Введение к работе
Актуальность темы. Территория Среднего и Нижнего Амура в геологическом отношении принадлежит к в нешннм структурам Тихоокеанского рудного пояса, обладающим специфической металлогенией и составом рассеянных элементов в материнских горных породах (Смирнов, 1946). Особенности климата территории, ее орогидрографии, процессов выветривания накладьшаются на геохимические особенности пород и определяют степень вовлечения тех или иных рассеянных элементов в биогеохимическин цикл. Вследствие этого формируется присущий биогеохимическин фон территории, который определяет специфику функционирования геосистем разного уровня и может быть причиной ряда эндемических заболеваний и синдромов человеческого населения. Знание этих медицинских последствий может служить для разработки соответствующих реабилитационных мероприятии и рекомендаций. Уточненный биогеохимический фон, фон отдельных составляющих частей местных геосистем может послужить основой для оценки характера и степени антропогенного воздействия на среду, в частности изучением вод, водных отложений, почв, биоты. Полезным он может оказаться и для гео- и бногеохимических изысканий на рудные ископаемые, а также для химической мелиорации сельскохозяйственных угодий.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в оценке природных фоновых концентраций ртути и других рассеянных металлов в компонентах геосистемы (мегаландшафта) Среднего и Нижнего Амура - материнских породах, почвогрунтах, поверхностных природных водах, донных отложениях и ихтиофауне, степени их вовлеченности в биологический круговорот и роли в возможном техногенном загрязнении окружающей среды.
Исходя из изложенного выше задачами работы были: I. на основе собственных н опубликованных ранее данных вывести фоновые величины содержания для возможно большего спектра рассеянных металлов в различных составляющих геосистемы (мегаландшафта) Среднего и Нижнего Амура
- материнских породах, почвогрунтах, водных средах, в т.ч. донных отложениях; 2. оценить вовлечение рассеянных металлов в биогеохимический цикл на основе данных по упомянутым выше биокосным телам, а также оценкой состава ихтиофауны; 3. выделить специфические группы элементов по эксцессам содержания - избытку, либо недостатку в средах, а также возможные другие группы более сложного поведения, и на этой основе дополнить геохимическую формулу ландшафтов; 4. оценить в первом приближении возможные медико-экологические последствия фона рассеянных элементов; 5. наметить некоторые насущные задачи дальнейшего изучения биогеохимии рассеянных элементов на территории в области медицины и сельского хозяйства, а также решения вопросов, связанных с изучением антропогенного воздействия на среду, оптимальным выбором объектов тестирования, имея в особенности ввиду реальные возможности методической и аналитической базы соответствующих служб и учреждений. .
Объекты и методы. Объектами исследования были почвогрунты, донные отложения, поверхностные воды бассейна среднего и нижнего течения Амура и зоны смешения его вод в Охотском море, метеорные воды, амурская ихтиофауна. Картосхема района исследований представлена на рис. 1. "Места отбора проб" на схеме означают полигоны более или менее массового отбора соответствующих проб и образцов. Ртуть изучалась в различных видах почв Зейско-Буреинской низменности (Волочаевский р-н), о.Славянский (Нанайский р-н), бассейнов рр.Хор и Гион, заповедниках Комсомольский и Большехехцирскнй, Опытно-производственном хозяйстве ДальНИИСХ (близ Хабаровска), а также в городских почвах Амурска и Комсомольска-на-Амуре. Была использована коллекция ЛА.Матюшкиной (Лаборатория ФХПМП ИВЭП) почвенных образцов Среднеамурской низменности. Привлечены опубликованные данные по содержанию металлов в почвах бассейна и родственным почвам близлежащих территорий (Ковда, Васильевская, 1958: Костиков, Онищук, 1969; Росликова, 1969; Ивашов, 1993; Мотузова, 1993 и др.). Донные отложения отбирались по длине Амура
Рис. 1. Карта-схема района проведения работ.
Условными знаками даны: В - почвенные полигоны;
"О- - стационарные поперечники отбора проб воды; - место сбора дождевых вод; О - места отбора проб донных отложений; О - места отбора проб воды и донных отложений; ^.- районы вылова ихтиофауны;
- полигоны в зоне смешения амурских вод.
в ходе 3 амурских экспедиций на участке от Благовещенска до Николаевска-на-Амуре, озерах амурской долины, малых притоках бассейна. Донные отложения зоны смешения амурских вод в Охотском море представлены образцами, отобранными на полигонах в Сахалинском заливе и на северовосточном шельфе Сахалина близ залива Пильтун. Содержание ртути в водах Амура, его притоков и озер амурской долины изучалось в ходе 3 амурских экспедиций, а также в условиях стационарных лабораторий в Хабаровске и с.Славянха. Ртуть в водах зоны смешения исследовалась в 2 морских экспедициях, а также в ходе зимних работ в Сахалинском заливе и на сахалинском шельфе. Привлечены данные по содержанию тяжелых металлов в амурской воде ВА.Чудаевой (1994).
Работы проводились вне известных рудопроявлений.
Всего выполнено определении металлов и ртути отдельно соответственно в почвогрунтах - 294 и 285, в водах 603 Hg (другие металлы не определялись), донных отложениях - 1200 и 388, рыбе - 704 и 132.
Личный вклад автора состоит в проведении соответствующих работ в полевых и морских экспедиционных условиях - отборе образцов почвогрун-тов в заповедниках Большехехцирский и Комсомольский, бассейне р.Гион, вод и донных отложений в ходе амурских и морских экспедиций, тканей ихтиофауны, обработке образцов, подготовке их к анализу; - интерпретации результатов; - обобщении собственных и литературных данных. Автором выполнен весь объем работ по пробоподготовке и аналитическому определению ртути.
Научная новизна работы. В ходе шестилетних (1989-1994) полевых и стационарных исследований оценен фон широкого спектра рассеянных металлов в геосистеме Среднего и Нижнего Амура на основе сопряженного ландшафтного' подхода и адекватной территории генерализации данных. Получены материалы для уточнение особенностей данной биогеохимической провинции. Дан предварительный анализ возможных по-
следствнй биогеохимнческого фона в возникновении некоторых эндемических заболеваний населения.
Сведения по биогеохимии ртути и некоторым другим металлам для различных сред амурских ландшафтов получены впервые.
Практическое применение. Основные положения и выводы могут быть использованы: - в исследованиях на загрязнение металлами среды бассейна как в глобальном измерении, так и для отдельных составляющих - почв, водных сред, в т.ч. донных отложений, ихтиофауны; - в сельском хозяйстве для обоснования химической мелиорации почв микроэлементами; - в области медицинских рекреативных мероприятий для профилактики и лечения ряда эндемических заболеваний; - для гео- и биогеохимических поисков рудных ископаемых; в биогеохнмическом районировании бассейна Амура.
Представленная диссертационная работа является составной частью тем ИВЭП ДВО РАН: 1)"Биогеохимическая индикация загрязнения окружающей cpeflbi"(No. гос. регистрации 01880037576) и 2)"Разработка теории и методов биогеохимнческой экспертизы состояния окружающей среды" (No. гос. регистрации 01910030786), выполнявшихся в 1988-1994 годах, в которых автор был ответственным исполнителем раздела.
Материалы исследований переданы в Управление Амуррыбвод (данные по содержанию рассеянных металлов в амурской ихтиофауне, в т.ч. по расследованию причин массового замора рыбы на Нижнем Амуре в 1991 г.), Госкомприроды по Хабаровскому краю (данные по мониторингу загрязнения тяжелыми металлами почвогрунтов Большехехцирского и Комсомольского заповедников), Лабораторию медицинской экологии Института охраны материнства и детства СО АМН (данные по природному биогеохи-мнческому фону рассеянных металлов в амурских ландшафтах).
Апробация работы. Материалы автора, отдельные положения, использованные как основа данной работы представлялись на Всесоюзном симпозиуме "Ртуть в реках и водоемах" в Новосибирске (9-11 октября 1990), Всесоюзном совещании "Почвы Дальнего Востока..." (26-30 ноября 1990),
Международной океанологической конференции для Западной части Тихого океана в Циндао (9-14 мая 1993 г.), Международной океанологической конференции в Светлогорске (19-23 апреля 1993 г.), Международном симпозиуме "Здоровье экосистем и медицина" в Оттаве (19-23 июня 1994). Основные защищаемые положения.
-
Особенностью природных сред ландшафтов Среднего и Нижнего Амура, составляющих часть обширной биогеохимической провинции, сформированной в пределах внешних структур Тихоокеанского рудного пояса с его характерными минерализацией и составом материнских пород, является заметное обогащение Zr, Sn, Pb, обеднение Zn, Си, Со, Ni, Сг и V. Два элемента из изученных выказали тевденцшо к накоплению в пищевой сети - Мп и Hg.
-
Развитая здесь ртутная минерализация не приводит к обогащению ландшафтных сред - почв, вод, донных отложений, а также ихтиофауны этим элементом.
-
Влияние крупных промышленных центров на природный фон металлов в почвогрунтах имеет локальный характер и отражается в основном на состоянии городских почв.
-
Интегральным и наиболее показательным отражением состава рассеянных металлов в амурских ландшафтах является состав речных (не озерных) донных отложений бассейна Амура.
-
Биогеохимнческий фон рассеянных металлов территории имеет ряд медицинских последствий в виде некоторых эндемических заболеваний и синдромов.
Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 185 страниц машинописного текста имеет 29 страниц таблиц, 24 рисунков.-состоит из 6 глав, вводной части и заключения. Список литературы содержит 211 названий, из них 115 на иностранных языках (английском, шведском, немецком, французском, польском, украинском, китайском).