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

Лошкарева, Александра Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Эколого-геологические условия Шанучского полиметаллического месторождения (Западная Камчатка), их трансформации при разведке и добыче полезных ископаемых и влияние на систему "река - водосбор"
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-геологические условия Шанучского полиметаллического месторождения (Западная Камчатка), их трансформации при разведке и добыче полезных ископаемых и влияние на систему "река - водосбор""

На правах рукописи Лошкарева Александра Александровна

ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ШАНУЧСКОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЗАПАДНАЯ КАМЧАТКА), ИХ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРИ РАЗВЕДКЕ И ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И ВЛИЯНИЕ НА СИСТЕМУ "РЕКА - ВОДОСБОР"

Специальность 25.00.36 - геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2009

003481448

Работа выполнена на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и в лаборатории воспроизводства лососевых рыб Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии.

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Трофимов Виктор Титович кандидат биологических наук, доцент Леман Всеволод Николаевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Косинова Ирина Ивановна кандидат биологических наук Седова Марина Александровна

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов

Защита состоится 16 октября 2009 г. на заседании диссертационного совета Д 501.001.30 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, аудитория 829.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (Главное здание МГУ, сектор «А», 6 этаж).

Автореферат разослан 16.09.2009.

Отзывы на реферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 119992, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д.1, Главное здание, геологический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д 501.001.030, профессору В.Н. Соколову.

Факс: (495) 932-88-89, электронная почта nistrat@geoI.msu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геолого-минералогических наук, профессор

В.Н. Соколов

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Для рудных месторождений характерны природные геохимические аномалии с интенсивной аккумуляцией химических элементов, что, в зависимости от местных природных условий, по-разному влияет на качественные и количественные характеристики биотических компонентов эколого-геологических систем (ЭГС). В отличие от природных, техногенные геохимические аномалии, возникая при разработке месторождений, сопровождаются химическим загрязнением и механическим нарушением ЭГС. Эти процессы происходят в геологическом масштабе мгновенно - за несколько десятков лет, что нарушает эволюционно сложившееся экологическое равновесие в системе «водосбор-река».

Анализ эколого-геологических условий при разной степени проявления природных геохимических аномалий и техногенного воздействия в сочетании с ГИС-технологиями позволяет выявить закономерности реакций наземной и водной биотических компонентов на трансформацию ЭГС, что имеет существенный теоретический интерес. В практическом отношении важно, что на территориях и акваториях с природными геохимическими аномалиями наиболее вероятно обнаружение длительно существующих признаков естественной деградации наземных и водных экосистем - это позволяет отработать на них методы ранней диагностики антропогенных преобразований, нормирования допустимого воздействия на природную среду и минимизации техногенных эффектов. На Камчатке территории с природными геохимическими аномалиями обычно дренируются биологически высокопродуктивными ручьями и малыми реками, что позволяет получать здесь обильный сравнительный материал для изучения данных вопросов.

Актуальность темы определяется также и тем, что интересы горной отрасли, переходящей в последние годы от стадии геологоразведочных работ к эксплуатации месторождений, вступают в противоречие с интересами рыбной промышленности, традиционно опирающейся на возобновляемые ресурсы лососей и их нерестовые реки. Однако, несмотря на наличие конфликта «руда или лосось», результаты геоэкологических исследований, проведенные в бассейнах лососевых нерестовых рек, единичны, фрагментарны и не имеют, за редким исключением (Ходулов, 2006; Bjerklie, LaPerriere, 1985; LaPerriere et all, 1985; Reynolds et all, 1985; Van Nieuwenhuyse, LaPerriere, 1986; Wagener, LaPerriere, 1985; Buhl, Hamilton, 1990), комплексного характера.

Цель работы - выявление специфики природных эколого-геологических условий Шанучского кобальт-медно-никелевого месторождения (горный массив В. Тхонжа, Западная Камчатка), особенности их трансформации и влияния на систему «река-водосбор» по мере нарастания техногенного воздействия при разведке и опытной добыче руды.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задача:

1. Выявить эколого-геологические особенности месторождения и наиболее значимые для функционирования водных экосистем показатели.

2. Зарегистрировать состояние наземной и водной биоты в условиях отсутствия антропогенной нагрузки.

3. Зафиксировать формирование дополнительных техногенных потоков вещества в результате деятельности по обустройству и освоению месторождения.

4. Оценить изменения исходного состояния абиотических и биотических компонентов экогеосистемы при техногенном воздействии.

5. Разработать критерии для картографического представления данных о влиянии эколого-геологических условий на состояние системы «река — водосбор».

Научная новизна работы: впервые выполнена оценка эколого-геологических условий Шанучского полиметаллического месторождения, установлены закономерности техногенной трансформации абиотических компонентов эколого-геологических систем и реакции биотических компонентов на эти изменения в ходе геологоразведочных работ и опытно-промышленной разработки месторождения, использованы новые подходы при построении карты эколого-геохимического районирования М 1:10000.

Практическая значимость: полученные результаты применялись при разработке мероприятий по минимизации техногенного воздействия на окружающую среду, а также могут быть использованы для последующих исследований и решения конкретных задач геоэкологического мониторинга.

Фактический материал получен в ходе полевых исследований на территории Шанучского месторождения в 2003-2005 гг. Химический анализ абиотических компонентов выполнен в лаборатории Александровской опытно-методической экспедиции. Эколо-го-токсикологические работы (биотестирование горных пород, биоиндикация качества воды по диатомовому перифитону, оценка биоаккумуляции металлов и аномалий развития половых желез рыб) — во Всероссийском НИИ рыбного хозяйства и океанографии и на кафедре низших растений биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Использованы фондовые материалы Камчатской поисково-съемочной экспедиции и проектная документация ЗАО НПО «Геотехнология».

Личный вклад автора состоит в организации, планировании и проведении полевых работ на Шанучском месторождении, включая разбивку сети станций, отбор образцов природных компонентов, гидрологическую, гидробиологическую и ихтиологическую съемку. В камеральных условиях выполнены пробоподготовка для лабораторных анализов, определение содержания гумуса в почвах и органического углерода в донных отложениях, биотестирование горных пород, анализ и статистическая обработка лабораторных и полевых результатов, а также разработка карты эколого-геохимического районирования.

Защищаемые положения:

1. Современные эколого-геологические условия природных систем района Шанучского полиметаллического месторождения удовлетворительны для речных экосистем по ресурсным, геодинамическим и геофизическим факторам. По геохимическим показателям наблюдается весь спектр классов состояний эколого-геологических систем.

2. Разработка Шанучского месторождения приводит к локальной трансформации эколого-геологических условий, включающей рост загрязнения в ряду «почвы-донные осадки-поверхностные воды».

3. Интенсивность влияния природных геохимических факторов и техногенного воздействия на поверхностные водотоки при опытно-промышленной разработке Шануч-ского месторождения обусловливает степень изменений водной биоты: снижения видового разнообразия, увеличения доли рыб с морфологическими деформациями органов, аккумуляции тяжелых металлов в мышцах и печени.

4. Эколого-геохимическое районирование территории Шанучского месторождения, выполненное на основе изучения естественного состояния эколого-геологических систем и их трансформаций в ходе опытно-промышленной добычи руды, с использованием, наряду с традиционными биогеохимическими критериями состояний наземных биогеоценозов, оценки состояния водной биоты.

Структура и объем работы: диссертация состоит из Введения, 5 глав, Заключения и Приложений, изложенных на 274 стр. текста, содержит 48 рисунков, 49 таблиц и список литературы из 164 наименования, из которых 55-иностранных.

Публикация в апробация работы', результаты исследований представлены на научной конференции «VI Сергеевские чтения» (2005), VI и VII научных конференциях «Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей» (2004, 2005), Ломоносовских чтениях-2008, секция «Геология». По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из которых одна в журнале, рекомендуемом ВАК. Автор участвовала в написании 7 научно-производственных отчетов.

Благодарности. Автор выражает благодарность за всестороннюю поддержку, ценные советы и предоставление самой возможности выполнения работы своим научным руководителям д.г.-м.н., профессору В.Т. Трофимову и к.б.н., доценту В.Н. Леману. Неоценимая помощь и внимание были оказаны к.-г.м.н. Т.А. Барабошкиной, за что автор выражает ей глубокую признательность. Автор также признательна к.б.н. Н.Г. Сторожук, к.б.н. Е.В. Есину, к.б.н. С.А. Соколовой, А.И. Старцевой, Е.В. Шульгиной, H.A. Шкуриной за участие в обработке биологического материала, С.Р. Чалову и A.B. Улатову за помощь в сборе гидрологического и гидробиологического материала.

Глава 1. Эколого-геологнческие условна Камчатского региона и их роль в формировании и развитии лососевых экосистем

Ресурсы геологического пространства на Камчатке для лососевых рыб представлены обширными площадями пресноводных водоемов и их водосборов, образовавшихся благодаря сочетанию геодинамических процессов в геологическом прошлом и эколого-геохимических и эколого-геофизических условий в настоящем. Водотоки, в которых проходит полный цикл воспроизводства лососей, — так называемые «лососевые водотоки»1 (Леванидов, 1981; Леванидова и др., 1989) — широко распространены в Северной Паци-

1 Лососевые водотоки - это постоянные водотоки с собственной долиной, текущие по разработанному руслу, продольный профиль которого выработан самим потоком, отличающиеся низкими или умеренно низкими температурами и мутностью воды, быстрым течением и каменистым ложем (Леванидов, 1981; Леванидова и др., 1989). Подобные условия благоприятны для нереста, развития и нагула лососевых рыб из семейства Salmonidae. Далее в тексте употребляется термин «лососевые экосистемы», под которым понимается лососевый водоток и его долина как единая система, включая абиотические и биотические компоненты, сочетание которых создает благоприятные условия для воспроизводства лососевых рыб.

фике. Однако Камчатский полуостров - уникальный по биопродуктивности и единственный в мире регион, где воспроизводятся 10 видов лососевых рыб.

На Камчатке, в отличие от других регионов Дальнего Востока, озерно-речные системы характеризуются сравнительно высокой протяженностью, образуя обширные нерес-тово-нагульные угодья для лососевых рыб. Две крупные дальневосточные реки залегают в менее благоприятных широтных условиях: р. Амур - в слишком теплом для лососей районе, а р. Анадырь - в зоне многолетней мерзлоты. Нерестовый фонд для тихоокеанских лососей на Камчатке составляет (Территориальная ..., 1987) 452 реки, суммарной длиной 67123 км, а с учетом притоков - 259050 км. Общая потенциальная рыбопродуктивность Камчатского региона оценивается в 1 млн т лососей, промысловая - 0,6 млн т.

Проявления геодинамической экологической функции литосферы лежат в основе первопричин формирования уникальных эколого-геологических условий для воспроизводства лососевых рыб на Камчатке. Наблюдаемые здесь геологические процессы и - наиболее мощные на Дальнем Востоке оледенения, значительные неоднократные колебания моря в плейстоцене (Линдберг, 1972), активная геотермальная и вулканическая деятельность, развитые четвертичные вулканогенные и вулканогеино-осадочные породы (Эрлих, 1973) - создали для современные гидрогеологические и гидрологические условия, необходимых для формирования высококачественных нерестилищ:

— основные нерестилища лососей в речных бассейнах пространственно приурочены к участкам предгорий с уникальным комплексом условий, благоприятствующих размножению лососей. Для таких районов характерны моноклинально залегающие водоносные горизонты, которые, фильтруясь под водоупорными породами, затем поднимаются на поверхность (Михайлов, 1985). Создающийся при этом напор приводит к возникновению восходящих источников, иногда по линиям, повторяющим конфигурацию подножия склонов. Выклинивание подземных вод происходит или субаквалыю, в виде участков дна с выходами грунтовых вод, или в виде ключей со стабильным уровневым, кислородным и температурным режимом. На таких участках размножаются нерка, кета и кижуч;

— начиная от предгорий и вплоть до устьев, для камчатских рек характерен мощный русловой аллювий толщиной до 20 м, состоящий из высокопрницаемой для воды смеси крупного песка, гравия и гальки. Такой грунт служит великолепным нерестовым субстратом для рыб, обеспечивающим длительное и успешное развитие их икры в буграх. Для лососевых рек Камчатки в русловой части речных долин характерны мощные подру-словые потоки, выклинивание которых на поверхность происходит в зависимости от русловых форм рельефа. Здесь размножаются чавыча, горбуша и кета (Леман, 1990);

— большой удельный вес подземных вод в поверхностном стоке рек, обусловленный специфическими особенностями геологического строения Камчатки. Широкое распространение вулканогенных эффузивных пород, их сильная трещиноватость и каверзность создают исключительные условия для инфильтрации талых и дождевых вод и накопления значительных запасов подземных вод, регулирующих речной сток (Попрядухин, 2004ф). Это предопределяет устойчивый гидрологический режим на нерестилищах на

протяжении всего периода развития лососей — стабильный уровень воды в реке, слабое обмеление и промерзание нерестилищ, устойчивое водоснабжение подземными водами. Высокая водопроницаемость вулканических грунтов обеспечивает на Камчатке одни из самых высоких модулей стока (как поверхностного, так и грунтового) (Михайлов, 1985).

Геохимическая экологическая функция литосферы также способствует формированию благоприятных для воспроизводства рыб условий. За исключением районов геохимических аномалий, проявляющихся в аккумуляции тяжелых металлов либо продуктов вулканической деятельности в компонентах ЭГС, лососевые экосистемы обеспены сбалансированным набором минеральных и биогенных элементов. Кроме того, по одной из версий (Яроцкий, 2002), лососи получают дополнительные питательные элементы при дренировании реками угольных формаций: вымываемое углистое вещество выносится в реки, поставляя гумус и микрокомпоненты и способствуя росту водной растительности, фито- и зоопланктона, что пополняет кормовые ресурсы и способствует росту уловов.

Отличительной особенностью минерально-сырьевой базы Камчатского края служит разнообразие ресурсов при относительно небольших масштабах залежей каждого их вида. Экономически значимые ресурсы, быстро вовлекаемые в промышленный оборот — Аи, Ag и Р1, одновременно являются и экологически наиболее конфликтными, что обуслов-ливлено территориальным совпадением районов расположения месторождений твердых полезных ископаемых и активного воспроизводства лососевых рыб, приуроченностью горных работ к элементарным водосборам малых водотоков, более чувствительных к антропогенному воздействию, чем крупные водотоки, а также тесной взаимосвязью компонентов системы «река — водосбор».

Глава 2. Характеристика природных условий и антропогенной деятельности на Шанучском месторождении

Месторождение Шануч занимает западную часть Хим-Кирганинской рудной зоны, чья металлогеническая специализация определяется медно-никелевыми, золото-медными, медно-полиметаллическими рудопроявлениями и месторождениями, рудоконтролирую-щей структурой для которых является глубинный субширотный Ичинский разлом. Стратифицирующиеся образования в пределах месторождения представлены кристаллическими сланцами и гнейсами камчатской серии протерозойского возраста и современными осадками. Район расположен в зоне активного вулканизма и современных пеплопадов.

В районе распространены трещинные, трещинно-грунтовые безнапорные и пласто-во-трещинные воды, обладающие местными напорами. Приподнятость скальных массивов обеспечивает свободную фильтрацию подземных вод в сторону долин глубиной вреза до 500-800 м. Основное питание подземные воды получают за счет инфильтрации осадков и таяния снежников. Мощность зоны активного водообмена не превышает 400-500 м. На территории месторождения выделены водоносные горизонты: слабоводоносные голоце-новые болотные (ЬСЗгу) и аллювиальные (aQni.iv), верхнеплейстоценовые ледниковые и водно-ледниковые Г Ош), а также зона палеозой-мезозойских метаморфических и разновозрастных интрузивных образований (Рг-Мг, у).

Для района типичны вулканические охристые почвы, состоящие из пепловых и погребенных гумусовых горизонтов. Диагностируются два маркирующих пепла - верхний, перекрываемый гумусовым горизонтом, возрастом 3 ООО лет (принадлежность неопозна-на), и нижний, принадлежащий вулкану Хангар извержения ~7769 лет назад (Захарихина, 2002). Под ним органогенный горизонт выражен не так ясно, а местами, когда пепел входит в состав охристого горизонта (BAN)2, отсутствует. Водный режим почв является промывным и провально-промывным, что определяется сочетанием литолого-генетических комплексов и климата (умеренный континентальный, годовые осадки 850-1000 мм).

Территория месторождения располагается в пределах высокогорно-альпийского пояса с тундровой и лесотундровой древесно-кустарниковой растительностью.

В реках района работ обитают 10 видов лососевых рыб, из которых доминируют 7 промысловых видов тихоокеанских лососей, достаточно многочисленен голец, 1 вид (ми-кижа) занесен в Красную книгу России. Рыбохозяйственное значение рек определяется наличием нерестилищ, мест обитания и кормовых ресурсов. Молодь нерки, кижуча и чавычи остается в реках от одного до трех лет, гольца - до 4-5 лет, жилые формы гольца и микижи постоянно обитают в реках.

Антропогенные эффекты в районе Шанучского месторождения на момент начала исследований и разработки (2003 г.) имели вид механических нарушений и загрязнения ландшафтов от прошлых поисковых и геологоразведочных работ. Нарушенность почвенного и растительного покрова фрагментарна, с интенсивностью до 3 степени; на большей части территории сохраняется возможности самовосстановления почв до исходного состояния, растительности — со сменой преобладающих ценозов. Местами (на участке конуса выноса ручья, пересекающего рудную залежь) почвенно-растительный покров нарушен не только механически, но и по биогеохимическим показателям, его восстановление затруднено. Параметры водотоков, по состоянию на 2003 г., принимаются как фоновые.

В 2003-2004 гг. в связи с началом геологоразведочных, дорожно-строительных и горно-подготовительных работ, усилилось антропогенное воздействие на водосборах ручьев Ралли (горные работы), Саматкин Ключ (вахтовый поселок и геологоразведочная база) и Перевальный (дорожное строительство); ручьи Тройной и Горный, реки Шануч и Ича не испытывали техногенного воздействия. В 2005 г. практически все водотоки на лицензионной площади оказались под влиянием антропогенной нагрузки, масштаб которой возрос как по площадным, так и объемным показателям. Общая площадь нарушений составила 93,7 га, из них в бассейне рек Шануч и Ича - 62,25 га (1,5% от площади водосбора) и 31,45 га, ручьев Саматкин Ключ, Горный и Тройной - 35,6, 15,65, 21,55 га или 3,18, 1,73 и 3,06% от площади их водосбора соответственно.

2 В Классификации почв России 1997 г. охристый горизонт обозначался как Bmf, обозначение BAN появилось в Классификации почв России 2004 г. Почвы, содержащие в профиле этот горизонт, относятся к типу вулканических охристых почв (по классификации 1997, 2004 гг.). В «Классификации и диагностике почв СССР» 1977 г. эти почвы не выделялись, с названиями охристо-подзолистые были показаны на мелкомасштабных картах как наиболее представительные и специфичные для Камчатки. Выделены И.А. Соколовым (1973).

Основным техногенным фактором, влияющим на состояние водотоков и среду обитания гидробионтов, является разрушение почвенно-растительного покрова на крутых и пологих склонах, их водная эрозия и вымывание продуктов эрозии в водотоки.

Стадия строительства и обустройства месторождения, когда природоохранные мероприятия и объекты еще не реализованы в полном объеме, является периодом наиболее интенсивного антропогенного воздействия, причем как проектного, так и непроектного.

Глава 3. Объем собранного материала и методика выполнения работ

Эколого-геологические условия Шанучского месторождения исследованы комплексно с привлечением методов различных наук о Земле, необходимых для получения той или иной эколого-геологической информации, а также метода эколого-геологического картирования (Теория и методология..., 1997; Экологические функции..., 2000 и др.).

Оценка ресурсов месторождения и геодинамических условий дана по фондовым картам, представленным ЗАО НПО "Геотехнология": геологическая (1:10000), топографическая (1:10000), геоморфологическая (1:25000), почвенная (1:25000), ландшафтная (1:25000), растительности (1:25000). Эколого-геохимическая карта (1:10000) составлена по собственным данным. Информация обработана в ArcGIS 9.1, Tracker и AutoCAD.

Полевые работы проводили в августе-октябре 2003-2005 гг. на площади около 70 км2, интересной наличием локальных участков геохимических аномалий разной интенсивности и дренирующих их ручьев, различающихся по биопродуктивности.

Сеть наблюдательных станций (разрезы, профили, точки опробования) разбита на элементарных водосборах 7 ручьев (рис. 1). Наземные комплексные станции располагали по геохимическим профилям (катенам), пройденным поперек (от вершины склона к руслу) и вдоль (верхняя, средняя и нижняя части бассейна) простирания водосборов; водные - по продольному профилю водотока (от истока к устью), выше/ниже от источника воздействия, в замыкающих створах, суммирующих техногенное воздействие, в парных водотоках - фоновом и испытывающим воздействие, до/после начала воздействия.

Типовой комплекс работ на станции включал отбор образцов горных пород, почв, растительности, донных отложений, воды, взвешенных веществ, диатомовых водорослей, рыб, а также гидрологическую, гидробиологическую и ихтиологическую съемку; сбор и обработку материала проводили по общепринятым методикам (табл. 1), которые по необходимости модифицировали (отбор донных отложений и взвешенных веществ).

Эколого-геохимическая оценка состояния ЭГС дана на основе геохимических, биогеохимических, санитарно-гигиенических и эколого-рыбохозяйственных критериев.

1) Геохимические критерии: кларки концентраций, фоновые значения, суммарные концентрации токсикантов и другие показатели, в частности:

- суммарный показатель загрязнения тяжелыми металлами (Zc) горных пород, почв, донных отложений Zc= (Kci + Ken) - (n-1), где Kci - коэффициент концентрации i-го вещества (частное от деления его концентрации в загрязненных и фоновых грунтах), а п -

Точки отбора проб:

ПОЧВ ■

РАСТИТЕЛЬНОСТИ ■

ГОРНЫХ ПОРОД ■

Г1ЕРНФИТОНА ■

ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ■

воды ■

МОЛОДИ ЛОСОСЕВЫХ РЫБ

Щ - проявления геохимических аномалий МОм - удаление от проявлений геохимических аномалий

Рис. 1. Схема расположения точек опробования компонентов среды в ходе полевых работ на Шанучском кобальт-медно-никелевом месторождении в 2003-2005 гт. Оригинальный масштаб 1:25 000.

число определяемых веществ. По критериям ИМГРЭ (Ревич, 1990), показатель 2,с в интервале значений <16 соответствует фоновому, т.е. минимально низкому уровню загрязнения, в интервалах 16-32 и 32-128 и >132 — среднему, высокому и очень высокому уровням загрязнения соответственно;

— шкала экологического нормирования содержания тяжелых металлов в почвах со слабокислой и кислой реакцией (Обухов, 1992). Для почв, содержащих РЬ, СсЦ Си, № и Щ, выделены 6 уровней содержания (очень низкий, низкий, средний, повышенный, высокий, очень высокий) и 4 уровня загрязнения (низкий, средний, высокий, очень высокий).

2) Биогеохимический критерий — основан на использовании растений в качестве индикаторов содержания токсичных элементов в почвах:

— по соотношению нижних и верхних пороговых уровней элементов в растениях;

— по показателю интенсивности поглощения химических элементов растениями (Ах), определяемого как отношение концентраций элемента в золе растений к его концентрации в почве, на которой они произрастают. Это позволяет оценить степень участия вещества литосферы в минеральном питании растений (Ермаков, 1995).

3) Санитарно-гигиенические критерии:

— предельно-допустимые концентрации химических элементов в почвах (ГН 2.1.7.020-94);

— допустимый уровень содержания вредных веществ в рыбе и продукции, вырабатываемой из нее (СанПиН 2.3.2.560-96).

4) Эколого-рыбохозяйственные критерии:

— ПДКрх вредного вещества в воде рыбохозяйственных водоемов, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых (ГОСТ 17.1.1.01-77);

У С, I ПДКрх, /

— индекс загрязнения воды мэр _ ,.1 / где Сгконцентрация вещества в

/ы

воде, а Л'-число показателей. Величина ИЗВ <0,2 соответствует 1 классу состояния воды (очень чистые), а более 10-7 классу (чрезвычайно загрязненные).

Картографирование эколого-геологических условий района выполнено на основе выделения элементарных ЭГС3 по совокупности геологических, геоморфологических, ландшафтных и экологических факторов. Ввиду крупного масштаба (1:25000) и многообразия исследуемых свойств в генерализации ЭГС не было необходимости.

3 Критерий выделения ЭГС основан на определении эколого-геологической системы как объема литосферы в качестве геологического компонента природной среды с находящейся в ней и на ней биотой и включающей в себя три подсистемных блока - литосферный (абиотический), биоту (биотический) и источники воздействия техногенного и природного происхождения (Экологическая геология .... 2002). В составе элементарной ЭГС компоненты всех подсистемных блоков однородны; при изменении в пространстве какого-либо компонента ЭГС выделяется новая элементарная ЭГС.

Таблица 1. Объем собранного материала, виды выполненных работ и методы анализа.

Виды выполненных работ | Количество | Методика | Фиксируемые показатели

ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ

Маршрутные описания 30 описаний Визуальное описание Ландшафт, растительность, рельеф, характер водотоков, нарушения геологической и ландшафтной среды

Ландшафтно-геохимические профили 15 профилей

Наземные комплексные станции (всего 26)

Заложение почвенных разрезов 26 разрезов, 138 проб Морфологическое описание почвенного профиля и отбор проб почвы Описание почвенных горизонтов

Отбор проб горных пород 26 проб Отбор из разрезов, обнажений и буровых колонок Описание места отбора

Отбор лито геохимических образцов 23 проб Отбор поверхностных проб методом среднего квадрата Поверхностный почвенный покров

Описание растительного покрова, отбор проб растительности 26 проб Визуальное геоботаническое описание, отбор проб методом укоса Проективное покрытие, видовой состав, обилие видов

Водные комплексные станции (всего 19)

Гидрологическая съемка 19 съемок Гидрометрические измерения Уклон, скорость течения, глубина, крупность грунта

Отбор проб воды 90 проб Отбор, хранение, транспортировка проб согласно ГОСТ Р 51592-2000. Фильтры 50 и 0,45 мкм. Поверхностные воды, взвешенные вещества

Отбор проб донных отложений 136 проб Отбор поверхностных отложений - интегрально с горизонта 5-10 см толщиной, по фракциям с помощью сит Поверхностный слой донных отложений - суммарно и отдельные фракции: >1; 0,1-1; 0,01-0,1 и <0,01 мм

Ихтиологическая съемка 10 съемок Визуальный учет численности рыб и обловы Видовой состав и численность рыб

Гидробиологическая съемка 19 съемок Отбор проб диатомового перифитона с камней Качественный анализ диатомового перифитона

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Биотестирование горных пород 2 теста Определение токсичности водной вытяжки пород на тест-объектах (дафния и одноклеточные водоросли) Токсичность водной вытяжки горных пород по отношению к биологическим тест-объектам

Определение химического состава

Горные породы 26 проб Спектральный полуколичественный анализ 38 химических элементов

Почвенные горизонты 138 проб

Метод Тюрина, определение потери при прокаливании Содержание гумуса (%)

Донные отложения 136 проб Содержание органического углерода (Сорг.,%)

Спектральный полу количественный анализ 38 химических элементов, в т.ч. Ag, А1, Дб, В, Ва, Са, Са, Со, Сг, Си, Ее, К, Ы, МЙ, Мп, Мо, N3, N1, Р, РЬ, Б, Бп, Бг, и V, Тп

Вода 90 проб Атомно-адсорбционный спектральный анализ с индуктивно-связанной плазмой

Взвесь 140 проб

Раститель ность 36 проб Спектральный полуколичественный анализ

Голец (молодь и взрослые особи, их мышцы, печень) 309 экз. Атомно-адсорбционный спектральный анализ с индуктивно-связанной плазмой

Определение биологических показателей состояния водных экосистем

Биологический анализ рыб (гольца) 309 экз. Морфометрический анализ рыб, анализ отолитов Масса тела, печени, гонад и возраст рыб

Изучение аномалий развития гонад рыб 106 экз. Гистологические исследования половых желез гольца Го надо-соматический индекс (%), стадия зрелости

Видовой состав диатомового перифитона 19 проб Определение видов (родов) диатомовых водорослей Видовой состав в разных водотоках и их участках

Типизация ЭГС проведена на основе показателей состояния не только литосферы (абиотических факторов) и наземных фитоценозов, как это традиционно принято, но и водных экосистем (гидробионты), что является принципиально новым подходом. Из-за информационной насыщенности легенды эколого-геологической карты сведения об элементарных ЭГС вынесены в таблицу, в которой даны индивидуальный номер ЭГС, суммарные показатели загрязнения горных пород, почв, донных отложений, растительности, индекс загрязнения поверхностных вод, содержание тяжелых металлов в укосах растительности, в органах и тканях рыб, видовой состав диатомовых.

Оценка эколого-геохимических условий элементарных водосборов складывалась из частных оценок комплексного влияния отдельных ЭГС на водоток. Класс состояния эко-лого-геохимических условий водосбора определяется расположением на нем ЭГС с наименее благоприятными характеристиками, оцениваемые с учетом реакции водной биоты. В результате каждый водосбор имеет на карте индекс, изображаемый в виде:

_ '/.с пород / 2с почв/'/с растений_

ИЗВ/Хс дон.отл. /Кпдн ТМ-печень / Кпдн ТМ-мышцы / Ыдиатом.

где Тс — суммарный показатель загрязнения горных пород, почв, растений и донных отложений; ИЗВ — индекс загрязнения воды; К„„„ - превышение предельно допустимой нормы содержания тяжелых металлов в печени и мышцах лососевых рыб; Ыдиатом— количество видов диатомовых водорослей.

Глава 4. Особенности проявления экологических функций литосферы на территории Шанучского месторождения

Ресурсная экологическая функция литосферы (ЭФЛ) на исследуемой территории определяется наличием следующих видов ресурсов.

Минеральные ресурсы, необходимые для жизни человека как социальной структуры. Площадь месторождения составляет около 0,6 км2. Пространственно месторождение приурочено к центральной части субширотной зоны развития базит-гипербазитовых интрузий, протяженностью 2 км и шириной от первых десятков метров до 300 м. В настоящее время выделены две рудные залежи с сульфидными кобальт-медно-никелевыми рудами. Запасы массивных и брекчиевидных руд разрабатываемой залежи №1 оцениваются в 871 тыс. т руды, в том числе 43,2 тыс. т никелевых, 1,42 тыс. т кобальтовых, 6,6 тыс. т медных, с содержаниями металла 4,96, 0,16 и 0,76% соответственно. Таким образом, качество данных ресурсов является удовлетворительным. Площадные и объемные ресурсы литосферы исследуемого района человеком почти не используются.

Территориальные ресурсы в виде геологического пространства, пригодного для расселения как наземной, так и водной биоты. Образовавшиеся в ходе геологической истории уникальные условия для воспроизводства лососей на Камчатском полуострове наблюдаются также в районе исследований.

Минеральные ресурсы, необходимые для жизни биоты: горные породы, включающие химические элементы биофильного ряда, и подземные воды.

Принимая во внимание масштаб и задачи проводимых исследований, более важное значение имеют последние две составляющие, поскольку они необходимы для функционирования лососевых экосистем.

Геодинамическая ЭФЛ. Вся исследуемая территория находится в зоне с сейсмичностью 8 баллов, и сейсмические события с интенсивностью от 4 баллов могут вызвать сходы лавин, обвалов, осыпей, смещение крупных массивов горных пород по тектонически ослабленным зонам. На ней встречаются следующие опасные природные процессы и явления (ОППиЯ) (табл. 2).

Таблица 2. Опасные природные процессы и явления в районе Шанучского месторождения

Процессы Явления

Эрозионные процессы, связанные с деятельностью поверхностных вод и временных водотоков Подмыв и разрушение берегов; овражно-балочные явления; плоскостная эрозия

Паводки на горных реках и временных водотоках Затопление; сели

Деятельность поверхностных и подземных вод Заболачивание; избыточное увлажнение

Действие гравитационных сил Оползни, осовы, обвалы; оплывины, солифлюкция; снежные лавины

Сезонные криогенные явления Морозное пучение, солифлюкция, наледи

Антропогенная деятельность Эрозия почв и грунтов, изменение ландшафтов

Сейсмотектонические процессы Землетрясения; обвалы, осовы, оплывины, оползни, лавины; извержения вулканов; слабые и умеренные пеплопады

Гидрометеорологические Пурги, метели; лавины; паводки

Вулканическая опасность определяется близким расположением вулканов Ичин-ский и Хангар; однако возможные последствия их активности-слабые или умеренные по силе пеплопады~не представляют серьезной угрозы.

ОППиЯ, связанные с перемещением горных пород и почв (оползни, осовы, обвалы, оплывины, солифлюкция, эрозия), представляют опасность для растительности и водной биоты. В сочетании с паводками их опасность для водной биоты усиливается, поскольку может приводить к деградации среды обитания (заилению и повышенной мутности, сокращению нерестово-нагульных угодий) и гибели гидробионтов (кормовых организмов, икры и молоди рыб за счет механического повреждения их оболочек и эпителия жабр). Однако анализ фондовой карты распределения ОППиЯ Шанучского месторождения показал, что ОППиЯ для водной биоты не затрагивают предгорные притоки и горные ручьи. Поэтому эколого-геодинамические условия для функционирования лососевых экосистем на исследуемой территории также могут быть охарактеризованы как удовлетворительные.

В отличие от выше рассмотренных, геохимическая ЭФЛ оказывает существенное влияние на биоту: в пределах месторождения ее компоненты (горные породы, почвы, подземные воды) имеют особенный химический состав, вызывающий специфические ответные реакции биотической компоненты.

Ассоциации накопления элементов в породах и почвах, в целом, соответствуют составу медно-никелевого оруденения: Си, №, Со, РЬ, Ъп.

Анализ пространственного распределения элементов показал, что, несмотря на разнообразие условий миграции вещества, обусловленное эколого-геохимическими и лан-дашфтно-геохимическими особенностями территории, проявления аномалий на дневной

поверхности выражены довольно слабо. Это подтверждается тем, что средняя концентрация элементов в почвенном профиле не превышает их среднего уровня на всей изученной территории; при этом повышенное содержание в почвах и породах приурочено к участкам распространения кристаллических сланцев камчатской метаморфической серии. Кроме того, уровень загрязнения почв рудообразующими металлами, оцененный по критериям Обухова (1992), является низким на всей территории, за исключением устьевого участка ручья Ралли, где он высокий и средний. И наконец, природное загрязнение почв территории, рассчитанное через суммарный показатель Тс, не превышает среднего уровня с максимумом 54,5 в устьевой части Ралли.

Слабое проявление на поверхности геохимических аномалий связано с неоднократными пеплопадами, полностью перекрывающими территорию пеплами, вследствие чего почвенный профиль прерывается прослойками пирокластического материала, что находит отражение в распределении элементов по почвенным профилям. Наличие пеплов в верхней части профиля почв создает условия для миграции химических элементов вниз, где располагается пепловый горизонт, сформированный более ранними извержениями и прошедший стадию метаморфизма, что обусловливает формирование в нем аккумулирующего геохимического барьера (рис. 2).

С, мг/кг

О 200 400 600 800 1000

Рис. 2. Распределение химических элементов в почвенном профиле охристой вулканической почвы.

На фоне относительно однородного пространственного распределения химических элементов в почвах проявляются высотные различия. Так, в верхнем высотном поясе горно-тундровых ландшафтов с резко расчлененным рельефом пепловые покровы частично размыты и на поверхность фрагментарно выведены продукты выветривания коренных пород и руд, что определяет некоторое повышение уровня загрязнения почв по сравнению с нижним высотным поясом лесных ландшафтов (7.с до 46, верховья руч. Холодного).

Анализ распределения элементов в системе «почвы-растения» (рис. 3) обнаруживает закономерную повышенную аккумуляцию элементов в растительности в районе залегания рудных пород и на участках развития горно-тундровых ландшафтов. На остальной территории в условиях нейтральной среды большинство из проанализированных микроэлементов находятся в неподвижных или малоподвижных формах, что существенно за-

трудняет их поступление в растения. Для мхов и лишайников, из-за прямого наследования (по безбарьерному типу) содержания химических элементов, характерны наибольшие коэффициенты биологического поглощения (Лх) — Zп 59,09; Си 14,06; Мп 23,64; РЬ 10,34; Со 5,31 и № 9,8 (верхняя часть водосбора руч. Ралли, в укосе преобладают мхи). Для папоротниковой флоры отмечена способность к избирательному накоплению цинка и меди.

444

Рис. 3. Коэффициенты биологического поглощения (Ах) микроэлементов растениями на водосборах исследуемых водотоков.

Анализ распределения элементов в системе «горные породы - донные отложения» показал высокий коэффициент корреляции содержания химических элементов в горных породах и донных отложениях (0,89), что отражает влияние локальной геохимической обстановки. Особенно ярко это выражено для ручья Ралли, где ассоциация накопления в донных отложениях состоит из рудообразующих и сопутствующих элементов: Си, N1, Со, Ва, 7м, В1, 8п, 2.т (табл. 3). На остальных водотоках ассоциирование микроэлементов в донных отложениях подчинено региональным геохимическим особенностям, что проявляется в аккумулировании бора, марганца и висмута, основным источником которых в ландшафтах является вулканизм.

Важным агентом перераспределения химических элементов в системе «горные по-роды-донные отложения» являются взвешенные частицы, на которых переносится до 100% валового содержания тяжелых металлов в воде; на частицах размером >50 мкм — от 60 до 80% (табл. 4). Интенсивность поступления таких частиц в водоток зависит от ряда

факторов, среди которых наибольший вклад вносит площадь земель, не защищенных растительным покровом - параметр, возрастающий по мере обустройства месторождения.

Таблица 3. Ассоциации химических элементов в донных отложениях водотоков Шанучского месторождения.

Коэффициент концентрации химических элементов

Исследуемый водоток в донных отложениях (Кс = С/Сс0)

30-10 10-3 3-1,5

Ралли: верхнее течение, В]-Мп Бп-Зс-РЬ-Ы!

среднее течение, Си-№-Сг-В[ Мо-Мп-У Со-Зп-Бс

нижнее течение Си-М-Мо-Мп-Бс-Сг Со

Тройной: правый приток, Мп-В1 в-Мо-гп-у

центральный приток, Мп-В Сг-у-Мо-гп

левый приток. Мп-В Сг-У-Мо

слияние 3-х притоков. МП-В1-В Сг-Мо-8с-[л

среднее течение. Мп-В1-В Mo-Sc-Cr.Zn-V.lj

устье Мп-В|-В Мо-Бс-Сг-гп-У-и

Горный: верхнее течение. Мп-Сг-В! №-Со-В

среднее течение, Мп-Сг ьп-в-гп

ниже устья Перевального, Мп-В|-Сг-8с У-В

устье Mn-Bi-Ba.Sc Сг-У-Мо-№

Перевальный:устье Мп в-Сг-у-и-гп

Саматкин Ключ: устье, В1-Мп Мо

верховье Мп-В1 Мо-Сг-У-Бп

Таблица 4. Типичное распределение содержания некоторых элементов в растворенной и адсорбированной форме относительно их валовой концентрации в природных водах

Левый приток руч. Тройного

Ионный сток Адсорбированный сток

а 0,45-50 мкм > 50 мкм % Ва- ЛОВЫ й ютУя,

Элемент ПДКрх мг/л Кпдк % от вал о во г Кпдк %от валового мг/л Кпдк %от валового адсор-биро-ванного стока К пдк

А1 0,04 0,49 12,3 15,9 0,147 3,7 4,7 2,458 61,4 79,3 84,1 3,099 77,5

Ре 0,1 0,54 5,4 17,5 0,128 1,3 4,1 2,430 24,3 78,4 82,5 3,099 31,0

Мп 0,01 0,01 20,9 0,001 3,8 0,022 2,2 75,3 79,1 0,029 2,9

N1 0,01 0,00 8,9 0,001 9,7 0,009 81,4 91,1 0,011 1,1

Т1 0,06 0,03 17,4 0,005 3,0 0,135 2,2 79,5 82,6 0,169 2,8

Ъл 0,01 0,00 8,3 0,003 21,4 0,008 70,3 91,7 0,012 1,2

В районе работ выделяются зоны: 1) активной эрозии (горные ручьи, в которых наблюдается увеличение концентрации взвесей по длине водотока), 2) аккумуляции эрозионных продуктов и 3) не подверженные влиянию эрозии (равнинные водотоки с постоянным уровнем взвешенных веществ по их длине) (табл. 5).

Таблица 5. Природное содержание взвешенных веществ в водотоках месторождения

Водоток Уклон русла, м/км Концентрация взвешенных веществ, мг/л

Верхнее течение Среднее течение Нижнее течение

Холодный 25-35° 24 41 63

Ралли 19 45 83

Тройной 8-15° 31 50 98

Саматкин Ключ <5° 26 - 24

Анализ распределения химических элементов в воде и донных отложениях по показателям ИЗВ и Ъй выявил сопряженное и последовательное уменьшение их значений по

мере удаления от центра проявления геохимической аномалии (рудной залежи). При этом исследованные водотоки образовали последовательный ряд: Ралли - Тройной - Горный и Перевальный - Холодный - Саматкин Ключ (рис. 4).

£0000 их» □ ИЗВ *и «X

100 10 11 г-т 2,5 Г§ гь 9,9 1

Спвп»1С.1И1да . .....>.;>..!. ГрпйниЯ (ЛЛЮ-6<ХЮ н> Г л 1.1Г1.Й' ':. ч

!(ЮТ и)

Рис. 4. Изменение уровня загрязнения воды (ИЗВ) и донных отложений (2с) малых ручьев Шанучского месторождения по мере удаления от рудного тела.

Вскрышные работы на территории элементарного водосбора, где локализовано рудное тело, привели к существенному увеличению к 2005 г. (по сравнению с показателями 2003 г., принятыми за фоновые) суммарного загрязнения почв и донных отложений (рис. 5) и содержания рудообразующих металлов в воде руч. Ралли (рис. 6). Превышение рыбохозяйственных ПДК составило: для меди - более 10 000, для никеля - более 7000; ИЗВ составил 2227 (в 2003 году - 1,8).

Л ЕЭ[к,ч1Ы

2Ш» ПИЙ

Рис. 5. Суммарные показатели загрязнения Рис. 6. Содержание тяжелых металлов в во-(Хс) почв водосборной территории и дон- де руч. Ралли (место отбора проб-ниже про-ных отложений руч. Ралли. изводства вскрышных работ).

Работы по строительству инфраструктуры месторождения на территории, отдаленной от участка добычи, привели к локальным увеличениям содержания взвешенных веществ в водотоках (до 1200 мг/л), загрязнению воды (ИЗВ левого притока руч. Тройного вырос до 17,2) и донных отложений (в течение трех лет наблюдений в водотоках, испытывающих какую-либо антропогенную нагрузку, возросли концентрации тяжелых металлов, и, соответственно, Хс донных отложений). Таким образом, описанные характеристики экологических функций литосферы испытывают трансформацию в ходе поиска и опытной добычи минеральных полезных ископаемых, что проявляется в изменении природных эколого-геологических условий и, прежде всего, эколого-геохимических.

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

Оценка влияния эколого-геологичееких 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 фитотоксиче-ского 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 перифи-тона 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 Си, 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 Мп и Сг, 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 Си, 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.

гЖ

Рис. 7. Соотношения между суммарным показателем загрязнения донных отложений ^с), 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.

О доля самок с

резорбцией ооцитов О ИЗВ

ИЗВ, и

- 4

" 3.5

- 3 ' 2,5

ТройиоЯ (ЗОООЙОМ м)

Рис. 8. Суммарный показатель загрязнения (Хс) 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.

Глава 6. Картографирование эколого-геохимических условий месторождения

Взаимосвязь эколого-геохимических условий и состояния наземной и водной био-ты отражена на карте эколого-геохимического районирования территории Шанучского месторождения (М 1:10000). Районирование выполнено на основе:

- уровня загрязнения естественного и техногенного происхождения в абиотических (горные породы, почвы, донные отложения, вода, взвешенные вещества) и биотических (растительность, органы и ткани рыб) компонентах по критериям, приведенным в Главе 3;

- экологозависимых показателей (видовой состав и численность перифитона и ихтиофауны) и индикаторных патологий (половые железы рыб).

Легенда карты состоит из трех блоков. Первый блок - оценочный, составлен в виде таблицы, в левой части которой выделены классы эколого-геохимического состояния литосферы, в правой - состояние экосистем с выделением зон нормы, риска, кризиса и бедствия. Центральную часть таблицы занимают оценочные критерии, раздельно для абиотической и биотической составляющих экосистемы с подразделением на водные и наземные компоненты. Суммарный показатель концентрации токсичных элементов (2с) в породах, почвах характеризует абиотические компоненты наземных экосистем, Zc в донных отложениях и индекс загрязнения воды-водных экосистем. Состояние биоты наземных экосистем характеризуется концентрациями микроэлементов в растительных сообществах (укосах, мг/кг) в сравнении с минимально допустимым уровнем (Временный... МДУ, 1987). Состояние водных экосистем оценивается относительно предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов, санитарно-гигиенических предельно допустимых норм содержания тяжелых и переходных металлов в органах и тканях рыб, а также на основе видового разнообразия диатомовой флоры.

Второй блок легенды несет информацию о территориальных единицах районирования, выделенных на основе геологических, геоморфологических и ландшафтных показателей. Основным подходом при эколого-геохимическом районировании послужило выделение участков, однородных по перечисленным характеристикам и имеющим сходные реакции биотической компоненты экосистемы. На каждом изученном водосборе выделено от 6 до 33 ЭГС, каждой из которых, согласно применявшимся критериям, был присвоен индекс вида [А]-[В] /[С]- [Б], где:

[A] - класс состояния ЭГС по наземным абиотическим компонентам;

[B] - состояние наземной биоты;

[C] - класс состояния ЭГС по водным абиотическим компонентам;

[О] - состояние водной биоты.

Классы состояний ЭГС и состояние биоты определяли по наихудшему показателю. Определение класса состояния водосбора основано на наличии на его территории ЭГС с наихудшими показателями (табл. 6).

В третьем блоке легенды сгруппированы условные знаки границ разных типов и расшифровка значений буквенно-цифровых индексов, приведенных на карте и во втором блоке легенды.

В соответствии с приведенными критериями на исследуемой территории выделены все 4 класса состояния литосферы и соответствующие им зоны экологического благополучия биоты. Класс катастрофического состояния литосферы по геохимическим показателям присвоен водосбору руч. Ралли, неудовлетворительного - водосборам руч. Тройной и верховых болот предгорий долины р. Шануч. К территориям с условно-удовлетворительным состоянием литосферы относятся элементарные водосборы руч. Горного с притоками и правых притоков р. Ичи. Остальная территория характеризуется показателями, варьирующими в пределах от «удовлетворительного состояния литосферы» до «экологической нормы».

Таблица 6. Состояние эколого-геологических систем водосборов малых водотоков Шанучского месторождения.

Водосбор /территория (количество выделенных ЭГС) Класс состояния ЭГС по наземным компонентам Класс состояния ЭГС по водным компонентам Индекс водосбора/ территории Цвет на карте

Абиотические [А] Биотические [В] Абиотические [С] Биотические [0]

Короткого (23) удовл-но норма удовл-но норма У-Н/У-Н зеленый

Тройного (10) норма кризис катастрофа бедствие Н-КрЛСт-Б оранжевый

1-го правого притока Ичи (23) условно-удовл-но норма неудовл-но норма УУ-Н/УУ-Н желтый

2-го правого притока Ичи (4) условно-удовл-но норма неудовл-но норма УУ-Н/УУ-Н желтый

Кривого (21) удовл-но норма удовл-но норма У-Н/У-Н зеленый

Ралли (31) катастрофа риск катастрофа бедствие Кт-Р/Кт-Б красный

Холодного (23) удовл-но норма удовл-но норма У-Н/У-Н зеленый

Малого (8) удовл-но норма удовл-но норма У-Н/У-Н зеленый

Водопадного (9) удовл-но норма удовл-но норма У-Н/У-Н зеленый

Графиговый-Кривун-Горный-Перевальный (14) условно-удовл-но кризис удовл-но норма УУ-Кр/У-Н желтый

Саматкин Ключ (19) удовл-но норма удовл-но риск У-Н/У-Р зеленый

реки Шануч (32) удовл-но норма удовл-но риск У-Н/У-Р желтый

водосбор Ича(33) удовл-но норма удовл-но норма У-Н/У-Н зеленый

болото Шанучское (6) удовл-но кризис - - Н-Кр/0-0 оранжевый

водораздел Саматкин Ключ (19) удовл-но кризис - - Н-Кр/0-0 оранжевый

Важно, что техногенный эффект от освоения Шанучского месторождения для наземных и водных систем реализуется со значительной долей участия природного фактора. Природные условия, уменьшающие техногенное воздействие на водные экосистемы:

— наличие природных геохимических барьеров: 1) вуканические пеплы в почвах, задерживающие распространение вторичного ореола рассеяния химических элементов от рудного поля и таким образом препятствующие вынесению токсичных для гидробионтов веществ в водоток; 2) болота, частично или полностью аккумулирующие химический сток

поверхностных вод (природных и сточных) с территории геохимических аномалий и горных работ (ручьи Ралли, Тройной);

— высокие расходы биологически высокопродуктивных водотоков (Саматкин Ключ, Шануч, Ича) обеспечивают существенное разбавление загрязняющих веществ (растворенных и взвешенных), поступающих с водами горных ручьев;

— отсутствие или низкое рыбохозяйственное значение ручьев, находящихся в зоне природных техногенных геохимических аномалий (Ралли, Перевальный, Тройной).

К факторам, усиливающим антропогенное воздействие, относятся:

— денудационно-эрозионный рельеф местности и крутые уклоны склонов, разрушение которых при хозяйственном воздействии уменьшают площадь, защищенную растительностью от развития водной эрозии, повышая объемы попадания в водотоки взвешенных веществ с токсичными элементами;

—территориальное совпадение высокопродуктивных нерестово-выростных водотоков с территорией работ (Саматкин Ключ - горный отвод месторождения Шануч, протока р. Ича - промплощадка, Перевальный - промплощадка и дорога, р.Шануч - дорога).

Выводы:

1. Качество ресурса геологического пространства для лососевых рыб (центрального звена экосистем и материально значимого биоресурса в регионе) на территории Шануч-ского месторождения является удовлетворительным по эколого-геодинамическим, эколо-го-геофизическим и эколого-ресурсным параметрам.

2. Ведущая роль в формировании и функционировании наземных и водных экосистем территории Шанучского месторождения принадлежит геохимической экологической функции литосферы.

3. Взаимосвязь водосбора и реки как единой геохимической системы реализуется посредством миграции вещества в частных системах «горные породы - почвы», «почвы -растительность», «горные породы - донные отложения», «донные отложения — вода», «горные породы - взвешенные вещества», «взвешенные вещества - донные отложения», «взвешенные вещества - вода», "донные отложения - диатомовый перифитон", "вода -ихтиофауна", что подтверждается сопряженными изменениями экологически значимых показателей.

4. Важное значение при обустройстве и освоении рудных месторождений следует придавать выявлению природных эколого-геохимических особенностей, нивелирующих и усиливающих техногенные воздействия. К первым на территории Шанучского месторождения относятся геохимические барьеры (пирокластический материал, болотные массивы) и высокая водность водотоков-приемников загрязненных вод, а ко вторым - денудацион-но-эрозионный рельеф и высокая биологическая продуктивность водотоков.

5. Последствиями антропогенного воздействия в ходе поиска и разведки минеральных полезных ископаемых на изученном месторождении является локальная трансформация эколого-геохимических условий.

6. Для эколого-геологических систем исследуемой территории выделены все 4 класса состояний литосферы (удовлетворительный, условно удовлетворительный, неудовлетворительный, катастрофический) и соответствующие им зоны экологического благополучия биоты (норма, риск, кризис, бедствие). Катастрофический класс состояния эколого-геологических систем, и соответственно, бедственное положение биоты наблюдается в районе залегания рудного тела - водосбор руч. Ралли; неудовлетворительный - кризисный класс присвоен территории болотного массива, принимающего рудничные воды, и водосбору руч. Тройного; условно-удовлетворительные эколого-геологические условия и риски для биоты наблюдаются на нарушенном водоразделе руч. Горный и Перевальный и притоках р. Ичи. На остальной территории эколого-геологические условия удовлетворительны и состояние биоты соответствует норме.

7. Для комплексной оценки состояния эколого-геологических систем в районе месторождения в дополнение к традиционным геохимическим оценочным критериям разработаны критерии состояния водной биоты, ранжированные по интенсивности отклика на природное или техногенное воздействие. К таким эффективно работающим критериям в районе работ относятся видовой состав перифитона, доля рыб с резорбцией ооцитов, уровень аккумуляции тяжелых металлов в мышцах и печени гольцов. Отслеживание этих показателей при мониторинге на горнорудных месторождениях Камчатки позволяет осуществить раннюю диагностику необратимых негативных эффектов.

8. В качестве единицы, подлежащей комплексной оценке при изучении трансформаций природных эколого-геологических условий в период освоения рудных месторождений Камчатки, предлагаются системы «элементарный водосбор-водоток», естественным образом включающие в себя абиотические и биотические компоненты, изменяемые в зависимости от поставленных задач, набора отслеживаемых факторов и особенностей эколого-геологических условий.

Осиовные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Состояние среды обитания лососевых рыб в условиях природной геохимической аномалии (бассейн р. Ича). // Исследование водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-западной части Тихого океана, 2004, выпуск 7-С. 131-141. (в соавторстве с Лема-ном В.Н., Чебановой В.В., Логачевым А.Р.)

2. Изменение биоразнообразия гидробионтов в условиях природных геохимических аномалий на примере медно-кобальт-никелевого месторождения (Камчатка) // Вторая международная научная конференция и выставка биотехнология - охране окружающей среды «Сохранение биоразнообразия и рациональное использование биологических ресурсов (к 250-летию Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова), Москва, МГУ им. М.В.Ломоносова, 25-27 мая 2004 г. - Москва:МГУ, 2004. (в соавторстве с Лема-ном В.Н., Чебановой В.В.).

3. Мониторинг природной среды на стадии обустройства и начального этапа разработки рудных месторождений Камчатки. // "Сергеевские чтения. Выпуск 8. Инженерно-экологические изыскания в строительстве: теоретические основы, методика, методы и

практика. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии" (22 марта 2006 г), Москва, ГЕОС-2006-392 стр. (в соавторстве с Леманом В Н.).

4. Особенности распределения химических элементов в донных отложениях водотоков Шанучского рудного месторождения цветных металлов (бассейн р. Ича, Западная Камчатка) // Аспирант и соискатель. Журнал актуальной научной информации. №5 (42) 2007,

5.* Эколого-геологические особенности района Шанучского полиметаллического месторождения (Западная Камчатка) // Бюл. Моск. о-ва испытателей природы. Отдел геол. 2008. Т. 83, вып. 5. С.99-104.

6. Эколого-геологические особенности Шанучского полиметаллического месторождения и их трансформация в ходе разведочных и добычных работ (Россия, Западная Камчатка) // Материалы десятой межвузовской молодежной конференции «Школа экологической геологии и рационального недропользования», Санкт-Петербург, 2009. с. 207-214. (в соавторстве с Т.А. Барабошкиной, В.Н. Леманом).

с. 147-158.

* Статья опубликована в журнале, рекомендуемом ВАК.

Подписано в печать 15.09.09 Формат 60x88 1/16. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 826 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119991 г.Москва, Ленинские горы, д.1 Главное здание МГУ, к. А-102

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Лошкарева, Александра Александровна

Введение

Глава 1. Эколого-геологические условия Камчатского региона и их роль в формировании и развитии лососевых экосистем

1.1 Эколого-геологические условия Камчатского региона с позиции оптимальности развития лососевых экосистем

1.2 Эколого-геологические проблемы - последствия освоения месторождений твердых минеральных ресурсов в бассейнах нерестовых рек Камчатки

1.2.1 Характеристика минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых Камчатского края

1.2.2 Освоение минерально-сырьевой базы и эколого-рыбохозяйственные проблемы в Камчатском крае

1.3 Эколого-токсикологическая характеристика тяжелых и переходных металлов

1.4 Мониторинг состояния пресноводных экосистем при разведке и добыче рудных полезных ископаемых Камчатского края

1.4.1 Методологические подходы к организации мониторинга

1.4.2 Методические трудности регистрации воздействий разведки и добычи полезных ископаемых на лососевые биоресурсы и среду их обитания

Выводы к Главе

Глава 2. Характеристика природных условий и антропогенной деятельности на

Шанучском месторождении

2.1. Климат района Шанучского месторождения

2.1.1 Климатическая характеристика района месторождения

2.1.2 Состояние атмосферы в районе месторождения

2.1.2.1 Содержание химических и механических загрязнителей

2.1.2.2 Физическое загрязнение

2.2. Геолого-геоморфологическое строение района Шанучского месторождения

2.2.1 Стратиграфия района месторождения

2.2.2 Магматизм в районе месторождения

2.2.3 Тектоника в районе месторождения

2.2.4 Геоморфологическая характеристика месторождения

2.2.4.1 Морфоструктура и эндогенные процессы

2.2.4.2 Экзогенные процессы

2.2.5 Гидрологическое описание района месторождения

2.2.6 Гидрогеологические условия района месторождения

2.2.7 Мерзлотно-гидрогеологические условия района месторождения

2.3 Общая классификационная характеристика почв района месторождения

2.4 Общая характеристика растительности района месторождения

2.5 Общая ихтиологическая характеристика рек района месторождения

2.6 Антропогенные изменения территории Шанучского месторождения

2.6.1 Нарушения почвенного и растительного покрова, связанные с поисково-разведочными работами, проводимыми в районе

Шанучского месторождения с 1971 по 1993 гг.

2.6.2 Антропогенная нагрузка на водотоки в связи с производственной деятельностью в пределах геологического отвода Шанучского месторождения в 2003-2005 гг.

2.6.2.1 Ручей Саматкин Ключ

2.6.2.2 Ручьи Перевальный и Горный

2.6.2.3 Ручей Тройной 109 Выводы к Главе

Глава 3. Методика выполнения работ по оценке влияния эколого-геологических условий Шанучского полиметаллического месторождения на состояние пресноводных экосистем

3.1 Методика эколого-геологических исследований

3.2 Методика оценки влияния эколого-геологических условий на состояние пресноводных экосистем в районе Шанучского месторождения

3.2.1 Методика полевых исследований

3.2.2 Экспериментальные исследования

3.2.3 Аналитические исследования

3.3 Методика эколого-геохимического картографирования

Глава 4. Эколого-геологические условия территории Шанучского месторождения

4.1 Эколого-ресурсные особенности исследуемого района

4.2 Эколого-геодинамические условия района месторождения

4.3 Эколого-геохимические условия района Шанучского месторождения

4.3.1 Распределение тяжелых металлов в почвах района

4.3.2 Содержание микроэлементов в растениях

4.3.3 Содержание тяжелых металлов в воде

4.3.4 Содержание тяжелых металлов в донных отложениях

4.4 Оценка загрязнения компонентов литосферы

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

5.1 Химические и токсические свойства горных пород месторождения

5.2 Эколого-токсикологическая оценка водотоков месторождения

5.2.1 Саматкин Ключ

5.2.2 Ручьи Перевальный и Горный

5.2.3 Ручей Тройной 187 5.2.4Ручей Холодный

5.2.5 Ручей Ралли

5.2.6 Сравнительная характеристика малых водотоков месторождения

5.3 Состояние водной биоты в водотоках месторождения

5.3.1 Перифитон (диатомовые водоросли)

5.3.2 Ихтиофауна

5.3.2.1 Видовой состав, численность и распределение рыб

5.3.2.2 Гистологические исследования половых желез мальмы популяций ручьев Саматкин Ключ, Горный и Тройной

5.3.2.3 Биоаккумуляция металлов в печени и мышцах гольца-мальмы популяций ручьев Саматкин Ключ, Горный и Тройной

Выводы к Главе

Глава 6. Взаимосвязь эколого-геологических условий и состояния пресноводных экосистем в районе Шанучского кобальт-медно-никелевого месторождения.

Картографирование эколого-геохимических условий месторождения

Выводы к Главе

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эколого-геологические условия Шанучского полиметаллического месторождения (Западная Камчатка), их трансформации при разведке и добыче полезных ископаемых и влияние на систему "река - водосбор""

Интенсивное загрязнение почв, растительности, атмосферы и водных систем химическими элементами, а также механическое нарушение ландшафтов - неизбежные следствия разработки рудных месторождений. В отличие от природных геохимических аномалий, техногенные формируются мгновенно (в геологическом масштабе) - несколько десятков лет и адаптационные механизмы, срабатывающие в первом случае, не справляются с усиленной нагрузкой, что приводит к нарушению экологического равновесия. Изучение территорий природных геохимических аномалий необходимо для понимания и прогнозирования последствий техногенного воздействия разработок рудных месторождений на наземные и водные экосистемы. Это является актуальным вопросом для Камчатки, где традиционно ведущую роль в экономике играли биологические (рыбные) ресурсы и лишь последнее десятилетие освоение минерально-сырьевой базы активизировалось и постепенно переходит от стадии геологоразведочных работ к стадии эксплуатации месторождений.

Развитие экономики в направлении разработки полезных ископаемых сопряжено с разносторонней деятельностью в бассейнах нерестовых рек. Лососевый промысел на Камчатке практически целиком обеспечивается естественным воспроизводством, поэтому сохранность нерестовых рек - гарантия устойчивого развития рыбной отрасли региона. В то же время разработки полезных ископаемых необходимы для удовлетворения материальных запросов общества и пополнения бюджета области.

Пока противоречия между рыбной и горной отраслями хозяйства носят локальный характер и не сказываются на уловах лососей. Но из этого не следует, что и в будущем положение не изменится. По мере развития на Камчатке горнодобывающей промышленности, существующие противоречия между рыбной и горной отраслями неуклонно нарастают. Можно выделить три основные причины, лежащие в основе этих противоречий:

- горные работы обычно ведутся на элементарных водосборах малых водотоков, которые из-за своих небольших размеров и относительной простоте связей в системе "река - водосбор" чрезвычайно чувствительны к любому антропогенному воздействию, реагируя на него раньше и резче, чем более крупные водотоки;

- река и ее водосбор представляют единую систему, поэтому горные разработки на части водосборной площади приводят, несмотря на прибрежные защитные полосы и водоохранные зоны, к пропорциональному снижению биологической продуктивности прилегающих участков рек;

- в последние годы из-за невысокой, в связи с браконьерством, численности лососей отмечается слабое заполнение верховий рек, что создает ложное представление об их низком рыбохозяйственном значении.

Первые две причины являются прямым следствием особенностей организации геологического пространства на территории полуострова — большинство месторождений твердых полезных ископаемых занимают небольшие по площади участки на водосборах малых нерестовых водотоков и их разработка неизбежно влечет за собой негативные последствия для экономически важного биологического ресурса. Содержание химических элементов в компонентах ландшафта в районах естественных геохимических аномалий многократно превышает установленные значения предельно допустимых концентраций, как для почвы, так и для воды.

При этом, помимо отраслевых противоречий, имеются также и научные, между представителями геологических и рыбохозяйственных организаций. Так, в книге Г.П. Яроцкого (2002) подробно рассматривается вопрос влияния хозяйственного использования термальных вод (в частности, для целей получения геотермальной энергии) на экосистемы лососевых рек. Автор отстаивает точку зрения о возможности отсутствия отрицательного влияния на экосистемы лососевых рек теплового и химического загрязнения в результате сбросов термальных вод в водоемы. Приводимые им цитаты и положения из отчетов рыбохозяйственных организаций действительно представляются спорными - вопрос о влиянии комплекса химических элементов, в повышенных концентрациях попадающих в реки весьма сложен и практически не освещен ни в отечественной, ни в зарубежной литературе. Имеются сведения об отрицательном индивидуальном влиянии некоторых отдельных элементов, однако изучение влияния сочетаний элементов проводилось в лабораторных условиях в лучшем случае для трех компонентов. Вполне естественно, что подобные эксперименты не отражают истинной картины возможного воздействия химических веществ на гидробионты. Также подвергается сомнению негативный эффект отепляющего влияния при искусственном сбросе термальных вод. Основным аргументов Г.П. Яроцкого является утверждение, что термальные воды с их гидрохимическими и тепловыми свойствами являются неотъемлемой частью геоэкологической системы Камчатского региона, существующей уже более 97 млн. лет (таков примерный возраст раннемелового вулканизма в Западной Камчатке), и в процессе эволюции лососевые рыбы оказались вполне приспособленными к существованию в таких условиях. И это действительно так, что подтверждается высоким уровнем численности и биоразнообразия лососей на Камчатке. Кроме того, приводятся .данные о жизнеспособности популяции гольцов из руч. Малахитового, вытекающего со склона вулкана Хангар, воды которого содержат высокие концентрации катионов меди.

Однако, с точки зрения автора настоящего исследования, именно в этом тезисе кроется основное противоречие таких утверждений. В обоих примерах речь идет об эволюционной adanmaijuu экосистем в целом и отдельных популяций к постепенно изменяющимся условиям местообитания. В случае же техногенных выбросов термальных вод или комплекса загрязняющих веществ речь идет о мгновениях с геологической точки зрения, за которые экосистема может только успеть погибнуть или перестать устойчиво развиваться, т.е. адаптироваться к постоянно меняющимся условиям. Эластичность, приспосабливаемость биоты к геологическим условиям в целом, позволит, рано или поздно, восстановиться экосистеме, однако на примере растительных сукцессий (в том числе и после природных катастрофических процессов — извержений вулканов, лесных пожаров, сходов лавин и селей) мы видим, что восстановление биогеоценоза в его прежнем виде может и не происходить, либо затягиваться на довольно продолжительный (с точки зрения человека - потребителя ресурса) срок.

Аналогичные рассуждения возможны при оценке влияния разработки твердых полезных ископаемых на пресноводные экосистемы. Как правило, разрабатываемые месторождения на Камчатке являются маломощными по объему, но руда в них достаточно концентрирована и не нуждается в химической обработке. Таковы, например, условия россыпного платинового Сейнав-Гальмоэнанского месторождения или района описываемых исследований - медно-никелевого Шанучского месторождения. При их разработке не происходит привноса в геоэкологическую систему новых веществ, ей не свойственных (кроме транспортных выбросов, влияние которых на территории Камчатки при плотности освоения территории ничтожно и может не приниматься во внимание, за исключением аварийных случаев). Однако происходит перемещение вещества, которое обуславливает попадание минералов и горных пород в иную геохимическую обстановку, где их свойства могут быть трансформированы. Иными словами, пассивно залегавшие в толще литосферы рудные тела становятся активными компонентами наземных и пресноводных экосистем с не всегда предсказуемыми последствиями.

Актуальность работы. Районы, где геохимические аномалии литосферы имеют выражение на дневной поверхности в виде биогеохимических аномалий и гидрогеохимических природных аномалий, представляют собой уникальный эксперимент, поставленный самой природой. На их примере, а не в лабораторных условиях, можно изучать механизмы адаптации экосистем к экстремальным, по сравнению с фоновыми, условиям на всех уровнях организации: индивидуальном (генетическом), биогеоценотическом, популяционном. В этом смысле представленное исследование является уникальным для Камчатского региона. В перспективе развития этой тематики видится возможность нормирования антропогенной нагрузки на лососевые экосистемы при освоении минеральных ресурсов.

Изучение особенностей биогеохимической организации территории, подвергающейся трансформации, должно производится с помощью комплексного подхода, включающего в себя изучение временной цикличности и пространственной организации биотических и абиотических компонентов экосистем. Этим требованиям отвечает метод эколого-геологической оценки территории, включающий в себя, наряду с оценкой абиотических компонентов литосферы, классификацию ответных реакций биоты на изменение тех или иных геологических условий.

Шанучское рудное поле (бассейн р. Ича, Западная Камчатка) представляет собой территорию, где на относительно малой площади (около 10 кв.км) представлен разнообразный спектр геохимических обстановок: от контрастного проявления геохимической аномалии до условий, соответсвтующих региональному фону. С 2003 года на месторождении ведутся работы по подготовке к промышленной добыче руды.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

2. Зарегистрировать состояние наземной и водной биоты в условиях отсутствия антропогенной нагрузки.

Фактический материал получен в ходе полевых исследований на территории Шанучского месторождения в 2003-2005 гг. Химический анализ абиотических компонентов выполнен в лаборатории Александровской опытно-методической экспедиции. Эколого-токсикологические работы (биотестирование горных пород, биоиндикация качества воды по диатомовому перифитону, оценка биоаккумуляции металлов и аномалий развития половых желез рыб) — во Всероссийском НИИ рыбного хозяйства и океанографии и на кафедре низших растений биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Использованы фондовые материалы Камчатской поисково-съемочной экспедиции и проектная документация ЗАО НПО «Геотехнология».

Защищаемые положения:

1. Современные эколого-геологические условия природных систем района Шанучского полиметаллического месторождения удовлетворительны для речных экосистем по ресурсным, гео динамическим и геофизическим факторам. По геохимическим показателям наблюдается весь спектр классов состояний эколого-геологических систем.

3. Интенсивность влияния природных геохимических факторов и техногенного воздействия на поверхностные водотоки при опытно-промышленной разработке Шанучского месторождения обусловливает степень изменений водной биоты: снижения видового разнообразия, увеличения доли рыб с морфологическими деформациями органов, аккумуляции тяжелых металлов в мышцах и печени.

Структура и объем работы: диссертация состоит из Введения, 6 глав, Выводов и Приложений, изложенных на 331 стр. текста, содержит 45 рисунков, 54 таблиц и список литературы из 157 наименования, из которых 36 - иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Лошкарева, Александра Александровна

заиление

Эффект антропогенного заиления нерестилищ л -л у *1Э1,8х ' у = 412,9 х"2'07

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Скорость течения, м/с конечном счете, потенциальную рыбопродуктивность нерестилищ (Chapman, 1988).

Между показателями грунта и выживаемостью икры и личинок лососей в нерестовых буграх существует тесная связь. Уравнения связи величины коэффициента фильтрации с эффективным диаметром грунта и содержанием частиц размером менее 1 мм имеют вид:

Kf = 0,72 dc2 27 при корреляции г = 0,89 (5 = 0,44) и Kf = 4,14 nf0,98 при г = 0,80 (5 = 0,64), где Kf - коэффициент фильтрации грунта, см/с de - эффективнй диаметр грунта, мм nt - содержание размера частиц менее 1 мм, %. Уравнение связи выживаемости икры и личинок лососей имеет вид параболы рис.1.2.8):

М = - 0,06 х2 - 0,9 х + 95,2 при г = 0,84, где М - выживаемость, %. Уравнение сохраняет прогностическую достоверность в диапазоне значений П] от 5 до 25%; при значениях nt меньше 5% выживаемость лососей в нерестовых буграх асимптотически приближается к 90 - 95% (Леман, Кляшторин, 1987). Эта кривая служит репером сравнения, относительно которого регистрируется антропогенное заиление нерестового грунта.

Содержание частиц размером с 1,0 мм, %

Рис. 1.2.8. Снижение выживаемости икры лососей (М, %) при антропогенном заилении нерестовых бугров

Заиления мест обитания молоди лососевых рыб. Сброс взвешенных частиц вызывает помимо заиления нерестилищ также и сокращение нагульных площадей в результате сглаживания рельефа дна и ликвидации удобных для молоди лососей микробиотопов (Shaw, Maga, 1943). На двух участках модельного водоема, выше и ниже источника поступления взвесей, сопоставили рельеф дна с численностью сеголеток кижуча (рис. 1.2.9) (Леман и др., 2000). Рельеф описывали тремя параметрами - средней глубиной, ее градиентом и коэффициентом вариации. Нижний участок реки оказался более мелководным, чем верхний (в среднем, на 15 - 20 см), в результате выравнивания поверхности дна техногенными наносами, заполнившими все его неровности. А поскольку именно неровности дна используются молодью лососей как укрытия, их отсутствие привело к снижению плотности заселения заиленного участка в 2 - 3 раза по сравнению с контролем.

Станции

Рис. 1.2.9. Глубина русла (вверху) и численность сеголеток кижуча (внизу) на участке выше и ниже по течению от точки поступления техногенного твердого стока. По оси абсцисс - расстояние, м

Деградация бентосных сообществ. Заиление речного грунта вызывает также существенный сдвиг в качественной и количественной структуре макрозообентоса (рис. 1.2.10). По мере уменьшения среднего размера грунта снижается общая численность и биомасса бентоса, а также средняя масса гидробионтов. Изменение последней свидетельствует о том, что биомасса уменьшается не только в связи с падением численности организмов, но и благодаря сокращению доли крупных гидробионтов. На Камчатке это - литореофильные ручейники, поденки, веснянки, не выдерживающие заиление. Кроме них, к типичным литореофилом относится и массовая в контроле хирономида Pagastiaorienlalis, отличающаяся крупными размерами (до 8,3 мг).

Минеральные взвеси, оседая на дно, воздействуют на макрозообентос не только посредством ухудшения условий дыхания, механического повреждения покровов и засорения жаберных аппаратов гидробионтов, но и путем сокращения укрытий и изоляции богатых пищей слоев субстрата (перифитон, листовой опад, детрит) (Van Nieuwehnhuyse, LaPierriere, 1986). Мелкофракционные осадки неблагоприятны для большинства литореофилов, нуждающихся в твердых субстратах для прикрепления, движения и размножения. В результате на грунтах с повышенным содержанием песка и ила, бедных органикой, формируются сообщества по составу близкие к исходным, но со значительно более низкими количественными показателями (Wagener, LaPierriere, 1985). so 50 40 3C 20 10 0

P> мг/м2

БИОМАССА О

40000 30000 20000 10000 о экз./м

ЧИСЛЕННОСТЬ о

16 т.

СРЕДНИЙ размер о

2 1,5 1

0,5 Р

10 12 14 16 18 Средний диаметр частиц грунта, мм.

Рис. 1.2.10. Зависимость биомассы (Р), численности (N) и среднего размера (гп) организмов макрозообентоса от среднего диаметра частиц (d ср.) донных отложений

При дальнейшем заилении происходит закономерная смена литореофильного комплекса на менее продуктивный пелореофильный (рис. 1.2.11). По мере заиления коэффициент неоднородности грунта увеличивается, и, соответственно, доля литореофилов уменьшается, а пелореофилов увеличивается. Другими словами, ухудшение качества донных отложений, произошедшее в результате заиления, вызывает обеднение исходного литореофильного сообщества, а на сильно измененных грунтах - его полное разрушение.

Таким образом, обобщая схему воздействия исследованных месторождений на речные экосистемы (табл. 1.2.6), следует подчеркнуть, что масштаб и виды воздействий при разработке рудных и россыпных месторождений существенно различаются. Добыча россыпного золота требует масштабных работ в руслах рек и ручьев, что на долгие годы выводит их из строя. Россыпи, обычно занимая всё днище речных долин, требуют руслоотводных работ по всей длине их залегания. Мощная техника позволяет отрабатывать большие площади с незначительным удельным содержанием золота. Технологическая вода неизбежно загрязнена взвешенными частицами размером < 0,25 мм. Их осаждение при больших расходах воды представляет сложную техническую задачу. Схему оборотного водоснабжения с "нулевыми сбросами" и действующие нормативы по качеству воды выдержать трудно, так как в климатической зоне избыточного увлажнения для их обеспечения необходимы большие площади отстойников, для строительства которых не всегда имеется достаточно места в горных условиях. На всех месторождениях отмечается загрязнение воды нижележащих участков рек минеральной взвесью. В результате численность рыб в границах горного отвода и на нижних участках рек с началом горных работ сразу и значительно изменяется, поэтому выделить "вклад"

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Лошкарева, Александра Александровна, Москва

1. Авессаломова И.А. 1987. Геохимические показатели при изучении ландшафтов. Учебное пособие. М.: МГУ, 108 с.

2. Алабастер Д., Ллойд Р. 1982. Критерии качества воды для пресноводных рыб. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 344 с.

3. Александров А. 1973. Остров Сахалин. М.: Наука, 187 с.

4. Александрова А.Н. 1972. Стратиграфия четвертичных отложений и некоторые вопросы палеогеографии четвертичного периода острова Сахалин // Проблемы изучения четвертичного периода. М.: Наука. 243-247.

5. Аринушкина Е. В. 1970. Руководство по химическому анализу почв, изд.2, М.: МГУ. 489с.

6. Атомно-эмссионный анализ золы растений на элементы-примеси. Отраслевая методика Ш-V категории точности. Разработана МОМГЭ ИМГРЭ. Мин-во природных ресурсов РФ. Москва, 1998. 16 с.

7. Бабкин В.Л., Вуглинский B.C. 1982. Водный баланс речных бассейнов. Л.: Гидрометеоиздат, 192 с.

8. Барабошкшш Т.А.. Зилинг Д.Г. 2000. Методические подходы к оценке кеохимического экологического состояния литосферы // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. №3. 264-273.

9. Баранова С., Аниснмова О.В., Медведева Л.А. 2000. Водоросли-индикаторы в оценке качества окружающей среды. М.: ВНИИПрироды. 150 с.

10. Белоусов В.И. 1978. Геология геотермальных полей в областях современного вулканизма. М.: Наука, 174 с.

11. Бельчикова Н.П. 1975. Определение гумуса почвы по методу И.В. Тюрина // Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука. 56-62.

12. Билько В.П., Кружилина СВ. 1997. Жизнеспособность рыб в онтогенезе в зависимости от рН водной среды. // Гидробиол. ж. т.ЗЗ. №6. 38-44.

13. Биогеохимические основы экологического нормирования 1993. / Отв. ред. М.В.Иванов, В.Н.Башкин, В.В.Снакин. М.: Наука. 304 с .

14. Бискэ СФ. 1975. Палеоген и неоген крайнего Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука. 268 с.

15. Быкова А.В. 1976. Рыбохозяйчственное использование внутренних водоемов. Обзорная информация. М. Сер. 8. Вып. 3. 1-37.

16. Венецианов Е.В., Лепихин А.П. 2002. Физико-химические основы моделирования миграции и трансформации тяжелых металлов в природных водах. / Под науч. ред. A.M. Черняева; ФНУП КамНИИВХ. Екатеринбург: Изд-во РосНИИВХ. 236 с.

17. Венчиков А.И. 1982. Принципы лечебного применения микроэлементов в качестве биотиков. Ашхабад. 132 с.

18. Виноградов А. П. 1962. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. №7. 555-571.

19. Волчанская U.K. 1981. Морфоструктурные закономерности размещения эндогенной минерализации. М.:Ыаука. 240 с.

20. Временный максимально допустимый уровень (МДУ) некоторых химических элементов в кормах для сельскохозяйственных животных (мг/кг корма) 1987. М.:Госагропром. 8 с.

21. Вронский Б.Б., Неман В.Н. 1991. Нерестовые стации, гидрологический режим и выживание потомства в гнездах чавычи Oncorhynchus tschawytscha в бассейне р. Камчатка // Вопросы ихтиологии. Т. 31. Вып. 2. 282-291.

22. Гаврилова И.П., Касимов Н.С. 1989. Практикум по геохимии ландшафта. М: Изд- во Моск. Ун-та. 72 с.

23. Галасун П.Т., Булатович М.А. 1976. Влияние взвешенных частиц на инкубацию икры и выращивание свободных эмбрионов радужной форели. // Сб. "Рыбное хозяйство". Киев: Ураджай. №23. 20-24.

24. Ганешин Г.С. 1972. Общие закономерности развития речной сети Востока СССР // Проблемы изучения четвертичного периода. М.:Наука. 404-410.

25. Геокриология СССР. 1989. / Под ред. Э.Д. Ершова. М., Недра. Т. IV. Восточная Сибирь и Дальний Восток. 515 с.

26. Глазовская М.А. 1997. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям: Метод, пособие. М.: Изд-во Московс. ун-та. 102 с.

27. Глазовская М.А. 2002. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. Смоленск: «Ойкумена». 228 с.

28. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94 Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах {Дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК №6229-91).

29. Голубев Г.Н. 2002. Глобальные изменения в экосфере. Учебное пособие. М. Изд-во Желдориздат. 365 с.

30. ГОСТ Р 51309-99. 1999. Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии. ИПК, Издательство стандартов.

31. ГОСТ Р 51592-2000. 2000. Вода. Общие требования к отбору проб. ИПК, Издательство стандартов.

32. ГОСТ 17.1.1.01-77. 1977. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. ИПК, Издательство стандартов.

33. Государственный водный кадастр. Гидрологическая изученность. 1966. Том 20 Камчатка. Л.: Гидрометеоиздат. 259с.

34. Государственный водный кадастр. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши 1976-2001 гг. Л.: Гидрометеоиздат. 560с.

35. Гуляева Н.Г. 2002. Методические рекомендации по эколого-геохимической оценке территории при проведении многоцелевого геохимического картирования масштаба 1: 1000 000 и 1:200 000. М.-.ИМГРЭ. 72 с.

36. Дальний Восток и берега морей, омывающих территорию СССР. 1982. / Ред. А.А. Асеева, С. Коржуева. М., Наука. 277с.

37. Дроздов А.Л., Ивапков В.Н. 2000. Морфология гамет животных. М.: издательский дом «Круглый год». 458 с.

38. Ермаков В.В. 1995. Биогеохимические провинции: концепция, классификация и экологическая оценка// Основные направления исселдований в геохимии. К 100-летию со дня рождения А.П. Виноградова. М: Наука. 183-194.

39. Зорина Л.Г., Гордиенко П.С., Буквецкий Б.В. 2003. Содержание микроэлементов в лососевых рыбах // Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ». 2341-2348 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/196.pdf

40. Иванков В.Н. 2001. Репродуктивная биология рыб. Владивосток: изд-во Дальневосточного университета. 223 с.

41. Ивашов П.В., Сиротский СЕ. 2005. Тяжелые металлы в ихтиофауне озерных экосистем Приамурья // Биогеохимические и геоэкологические процессы в экосистемах. Вып. 15. Владивосток: Дальнаука. 130-139.

42. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. 1989. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир. 439 с.

43. Карта полезных ископаемых Камчатской области. 1999. М 1: 500000. Главные редакторы: Литвинов А.Ф., Патока М.Г., Марковский Б.А. МПР РФ, "Камчатприродресурс".

44. Карта почвенно-географического районирования РСФСР Ы 1:15000000 Главные редакторы: Г.В.Добровольский, И.С.Урусевская. 1980.

45. Карташов И.П. 1972. Основные закономерности геологической деятельности рек горных стран. М.: Наука. 184 с.

46. Классификация и диагностика почв России 2004. / Авторы и составители: Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена. 342 с.

47. Ковальский В.В. 1982. Геохимия среды и жизнь. М., Наука. 77 с.

48. Ковековдова Л. Т., Симоконь М.В. 2002. Тяжелые металлы в тканях промысловых рыб из Амурского залива Японского моря // Биология моря. Т. 28. № 2. 125-130.

49. Колесников В.Н. 1961. Растительность//Дальний Восток: Физики-географическая характеристика. М.: Наука. 183-298.

50. Колесников В.П. 1963. Геоботаническое районирование Дальнего Востока и закономерности размещения его растительных ресурсов // Вопросы географии Дальнего Востока. Новосибирск. 158-182.

51. Кондратюк В.И. 1974. Климат Камчатки. Л.: Гидрометеоиздат. 140с.

52. Константинов А.С. 1967. Общая гидробиология. М.: Изд-во Моск. Ун-та. 430с.

53. Косинова И.И. 1998. Методические особенности изучения экогеологических систем горнодобывающего класса // Материалы заседания секции научного совета РАН по проблемам комплексного освоения КМА. Губкин. 24-31.

54. Косинова И.И. 2000. Методика обработки информации при эколого- географическом исследовании: Учебное пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ. 19 с.

55. Косинова И.И, Барабошкина Т.А. 2006. Практикум к учебной полевой практике по экологической геологии. / Под ред. В.Т. Трофимова. Воронеж: ВГУ. 64 с.

56. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия 1992. М.: Минприроды РФ. 35 с.

57. Куницын Л.Ф. 1963. Опыт природного районирования Камчатки. // Природные условия и районирование Камчатской области. М., изд-во АН СССР. 7-26.

58. Куренков И.И. 1984. Биологические ресурсы внутренних водоемов Камчатки // Биол. ресурсы внутренних водоемов Сибири и Дальнего Востока. М.: Наука. 87-98.

59. Лазарев В.Н., Боков В.Г., Наполов О.Б. 2002. Минеральные ресурсы Дальневосточного региона и Дальневосточная политика России.// Минеральные ресурсы России. Экономика и Управление. №5. 22-29.

60. Леванидов В.Я. 1981. Экосистемы лососевых рек Дальнего Востока. Беспозвоночные животные в экосистемах лососевых рек Дальнего Востока. Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР. 3-21.

61. Леман В.Н. 1990. Экологическая типизация нерестилищ тихоокеанских лососей на Камчатке. - канд. дисс.... биол. наук, М. 132 с.

62. Леман В.Н. 2003. Экологическая и видовая специфика нерестилищ тихоокеанских лососей p. Oncorhynchus на Камчатке // Чтения памяти В.Я. Леванидова. Вып. 2. 12-34

63. Леман В.Н., Кляшторин Л.Б. 1987. Методические указания по оценке состояния нерестилищ тихоокеанских лососей. М.: ВНИРО. 28 с.

64. Липдберг Г.У. 1972. Крупные колебания уровня океана в четвертичный период. Биогеографические основания гипотезы. Ленинград, Наука. 548с.

65. Линник П.Н., Набиванец Б.И. 1986. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л. 272 с.

66. Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Милованова Г.Ф., Левин А.П. 2000. Детерминационный анализ в экосистемах: сопряженность для биотических и абиотических компонентов // Изв. РАН, сер. биол. №4. 482-491.

67. Малые реки. ВОДА РОССИИ. 2001./ Под науч. ред. A.M. Черняева, ФГУП РосНИИВХ. Екатеринбург: Издательство "АКВА-ПРЕСС". 804 с.

68. Манихин В.И., Никаноров A.M. 2001. Растворенные и подвижные формы тяжелых металлов в донных отложениях пресноводных экосистем. Серия «Качество вод». Выпуск

69. -Пб.: Гидрометеоиздат. 182 с.

70. Мельчанов В. Курганова Н. 1997. Лесные фильтры для стоковых вод // Эко- информ. №10. 36-39.

71. Метелев В.В. 1971. Водная токсикология. М. 248 с.

72. Методические рекомендации по геохимическим исследованиям для оценки воздействия на окружающую среду проектируемых горнодобывающих предприятий. 1986. М.: ИМГРЭ. 98 с.

73. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. 1991. Общая гидрология. М.: Высшая школа. 368с.

74. Моисеенко Т.Н. 2002. Определение критических нагрузок кислотных выпадений для поверхностных вод // Водные ресурсы, том 29. №3. 322-328.

75. Моисеенко Т.И., Шаров А.Н., Вандыш О.И., Лукин А.А., Яковлев В.А. 1999. Изменения биоразнообразия поверхностных вод севера в условиях закисления, эвтрофирования и токсичного загрязнения // Водные ресурсы .Том 26. №4. 492-501.

76. Немова Н.Н., Высоцкая Р. У. 2004. Биохимическая индикация состояния рыб. Отв. ред. М.И. Шатуновский. Ин-т биологии КарНЦ РАН. М.: Наука. 215 с.

77. Нешатаева В.Ю., Нешатаев В.Ю Принципы геоботанического районирования полуострова Камчатка. В сб. Современные проблемы ботанической географии, картографии, геоботаники, экологии. Санкт-Петербург.2000. 88-90

78. Никаноров А.М., Жулидов А.В., Покаржевский А.Д. 1985. Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат. 143 с.

79. Никаноров А.М., Страдомская А.Г. 2006. Химический состав органических и минеральных отложений незагрязненных водных объектов. // Водные ресурсы. Том 3 3 . №

80. Обухов В.И. 2004. Инвестиционные возможности Камчатской области. Дальневосточное ИА.

81. Патин А. 1979. Влияние загрязнителей на биологическое ресурсы и продуктивности Мирового океана. М., Наука. 304 с.

82. Патин А. 1985. Эколого-токсикологические аспекты загрязнения морской среды. Л.: Гидрометиоиздат. 117.

83. Перельман А.И., Касимов П.С. 1999. Геохимия ландшафта: Учеб. Пособие. М.: Астрея-2000. 768 с.

84. Петров А. Н., Неврова Е. Л. 2004. Сравнительный анализ структуры таксоцена донных диатомовых (Bacillariophyta) в районах с разлиным уровнем техногенного загрязнения (Черное море, Крым) // Морський еколопчний журнал. № 2. Т. Ш. 72-83

85. Петру А.Г. 1965. Промышленные сточные воды. М. 336 с.

86. Почвенная карта РСФСР 1988. Масштаб 1:2 500 000. Главный редактор В.М. Фридланд.

87. Пыркин Ю.Г., Силаев М.А. 1997. О влиянии параметров водного потока на дальность распространения взвешенной твердой примеси. Метеорология и гидрология. №3. 103-108.

88. Рауце К., Кырстя 1986. Борьба с загрязнением почвы. М., 221 с.

89. Разумовский Л.В. 1997. Биоиндикация уровня антропогенной нагрузки на тундровые и лесотундровые ландшафты по диатомовым комплексам озер Кольского полуострова. М.: ИРЦ Газпром. 92 с.

90. Разумовский Л.В. 1999. Биоиндикация общего уровня антропогенной нагрузки методом графического сопоставления внутренней структуры диатомовых комплексов (На

91. Русанов В.В., Турицына О.С. 1979. Влияние глинистых взвесей на ранние стадии онтогенеза рыб. Тр. Пермской лаб. ГосНИОРХ. вып.2. 122-127.

92. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. 1990. Геохимия окружающей среды. Москва. 395 с.

93. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.3.2.560-96. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. 1996. (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24 октября 1996 г. N 27).

94. Санитарные правила и нормы СанПиН 42-18-4433-87. Санитарные нормы допустимых концентраций химических веществ в почве. 1988. Москва.

95. Симоконь М.В. 2003. Тяжелые металлы в промысловых рыбах залива Петра Великого в связи с условиями обитания / дисс. на соиск. уч. степени канд. биол. наук. Владивосток. 150 с.

96. Соколов И.А. Вулканизм и почвообразование. 1973. М.: Наука. 224 с.

97. Стенина А.С. 1999. Видовой состав Bacillariophyta водоемов-отстойников каменноугольных шахт Воркутинского промышленного района (Россия) // Альгология. Т.

98. N 4. 48-57. ПО. Теория и методология экологической геологии. 1997. / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во Моск. ун-та. 365 с.

99. Территориальная комплексная схема охраны природы. 1987. Основные положения. Камчатская область. Л.: Ленгипрогор. 176 с.

100. Титаева Н.А. 1992. Ядерная геохимия. М.: Изд. МГУ. 271 с.

101. Трансформация экологических функций литосферы в эпоху техногенеза 2006. // Авт.: В. Т. Трофимов. Д. Г. Зилинг, Т. А. Барабошкина и др. М. 720 с.

102. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г., Барабошкина ТА., Харькина МЛ. 2001. Эколого- геологические карты. / Под редакцией В.Т.Трофимова. СПб.: Изд-во -Петербургского университета. 157с.

103. Трухин Ю.П., Петрова В.В. 1976. Некоторые закономерности современного гидротермального процесса. М. Наука. 173 с.

104. Хоментовский П.А. 1995. Экология кедрового стланика на Камчатке. Владивосток. Дальнаука. 225 с. 117'. Хрусталева М.А. 2003. Аналитические методы исследований в ландшафтоведении: Учебный практикум. М. Техполиграфцентр. 88 с.

105. Чалое СР. 2005. Морфология русел малых рек Камчатки // Рельеф и природопользование предгорных и низкогорных территорий. Материалы международной научно-практической конференции. Барнаул. 343-347.

106. Черешнев И.А., Волобуев В.В., Шестаков А.В., Фролов СВ. 2002. Лососевидные рыбы Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука. 496 с.

107. Шкурина Н.А, Лепская Е.В., Белякова Г.А. 2004. Диатомовые водоросли озера Дальнее (Камчатка) // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северозападной части Тихого океана. Вып.VII. Петропавловск-Камчатский. 88-93.

108. Экологические функции литосферы 2000. / Под ред. В.Т. Трофимова. VI.: Изд-во Моск. ун-та. 432 с.

109. Экспрессный полуколичественный спектрографический анализ. Методика предприятия (V категория точности). 1991. Министерство геологии СССР. Объединение «Центргеофизика». Опытно-методическая экспедиция КЛПГ. Зс.

110. Эрлих Э. Н. \91Ъ. Современная структура и четвертичный вулканизм западной части Тихоокеанского кольца. М. Наука. 241 с.

111. Янин Е.П. 2002. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек (состав, особенности, методы оценки). М.: ИМГРЭ. 52 с.

112. Яроцкий Г.П. 2002. Очерки экологической геологии Корякско-Камчатского региона. / Под редакцией В.Т. Трофимова. Петропавловск-Камчатский. Изд-во Камчатского государственного педагогического университета. 287с.

113. Ashley, К. A., L. Thompson, D. Lasenby, L. McEachem, К. Е. Smokorowski, D. Sebastian. 1997. Restoration of an interior lake ecosystem: the Kootenay Lake fertilization experiment. Wat. Qual. Res. J. Can. 32:192-212.

114. Bilby, R. E., B. R. Fransen, P. A. Bisson. 1996. Incorporation of nitrogen and carbon from spawning coho salmon into the trophic system of small streams: evidence from stable isotopes. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 53:164-173.

115. Bjerklie D.M., LaPerriere J.D. 1985. Gold-mining effects on stream hydrology and water quality, Circle Quadrangle, Alaska. - Water Resources Bulletin, v. 21. N2. p. 235-243.

116. Braitseva O.A., Ponomareva V.V., Sulerzhitsky L.D., Melekestsev I.V., J. Bailey. 1997. Holocene Key-Marker Tephra Layers in Kamchatka, Russia // Quaternary research. № 47. p. 125-139.

117. Buhl K.J., Hamilton S.J. 1990 .Comparative toxicity of inorganic contaminants released by placer mining to early life stages of salmonids. - Ecotoxicology and environmental safety, v. 20. p. 235-342.

118. Chapman D.W. 1988. Critical review of variables used to define effects of fines in redds of large salmonids. - Trans. Am. Fish. Soc. v. 117. N1. p. 1-21.

119. Donaldson, J. R. 1967. The phosphorus budget of Diamna Lake, Alaska, as related to the cyclic abundance of sockeye salmon. Ph.D. thesis. University of Washington, Seattle.

120. Gagen C.J., Sharpe W.E., Carline R.F. 1994. Downstream movement and mortality of brook trout (Salvelinus fontinalis) exposed to acidic episodes in streams // Can. J. Fish, and Aquat. Sci.V.51. N7. - p. 1620-1628.

121. Handbook on the toxicology of metals 1980. / Ed. by Friberg L. et al. Amsterdam etc., 709 p.

122. Hartmann, J., H. Quoss. 1993. Fecundity of whitefish (Coregonus lavaretus) during the eu- and oligotrophication of Lake Constance. J. Fish Biol. 43:81-87.

123. Helfield, J. M., R. J. Naiman. 2001. Effects of salmon-derived nitrogen on riparian forest growth and implications for stream productivity. Ecology. 82(9): 2403-2409.

124. Herbert D.W.M., Richards J.M. 1963. The growth and survival of fish in some suspensions of solids of industrial origin. - Int. J. Air Wat. Poll., v. 7, p. 297-302.

125. Kline, T.C. Jr., J. J. Goering, 0. A. Mathisen, P. H. Рое, P. L. Parker. 1990. Recycling of elements transported upstream by runs of Pacific salmon: I. 15N and 13C evidence from Sashin Creek, southeastern Alaska. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 47:136-144.

126. LaPerriere J.D., Wagener S.M., Bjerklie DM. 1985. Gold-mining effects on heavy metals in streams, Circle Quadrangle, Alaska. - Water Resources Bulletin, v. 21, N2, p. 245-252.

127. Larkin, G. A., Slaney P. A. 1997. Implications of trends in marine-derived nutrient influx to south coastal salmonid production. Fisheries 22(11): 6-24.

128. Lloyd D.S. 1987. Turbidity as a water quality standart for salmonid habitat in Alaska. - N. Am. J. Fish. Manage., v. 7, p. 34-45.

129. Mathisen, О. A. 1972. Biogenic enrichment of sockeye salmon lakes and stock productivity. Verb. Int. Verh. Limnol. 18:1089-1095.

130. Moraitou-Apostolopoulou M. 1978. Acute toxicity of copper to a copepod // Mar. Pollut. Bull. Vol. 9, no. 10. P. 278-280.

131. Northcote, T. G. 1973. Some impacts of man on Kootenay Lake and its salmonids. Great 1.akes Fish. Comm. Tech. Rep.25.

132. Posthuma L., Van Straalen N.M. 1993. Heavy metal adaptation in terrestrial invertebrates: a review of occurrence, genetics, physiology and ecological consequences // Сотр. Biochem. Physiol. Vol. 106. P. 11-38.

133. Procedures for Soil Analysis - 5th edition. 1995. International Soil Reference and Information Center, Wageningen, Netherlands.

134. Reynolds J., Simmons R.C., Burkholder A.R. 1989. Effects of placer mining discharge on health and food of arctic grayling. - Water Resources Bulletin, v. 25, N3, p. 625-635.

135. Schlesinger W.H. 1991. Biogeochemistry and analysis of Global change. Academic Press Inc., San-diego, California.

136. Shaw P.A., Maga J.A. 1943. The effect of mining silt on yield of fry from salmon spawning beds. - Calif. Fish and Game, v. 9, N1, p. 29-41.

137. Sidle R.C., Sharpley A.N. 1991. Cumulative effects of land management on soil and water resources: an overview. - J. Environ. Qual., v. 20, N1, p. 1-3.

138. Stockner J.G., Rydin E., Hyenstrand P. 2000. Cultural oligotropfication: causes and consequences for fisheries resources / Fisheries 25 (5): 7-14.

139. Stockner, J. G. 1987. Lake fertilization: the enrichment cycle and lake sockeye salmon Oncorliynchus nerka) production. Pages 198-215 in H. D. Smith, L. Margolis, and C.

140. Turnpenny A.W.H., Williams R. 1980. Effects of sedimentation on the gravel of an industrial river system. - J. Fish. Biol., v. 17, p. 681-693.

141. Van Nieuwehnhuyse E.E., LaPerrie J.D. 1986. Effects of placer gold mining on primary production in subarctic streams of Alaska. - Water Resources Bulletin, v.22, N12, p.2845-2849.

142. Wagener S.M., LaPerriere J.D. 1985. Effects of placer mining on the invertebrate communities of interior Alaska streams. - Freshwat. Invertebr. Biol., v. 4(4), p. 208-214.

143. Young R.S. 1984. Biochemistry of the Ultratrace Elements. N.Y., L. P. 133-147. ФОНДОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

144. Горяев М.И. 191 А. Геологическая карта СССР масштаба 1: 200 000. Серия Зап.- Камчатская. Лист N-57-VIILM.

145. Зимин В.М. и др. 1981. Отчет о гидрогеологической съемке масштаба 1: 200 000, проведенной Элкеваямской партией на листе N-57-VHI в 1977-1980 г.г. В 2-х томах., п. Термальный.

146. Игнатьев Б.К., Игнатьева Л.И., ГрибановБ.В., ГумовскийЛ.С. 1979. Отчет по поисково-оценочным работам, проведенным в пределах Шанучского рудного поля в 1977-1979 г.г. Том I.

147. Кувакин Г.В., Захарихина JI.B. 2001. Информационный отчет о полевых экологических и металлогенических исследованиях, проведенных Шанучским отрядом в сентябре 2001 года. 19 с.

148. Попрядухин А.А. 2004. Водный баланс речных бассейнов Камчатки. Дипломная работа. Москва: МГУ, кафедра гидрологии суши. 83 с.

149. Чебыкин И.Н. 2003. «Отчёт о результатах выполнения I этапа гидрогеологических работ на кобальт-медно-никелевом месторождении «Шануч» 84с.

150. Шаповаленко В.Н. 1994.0тчет о результатах поисково-оценочных работ на Шанучском месторождении за 1991-1994 гг. I.

Информация о работе

Лошкарева, Александра Александровна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.36

Диссертация

Эколого-геологические условия Шанучского полиметаллического месторождения (Западная Камчатка), их трансформации при разведке и добыче полезных ископаемых и влияние на систему "река - водосбор" - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы