распределение н-алканов в осадках плейстоцена и голоцена 193 -207
7.2. Источники органического вещества и фациальные условия его накопления и
преобразования в осадках в эпохи плейстоцена и голоцена 207 - 223
Глава 8. Источники органического вещества и фациальные условия его накопления и преобразования в отложениях олигоцена, миоцена и плиоцена
Органическое вещество и литолого-фациальные особенности его накопления и преобразования в Танхойском олигоцен-плиоценовом комплексе 223 - 232
Органическое вещество и литолого-фациальные особенности его накопления и преобразования в миоцен-плиоценовых отложениях о. Ольхой 232 - 236
Заключение 236 - 241
Список литературы 242 - 267
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение к работе
Тема диссертационной работы связана с комплексным изучением потоков углеводородных соединений от различных источников, а также их накоплением, распределением и диагенезом в поверхностном слое донных осадков. Дана оценка степени воздействия техногенного фактора на эколого-геохимическое состояние оз. Байкал. На основе биологических метчиков прослежены фациальные условия осадкообразования и палеоклиматических обстановок в Байкале в различные эпохи от олигоцена до голоцена.
Актуальность темы определяется уникальностью бассейна оз. Байкал, самого глубоководного озера в мире, отнесенного ЮНЕСКО к памятнику Мирового природного наследия, требующего глубокого и всестороннего изучения процессов вещественно-энергетического обмена в озерной котловине, и между озером и его водосбором. Важным звеном в процессах вещественно-энергетического обмена являются органические вещества (ОВ), с которыми связаны миграция и трансформация большинства химических элементов. Интенсивность биогеохимических процессов в Байкале определяется не только концентрацией и составом ОВ, но и их происхождением. Следовательно, познание процессов вещественно-энергетического обмена невозможно без изучения потоков ОВ и их составной части - углеводородных соединений (УВС) от различных источников, поступающих в Байкал и его притоки, количества, состава, генезиса и особенностей распределения по площади дна и в толще осадков, а также процессов их трансформации, происходящих на геохимических барьерах.
В таком аспекте особенно важным является оценка потоков ОВ техногенного происхождения в функционировании геоэкосистемы оз. Байкал. Особую актуальность приобретает решение этих вопросов в связи с необходимостью разработки научно-обоснованных рекомендаций, принятия кардинальных мер по защите бассейна оз. Байкал от загрязнения и создания режима особого природопользования.
При комплексной оценке современного состояния оз. Байкал особое место отводится нефтепродуктам, как наиболее распространенным загрязнителям вод и донных осадков, потокам и формам их миграции. Поскольку нефтепродукты являются одними из технофильных веществ в природной среде и отнесены в категорию особо опасных соединений для оз. Байкал, необходимо детальное изучение УВС в геоэкосистемах как спонтанно развивающихся, так и находящихся в условиях техногенного воздействия.
Исходя из актуальности темы была определена основная цель работы.
Основная цель работы - изучить потоки УВС и ОВ различного происхождения в бассейне оз. Байкал, их накопление, преобразование и сохранность в донных осадках. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
дать классификацию потоков УВС и ОВ, их качественную и количественную оценки;
выделить локальные и региональные техногенные потоки УВС и ОВ в бассейне оз. Байкал;
определить роль геохимических барьеров в раннем диагенезе УВС и ОВ;
определить общий баланс миграции и трансформации УВС и ОВ в оз. Байкал;
оценить литолого-фациальные особенности в распределении ОВ в поверхностном слое донных осадков;
дать характеристику распределению ОВ в поверхностном слое донных осадков, его происхождению и диагенетическому преобразованию;
определить источники ОВ и фациальные условия его накопления в осадках плейстоцена и голоцена (на примере биомаркеров);
определить источники ОВ и фациальные условия его накопления и эволюции в отложениях олигоцена, миоцена и плиоцена.
Изложенные в работе результаты были связаны с планом научных исследований Института экологической токсикологии МПР (1984-1996 гг.) по геоэкологическому изучению и оценке состояния бассейна оз. Байкал, с планами работ Лаборатории мониторинга природной среды и климата по программе мониторинговых исследований оз. Байкал под руководством академика Ю.А. Израэля и с проектом «Байкал-Бурение» -глобальное изучение климатов Земли (1999-2001 гг).
Научная новизна. В результате проведенных аналитических и экспериментальных исследований впервые для бассейна оз. Байкал изучены потоки УВС и ОВ, дана их классификация, качественная и количественная оценки. Впервые проведены исследования по оценке загрязнения воды и донных осадков техногенными УВС и выявлено их отличие от природных. Детально, изучены процессы поступления техногенных и природных УВС и ОВ в бассейн оз. Байкал, что дало возможность установить закономерности миграции, трансформации и накопления УВС и ОВ, а также выделить основные компоненты УВС ОВ природного и техногенного происхождения, и определить их роль в аквальных и наземных геоэкосистемах. На основе выполненного группового и молекулярного состава ОВ установлено его распределение и происхождение в поверхностном слое донных осадков. Впервые используя принцип
устойчивости и информативности одной из групп углеводородов - нормальных алканов, как биологических метчиков, изучены источники ОВ и фациальные условия осадкообразования в различные эпохи от голоцена до олигоцена.
Основные положения, выносимые на защиту:
Установлены и количественно оценены два типа природных потоков УВС и ОВ в оз. Байкал - экзогенные и эндогенные. Экзогенные потоки обязаны своим происхождением биологической продуктивности озера (автохтонные) и поступлением ОВ с наземных ландшафтов (аллохтонные или терригенные). Эндогенные потоки связаны с процессами рифтогенеза в Байкальской впадине.
Идентифицирована и количественно оценена техногенная составляющая в потоках УВС, имеющая локальный и региональный характер миграции в наземных и аквальных геоэкосистемах бассейна оз. Байкал.
Установлено, что формирование ОВ в поверхностном слое донных осадков оз. Байкал определяется источниками его поступления и диагенезом. ОВ аллохтонной и автохтонной природы подвержено не равнозначным диагенетическим преобразованиям и имеет закономерное распределение, подчиненное литолого-фациальным фациальным обстановкам котловины оз. Байкал.
Баланс природных и техногенных УВС и ОВ в оз. Байкал определяется накоплением и преобразованием этих веществ на геохимических барьерах: вода - донные осадки; река - озеро; озеро - атмосфера.
Условия накопления и преобразования ОВ в неоген-четвертичных отложениях определяются экзогенными (источники ОВ, зависящие от климата) и эндогенными (действие повышенных температур) факторами.
Практическая значимость работы состоит в оценке современного и прогнозируемого геоэкологического состояния бассейна оз. Байкал. Результаты исследования позволяют повысить эффективность системы мониторинга, оценить степень воздействия техногенного фактора на оз. Байкал, ограничить развитие хозяйственной деятельности на территории этого уникального природного объекта.
Результаты исследований были использованы в работах СО РАН (программа "Ресурсы бассейна оз. Байкал"), в Государственном Комитете по охране окружающей среды, ГНТП "Экология России" и ФНТП "Экологическая безопасность России" (Федеральная программа), Росгидромета. Кроме того по заданию Северо-Байкальского отделения ж/д и его структурных подразделений, а также для Бурятводоканала г. Улан-
Уда разработаны рекомендации по уменьшению влияния нефтепродуктов на геоэкосистемы бассейна оз. Байкал.
Апробация и публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 52 печатных работ. Материалы диссертации были представлены на I научном совещании " Геохимия техногенеза" (Иркутск, 1985), II региональной конференции "Аналитика Сибири-86" (Красноярск, 1986), научном совещании по истории озер СССР (Ленинград, 1986), Y и YI школах-семинарах по проблемам мониторинга состояния озера Байкал (Байкальск, 1987, 1989), III научном совещании по проблемам экологии Прибайкалья (Иркутск, 1988), научном совещании "Географические стационары: исследования и экстраполяция результатов" (Иркутск, 1988), совещании по эколого-гигиенической оценке коммунальных и промышленных сточных вод (Улан-Удэ, 1990), семинаре "Биогеохимические принципы при регламентировании антропогенной нагрузки на водные системы" (Байкальск, 1991), V1J и YIII школах-семинарах но проблемам мониторинга состояния озера Байкал (Байкальск, 1993, 1995), на шестых научных чтениях памяти академика В.Б. Сочавы (Иркутск, 1995), на Международном симпозиуме «Геохимия ландшафтов, палеоэкология человека и этногенез» (улан-Удэ, 1999), на совещании «Фундаментальные воды и водных ресурсов на рубеже 3-го тысячелетия» (Томск, 2000), на совещании «Нефть и газ в современном мире*, геолого-экономические и социально-культурные аспекты» (Иркутск, 2001).
Структура работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованной литературы из 375 наименований и приложения. Работа изложена на 267 страницах, в приложении 88 таблиц, 109 рисунков.
"V-;s- -^ff^xt-r^sflKJi *t : .-.> f- ..-! « .--:.-.1..
