Введение к работе
Актуальность. Регион исследований - бассейн Верхней Оби. Под им подразумевается часть юга Западной Сибири, северной границей огорой является устье р.Чумыш, а также Алтай и западные макроск-юны Салаира (рис.1).
Эта территория многообразна и сложна в природном отношении геоморфология, климат, почвы, природные воды, растительность), іто обусловлено широтной зональностью на равнине и вертикальной юясностыо в горах, разнообразна в направленности хозяйственной іеятельности, неравномерно урбанизирована. Район исследований яв-іяется основной зоной питания крупнейшей транссибирской реки Оби, ібширного артезианского бассейна Западно-Сибирской равнины. Имен-ю здесь образуются водорастворимые и твердые продукты стока, от-іагающиеся либо в зоне конечной аккумуляции, либо в зоне транзита.
Здесь находится ряд месторождений, рудопроявлений и связан-шх с ними ореолов рассеяния ртути, марганца, полиметаллов и же-іеза, ведется добыча, транспортировка и переработка полиметалли-іеских руд и киновари.
Территория многократно подвергалась радиационному воздействию в связи с испытаниями ядерных устройств на Семипалатинском толигоне.
Указанные факторы предопределили сложившуюся биогеохимичес-сую обстановку, знание которой, имеет важное научное и прикладное значение.
Цель и задачи исследований. Цель работы - исследовать и оце-іить с биогеохимических позиций бассейн Верхней Оби, в случае выявления "аномалий" природного или антропогенного генезиса разработать пути "оздоровления" территории.
В соответствии с этим ставились следующие задачи:
-
Изучить уровень содержания, характер пространственного и внутрипрофильного распределения макро- и микроэлементов - биогенов, микроэлементов - потенциальных токсикантов (тяжелых металлов и неметаллов), естественных и искусственных радионуклидов в почвах и почвенном покрове территории.
-
Исследовать уровень содержания макро- и микроэлементов в природных водах, дикорастущих и культурных растениях и оценить его с экологических и гигиенических позиций.
-
Выяснить влияние биогеохимической обстановки территории на живые организмы.
Рис.1. Регион исследований (штриховка
Объекты, методология и межюды исследований
Исследовано всё разнообразие почв территории, растения (дикорастущие и культурные), природные воды, воздух, в которых определено более 30 химических элементов. Выбор диктовался, во-первых, их физиологической значимостью для живых организмов (макро-и микроэлементы-биогены), и возможным негативным влиянием повышенных концентраций некоторых элементов (тяжелые металлы и искусственные радионуклиды) на живые организмы, в том числе на организм человека, во-вторых. Исследованы также органы и ткани животных.
Методологической базой исследования стали труды основоположников учения о биогеохимии В.И.Вернадского, А.П.Виноградова, В.В.Ковальского, В.А.Ковды, М.А.Глаэовской и их последователей.
В работе использованы сравнительно-географический, сравнительно-аналитический и математико-статистический методы.
Полевые работы состояли из маршрутных обследований с закладкой почвенных разрезов в системе геохимически сопряженных ландшафтов, в горах - в системе геоморфологических профилей. По необходимости, кроме полнопрофильных разрезов закладывали полуямы, прикопки. Образцы отбирали по генетическим горизонтам, а для определения плотности загрязнения искусственными радионуклидами послойно (в каждом 5-ти сантиметровом слое).
В местах разрезов собирали надземную массу растительности, разделяя ее на систематические группы. На сенокосах и пастбищах делали пробные укосы.
Воду отбирали в полиэтиленовую или стеклянную посуду с последующим консервированием или без консервирования проб в зависимости от методических требований.
Пищевые продукты животного происхождения, ткани и органы животных отбирали и хранили согласно принятым методикам и задачам работы.
В зависимости от объекта и поставленных задач, анализ отобранного материала выполняли разными методами (чаще, сопоставляя между собою, выбирали наиболее приемлемый): атомно-абсорбционным, рентгено-флуоресцентным, химическим, спектральным количественным, нейтронно-активационным.
Методические нюансы в пробоогборе, хранении и подготовке проб к анализу, в определении отдельных химических элементов или группы их достаточно полно изложены в основных публикациях автора [1,2,22-24,35,38,39,42 и др.].
Защищаемые положения. На защиту выносится концепция: биогеохимическая обстановка как существенный фактор, определяющий функционирование территории. Правомерность выдвигаемой концепции обосновывается на примере следующих положений:
-
Дефицит йода в компонентах окружающей среды как фактор, определяющий неблагополучие территории по эндемии зоба у животных и человека.
-
Повышенные содержания ртуги природного генезиса в объектах среды и связанные с ними экологические проблемы гидроэнергетического освоения территории.
-
Загрязнение почв искусственными радионуклидами: экологические и социальные проблемы.
Исходные материалы. В основу диссертации (доклада) положены материалы исследований автора, полученные при выполнении плановых и договорных работ: с 1961 по 1987 год в Институте почвоведения и агрохимии (ИПА) СО РАН, с 1987 по 1996 год в Институте водных и экологических проблем (ИВЭП) СО РАН. На первом этапе работа являлась составной частью (разделом) общей темы ИПА СО РАН, связанной с исследованием почв и почвенного покрова Алтайской горной страны, на втором - самостоятельной темой.
С 1987 года выполнение работ в большей части было связано с Государственными заданиями: экологической экспертизой проекта Ка-тунских ГЭС на Алтае и Крапивинского гидроузла на р.Томь, а также с исследованием экологических последствий испытания ядерных устройств на Семипалатинском полигоне. Автор диссертации в этих программах принимал непосредственное участие как организатор и исполнитель работ.
В качестве диссертации представляются 3 монографии [1-3], основные научные статьи и некоторые информационные материалы [4-43].
Научная новизна. Автор диссертации (доклада) - один из первых исследователей биогеохимического плана в . Сибирском регионе. Им выполнены многоцелевые исследования, получена и опубликована ранее неизвестная информация, касающаяся сложнейшего в природном отношении региона. Основные результаты выполненных исследований следующие:
определены уровни содержания, выявлены закономерности распределения макро- и микроэлементов - биогенов, тяжелых металлов и неметаллов - потенциальных токсикантов, естественных и искусственных радионуклидов в почвах и почвенном покрове бассейна Верхней Оби;
с использованием собственных методических подходов составлены схематические карты распределения ряда химических элементов (Мп, Си, Со, В, I, 137Cs) в почвенном покрове региона;
изучен элементный химический состав дикорастущих (в основном кормовых и лекарственных) и культурных растений, оценены их качество и экологическая чистота;
выявлен значительный дефицит фосфора и йода во всех звеньях цепи, разработаны и рекомендованы пути устранения его;
обнаружены участки с повышенным содержанием ртути и це-іия-137 в почвах и дана экологическая оценка;
оценена современная биогеохимическая обстановка исследуе-юй территории.
Публикации. Автором опубликовано 110 работ, в том числе 3 юнографии, 1 брошюра, 4 5 статей в журналах, сборниках научных 'рудов, главах коллективных монографий, 61 публикация в сборниках тезисов и материалов докладов к съездам, конференциям, совещани-1м, симпозиумам. Все публикации (за небольшим исключением) каса-зтся темы диссертации, освещая разные стороны проблемы.
Общий объем печатной продукции 70 а.л.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены и эбсуждены на IV-XI Всесоюзных конференциях "Биологическая роль (икроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине"; Зсесоюзных съездах почвоведов (Тарту, Минск, Алма-Ата, Новоси-Зирск); Международных конференциях (Иркутск, 1995; Томск, 1995; Зарнаул, 1996; Горно-Алтайск, 1996); многочисленных Региональных конференциях, симпозиумах, совещаниях, семинарах.