Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Потоки углеводородных соединений в оз. Байкал, процессы их накопления и преобразования в донных осадках
ВАК РФ 04.00.02, Геохимия
Автореферат диссертации по теме "Потоки углеводородных соединений в оз. Байкал, процессы их накопления и преобразования в донных осадках"
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ им. А.П.ВИНОГРАДОВА
Г
> На правах рукописи
УДК 552.1
АФОНИНА Татьяна Евгеньевна
ПОТОКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОЗ.БАЙКАЛ, ПРОЦЕССЫ ИХ НАКОПЛЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ДОННЫХ ОСАДКАХ
Специальность: 04.00.02. - Геохимия
Автореферат
диссертации па соискание учепой степени доктора геолого-минералогических наук
Иркутск 1998
Работа выполнена в Институте экологической токсикологии им A.M. Бейма Государственного комитета РФ по охране окружающей сре ды.
Официальные оппоненты: Карпов И.К. - д.г-м.н., профессор
Кожова О.М. - д.б.н., профессор Мизандронцев И.Б. - д.г.н.
Ведущая организация: Иркутский государственный университет,
Защита диссертации состоится "8" октября 1998 г. в 9 часов на заседании специализированного Совета Д 002.19.01 при Институте Геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, по адресу: 664033, Иркутск, ул. Фаворского 1а
Автореферат разослан Сг^^з-г^_ 1998 г.
Ученый секретарь
геологический факультет
специализированного Совета
Королева Г.П.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Тема диссертационной работы связана с комплексным изучением тотоков углеводородных соединений от различных источников, а также IX накоплением, распределением и диагенезом в поверхностном слое ;онных осадков. Дана оценка степени воздействия техногенного фактора на эколого-геохимическое состояние геосистем оз. Байкал. На основе биологических метчиков прослежены фациальные условия осадкообра-ювания в Байкале в различные эпохи от олигоцена до голоцена.
Актуальность темы определяется уникальностью геосистемы оз. Вайкал, которая требует глубокого и всестороннего изучения процессов зещественно-энергетического обмена и информации в озерной котловине, и между озером и его водосбором. Важным звеном в :процессах ве-цественно-энергетического обмена и информации являются органические вещества (ОВ), с которыми связаны миграция и трансформация большинства химических элементов. Интенсивность биогеохимических нроцессов в Байкале определяется не только концентрацией и составом ЭВ, но и их происхождением. Следовательно, познание процессов веще-зтвенно-энергетического обмена и информации невозможно без изучения потоков ОВ и их составной части - углеводородных соединений 'УВС) от различных источников, поступающих в Байкал и его притоки, количества, состава, генезиса и особенностей распределения по площади цна и в толще осадков, а также процессов их трансформации, происходящих на геохимических барьерах.
В таком аспекте особенно важным является оценка потоков ОВ техногенного происхождения в функционировании геосистемы Байкала. Особую актуальность приобретает решение этих вопросов в связи с необходимостью разработки научно-обоснованных рекомендаций, принятия кардинальных мер по защите бассейна оз. Байкал от загрязнения и создания режима особого природопользования.
При комплексной оценке природной среды особое место отводится техногенным УВС (нефтепродуктам), потокам и формам их миграции. Поскольку нефтепродукты являются одними из технофильных веществ в природной среде и отнесены в категорию особо опасных соединений, го для этого необходимо детальное изучение УВС в геосистемах как спонтанно развивающихся, так и находящихся в условиях техногенного воздействия.
Исходя из теории методологии геохимии, в частности, изучения противоположных сторон миграции - концентрации и трансформации веществ, где ведущими являются аспекты анализа миграции: изменения вещества, энергии и информации, была определена основная цель работы.
Основная иелъ работы - изучить потоки УВС и ОВ в геосистем! оз. Байкал, их накопление, преобразование и сохранность в донны: осадках. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
• дать классификацию потоков УВС и ОВ, их качественную, и ко личественную оценки;
• выделить уровни локальных и региональных техногенных пото ков УВС и ОВ в геосистемах;
• дать характеристику закономерному распределению ОВ в по верхностном слое донных осадков, его происхождению и диаге нетическому преобразованию;
• определить роль геохимических барьеров в раннем диагенезе ОВ;
• определить общий баланс миграции и трансформации ОВ и УВС в оз. Байкал;
• оценить литолого-фациальные особенности в распределении ОВ I поверхностном слое донных осадков;
• определить источники ОВ и фациальные условия его накопления в осадках плейстоцена и голоцена (на примере биомаркеров);
• определить источники ОВ и фациальные условия его накопления и эволюции в отложениях олигоцена, миоцена и плиоцена. •
Основная тема работы была связана с планом научных исследований Института экологической токсикологии по геохимическому изучению и оценке состояния геосистем бассейна оз. Байкал. Автор являлся ответственным исполнителем одного из разделов программы "Сибирь" -"Ресурсы бассейна оз. Байкал", ГНТП "Экология России" и Федеральной программы "Экологическая безопасность России".
Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые применительно к геосистемам оз. Байкал изучены информационные уровни потоков миграции УВС и ОВ, дана их классификация, качественная и количественная оценки. Впервые проведены исследования по оценке загрязнения воды и донных осадков техногенными УВС в сравнении с природными. Детально, с применением современных методов изучены процессы поступления техногенных и природных ОВ в геосистемы оз. Байкал, что дало возможность выявить закономерности миграции, трансформации и накопления ОВ. Проведение специальных экспериментальных работ позволило установить основные компоненты ОВ природного и техногенного происхождения, а также определить их роль в аквальных и наземных геосистемах. На основе выполненного группового и молекулярного состава ОВ установлены закономерности в его распределении и происхождение в поверхностном слое донных осадков. Используя принцип устойчивости и информативности одной из групп углеводородов - нормальных алканов, как биологических метчиков, изучены источники ОВ и фациальные условия осадкообразования в различные эпохи от олигоцена до голоцена.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Природные потоки УВС и ОВ в оз. Байкал разделены на два типа: экзогенные и эндогенные Экзогенные потоки ОВ обусловлены биологической продуктивностью озера (автохтонные) и поступлением ОВ с наземных геосистем (аллохтонные или терригенные). Эндогенные потоки УВС связаны с рифтовой структурой Байкальской впадины.
2. Техногенные потоки имеют локальный и региональный аспекты воздействия на геосистемы бассейна оз. Байкал, а количественный и качественный состав УВС характеризует идентичные значения концентраций и устойчивую к трансформации молекулярную структуру.
3. В поверхностном слое донных осадков наблюдаются значительные различия в распределении, составе и диагенезе ОВ, эти различия обусловлены происхождением ОВ и литолого-фациальными обстановками, где значительную роль играет аллохтонное (терригенное) ОВ, автохтонное ОВ, сформированное в самом Байкале имеет подчиненное значение.
4. Миграция и трансформация природных и техногенных потоков УВС и ОВ на геохимических барьерах в системах вода - донные осадки; река -озеро; озеро - атмосфера характеризуют количественные и качественные оценки составляющих баланс ОВ и УВС.
5. Фациальные условия накопления и преобразования ОВ в неоген-четвертичных отложениях определяются экзогенными (источники ОВ) и эндогенными (действие повышенных температур) факторами.
Практическая значимость работы, состоит в оценке современного 1 прогнозируемого эколого-геохимического состояния оз. Байкал. Ре-¡ультаты исследования позволили оценить степень воздействия техногенного фактора на Байкал, чтобы аргументировать необходимость ограничения развития промышленности на территории этого уникального 1риродного объекта. По сути разработана модель поступления в оз. Байкал экзогенных, эндогенных и техногенных ОВ. На этой основе со-¡тавлен баланс ОВ и УВС. Изучена трансформация и накопление ОВ как 1риродного, так и техногенного происхождения, установлено их принципиальное отличие.
Результаты исследования включены в 15 научно-производствен-1ых отчетов и были представлены в СО РАН (программа "Ресурсы бас-:ейна оз. Байкал"), в Государственный Комитет по охране окружающей :реды, ГНТП "Экология России" и ФНТП "Экологическая безопасность России" (Федеральная программа). Кроме того по заданию Северо-Зайкальского отделения ж/д и его структурных подразделений, а также ];ля Бурятводоканала г. Улан-Удэ разработаны рекомендации по уменьшению влияния нефтепродуктов на геосистемы бассейна оз. Байкал.
Апробация и публикация результатов исследований. По теме ди> сертации опубликованы 37 печатных работ. Материалы диссертаци были представлены на I научном совещании " Геохимия техногенеза (Иркутск, 1985), II региональной конференции "Аналитика Сибири-86 (Красноярск, 1986), научном совещании по истории озер ССС (Ленинград, 1986), Y и YI школах-семинарах по проблемам мониторш га состояния озера Байкал (Байкальск, 1987, 1989), III научном сов< щании по проблемам экологии Прибайкалья (Иркутск, 1988),, научно] совещании "Географические стационары: исследования и экстраполяци результатов" (Иркутск, 1988), совещании по эколого-гигиеническо: оценке коммунальных и промышленных сточных вод (Улан-Удэ, 1990] семинаре "Биогеохимическре принципы при регламентировании антрс погенной нагрузки на водные системы" (Байкальск, 1991), YII и YII школах-семинарах по проблемам мониторинга состояния озера Байка. (Байкальск, 1993, 1995), на шестых научных чтениях памяти академи ка В,Б. Сочавы (Иркутск, 1995).
Стриктура работы. Диссертация состоит из введения, девят! глав и заключения. Работа изложена на 539 страницах, включая 81 таблицы, 98 рисунков и список использованной литературы из 269 на именований. Автор выражает искреннюю благодарность за помощь i выполненной работе сотруднику Института Географии СО РАН д.г.н. профессору В.А. Снытко, директору ИЭТ к.х.н. Е.И.Грошевой, сотруд никам ИЭТ к.х.н. Г.Н. Воронской, JI.B. Тычкину, И.А. Михайловой, сотрудникам лаборатории экологической химии В.Н. Занкевич, Г.А. Сергиенко, И.Н. Корытниковой, а также сотрудникам. ЛИН СО РАБ доктору геол.-мин. наук В.Д. Мацу, к.г.н. Е.Б. Карабанову и мл. на-уч.сотр. М.К. Шимараевой.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДЫ И ПРОИСХОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
1.1. О понятиях и применяемых терминах: органические вещества, нефтепродукты, битумоиды, углеводородные соединения
Органические вещества (OB) имеют происхождение как природное, так и техногенное. В современной геохимии OB природного происхождения принято называть "органическое вещество", подразумевая тем самым его состав: углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, пигменты, углеводороды и т.п. Такого однозначного употребления тер-
мина "органическое вещество" придерживаются практически все ведущие геохимики (Бордовский, 1964; Романкевич, 1970; 1976; 1980; Вас-соевич, 1976; Галимов, Кодина, .1982 и т.д.). Чаще всего техногенные органические загрязнители называют во множественном числе -"органические вещества" или органические соединения (Унифицированные методы анализа вод, 1973). Техногенные потоки органических соединений, поступая в водоемы, смешиваются с природным органическим веществом и из-за большого разнообразия органических соединений обычными методами определить техногенные органические соединения или природные не удается. Поэтому, в воде и донных. осадках вблизи техногенных источников загрязнения, автор применяет термин "органические вещества". Для органических соединений, определяемых в сточных водах предприятий, автор применяет термины "органические соединения" или "органические поллютанты".
Некоторые исследователи применяют термин "битум" к органическому веществу (ОВ), извлекаемому из современных и более древних отложений, органическими растворителями: спирто-бензолом, хлороформом, четыреххлористым углеродом и т.п. Применение термина "битум" к таким экстрактам является не вполне корректным, так как "битумами" называют нефть, асфальт, озокерит (Словарь по геологии нефти, 1953). Н.Б. Вассоевич (1976) предложил термин - "битумоид" (буквальный смысл термина - битумоподобный). Е.А. Романкевич (1976, 1980) указывает на принадлежность битумоидов к определенным экстрактам, например, "ХБА" "хлороформенный" битумоид, или "битумоид (Ахл)", что означает - битумоид получен путем экстракции осадка или породы хлороформом. Автор также придерживается данной терминологии и к экстрактам, полученным из осадка хлороформом применяет термин "битумоид (Ахл)".
Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ. А.Г. Страдомская, Л.Ф. Павленко, А.Д. Семенов (1977), понятие "нефтепродукты" условно ограничивают только углеводородной фракцией (алифатические, ароматические, алициклические углеводороды), которая составляет 70-90% от суммы всех веществ, присутствующих в нефти и продуктах ее переработки, и методически определяют только эту часть. Помимо углеводородной фракции, в нефтепродуктах содержатся неуглеводородные компоненты, в том числе и полярные вещества, экстрагируемые органическими растворителями, влияние которых на наземные и аквальные геосистемы может быть значительно большим, чем влияние углеводородов неполярных и малополярных (Гурвич, 1986). Углеводороды и их соединения повсеместно распространены в аквальных и наземных геосистемах, в рассеянном состоянии, синтез которых происходит из разнообразных природных источников. Поэтому применять термин "нефтепродукты" к природным углеводородам и их соединениям автор считает некорректным. Логично применен
ние термина углеводородные соединения (УВС) для определения суммь: полярных и неполярных углеводородов и гетероциклических соединений (компоненты смол, асфальтенов и т.п.) и углеводороды (УВ) - дл£ углеводородов алифатических, ароматических, алициклических.
1.2. Природа и происхождение органических веществ
Исследования природы ОВ в водной толще и донных осадках ак-вальных экосистем направлены на идентификацию отдельных веществ УВС и корреляцию их, состава с вкладом исходной биоты и последующим микробиологическим преобразованием.
Ряд авторов (Clark, Blumer, 1967; Murray, Thomas, Stagg, 1977; Simoneit, Ghester, Eglinton, 1977; Eglinton, Hamilton, 1963, 1967; Гали-мов, Кодина, 1982; Беляева, 1986; Романкевич, Данюшевская, Беляева и др., 1982 и др.) используют для этих целей вариации в распределении нормальных алканов в углеводородной фракции органического вещества (ОВ), применяя хроматографический метод анализа. Принято считать, что автохтонный (биогенный) генезис ОВ характеризует состав н-алканов, где: 1) высокая доля н-алканов в области С16-С2з (указывает на генетическую связь с морскими водорослями); 2) морские организмы продуцируют н-алканы в интервале от Ç^ до С32, но спектры этих углеводородов имеют ряд специфических отличий для разных групп растений и животных. Для фитопланктона доминирующими являются гомологи С17-С29, а для фитобентоса Ci5-C17 (реже Cjg). Для зоопланктона спектр н-алканов аналогичен фитопланктону, в зообентосе доминируют С15 и Cj6- Отсюда следует, что наиболее характерными признаками биогенного генезиса ОВ являются низкомолекулярные н-алканы. Более высокомолекулярные н-алканы распределены монотонно, о чем свидетельствует постоянство индекса преобладания нечетных алканов над четными, в среднем он составляет 1,1; 3) для бактериальных липидов характерно преобладание гомологов С12-С25, с максимумами С17 и С23 без преобладания нечетных. Согласно данным опытов по разложению бактериями биомассы водорослей в составе алканов биомассы, разложенной в аэробных условиях преобладает углеводород С2з, в анаэробных C22l 4) диатомовые водоросли содержат алканы ряда Ci4-C31. В области длин-ноцепочных алканов нет преобладания нечетных над четными, хотя повышено количество С25, а в низкомолекулярной преобладают Сщ и Cjg. Среди изопреноидов, продуцируемых морской биотой, основным является пристан (iC19); 5) при наличии нефтяных техногенных углеводородов в водной толще или донных осадках состав н-алканов можно характеризовать по отношениям (нС^+нС^) : 2нС16 и hCi7:hC18, а в составе изопреноидов фиксируются низко- и высокомолекулярные разветвленные парафины: норфарнезан iCi4, фарнезан iC15, триметилтридекан iC16 и норпристан iCig.
Аналитическим признаком присутствия нефтяных углеводородов в водной толще и донных осадках является "горб", неразделяемых методом газо-жидкостной хроматографии соединений.
В наземных экосистемах УВС образуются также в результате биосинтеза высших растений и животных, но, в отличие от углеводородов, синтезированных морскими организмами, они имеют иную составляющую: более высокомолекулярные компоненты.
Подавляющая масса н-алканов высших наземных растений сосредоточена в восковом покрове листьев, плодов, стволов. У некоторых растений углеводороды составляют главную часть восков. В восках обнаружены н-алканы от С^ до С16, обычно же это алканы ряда С25 - С35 со значительным преобладанием гомологов С27-С31. Индивидуальные н-алканы характерны для пыльцы ржи - это пентакозан С25 и гептакозан С27, мононасыщенные углеводороды, н-алканьг С29 и С31. Из пыльцы кукурузы выделены н-алканы С25, С27 и С29, из пыльцы ореха трикозан С23, из ольхи С27 и С29. Среди н-алканов сфагнового мха преобладает С31. Для подавляющего большинства изученных высших растений характерно преобладание нечетных гомологов в составе н-алканов. Нечетные н-алканы в высших растениях значительно преобладают в интервале С23-С36, в то время как среди алканов из водорослей в наибольших количествах найдены либо С^, либо С17, реже С19.
ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ
Байкал и его бассейн следует рассматривать как целостный эколо-го-геохимический регион. По определению А.Е. Ферсмана (1931 с.302) "Два основных момента определяют геохимию каждой области - ее геологическое прошлое и ее климатическое настоящее". Противопоставление этих факторов имеет в виду такой отрезок времени, на протяжении которого климат и геологическое строение могут рассматриваться в качестве переменных.
А.И. Перельман (1989) производным от климата и геологической истории считает рельеф местности, который является также одним из важнейших факторов, влияющих на геохимические процессы.
Для эколого-геохимической оценки такого региона как бассейн оз. Байкал правильным является рассмотрение комплексной ситуации в бассейне: географическое положение, тектоническая активность и геологическое строение, климат, рельеф, почвы и донные отложения, водный баланс, течения, ландшафтно-геохимические системы, хозяйственная деятельность.
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основной фактический материал был собран и проанализирова: -автором в течение 1984 - 1995 гг. Объектами исследования служил: пробы воды из водной толщи оз. Байкал, которые были отобраны н 340 станциях по горизонтам: 0,5 (поверхность), 25 м; 50 м; 75 м; 100 м 200 м и до дна (от 5 м на мелководных участках до 1400 м - на глубоко водных). Количество исследованных проб воды из оз. Байкал составил-около 4000.
Притоки оз. Байкал исследовали в летний период, а крупные при токи в весенне-летний и осенне-зимний периоды. Количество исследо ванных проб воды - притоков Байкала составило около 3000.
Донные осадки исследовали в разных литолого-фациальных обета новках Байкала, их отбор проводили на 400 станциях с глубин от 5 1 до 1400 м. Количество исследованных образцов около 1000. Отбор об разцов из водной толщи и донных осадков в оз. Байкал и в его трудно доступных притоках в летний период проводили с научно исследовательских судов (НИС) т/х "Альтаир" Института экологическое токсикологии Государственного Комитета РФ по охране окружающее среды, т/х "Меркурий", т/х "Персей" - Иркутского управления гидро метеослужбы. В зимний период отбор проб проводили с вездеходов и ав томашин. Образцы атмосферных осадков (снег) отбирали в бассейн« Байкала ежегодно (1985-1991 гг.) в начале марта, при помощи вертолетов. Детальную снегосъемку проводили в районах техногенного воздействия и по акватории оз. Байкал с помощью автомашин и вездеходов. Образцы атмосферных осадков (снег) отбирали на 100 станциях, количество проб составило около 1000. Исследование почв в бассейне Байкала проводили в различных ландшафтных структурах, где были заложены 12 ландшафтно-геохимических профилей. Почвенные горизонты отбирали по полному профилю. Количество исследованных образцов почв составило 140.
Проведена инвентаризация сточных вод, которые непосредственно поступают в оз. Байкал и его притоки. Количество исследованных проб сточных вод - 500. Количество исследованных аэропромышленных выбросов этих предприятий составило 100 проб.
Образцы плейстоцен-голоценовых осадков были изучены на 15-ти станциях из толщи 25 - 900 см.
Количество образцов олигоцен-плиоценовых отложений составило около 100.
Для исследования органического углерода (Сорг), гуминовых кислот (ГК) и их группового состава были применены методы, изложенные в руководстве "Методы исследования органического вещества в океане" (1980). Содержание УВС выполнено методом ИК - спектрофото-метрии (Госстандарт, 1988). Определение битумоидов и их группового
состава выполняли на хроматографе с пиролитическим детектором. Молекулярный состав углеводородов (УВ) проводили на хроматографе "Цвет 500 м" с пламенно-ионизационным детектором и хромато-масс-спектрометре ЬКВ 2091/152 (Швеция).
ГЛАВА 4. ЭКЗОГЕННЫЕ ПОТОКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ПУТИ И ФОРМЫ
ИХ МИГРАЦИИ
4.1. Автохтонное продуцирование углеводородных соединений и органических веществ в оз.Байкал
Источниками автохтонных потоков (ОВ) и его составной части УВС, являются фитопланктон, зоопланктон, зообентос и его бактериальная флора. Результаты работ К.К. Вотинцева (1961, 1975) свидетельствуют о ведущей роли фитопланктона в продуцировании ОВ.
Валовые содержания УВС, которое синтезируются из липидной фракции биоорганизмов, в водной толще открытого Байкала по многолетним наблюдениям (1984 - 1993) распределены следующим образом: в южной котловине в поверхностном слое воды, содержание УВС колебалось от <0,005 до 0,06 мг/л, УВ - < 0,005-0,02 мг/л, в глубинном слое воды (600-1400 м) - < 0,005-0,03 мг/л и УВ - < 0, 005- 0,015 мг/л; в средней котловине концентрации УВС не превышали 0,04 и 0,01 мг/л соответственно, как в поверхностном слое, так и в глубинных слоях воды. В открытой части Северного Байкала содержания УВС не превышали 0,04 мг/л и УВ - 0,01 мг/л. Содержание Сорг составляло в поверхностном слое воды в среднем 1,20 мг/ л, достигало максимума в трофоген-ном слое - 1,35 мг/л и на глубинах 800-1400 м концентрация Сорг убывала до 1,00 мг/л. Распределение ОВ и УВС в толще вод неравномерно. Содержание ОВ и соответственно УВС было выше в поверхностном слое воды, с глубиной концентрации ОВ и УВС убывали. Следует отметить, что содержание ОВ и УВС возрастало в летний период. Наблюдаемые годовые вариации ОВ связаны с различиями в биопродуктивности.
Происхождение ОВ автохтонного генезиса подтверждает состав н-алканов, выполненный методом хромато-масс-спектрометрии. Хромато-граммьг н-алканов из проб воды, отобранных в трофогенном слое, характеризует ряд н-алканов обычно с С^ - С33, где в низкомолекулярной области преобладают Си, СХ9 и С2о, в высокомолекулярной области доминантными являются С25, С24 и С27, в высокомолекулярной области заметно преобладание нечетных н-алканов, отношение нечетных н-алканов к четным, (индекс СР1) СРюбщ. равен 1,69; СР)в.м - 2,46. В полученных хромато-масс-спектрах обнаружены пальмитиновая кислота, метиловый и этиловый зфиры пальмитиновой кислоты и непредельные кислоты. Такой состав н-алканов подтверждает автохтонный гене-
зис ОВ, а содержание пальмитиновой кислоты и непредельных кисло1 указывает на фитопланктонное происхождение ОВ. В спектрах н алканов как в воде, так и во взвеси обнаруживаются два максимума: ] низкомолекулярной области С17 и С19, в высокомолекулярной - С25-С27 Отношение н-С^/н-С^д во взвеси выше почти в 2 раза, чем в воде и: этого горизонта, а их значения позволяют утверждать, что соблюдаете* критерий биогенности алканов.
Следует отметить, что в пробах воды с глубинных горизонтов, I низкомолекулярной области преобладают С21 и С22. С22 является инди катором бактериальной деятельности, а наряду с С21 присутствует по лиолефин - индикатор фитопланктона.
Результаты, полученные для воды и взвеси свидетельствуют о том что относительное содержание низкомолекулярных н-алканов в воде меньше, чем во взвеси, что является следствием повышенной скорости трансформации растворенных алканов. Практически во всех исследованных пробах воды и взвеси довольно высокий индекс СР1 в высокомолекулярной части спектра. Его значения составляют от 1,2 до 2, 5, чтс позволяет заключить: терригенные УВ вносят значительный вклад в состав ОВ.
4.2. Аллохтонные потоки углеводородных соединений и органических веществ в оз. Байкал
Аллохтонное ОВ поступает в оз. Байкал в растворенном и взвешенном состоянии с водами рек - притоками Байкала, атмосферными осадками, выпадающими на зеркало озера и со склонов котловины озера в результате абразии берегов. Реки играют значительную роль в переносе аллохтонного (терригенного) органического вещества в оз. Байкал.
Основная доля среднегодового стока УВС приходится на р. Селенгу - 37,7% от общего среднегодового стока, УВ составляют 50,8% от общего аллохтонного стока. Другой крупной рекой по аллохтонному стоку УВС и УВ является р. Верхняя Ангара, где среднегодовой сток УВС составляет 7,4%, и УВ 12,9% от общего среднегодового стока УВС и УВ соответственно. Баргузин, третья по величине крупная река - приток Байкала, вносит в озеро аллохтонных УВС 1,6%, и УВ - 1,0% от общего годового стока, (табл. 1).
Наибольшие концентрации УВС и УВ в воде притоков приходятся на зимний период, который характеризуется минимальным расходом воды. Годовой максимум УВС и У В наблюдается в феврале. Годовой минимум Сорг приходится на зимний период, а максимум на летние месяцы. Из сравнения результатов исследования К.К. Вотинцева, А. И. Мещеряковой и Г.И. Поповской (1975) с фактическим материалом автора следует, что общий годовой сток аллохтонного ОВ в оз. Байкал увели-
чился, на 11,0%. На 44,7% возрос аллохтонный сток ОВ в р. Верхняя Ангара, на 12,5% - в р. Селенге.
Увеличение аллохтонного стока ОВ можно отнести на счет пожаров, которые имели место в прошедшие десятилетия в бассейнах рр. Селенги, Верхней Ангары, сплошной вырубке лесных массивов, особенно сосновых, которая привела к развитию процессов водной эрозии на склонах и активизации эоловой деятельности.
ГЛАВА 5. ЭНДОГЕННЫЕ ПОТОКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ПУТИ И ФОРМЫ ИХ МИГРАЦИИ
5.3. Восточное побережье Среднего Байкала - район нефтепроявлений
Для оз. Байкал - типичной рифтовой системы главными источниками эндогенных УВС являются природные нефтегазопроявления. Восточное побережье Байкала на участке от залива Провал до м. Толстого -район наиболее значительных и известных нефтегазопроявлений. Выходы нефти контролируются крупным сбросом северо-восточного простирания, ограничивающим с востока глубокий прогиб, заполненный толщей древнебайкальских осадочных отложений мощностью 3-5 км и современную впадину Среднего Байкала. Наиболее крупные нефтепрояв-ления находятся на пересечении этого сброса с поперечными разломами (Ламакин, 1968).
При исследовании этого района нами неоднократно наблюдались выходы нефти. Анализ хромато-масс-спектрометрии показал, что в нефти в следовых количествах обнаруживаются низкомолекулярные н-алканы, в высокомолекулярной области спектра представлены гопаны С29 - С33, максимум приходится на Сз0. Следует отметить, что нефть, всплывшая в районе р. Стволовой очень густая, она плохо растворима в воде, анализ воды в месте всплывания нефти, выполненный сразу после отбора проб на ИК-спектрофотометре, показал, что водорастворимая ее часть составляет всего 10%. Эти 10% соответствуют метано-нафтеновой фракции нефти. Нефть обогащена легким изотопом с113С = 27,80%, при ее элементном составе: С = 87,98; Н = 11,74, О + N + Э = 0,28.
Содержания растворенных УВС и УВ в водной толще из этого района колебалось в значительных пределах. Высокое содержание УВС и УВ обнаруживалось в глубинных слоях воды, причем на некоторых станциях высокое их содержание оставалось постоянным на протяжении нескольких лет. Это дало возможность судить о длительных миграционных потоках УВ в донные осадки, а затем и в водную толщу.
Концентрации УВС и УВ возрастали у поверхности воды, а на некоторых станциях увеличение концентраций происходило на глубинах, что указывало также на миграционную активность УВ.
Таблица 1
Годовой аллохтонный приток ОВ в оз. Байкал по средним многолетним наблюдениям (1984 - 1993) :./
Река Годовой приток УВС тыс. т. Годовой приток УВ тыс. т. Годовой приток ^орг тыс. т. Годовой приток ОВ тыс. т.
Глолустная 0,013 ' 0,0032 1,13 2,38
Бугульдейка 0,006 0,002 0,61 1,28
Рель 0,002 0,0004 1,00 2,10
Тыя 0,037 0,0123 2,19 4,60
Холодная (приток Кичеры) 0,014 0,0034 2,72 ; 5,71
Верхняя Ангара 1,002 0,61 37,60 78,91
Давща 0,0003 0,0001 0,05 0,10
Баргузин 0,22 0,0431 15,10 31,70
Турка 0,086 0,0261 5,45 11,45
Большая Сухая 0,004 0,0013 0,19 0,41
Селенга 5,100 2,4086 164,0 345,0
Большая Речка 0,029 0,0063 0,45 0,95
Мысовая 0,0062 0,0008 0,74 0,16
Выдринная 0,0087 0,0024 0,19 0,41
Снежная 0,0055 0,0076 1,73 3,63
Хара-Мурин 0,039 0,0045 0,89 1,88
Харлахта 0,0007 0,0004 0,022 0,046
Утулик 0,028 . 0,011 1,0 2,10
Безымянная 0,01 0,0011 0,26 0,55
Похабиха 0,0009 0,0005 0,09 0,19
Култучная 0,0008 0,0007 0,10 0,22
Прочие реки - притоки Байкала 4,614 1,071 93,6 196,6
ВСЕГО 11,270 4,217 328,4 689,64
Концентрации УВС и УВ в донных осадках в среднем в 4,5 раза, а по отдельным пробам более чем на порядок, были выше. Максимальные концентрации составляли 96 - 200*1(И% вес. УВ, определяемые после сорбции полярной части достигали в единичных случаях 168*1(И% вес., в большинстве - 49 - 20*10" 4% вес.
Донные осадки обогащены газами углеводородного состава, присутствует метан. Из жидких УВ обнаружены н-Се - н-Сд. Соотношение низкомолекулярных н-алканов распределено следующим образом: н-С8 (октан) - 91,27%; н-С9 (нонан) - 7,49%.
Помимо особенностей, связанных с поступлением УВС, восточное побережье отличается по другим геохимическим показателям. По результатам гидрохимического анализа, проведенного в 1987 и 1989 годах, минерализация воды у дна в 1,5 раза выше, чем в поверхностном слое. Обращает на себя внимание высокое содержание кислорода, его концентрация достигала 13,9 мг/л на станциях с глубинами 70-150 метров. Также наблюдалось повышенное содержание азота. Высокое содержание кислорода и азота не является необычным, так как кислородсодержащие и азотсодержащие газы характерны для рифтов, и их высокие концентрации отмечены В.В. Самсоновым (1963) под центральной частью дельты реки Селенга. В донных осадках повышено содержание элементной серы, а в местах, близких к выходу нефти, ее содержание на порядок выше.
5.4. Дегазация углеводородных соединений в Байкальской рифховой зоне
В пределах Байкальской рифтовой зоны известны многочисленные признаки более слабых миграций УВ во многих районах впадины. Эти признаки определяются повышенным содержанием УВС в глубинном слое воды, по сравнению с поверхностным, наличием в газах метана и его гомологов. Вдоль Обручевского сброса (западное побережье) почти на всех станциях в глубинном слое воды наблюдались концентрации УВС от 0, 02 до 0,05 мг/л, на долю УВ от общего содержания УВС приходилось 70- 75%. Повышенное содержание УВС и УВ характерно для придонного слоя воды на локальных участках разрезов: м. Хакусы - м. Красный Яр; м. Рытый - м. Орловый; м. Котельниковский - губа Тур-кукит. Аномально высокие концентрации УВС и УВ были обнаружены по разрезу: пролив Малые Ворота - мыс Толстый, УВС - 0,140 - 0,185 мг/л и УВ - 0,075 - 0,130 мг/л, прослеживались до дна и возрастали с глубиной.
Повышенное распределение УВС и УВ в глубинном слое воды коррелирует с региональными разломами байкальского дна. Однако, из анализа фактического материала следует, что такое содержание УВС наблюдается только в локальных зонах, что связано с тектонической
активностью отдельных участков региональных разломов, по которым УВ поступают в водную толщу и донные осадки путем их дегазации.
Исследования гидротермальных источников, выходы которых расположены на побережье Байкала, показали, что наибольшие концентрации УВС и УВ постоянно, на протяжении 4-х лет вне зависимости от сезона года, обнаруживались в сероводородном источнике, который находится в Чивыркуйском заливе в бухте Змеиной. Разброс концентраций в разное время составлял от 0,080 до 0,154 мг/л, на долю УВ приходилось от 46 до 60%. Этот источник, единственный на побережье Байкала, где постоянно фиксировались значительные содержания УВС и УВ. В остальных источниках концентрации УВС были незначительны и составляли: в Котельниковском - 0,01 мг/л, Хакусах - 0,01-0,03 мг/л, Давшинском - 0,02-0,03 мг/л.
В целом, локальные участки оз. Байкал подвержены слабым и рассеянным миграционным потокам УВС.
ГЛАВА 6. ТЕХНОГЕННЫЕ ПОТОКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ
6.1. Виды техногенных потоков, их инвентаризация
Современный период в жизни Байкала протекает под влиянием техногенных потоков в озеро значительного количества минеральных и органических веществ, в том числе и УВС. Техногенные потоки в бассейне оз. Байкал характеризуются как потоки хронического воздействия на геосистемы - сточные воды и аэропромышленные выбросы, поступают постоянно от стационарных промышленных предприятий, расположенных на побережье оз. Байкал и крупных его притоках и потоки, действующие периодически - аварийные разливы нефтепродуктов или других загрязняющих веществ. Техногенные потоки УВС и ОВ различаются миграционными формами: пленочной, эмульгированной, сорбированной, растворенной, а также составом и соотношением компонентов и содержанием их вплоть до локальных скоплений. При этом распределение УВС и ОВ в геосистемах определяется сложной совокупностью и интегральным действием сопряженных эколого-геохимических процессов.
Техногенные потоки УВС и ОВ в бассейне оз. Байкал разделены на два основных типа или группы: локальные техногенные потоки и региональные техногенные потоки. К локальным отнесены техногенные потоки от стационарных промышленных предприятий, расположенных непосредственно на побережье Байкала, воздействие сточных вод и аэропромышленных выбросов ограничено в пределах нескольких десятков км. К региональным отнесены техногенные потоки от крупных про-
мышленных комплексов, которые расположены за пределами котловины Байкала. Но воздействие этих источников на геосистемы бассейна оз. Байкал по своей мощности превышает локальные техногенные потоки и связано с атмосферной или: водной миграцией загрязняющих веществ на большие расстояния - от нескольких сот до тысяч км.
Глобальный перенос ОВ и УВС определяется долями процента аэропромышленных выбросов, которые имеют возможность попасть'в геосистемы Байкала (Анохин и др., 1991), поэтому целесообразно рассматривать два, основных вида техногенных потоков. Основными источниками поступления ОВ, УВС и УВ считаются Улан-Удэнский-промышленный комплекс, Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (БЦБК) и Северобайкальский промышленный узел (табл. 2).
Таблица 2
Поступление УВС и УВ в оз. Байкал и его притоки с промышленных предприятий после очистных сооружений
Наименование очистных Мощность Поток УВС/УВ Потоп
сооружений и место их очистных т/год ос/год
сброса сооружений, ■■ _
мЗ/сутки ОВ Сорг
г.Улан-Удэ (р.Селенга) 180000 49,3/29,6 2030, 1 985,5
БЦБК (оз.Байкал) 260000 38,0/20,9 3238, 0 1222,8
г.Слюдянка (р.Похабиха факт.4000 0,70/0,50 54, 9 27,5
200 к от оэ.Байкал) 2740
Слюдяяское грузовое АТП 400 0,15/0,14 - -
(р.Похабяха)
г.Стаодянка карьер "Перевал' 800 0,20/0,093 - -
(р.Похабяха)
п.Байкал а/сг."Самотлор" 50 0,007/0,007 - -
(оз.Байкал)
Выдринская лесоперевалоч- 400 0,013/0,0073 7 0,8
ная база (р.Снежная)
г.Бабушкин (оз.Байкал) 700 0,21/0,104 9, 3 4.7
и. Сввероыуйск-Тояяельвый 1400 0,24/0,24 15, 5 7,8
(р.Ангаракав)
ст.Уоян (р.Верхняя Ангара) 1000 0,073/0,076 1 5,5
ст.Кичера (р.Кичера) 400 0,015/0,007 4, 4 2,2
г.Северобайкальех (р.Тыя) факт.7000 1,46/1,15 108, 1 54,0
4000
л.Хужяр, электростанция 1200 0,219/0,197 -
(оз.Байкал)
6.2. Локальные техногенные потоки углеводородных соединений и органических веществ
В районе воздействия локальных техногенных потоков в Южном Байкале, с целью установления техногенной составляющей изучен каче-
ственный-и количественный состав ОВ в донных осадках из разных ли-толого-фациальных обстановок. Анализ фактического материала показал, что донные осадки в зонах влияния локальных техногенных источников загрязнения имеют идентичный компонентный состав ОВ и УВС, среди УВС высоки концентрации ПАУ, в том числе 3,4- бензпирена, 1,12-бензперилена. Так, содержание 3,4-бензпирена в зоне влияния БЦБК составляло от 8,0 до 14,2 мкг/кг осадка, Слюдянки - 1,2 - 5,3 мкг/кг. УВС техногенного генезиса в донных осадках идентифицированы также методом хромато-масс-спектрометрии (полный ионный ток) по неразделенному "горбу" циклических УВ и преобладанию четных УВ над нечетными.
6.3. Региональные потоки углеводородных соединений и органических веществ
В региональном аспекте в бассейне Байкала выделены районы, являющиеся действующими и потенциальными источниками техногенных потоков ОВ в геосистемы бассейна Байкала: Иркутско - Черемховский ТПК с городами Иркутск, Шелехов, Ангарск, Усолье-Сибирское, Че-ремхово, аэропромышленные выбросы которых воздействуют на геосистемы бассейна оз. Байкал вследствие преобладающего в этом регионе северо-западного переноса воздушных масс.
Каскад промышленных предприятий, расположенных в водосборном бассейне р. Селенги, начиная от Монголии и городов Гусиноозерска Улан-Удэ, Селенгинска.
К потенциальным источникам загрязнения отнести СевероБайкальский ТПК с городами Северобайкальск, Нижнеангарск и поселками, расположенными на побережье крупных рек - притоков Байкала -Верхней Ангары и Кичеры. При дальнейшем промышленном развитии Северо-Байкальского ТПК техногенные потоки от источников загрязнения могут оказать губительное влияние на наземные и аквальные геосистемы бассейна оз. Байкал в региональном масштабе.
Для изучения техногенных потоков, поступающих с аэропромвыб-росами, проведены многолетние исследования (1985 - 1991 гг.) УВС в снежном покрове в высокогорных геосистемах хребтов Хамар-Дабана, Приморского, Баргузинского, Байкальского, Сынныра.
Результаты исследований показали, что в высокогорных геосистемах бассейна оз. Байкал наблюдается пространственная неоднородность поступления УВС и У В из атмосферы (Рис 1). В высокогорных геосистемах хребтов Сынныр и Байкальского концентрации УВС колебались от 0,07 до 0,25 г/и3. В верховье р. Холодная содержание УВС возросло в 2-2,5 раза, по сравнению с 1985 г.
В высокогорных геосистемах Баргузинского хребта наблюдалась пространственно-временная неоднородность в распределении УВС.
Рисунок 1.
Распределение потоков УВС в снежном покрове хр.Хамар-Дабан
Распределение потоков УВС в снежном покрове хр.Баргузинский и Хамар-Дабан
Например, в верховье р. Светлой (приток Верхней Ангары) разброс концентраций УВС составлял от 0,12 до 0,20 г/м3, а в верховье р. Со-сновка (Баргузинский заповедник и станция биосферного заповедника) -0,10 - 0,24 г/м3. Отличалась постоянными и довольно значительными для этого района, концентрациями УВС станция, которая расположена в верховье р. Кабанья (Баргузинский заповедник), где содержания УВС в разные годы наблюдений составляли 0,18 - 0,22 г/ м3. Сравнительный анализ фактического материала показал, что максимальные концентрации УВС и УВ характерны для геосистем Хамар-Дабана.
Установлены наибольшие концентрации УВС и УВ в верховье р. Левая Мишиха, при слиянии рек Россоха и Переемная, в верховье р. Хара-Мурин и при слиянии рек Утулик и Шубутуй. Перенос воздушных масс, а вместе с ним загрязняющих веществ от Иркутско-Черемховского ТПК на Южном Байкале происходит по долине р. Ангара. Высокие концентрации УВС и УВ в высокогорных геосистемах Хамар-Дабана являются подтверждением этого переноса. Против истока р. Ангары по разрезу р. Ангара - р. Переемная высокие концентрации УВС и УВ наблюдались на акватории Байкала (0,50 - 0,60 г/м3) и на предгорной террасе (0,54 г/м3).
Анализ распределения УВС показал, что самые высокие их концентрации в снежном покрове (0,50-0,60 г/м3) на акватории озера Байкал, пространственно тяготеют к промышленным источникам. Распределение взвешенных частиц по акватории оз. Байкал коррелирует с распределением УВС. Наибольшая плотность выпадения взвешенных частиц наблюдалась на акватории оз. Байкал, против г. Слюдянка - 6070 т/км2; плотность выпадения взвешенных частиц в снежном покрове на акватории оз. Байкал, прилегающей к БЦБК составляла от 39,5 до 50 т в км2, высокой она была на акватории озера, у пос. Танхой - 35,540 т/км2. По мере удаления из южной котловины на северо-восток, плотность выпадения взвешенных частиц уменьшалась: в дельте р. Селенги (северо-восточная часть) она составляла 2,14 т/км2. Наименьшая плотность выпадения взвешенных частиц была на реперных разрезах (середина Байкала) оз. Байкал м. Покойники - м. Орловый - 0,25 т/км2, р. Томпуда - р. Рель - 0,44 т/км2.
На основе изучения динамики содержания УВС в атмосферных осадках (снег, дождевая вода) было рассчитано их поступление^ на акваторию оз. Байкал. Так, на акваторию Южного Байкала поток УВС из атмосферы составляет 1539 т/год или 0,247 т/км2; на акваторию Среднего Байкала - 696 т/год или 0,077 т/км2; на акваторию Северного Байкала - 819 т/год или 0,056 т/км2. Всего на акваторию оз. Байкал с атмосферными потоками поступает 3108 т/год УВС. Следует отметить, что при снеготаянии в Байкал поступает дополнительно значительное количество УВС с реками - притоками Байкала. Например, на юго-западном
побережье Байкала концентрация УВС в период снеготаяния возрастала от 0,06 до 0,12 мг/л (при среднегодовой 0,02-0,03 мг/л).
Аналогично был рассчитан поток ОВ, поступающий с атмосферными осадками. Всего на акваторию оз. Байкал выпадает 108,5 тыс.т в год ОВ или 3,44 тыс.т/км2. Максимальные количества ОВ приходятся на акваторию Южного Байкала - 54,17 тыс.т/год или 8,69 тыс.т/км2. На акваторию Среднего Байкала - 25,3 тыс.т/год или 2,8 тыс.т/км2, Северного - 29,03 тыс.т/год или 1,98 тыс.т/км2.
Из вышеизложенного фактического материала следует, что содержание плотности взвешенных частиц, ОВ и УВС достигают наибольших значений как по периферии Южного Байкала, так и в высокогорных ландшафтах хр. Хамар-Дабан. Распределение плотности взвешенных частиц и УВС в снежном покрове подчиняется основным направлениям атмосферного переноса, что находит свое отражение в удаленных от основных источников загрязнения геосистемах бассейна Байкала. На техногенную миграцию УВС региональной размерности указывает наличие 3,4-бензпирена и 1,12-бензперилена, которые обнаруживаются в высокогорных геосистемах значительно удаленных от техногенных источников загрязнения.
На акватории оз. Байкал в снежном покрове возле Байкальского ЦБК преобладало 6 ПАУ: 3,4-бензпирен и 1,12-бензперилен, 2,6-диметилнафталин, 1,2-бензантрацен, антрацен и 2,3-бензфлуорен. В высокогорных геосистемах хр. Баргузинского (верховье р. Сосновка) и Ха-мар-Дабана (верховье р. Левая Мишиха) - 4 ПАУ: 3,4-бензпирен и 1,12-бензперилен, 2,6-диметил-нафталин, 1,2-бензантрацен.
Река Селенга - крупнейший приток оз. Байкал. С водами этой реки поступает около 50% всего речного стока, и тем самым она оказывает влияние на состав вод оз. Байкал. Как показали наши многолетние наблюдения, р. Селенга загрязнена, в основном, нефтепродуктами и органическими веществами. Загрязнение вод Селенги на протяжении ряда лет остается довольно стабильным. Средние концентрации УВС и УВ в 500-м створе, после выпуска сточных вод г. Улан-Удэ составляли 0,682 и 0,236 мг/л соответственно, ОВ - 12,21 мг/л. Высокие концентрации ОВ, УВС .и УВ наблюдались в черте города до очистных сооружений и не слишком изменялись на протяжении всего участка исследований. Такие факты указывают на наличие неучтенных источников загрязнения, расположенных на побережье Селенги.
В донных осадках Селенгинского мелководья, в южной его части, куда поступает наибольшее количество твердого и жидкого стоков с р. Селенгой, нами было идентифицировано 9 ПАУ. Распределение ПАУ в верхнем (0-2 см) слое донных осадков отличается от нижних (60 см): Так, из ПАУ в верхнем слое донных осадков содержатся 3,4-бензпирен -0,13 мкг/кг; пирен; перилен; N-алкилакридон; алкил-нафталин; фенан-трен; 2,3-бензфлуорен; бензольные УВ; тетрафеновые УВ. Нижний слой
донных осадков менее обогащен ПАУ - 3,4-бензпирен не обнаружен, не присутствуют: пирен; перилен; М-алкилакридон; фенантрен; бензольные У В и хризеновые УВ.
Сравнительный анализ показал, что донные осадки Селенгинскогс мелководья более обогащены различными ПАУ, чем аналогичные осадки из других фаций Байкала, в том числе и из приустьевых фаций Верхней Ангары и Кичеры.
Анализ результатов исследований северной оконечности Байкала показал, что динамика поступлений нефтепродуктов и ОВ оставалась неизменной на протяжении ряда лет. В период нашего исследования в водных пробах р. Кичеры (пробы отбирали у п. Кичера) концентрации УВС составляли 0,14-0,20, УВ - 0,068-0,10 мг/л, Сорг - 1,78 мг/л, в устье р. Кичера УВС - 0,18, УВ - 0,10 мг/л, Сорг - 3,08 мг/л. В пробах воды р. Верхней Ангары (у п. Верхняя Заимка) содержание УВС колебалось от 0, 20 до 0,35 мг/л, УВ - 0,06-0,206 мг/л, Сорг - 0,93-1,40 мг/л, в устье р. В. Ангары концентрации УВС составляли 0,120 мг/л, УВ - 0,08 мг/л, Сорг - 3,75 мг/л.
Отмечено, что в донных осадках происходит накопление ПАУ. Максимальные концентрации 3,4-бензпирена в донных осадках Северного Байкала обнаружены в 2 км от устья р. Кичеры, где его концентрация составляла 2,4 мкг/кг. В 2 км от устья р. В. Ангара содержание 3,4-бензпирена - 0,125 мкг/кг, а в заболоченных участках дельты р. В. Ангары -1,2 мкг/кг.
Следует отметить, что в следовых количествах 3,4-бензпирен в донных осадках прослеживался вдоль западного берега до м. Немнянка.
Выявлено, что в верхних горизонтах почв (А0А1) почти на всех профилях, заложенных вдоль трассы БАМ от разъезда Тыя до ст. Кичера. Концентрации 3,4-бензпирена составили от 0,10 до 0, 78 мкг/кг. Исследование ряда почв показало, что в нижних горизонтах 3,4-бензпирен и 1,12-бензперилен не обнаружены: ПАУ сорбируются на мелких фракциях почвенных частиц и связываются с ОВ гумусового горизонта, которое препятствует миграции этих УВ вниз по разрезу, одержание 3,4-бензпирена и 1,12-бензперилена наблюдалось в верхнем слое почв вдоль трассы БАМ, в более удаленных от трассы участках и в таежных геосистемах 3,4-бензпирен и 1,12-бензперилен не обнаружены.
Таким образом, в геосистемы бассейна оз. Байкал поступают техногенные потоки как локальной, так и региональной размерности, которые можно идентифицировать, применяя сравнительный метод, по компонентному составу УВС, в том числе ПАУ - по 3,4-бензпирену и 1,12-бензперилену в атмосферных осадках, поверхностных, донных осадках и почвах.
ГЛАВА 7. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ
ДОННЫХ ОСАДКОВ, ЕГО ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ДИАГЕНЕЗ И ЗАКОНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
7.1. Происхождение, распределение и диагенез экзогенного органического вещества в поверхностном слое донных осадков
В донных осадках оз. Байкал выделены три генетических типа экзогенных ОВ: автохтонный, аллохтонный (терригенный) и смешанный. Генезис ОВ выделяли по молекулярному составу УВ - н-алканам. Для донных осадков оз. Байкал характерны те же генетические типы органического вещества, что и для морских осадков.
Диагенез поверхностного слоя донных осадков связан с условиями накопления осадков, количеством и качеством захороняемого ОВ. Поэтому, важным фактором является рассмотрение геохимии ОВ в процессе диагенеза по литолого-фациальным обстановкам.
Оценка расхода ОВ в процессе диагенетического распада производится различными методами. Мы оценивали убыль содержания Сорг в нижележащих горизонтах разреза исследуемых осадков по сравнению с содержанием в поверхностном слое принимаемым за исходное. Такой метод диагенетического распада ОВ был предложен Эмери и Раттенбер-гом (1952), А.П. Лисициным (1955) и Н.Д. Стариковой (1956). Этот метод подразумевает литологическую однородность исследуемых осадков и неизменность условий осадконакопления и исходного содержания ОВ за время отложения.
Исследования ряда авторов (Бордовский, 1964; Горшкова, 1957; 1971; Романкевич, 1960, 1970 и др.) показали, что распад ОВ происходит за счет лабильной его части. Факторами, определяющими его лабильность являются источники ОВ и условия осадкообразования. В донных осадках склоновых фаций, где ОВ имеет, в основном, аллохтонный генезис и скорость осадконакопления на порядок выше, чем в центральных глубоководных фациях, диагенетические процессы происходят медленно. Так, в донных осадках склоновых фаций Южного Байкала в горизонте до 50 см уменьшение Сорг составляет 34% от исходного, для донных осадков склоновых фаций Среднего и Северного Байкала -30% и 27% соответственно.
Для донных осадков глубоководных фаций Южного Байкала на процессы диагенеза затраты Сорг от исходного составляют 34%, Среднего Байкала - 23% и Северного - 7%.
Как следует из приведенного материала для донных осадков оз. Байкал характерно такое же процентное соотношение расхода Сорг на диагенетическое преобразование, как и для осадков Берингова моря (центральные фации Южного Байкала) и Тихого океана (центральные фации Северного Байкала).
Общая закономерность заключается в том, что абсолютный расход Сорг (в процентном выражении) на диагенетические процессы тем выше, чем больше содержание лабильной части ОВ.
Основываясь на таком положении в настоящей работе был применен козффициентт диагенетической лабильности ОВ (Кл), рассчитанный нами для диагенеза лабильной части ОВ поверхностного слоя донных осадков. Принцип такого расчета заключается в следующем: после выделения ГК в образце донных осадков, определяли Сорг остаточный (Сорг ост.), затем Кл рассчитывали как отношение углерода остаточного к общему органическому углероду (Сорг%):
Сорг.ост. х 100
Кл = .................
Сорг
Кл позволяет рассматривать лабильную часть ОВ, пошедшую на диагенетические процессы в поверхностном слое донных осадков. Чем выше относительное содержание Кл в донных осадках, тем выше степень диагенетической преобразованности ОВ. При диагенезе ОВ в донных осадках происходит потеря всей лабильной его части, остается нерастворимая часть ОВ, которая потеряла способность растворяться в щелочах. Нерастворимость ОВ в стандартных растворителях объясняется очень прочной связью с минеральной частью пород. Нерастворимое ОВ (НОВ), определяемое в донных осадках после выделения ГК и фуль-вокислот (абсолютные величины НОВ) соответствуют относительным величинам Кл.
Учитывая вышеизложенное, рассмотрим распределение ОВ в донных осадках по основным группам веществ: НОВ, ГК - определяемые по относительным величинам Кгум (коэффициент гуминификации), и растворимое ОВ (РОВ), определяемое как разница между всем ОВ и суммой НОВ и ГК. В донных осадках центральных глубоководных фаций оз. Байкал распределение этого состава ОВ неравномерно и отличается по котловинам. Равное количество ОВ отмечено в донных осадках Южного и Среднего Байкала, в Северном Байкале содержание ОВ меньше, по средним значениям на 35%. По содержанию ГК выделяются центральные фации Среднего Байкала, по сравнению с Южным и Северным - ГК в Среднем Байкале содержится на 70% больше. Максимальное содержание НОВ отмечено в Северном Байкале, минимальное - в донных осадках центральных фаций Южного Байкала. Среди основных групп ОВ: НОВ, ГК и РОВ прослеживается закономерность: наблюдается увеличение вклада более консервативного ОВ (сумма НОВ и ГК) по направлению с юга на север и увеличение РОВ в обратном направлении. В Южном Байкале преобладает РОВ, в Среднем - ГК, а в Северном две группы
- НОВ и ГК. Суммарный вклад НОВ и ГК возрастает от 59% в Южном, в Среднем до 83,5% и в Северном Байкале до 94%.
В донных осадках склоновых фаций котловин оз. Байкал состав и распределение ОВ также отличается как и в донных осадках глубоководных фаций. Следует отметить, что осадки склонов котловин более обогащены ОВ, чем осадки глубоководных фаций. Максимальные концентрации ОВ обнаружены в осадках восточного борта Среднего Байкала. В Среднем Байкале на 35% больше ГК, чем в Северном и Южном соответственно. При рассмотрении группового распределения ОВ видна та же закономерность, что и для центральных фаций - уменьшение РОВ с юга на север. В то же время эта группа веществ, в отличии от донных осадков центральных фаций доминирует во всех трех котловинах. Суммарное содержание консервативного вещества (НОВ-КГК) - 40% в Южном, 51% в Среднем и 64,5% в Северном Байкале возрастает также в северном направлении.
В донных осадках приустьевых фаций рек Верхней Ангары и Ки-черы преобладающей группой ОВ являются ГК, НОВ и РОВ и содержатся примерно в равных количествах. По составу ОВ, донные осадки, формируемые стоком этих рек идентичны. Консервативное ОВ составляет 73 -76%. В отличие от северных рек донные осадки в зоне распространения вод р. Баргузин содержат значительно меньше ОВ. Некоторое увеличение Сорг (до 1,48%) и ГК (до 1,9%) наблюдается на геохимическом барьере река-озеро. По всем геохимическим параметрам приустьевые участки р. Баргузин отличаются от приустьевых фаций других рек: наименьшими количествами Сорг, ГК, РОВ, УВС, УВ и Ахл.
Состав ОВ приустьевых фаций р. Селенги зависит от условий седиментации в авандельте р. Селенги. Мозаичность в распределении ОВ на довольно значительной территории обусловлена сменой различных типов осадков. Распределение ОБ в донных осадках Селенгинского мелководья характеризует общую закономерность: максимальные количества Сорг, ГК, битумоидов, УВС и УВ тяготеют к мелкоалевритовым илам, минимальные - к песчаным фракциям донных осадков. Фации приустьевых участков р. Селенги характеризуются низкой долей НОВ (17,5%), малой зрелостью ОВ (НОВ+ГК=50% от ОВ), а РОВ содержится 50% от ОВ. Наряду с низким значением НОВ, также мала и зрелость ОВ в донных осадках приустьевых фаций р. Селенги, что связано как с наличием аллохтонного ОВ, который устойчив к диагенетическим процессам, так и с высокой биопродуктивностью.
Сравнение средних значений содержания ОВ в донных осадках центральных и склоновых фаций показало, что по количеству остаточного ОВ и ГК донные осадки этих двух фаций мало отличаются друг от друга. Однако по другим параметрам различие их существенно больше. При сравнении относительного распределение ОВ по основным группам, следует, что в центральных глубоководных фациях преобладает более
консервативное ОВ (НОВ+ГК = 78,5%), а в донных осадках склоновых фаций РОВ составляет 48%, при равных вкладах НОВ и ГК.
Отсюда следует, что донные осадки центральных глубоководных фаций обеднены ОВ и это ОВ более карбонизировано и гуминифициро-вано.
Если рассмотреть распределение ОВ по группам в различных котловинах Байкала, то можно отметить, что доля РОВ уменьшается в направлении с юга на север, в этом же направлении возрастает доля консервативного ОВ (НОВ+ГК), которое составляет в Южном Байкале 50%, в Среднем 67% и в Северном 79%.
Эти особенности распределения групп ОВ в поверхностном слое донных осадков зависят от неоднородности условий происхождения ОВ, скорости осадконакопления и диагенеза в осадках из различных лито-лого-фациальных обстановок.
Низкие величины ОВ в донных осадках склоновых и глубоководных фаций Северного Байкала и высокий процент консервативного ОВ или НОВ можно объяснить следующими факторами: 1) низкой продуктивностью северной котловины; М.Ю. Бекман (1970) указывает, что донные осадки северной котловины беднее бентосом, чем средней и южной. 2) В северной котловине также малы скорости осадконакопления и, следовательно, диагенетические процессы лабильной части ОВ происходят почти полностью.
Состав н-алканов в донных осадках глубоководных фаций Северного Байкала подтверждает, что основным генетическим источником ОВ являются фито- и зоо- организмы, так как их в составе УВ присутствуют н-алканы, характеризующие липидную фракцию гидробионтов. Особенности генезиса ОВ вызывают и различия в диагенетических процессах: ОВ автохтонной природы составляет наибольшую часть, которая практически полностью минерализуется в донных осадках.
• Автохтонный и смешанный генезис (автохтонный + аллохтонный) ОВ в Северном Байкале зависит от малых величин стока терригенного материала, поступающего в глубоководные фации со стоком рек. Так как объем твердого стока для Северного Байкала составляет 189484 м3/год (в Среднем и Южном Байкале 640460 и 582908 м3/год соответственно) [Власова, 1983].
Наиболее медленно диагенетические процессы происходят в донных осадках Южного Байкала, где преобладающим источником ОВ является аллохтонное (терригенное) ОВ. Средний Байкал занимает промежуточное положение между Северным и Южным.
Как показали исследования, уже в первом метре донных осадков диагенетическому распаду подвергаются 48-73% ОВ от исходного. Интенсивность диагенетического распада зависит от генезиса ОВ и скорости осадконакопления, которые в свою очередь определяются литолого-фациальными обстановками.
7.2. Распределение и диагенез углеводородных соединений в поверхностном слое и толще донных осадков
УВС, УВ, битумоиды (Ахл) как и Сорг, и ГК являются составной частью ОВ. Чаще всего битумоиды, УВС и УВ связывают с нефтяным загрязнением поверхностного слоя донных осадков или нефтепроявле-ниями. Это характерно и для оз. Байкал и было рассмотрено выше.
В этой части работы рассмотрены только битумоиды, УВС и УВ, которые входят в состав рассеянного органического вещества, и представляют экзогенный тип ОВ, и являются производными липидов и липоидов (Табл. 3).
Таблица 3.
Состав ОВ в поверхностном слое донных осадков озера Байкал
Наименование фаций Глубина, Сорг ГК С<>рг УВС УВ АХЛ
м % % осг.% ю-4 10* Ю-3
нес % вес % вес %
Центральные
Южный Байкал 500-1400 2,76 1,58 0,76 38,69 25.70 23,8
Средней Байкал 384-1300 2,77 2,08 0,87 28,60 21,30 14,2
Северный Байкал 500-860 1,80 1,53 0,85 25,20 22,20 19,9
среднее 2,44 1,98 0,83 29,46 22,89 19,3
Склоновые
Южный Байкал 50-400 4,00 1,11 1,00 59,70 41,71 34,1
Средний Байкал 50-280 4,82 2,93 0,84 51,70 33,0 27,4
Северный Байкал 50-380 3,45 1,94 1,16 31,50 22,80 27,4
среднее 4,09 1,99 1,00 47,60 32,50 25,3
среднее по котловинам
южная 3,88 1,34 0,88 50,50 36,20 24,0
средняя 3,79 2,77 0,86 38,20 27,15 20,8
северная 2,62 1,73 1,00 28,35 22,50 22,2
р. Верх. Антара 5-25 2,28 2,04 0,55 43,00 24,00 30,4
р. Кичера 5-18 2,80 2,48 0,78 54,00 38,00 35,4
р. Селенга 2-17 3,70 2,20 0,65 44,0 36,00 43,5
р. Баргузин 2-19 0,77 0,83 0,24 12,00 10,00 10,0
Мелководных заливов
Зал. Мухор 3-20 6,77 3,60 1,00 86,60 64,90 31,2
Б. Змеиная
(з. Чивыркуйекнй) 3-8 12,98,0 7,28 65,40 51,30 62,2
Концентрации битумоидов (Ахл) весьма разнообразны: их разброс составляет от 5,7 до 201,8*10'3 вес%. Низкие концентрации битумоидов (Ахл), как правило, принадлежат песчаному материалу и по мере увеличения их дисперсности возрастают концентрации битумоидов (Ахл).
Но самые высокие концентрации (до 201,8*10"3 вес%) встречаются в восстановленных детритных илах мелководных заливов.
В донных осадках склоновых фаций южной котловины в крупно- и мелкоалевритовых и диатомовых илах разброс концентраций битумои-дов (Ахл) составляет от 22,16 до 44,8*103 вес%, битумоидный коэффициент (Кб), характеризующий отношение битумоидов (Ахл) к содержанию ОВ (Сорг %), Кб = Ахл * 100/Сорг довольно высок - 1,15. В аналогичных по литологическому составу донных осадках склоновых фаций средней котловины Байкала содержание битумоидов (Ахл) варьировало от 22,0 до 80,о*10'3вес%, а битумоидный коэффициент (Кб) - незначителен по сравнению с южной - 0,58.
В донных осадках склоновых фаций северной котловины распределение битумоидов (Ахл) составляет от 11,0 до 23,2-Ю'3 вес%, Кб -0,63. В групповом составе битумоидов (Ахл) в донных осадках склоновых фаций преобладают смолистые высокомолекулярные компоненты. Их доля в составе битумоидов составляет 30,8- 68,7%. Такое распределение смол в составе битумоидов (Ахл) характерно для склоновых фаций всех трех котловин оз. Байкал. На долю асфальтенов приходится незначительный процент от группового состава битумоидов - 2,4 -10,2%. Низкий процент в групповом составе битумоидов (Ахл) занимали метано-нафтеновые УВ - 11-32%. Такое распределение метано-нафтеновой фракции в битумоидах (Ахл) характерно также для всех трех котловин оз. Байкал. Моно-ароматические структуры содержатся во всех образцах донных осадков склоновых фаций в следовых количествах, а в большинстве станций они не обнаружены. Высокие значения в групповом составе битумоидов приходились на би- ароматические и полициклические ароматические УВ, их содержание варьировало от 8,6 до 17,6% и от 5,6 до 23,5% соответственно. В составе полициклических ароматических УВ (ПАУ) преобладает перилен, который характеризует вклад терригенного органического материала.
В донных осадках склоновых фаций содержание УВС колеблется от 18,0 до 93*104 вес%, доля УВ - 14,0-72,0*10-4 вес%. УВ в составе УВС составляют 62%, в донных осадках склоновых фаций Южного Байкала, почти такое же содержание УВ в составе УВС (60%) содержится в донных осадках склоновых фаций Среднего Байкала, несколько ниже составляет процент УВ в составе УВС в донных осадках северной котловины - 57%.
В донных осадках центральных глубоководных фаций Южного Байкала содержание УВС варьировало от 45,0 до 11,0 * 10"4 вес%, УВ -от 36,0 до 11,0 * 10"4 вес %. В донных осадках центральных глубоководных фаций Среднего Байкала УВС почти на 63% меньше, чем в южной и на 58% в северной. Следует отметить одну общую закономерность в распределении УВ для всех трех центральных глубоководных фаций оз. Байкал. На долю УВ в составе УВС в донных осадках приходится 90
- 100 %. Что указывает на значительную преобразованность ОВ, так как УВ довольно устойчивы к окислению и преобразованию соединения. Такое содержание УВ в составе УВС характерно для всех глубоководных станций. Кроме того, высокая доля УВ характеризует низкие скорости осадконакопления. Так как в составе УВС, помимо УВ, преобладает значительное количество полярных компонентов, которые при низких скоростях осадконакопления и высоком содержании кислорода на геохимическом барьере придонная вода - донные осадки очень быстро подвергаются деструкции.
Содержание битумоидов (Ахл) в донных осадках центральных глубоководных станций почти в два раза ниже, чем в донных осадках склоновых фаций, но по сравнению с аналогичными донными осадками Среднего и Северного Байкала, в южной котловине содержание битумоидов (Ахл) гораздо выше. Коэффициент битумоидности (Кб) для донных осадков глубоководных фаций Южного Байкала равен 0,80, в средней котловине он составляет 0, 40 и в северной - 0,63. Как показали исследования битумоидов (Ахл) по фациям - от склоновых фаций к центральным глубоководным, наблюдается отчетливое уменьшение содержание битумоидов (Ахл) в донных осадках, так же измененяется их групповой состав: смолистые компоненты уменьшаются с глубиной от 64,5% до 8,1% в наиболее глубоководных осадках.
Фактический материал показал, что высокие концентрации УВС содержатся в поверхностном слое донных осадков склоновых фаций всех трех котловин Байкала. На долю УВ в составе УВС приходится в Южном Байкале 62%, Среднем 60% и Северном - 57%. В более нижележащих горизонтах донных осадков это соотношение изменяется.
Так, в донных осадках склоновых фаций Южного Байкала, где осадки представлены крупно- и мелкоалевритовыми илами, а окисленная пленка достигает 3-4 мм, концентрации УВС уменьшаются с глубиной захоронения в 1,2-1,4 раза от верхних (0-5, 0-3 см) до нижележащих (5-10; 3-8 см) горизонтов. При увеличении окисленной пленки до 0,5-1,0 см концентрации УВС уменьшаются в 1,7 раза. Доля УВ в составе УВС возрастает до 96,5-100%. В донных осадках потеря полярной части УВС составляет практически 100% уже в горизонте 5-10 см. Следует отметить, что в донных осадках поверхностного слоя склоновых фаций Южного Байкала углеводородная часть в составе УВС выше. Доля УВ в донных осадках склоновых фаций Среднего и Северного Байкала составляет около 74%.
В донных осадках центральных глубоководных фаций Байкала на диагенетические потери полярных УВС приходится 100% уже в первом метре осадков. Распределение УВС и УВ по толще осадков (0 - 1030 см возраст которых соответствует голоцену и плейстоцену) не имеет диаге-нетической закономерности (убывание УВС и УВ сверху вниз) и определяется прежде всего фациальными условиями водоема, составом ОВ, по-
ступающего в донные осадки и климатическими факторами, которы« существовали в период формирования той или иной толщи осадка.
Уменьшение содержания УВС от верхних горизонтов к нижним определяется в первую очередь распадом полярной части, т.е. УВС, не это не исключает влияния изменения темпов накопления осадков и поступления ОВ, которые формировали те или иные горизонты осадков.
Распад УВС наиболее интенсивно протекает в верхних горизонтах. С глубиной темпы распада УВС замедляются.
Средняя битумоидность Сорг (Кб) поверхностного слоя донных осадков возрастает от 0,45 до 1,72, примерно такой же Кб содержится в толще (0 - 1030 см) донных осадков оз. Байкал, где Кб имеет разброс от 0,48 до 1,70. Содержание битумоидов (Ахл) в толще донных осадков меньше в 2 - 10 раз по сравнению с поверхностным слоем. Однако, здесь также наблюдается зависимость - содержания битумоида (Ахл) от лито-логического состава донных осадков, так в песках содержание битумоида (Ахл) в 2 - 3 раза меньше, чем в голубых глинах.
Как показали исследования группового состава битумоидов (Ахл) в поверхностном слое донных осадков всех трех котловин оз. Байкал смолистые компоненты преобладают (более 70%) над метано-нафтеновой фракцией. В толще донных осадков наблюдается несколько иное распределение фракций: метано-нафтеновые УВ преобладают над фракцией смол. Вместе с тем в толще донных осадков содержание битумоидов (Ахл) в 2 - 10 раз ниже по сравнению с поверхностным слоем донных осадков. Также значительно ниже содержание асфальтенов, смол и циклических ароматических УВ (моно- би- и поли-ароматических УВ) в толще донных осадков. Указанные различия в групповом составе битумоидов (Ахл) в толще осадков, по сравнению с поверхностным, объясняются не особенностью диагенетических процессов, а различием климатических условий влияющих на распределение и накопление ОВ в донных осадках. Так как смолистые компоненты, как правило, имеют высокомолекулярную структуру и весьма устойчивы к процессам преобразования.
Очевидно, что групповой состав указанных фракций отражает не только общую направленность диагенетических процессов ОВ в поверхностном слое осадков, но и особенности диагенеза УВ в различных климатических условиях. Между Кб и групповым составом битумоидов наблюдается зависимость: по мере увеличения Кб возрастает доля асфальтенов и снижается процентное содержание смол и метано-нафтеновых УВ. Асфальтеновые компоненты являются самой стойкой группой в процессе диагенеза, они практически не подвергаются распаду.
7.3. Роль аквальных геохимических барьеров в раннем диагенезе
органических веществ
Исследования показали, что в водной толще, донных осадках протекают процессы перераспределения, дифференциации и диагенетиче-ских преобразований УВС и ОВ. Такие преобразования наиболее активны в определенных слоях водной среды или верхнего слоя донных осадков и именуются геохимическими барьерами. ;
Процессы диагенеза ОВ на геохимическом барьере в системе вода -донные осадки протекают неоднозначно и, как показал экспериментальный материал, зависят от генезиса ОВ. Результаты исследования показали, что ОВ автохтонного генезиса подвергаются процессам трансформации на геохимическом барьере до 95% от общего его. поступления до момента захоронения в донных осадках. ОВ аллохтонного (терриген-ного) генезиса имеют более высокомолекулярные структуры, которые и по своим свойствам более устойчивы к процессам трансформации, и как следствие этого - консервативны. Поэтому процессам трансформации на геохимическом барьере подвергается лишь незначительная часть ОВ, всего на 20-45% до момента их захоронения.
На геохимическом барьере в системе река - озеро задерживается основная часть ОВ. Применяя формулу А.П. Лисицина, А.Л. Деминой, В.В. Гордеева (1983), рассчитывали процент потерь ОВ и УВС: grad С / Со * 100%; где grad С - градиент концентрации элемента в устьевой зоне; Со - исходная концентрация элемента в речной воде. Процент потерь для индивидуальной реки на геохимическом барьере в системе река -озеро различен, т.к. различна концентрация ОВ и УВС, условия реки и устьевой зоны. Как показали расчеты по этой формуле, процент потерь ОВ для р. Селенги составлял 31,2%, для р. Кичеры - 50%, для р. Верхняя Ангара - 42%, для р. Тыя - 66%. Для УВС р. Селенги - 69,0%, р. Верхняя Ангара - 57,0%, Кичеры - 50%, Тыи - 33%, Турки - 47% и Баргузина - 37%.
Значительная часть ОВ задерживается на геохимических барьерах, которые играют большую роль в трансформации как природных, так и техногенных УВС.
7.4. Трансформация органических полтотантов в водной толще
и донных осадках (на примере моделей)
Трансформация УВС в модельных экспериментах проводилась для трех наиболее характерных для Байкала УВС, которыми являются густая смолисто-асфальтеновая нефть, собранная с поверхности озера против р. Стволовой (Средний Байкал, район естественного нефтепроявле-ния), дизельное топливо и сточные воды БЦБК. Поскольку, имеются многочисленные обзоры литературы по поведению и трансформации нефтепродуктов в модельных экспериментах и их зависимость от внеш-
них факторов: температуры окружающей среды, поступления солнечной радиации и т.п. Эти условия экспериментов, приведенные в обзорах, взяли за основу своих моделей, а изучали трансформацию УВС, применяя аналитический метод хромато-масс спектрометрии, целью которого являлась идентификация начальной стадии трансформации УВС и конечной.
Исходная фракция дизельного топлива, растворенного в байкальской воде, состояла из низкомолекулярных парафиновых УВ. Ряд н-алканов представлен от С} 2 до С25. В составе н-алканов отчетливо доминировали низкомолекулярные УВ С12-С18. Высокомолекулярные УВ С^-С25 выражены довольно слабо. Соотношение четных и нечетных н-алканов указывает, что преобладающими являются четные н-алканы.
После конечной стадии трансформации дизельного топлива анализ хромато-масс спектрометрии показал, что низкомолекулярные УВ полностью не трансформировались. На хроматограмме по полному ионному току отчетливо выражен "горб" неразделенных УВ (при начальной стадии его не было). На 149 фрагментограмме обнаружены фталаты, которые приходятся на С^ и С25 принято считать, что фталаты характеризуют окисление УВС. Наблюдается преобладание четных гомологов над нечетными, индекс СР1=1,2, отчетливо выражен гомолог С22 характеризующий окисление УВС бактериями. Следует отметить, что при трансформации дизельного топлива образуются значительные количества изомеров. Состав н-алканов дизельного топлива, прошедших трансформацию и состав н-алканов в донных осадках из локальных техногенных источников загрязнения показал, что они практически идентичны, присутствует тот же "горб" неразделенных УВ, преобладают четные н-алканы, или наблюдается равновесие четных и нечетных н-алканов.
Смолисто-асфальтеновая байкальская нефть почти не растворима в воде. При начальной стадии трансформации нефти анализ хромато-грамм показал, что растворенные н-алканы присутствуют в следовых количествах и единственными компонентами нефти, которые "перешли" в воду оказались УВ ряда гопанов С29-С33, они фиксировались на фрагментограмме 191.
После трансформации нефти, растворенных УВ ряда гопанов не обнаружилось, появились фталаты. УВ, расписанные по фрагменте-граммам 57, 91, 61, 74, 218 и полному ионного току, присутствовали в следовых количествах.
До трансформации сточные воды БЦБК представляли разнообразный спектр УВС, были обнаружены стераны и тритерпаны (фрагментограмма 218). Ряд н-алканов представляли высокомолекулярные УВС С25 -С31 Соотношение четных и нечетных н-алканов было примерно одинаково, индекс СР1 близок к 1. В сточной воде присутствовали фталаты (фрагментограмма 149). После конечной стадии трансформации, которая определялась количеством УВС в сточной воде при кон-
центрации 0,01 мг/л считалась законченной, стераны и тритерпаньг не обнаружены, в незначительных количествах сохранились высокомолекулярные н -алканы, сохранились на тех же самых позициях фталаты.
Изучение трансформации УВС, в частности, дизельного топлива и сточных вод БЦБК, на моделях в начальной и конечной стадиях позволяет понять не только процессы распада УВС во времени, но и оценить остаточные их компоненты, которые, бывают, как правило, более токсичными и канцерогенными. Учитывая конечный итог трансформации УВС на моделях, можно более уверенно говорить о процессах трансформации УВС в водной толще и остаточных компонентов техногенных УВС, которые поступают в донные осадки.
В условиях лабораторного моделирования были изучены процессы деструкции лигнина, который, является основным поллютантом в сточных водах БЦБК.
Из результатов экспериментального материала можно сделать выводы, что скорость трансформации лигнина в байкальской воде при естественных для Байкала температурах невысокая. Содержание лигнина за 44 месяца в модели вода + лигнин уменьшилось на 42,0%. Донные осадки способствуют более интенсивному снижению содержания лигнина. За тот же период времени в модели вода + лигнин 4- донные осадки содержание лигнина уменьшилось на 72,4%.
7.5. Общая характеристика баланса углеводородных соединений и органических веществ
Геохимические барьеры играют большую роль в трансформации как природных, так и техногенных УВС. На них задерживается значительная часть компонентов, изменяется соотношение основных миграционных фаз веществ. При техногенной нагрузке на озеро геохимические барьеры могут способствовать (до нарушения динамического равновесия любой из систем) сохранению геосистем Байкала. Поэтому, логичным является рассмотрение баланса ОВ и УВС с этих позиций в табл. 4 и 5 указано какова доля каждого из источников УВС и ОВ в Байкале, их приход и расход.
Результаты наших исследований показали, что УВС автохтонного генезиса образуются в Байкале в количестве 368000 т/год. Общее количество ОВ, оцениваемое по Сорг составляет 4051 тыс.т/год (Вотинцев, Мещерякова, Поповская, 1975), УВС от суммы ОВ составляют около 10%. Процессы поступления автохтонных УВС и ОВ и процессы их распада в Байкале находятся в динамическом равновесии. В водной толще, трансформации автохтонные УВС подвергаются в количестве 276000 т/год, ОВ - 4048, 65 тыс.т/год. Оставшаяся часть УВС и ОВ поступает в донные осадки, где также подвергается процессам трансформации, согласно результатам наших исследований, в донных осадках подвергается распаду 73600 т/год УВС автохтонного генезиса и захоронению 18400
т/год УВС. ОВ автохтонного генезиса подвергаются захоронению в донных осадках 2,3 тыс.т/год.
Трансформацию УВС и ОВ в поверхностном слое донных осадков оценивали по методу, преложенному А.П. Лисицыным (1955) и др. и коэффициенту диагенетической лабильности (Кл). Зная их общее поступление и степень трансформации в водной толще рассчитывали количество УВС и ОВ, подвергшихся трансформации в донных осадках до момента их захоронения и количество погребенных УВС и ОВ в толще осадков.
Таким образом, до 95 % ОВ и УВС автохтонного генезиса подвергается трансформации в водной толще и донных осадках. Поступление УВС аллохтонного (терригенного) генезиса оценивается нами в 11270 т/год (для 336 рек), без учета УВС, поступающих со стоком рек от техногенных источников. ОВ - 689,64 тыс.т/год. УВС и ОВ аллохтонного генезиса имеют несколько иной компонентный состав, чем УВС и ОВ автохтонного генезиса. ОВ аллохтонного генезиса; более устойчивы к процессам трансформации и консервативны. Как показали результаты исследований, УВС и ОВ аллохтонного, генезиса теряется на.геохимиче-ским барьерах в системе река - озеро подвергается процессам трансформации до 47% УВС, или 5312 т/год, ОВ - 324,1 тыс.т/год. В донных осадках подвергается трансформации незначительная часть УВС и ОВ аллохтонного генезиса по нашей оценке всего 1788 т/год УВС и 164, 5 тыс.т/год, ОВ, от количества поступающих УВС и ОВ в донные осадки, следовательно, захороняется в донных осадках УВС аллохтонного генезиса 4170 т/год, ОВ - 201 тыс.т/год. Следует указать, что нам неизвестна доля УВС и ОВ, поступающих в Байкал со склоновым стоком, такую оценку возможно провести только при помощи седиментационных ловушек.
Характерной чертой современного баланса УВС и ОВ является техногенная составляющая. Большая часть ОВ и УВС техногенного генезиса поступает в Байкал с атмосферными осадками. На акваторию оз. Байкал поступает 3100 т/год УВС и 108,5 тыс.т/год ОВ, основная часть УВС и ОВ поступает с атмосферными осадками на акваторию Южного Байкала (УВС 1539 т/год и ОВ - 54,17 тыс.т/год). Трудно учесть поступление УВС от водного транспорта. По данным Иркутского УГМС, за навигационный период суммарный расход топлива составляет около 4000 т, из них 3000 т - дизельное топливо, 1000 т - мазут. Из практики судоходства известно, что продукты неполного сгорания топлива составляют около 2% его расхода. Таким образом, за навигацию в атмосферу попадает до 80 т УВС, которые оседают на водную поверхность. На практике, по оценкам специалистов Иркутского УГМС, суммарное поступление нефтепродуктов в оз. Байкал от водного транспорта составляет за навигационный период 500-700 т.
Таблица 4
Общая характеристика баланса УВС
Приход Кол-во, Расход Кол-во,
т/год т/год
Автохтонное продуцирование 368000 Сток с водами р.Ангары 3845
УВС Трансформация УВС автохтон-
поступление терригенных УВС ного генезиса в водоеме 276000
с реками 11270 Трансформация УВС автохтонно-
Поступление УВС с атмосфер- го генезиса доеными осадками 73600
вами осадками 3100 Захоронение в донных осадках 18400
Поступление УВС со сточными
водами 100 Трансформация в потеря УВС
Поступление УВС от водного аллохтонного генезиса на
транспорта 700 геохимических барьерах 5312
Субыаринный приток УВС 2 Трансформация УВС аллохтовно-
Поступление УВС со смывом с го генезиса в донных осадках 1788
береговой полосы, аварий Захоронение УВС аллохтонного
и т.п. 1000 генезиса в донных осадках 4170
Итого: 384172 Трансформация техногенных
УВС 550
Итого: 384165
Таблица 5
Общая характеристика баланса ОВ
Приход Кол-во, Расход Кол-во,
тыс.т/год тыс.т/год
Автохтонное продуциро- Сток с водами р.Ангары 111,546
вание ОВ 4051, 0 Деструкция автохтонного ОВ в 4048,65
Сток аллохтонного ОВ воде и дойных осадках
с реками 689, 64 Захороняется в донных осадках 2,35
Поступление ОВ с автохтонного ОВ
атмосферными осадками 108, 5 Трансформация н потери ОВ аллох-
Поступление ОВ со сточ- 5, 5 тонного генезиса на геохимических
ными водами барьерах река - озеро 324,1
Субыаринный приток ОВ Трансформация ОВ аллохтонного
Итого: 4854, 64 генезиса в донных осадках 164,5
Захороняется ОВ аллохтонного
генезиса в доввых осадках 201,0
Трансформация ОВ техногенного
генезиса 1,65
Итого: 4853,8
При расчете баланса нами использовалось значение 700 т. Трудно учесть количественный поток УВС, поступающий в Байкал в результате аварий, смыва с береговой полосы нефтепродуктов во время обильных дождей и снеготаяния, с грунтовыми водами. Ю.А. Анохиным и Л.А.
Кокориным (1991) этот поток оценен в 1000 т/год. Для расчета баланса мы использовали значение 1000 т/год.
Доля УВС и ОВ, поступающих после очистных сооружений в оз. Байкал и его притоки оценивается нами в 100 т/ год и 5,5 тыс. т/год соответственно.
Поскольку в Байкал поступают УВС "тяжелого" состава в качестве продуктов неполного сгорания, окисленной легкой фракцией УВ и т.п., то, как показал экспериментальный материал, УВС такого состава подвергаются трансформации около 30%. Количественная оценка трансформации УВС будет составлять, 550 т; ОВ - 1,65 тыс.т.
Помимо указанных потоков УВС в Байкале имеются естественные выходы нефти и дегазация УВС. Субмаринный приток УВС нами оценен всего в 2 т/год. Естественные выходы нефти, которые находятся на восточном побережье Среднего Байкала, практически в балансе УВС большого значения не имеют. Как показали модельные эксперименты, байкальская нефть не растворима в воде, и поступая из недр либо захоро-нивается в донных осадках, либо выбрасывается на берег. Из анализа модельных экспериментов следует, что техногенные ОВ и УВС подвергаются процессам трансформации до 30%.
Расходными составляющими баланса УВС и ОВ является их трансформация, захоронения в донных осадках и вынос с водами р. Ангары. По нашим данным сток УВС с р. Ангарой составляет 3845 т/год, ОВ - 111,546 тыс. т/год.
7.6. Литолого - фациальные особенности органического вещества в поверхностном слое донных осадков
Фактический материал показал, что процессы распределения, накопления и преобразования ОВ в оз. Байкал происходят неоднозначно, а состав ОВ имеет различные источники формирования.
В поверхностном слое донных осадков выделено три экзогенных источника ОВ: автохтонный, аллохтонный (терригенный) и смешанный (автохтонный + аллохтонный). Происхождение ОВ выделяли по молекулярному составу УВ - н-алканам, которые являются наиболее информативной группой ОВ.
Поэтому, согласно такой информативности, было рассмотрено пять крупных фациальных структур: мелководные фации открытого Байкала; склоновые фации; приустьевые фации; центральные глубоководные фации и фации мелководных заливов.
Распределение н-алканов в донных осадках склоновых фаций стабильно, как правило, слабо выражена низкомолекулярная область С18-С22. Наиболее интенсивна высокомолекулярная область С25-С37, с максимумами С31 и С33, иногда максимумы приходятся на С27 и С2д; преобладают нечетные н-алканы. Индекс СР1, характеризующий соотношение четных и нечетных налканов в высокомолекулярной области (СР1в-Мол.)
высок и колеблется от 1,5 до 3,6. СР1 общее (СР1о6щ) - 1,35-3,20. Для донных осадков склоновых фаций характерны фталаты, преобладает диметилфталат. Такое соотношение н-алканов в донных осадках слоновых фаций отражает влияние суши. ОВ склоновых фаций формируется за счет привноса терригенного материала, поступающего с речным стоком и в результате абразии берегов. Следует отметить, что идентичный состав ОВ имеют мелководные фации открытого Байкала.
В донных осадках центральных глубоководных фаций всех трех котловин по составу н-алканов выделено два генетических источника ОВ: автохтонный и смешанный (автохтонный и терригенный) с преобладанием терригенного источника ОВ. Так, в составе н-алканов в поверхностном слое донных осадков, указывающих на автохтонный генезис ОВ ряд н-алканов представлен С^-Сгд, доминантным является С^, С19 и С25. Содержание четных и нечетных гомологов почти равное. В донных осадках со смешанным происхождением ОВ ряд н-алканов представлен С15-С33. В низкомолекулярной области преобладают С17 и С19, характерные для гидробионтов. В высокомолекулярной области максимумы приходятся на С27, С29 и С31, характерно преобладание нечетных УВ над четными. СР1=2Д4 для высокомолекулярной области н-алканов. Суммарное содержание С15-С22 не превышает содержания С23-С33. В изопреноидах преобладающим является пристан (Ю19ДС20 = 1,54).
Распределение н-алканов в донных осадках приустьевых фаций Селенги характеризует смешанный генезис ОВ (аллохтонный и автохтонный). Низкомолекулярная область представлена от С^-Схе, доминантными являются гомологи С17 и С19, в высокомолекулярной области преобладают С23 -С35, максимумы приходятся на гомологи С25, С31 и Сг7- В составе н-алканов других приустьевых фаций доминируют высокомолекулярные н-алканы С23-С3].. В низкомолекулярной области преобладает С21, интенсивные максимумы в высокомолекулярной области -С25 и С27. Индекс СР1 для этой области 3,47 - 4,60. Индекс СР1, характеризующий соотношение четных и нечетных н-алканов в диапазоне от С13 до С31 колеблется от 1,21 до 3,25.
Полученный нами экспериментальный материал по исследованию молекулярного состава н-алканов позволяет сделать вывод о преобладании в донных осадках оз. Байкал аллохтонного ОВ. Аллохтонное ОВ занимает все склоновые фации и значительную часть центральных глубоководных (рис. 2)
Так в донных осадках центральных глубоководных фаций Южного Байкала преобладает аллохтонное или терригенное ОВ. В донных осадках с преобладанием терригенного (аллохтонного) ОВ, содержание н-алканов в низкомолекулярной области довольно низкое.
Кластерный анализ суммы основных низкомолекулярных групп н-алканов показал, что в ОВ сумма н-алканов С14-С22 составляет 11,4410,60% от суммы всех алканов при высоком СР1общ и Ср1 вы0.мол-
Рисунок 2.
Генезис ОВ в поверхностном сдое дойных осадков
ОВ смешанного (автохтонного и аллохтонного) генезиса в донных >садках центральных глубоководных фаций Южного Байкала занимает «значительную площадь. Как показал кластерный анализ отдельных ^рупп н-алканов сумма С14-С22 составляет 50% от всей суммы н-злканов. В донных осадках центральных глубоководных фаций Среднего Байкала преобладает автохтонный и смешанный генезис ОВ.
Донные осадки центральных глубоководных фаций большей части Неверного Байкала соответствуют автохтонному генезису ОВ. Сумма С14-З22 составляет 55-70% от всей суммы н-алканов. Индекс СР1 равен или чуть больше 1, как для низкой, так и для высокомолекулярной областей н-алканов.
Преобладание в поверхностном слое донных осадков терригенного ОВ подтверждает элементарный состав ГК (С, N. Н), т. е. С/К. Отношение С/Ы варьирует от 8,89 до 23,3. В осадках с терригенным генезисом ОВ С/К составляет 15,5 - 23,0; автохтонным - 8,9 - 9,75,
ГЛАВА 8. ЛИТОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ И
ГОЛОЦЕНОВЫХ ОСАДКАХ (НА ПРИМЕРЕ БИОМАРКЕРОВ
Н-АЛКАНОВ)
8.2. Источники органического вещества и фациальные условия его накопления и преобразования в осадках эпохи плейстоцена и голоцена
Для озера Байкал важными факторами, определяющими дальнейшую эволюцию ОВ, наряду с глубиной погружения осадков, являются процессы складко- или сбросообразования и региональное движение земной коры, поскольку оз. Байкал является современным рифтом. Действие повышенных давлений и температур, а также физическая деформация, обусловливает процессы преобразования или метаморфизма ОВ.
ОВ содержит генетическую информацию о своем происхождении, т.е. об особенностях биохимии его липидной фракции и обстановках захоронения. Как подтверждают многочисленные работы исследователей мирового уровня, изучение геохимии углеводородов-биомаркеров, в ,ОВ и нефтях показали, что состав и распределение биомаркеров дает обширную и разностороннюю информацию о природе исходного живого вещества. УВ - н-алканы, относятся к сравнительно стабильным соединениям с высоким потенциалом информативности, их состав позволяет судить о происхождении и степени трансформации ОВ. Углеводородные биомаркеры сохраняют свое генетическое значение вплоть до стадий катагенеза МК 3 (Фрик, Горбачев, Белоконь, 1994).
Исследования OB - н-алканов в плейстоцен-голоценовых осадказ оз. Байкал (300-900 см ниже дна Байкала), позволило определить лито лого-фациальные обстановки осадконакопления, природу (генезис) ис ходного ОВ, а также его эволюцию в толще донных осадков.
На основе информации о молекулярном составе погребенного OB i изученных голоцен-плейстоценовых осадках оз. Байкал выделено 8 фа циальных условий осадконакопления:
• фации, где преобладает в осадках аллохтонный источник ОВ. который указывает на то, что процесс осадконакопления характеризовался большим сносом терригенного материала в озеро с суши;
• фации, где преобладает автохтонный источник ОВ - указывает на то, что в озере преобладала биопродукция самого озера;
• фации со смешанным источником ОВ (автохтонный и терриген-ный);
• фации со смешанным источником ОВ с преобладанием автохтонного ОВ;
• фации со смешанным источником ОВ с преобладанием терригенного ОВ;
• фации, где ОВ практически отсутствует и оно не диатомового планктонного происхождения;
• фации, где в осадках присутствует терригенное ОВ в следовых количествах;
• фации с преобразованным ОВ.
Для гемипелагических илов голоцена характерны гомологи С^, Cj9. С27, C3i, С33, характеризующие смешанный тип (аллохтонный и автохтонный) ОВ, поступающий в осадки как с суши, так и за счет продуцирования ОВ в водной толще. В разных фациях доля автохтонного и аллохтонного ОВ меняется. Это обусловлено как изменением продуктивности, так и особенностями поступления ОВ с суши (расстояние до берега и наличие рек).
Для голоценовых турбидитов характерными являются гомологи С27, C81f С33, которые представляют терригенный состав ОВ, поступающий в турбидитах. Состав н-алканов турбидитов аналогичен составу н-алканов придельтовых районов озера. Для ледниковых гемипелагических глин характерно очень низкое содержание ОВ при бедном составе гомологов С19,' С2з, С25, которые указывают на автохтонный генезис ОВ, продуцируемого не диатомовым планктонным сообществом. Аллохтонный материал отсутствует. Такое распределение н-алканов указывает на то, что доступа ОВ в осадки с суши не было.
Для ледниковых турбидитов, также как и для голоценовых характерны гомологи С27, С29, С31, что обусловлено также поступлением ОВ с суши. Фациальные неоднородности осадков хорошо согласуются с составом н-алканов различных комплексов отложений.
Исходя из полученного материала следует, что вклады автохтонного и аллохтонного ОВ не равнозначны и меняются как по вертикали, гак и литорали. Так, длй турбидитов характерно преобладание аллохтонного ОВ, тогда как для гемипелагитов соотношение аллохтонного и автохтонного ОВ меняется, однако в сумме для исследованных станций роль аллохтонного ОВ более значительна, чем автохтонного и турбидит-ные потоки играют важное значение в привносе аллохтонного ОВ в озеро.
Особенность распределения н-алканов в голоценовых и ледниковых плейстоценовых отложениях позволяют воссоздать условия окружающей среды котловины: в ледниковый период накопление аллохтонного ОВ в осадках незначительно, что вероятно обусловлено угнетением растительного покрова суши в результате холодного климата. Продукция планктонного сообщества также крайне низка, на что указывает отсутствие автохтонного ОВ, характерного для планктонных сообществ.
Голоценовый этап развития озера характеризуется накоплением значительного количества аллохтонного и автохтонного ОВ, что обусловлено более теплым и влажным климатом.
Хроматограммы углеводородной фракции н-алканов, из отложений центральной части Академического хребта, показывают присутствие значительных количеств циклических соединений. На хроматограммах это проявляется в виде высокого неразрешенного "горба" в низкомолекулярной области. Такой "горб" в области С^-Сзз связан с термальной трансформацией ОВ. Подобное распределение "горба" циклических соединений в осадках Калифорнийского залива (121,5 м) Э.М. Галимов (1982), связывает именно с термальным новообразованием УВ ненасыщенного ряда. •
ГЛАВА 9. ИСТОЧНИКИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И ФАЦИ-АЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ЕГО НАКОПЛЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ОТЛОЖЕНИЯХ ОЛИГОЦЕНА, МИОЦЕНА И ПЛИОЦЕНА
9.1. Органическое вещество и литолого-фациальпые особенности его накопления и преобразования в Танхойском олигоцен-плиоценовом
комплексе
Выходы палеоген-неогеновых отложений на дневную поверхность распространены в районах Клюевки, Мишихи, Танхоя, по рр. Переем-ной, Осиновки, Дулихи. Это отложения крупных озер, которые существовали в эпоху олигоцена - плиоцена (Мац и др, 1988).
Разрез отложений на р. Дулиха (скважина 2) представлен миоцен-нижне плиоценовыми отложениями и сложен преимущественно песчаными, алевритовыми отложениями с маломощными прослоями или линзами глин.
Во всех изученных образцах скв.2 преобладают высокомолекуляр ные н-алканы. Следует отметить, что ряд н-алканов представлен Cjg С35. Низкомолекулярная область довольно слабо выражена, в высоко молекулярной области максимумы, как правило, приходятся на 0%?, Cg« и С31. Нечетные н-алканы значительно преобладают над четными. Вс всех образцах высок индекс нечетности. Так Cpi0gIi; распределяется оа 2,88 до 3,22, CPiB M - 2,03 до 2,67. Преобладание высокомолекулярных гомологов в осадках указывает на вклад терригенного ОВ. Высокий коэффициент нч/ч (CPi) свидетельствует о незрелом ОВ, т.е. ОВ в осадках не было подвержено значительным диагенетическим преобразованиям. Незначительные диагенетические процессы характеризует и содержание УВ в составе УВС. При диагенетических преобразованиях ОВ в первую очередь происходит потеря полярной фракции УВС, и УВ в составе УВС составляют почти 100%. Такое соотношение было отмечено в центральных глубоководных фациях Северного Байкала и в толще донных осадков плейстоцена (Северный Байкал). В отложениях миоцена-нижнего плиоцена полярная фракция УВС преобладает, УВ в составе УВС составляют от 48 до 74%. Довольно равнозначно распределение Сорг, би-тумоидов (Ахл), н-алканов.
Из районов Южного Байкала по составу битумоидов к отложениям скв.2 ближе всего поверхностные слои донных осадков в приустьевых фациях рр.Бабха и Хара-Мурин.
Сближение (а по отдельным пробам почти полное совпадение) группового состава битумоидов осадков из этих фаций и отложений скв.2, возможно объясняется принципиальным сходством источников поступления органических соединений: преимущественно терригенного ОВ, сносимого как в прошлом, так и в настоящем реками со склонов хр. Хамар-Дабан.
Состав и генезис ОВ в обнажении 105 совершенно отличаются от таковых ОВ скв.2. Обнажение 105 расположено на р. Осиновка (Танхойская) и характеризует Танхойскую свиту. Разрез обнажения 105 представлен олигоцен - нижнеплиоценовыми осадками и сложен песчаными и алевролитовыми отложениями, черной, темно-серой и зеленовато-бурой окраски. Обнажение 105 характеризует довольно высокое содержание битумоидов (Ахл) почти по всему разрезу, минимальное содержание битумоидов (Ахл) 14,28.10-3 вес% приходится на песчаный материал (6,15-6,20 м), а максимальное 67,86.10-3 вес% содержится в серо-буром алевролите (1,80-1,85 м).
Следует также отметить,, что такого содержания битумоидов в современных донных отложениях оз. Байкал не обнаружено, за исключением районов локального техногенного загрязнения, природных нефте-проявлений и фаций мелководных заливов с грубо-детритными илами.
Среди компонентного состава преобладает метано-нафтеновая фракция УВ. Метано-нафтеновые УВ представлены в основном насыщенными УВ и насыщенными циклическими УВ.
В олигоцен - нижнеплиоценовых отложениях Танхойской свиты (р.Осиновка обнажение 105) по характеристике ОВ, в частности, н-алканам, можно выделить четыре обстановки осадконакопления. В верхней (1,70 - 2,05 м) осадочной толще преобладает терригенный генезис ОВ. В толще 14,0 - 14,5 м терригенный генезис ОВ дополняют высшие водные растения (макрофиты). В толще осадков 6,0 - 8,5 м наблюдается "созревание" ОВ, в высокомолекулярной области н-алканов, которая характеризует терригенное ОВ, начинается выравнивание четных н-алканов (низкий коэффициент нч/ч). И в толще осадков 15,0-15,95 м ОВ имеет автохтонный генезис и является зрелым.
В исследованных осадках Танхойского олигоцен - плиоценового комплекса можно выделить по ОВ следующие условия осадконакопления: терригенный, макрофитно-травянистый и автохтонный. Терригенный генезис ОВ преобладает, он полностью характеризует толщу отложений скв.2, обн.6 и верхнюю часть толщи обн.105. Макрофитно-травянистый был выделен только в обн.105 (14,0-14,5 м) и автохтонный также был выделен в обн.105 (15,0-16,0 м). Следует отметить, что ОВ Танхойской свиты (обн.6 2-3 м и 105 6,15-8,5 м и 15,0-15,95 м) является зрелым в отличие от миоцен - нижнеплиоценовых отложений скв.2. Характеристика н-алканов указывает на термальную зрелость ОВ, которая могла быть связана с повышенным тепловым потоком соответствовавшей раннеорогенной стадии рифтового этапа, где, как правило, повсеместно или локально проявляется аномально высокий тепловой поток из недр.
9.2. Органическое вещество и литолого-фациальные особенности его накопления и преобразования в миоцен-плиоценовых отложениях
о.Ольхон
Миоценовые отложения с о. Ольхон (обнажения в заливах Тагай и Харалдай) представлены зелеными озерными глинами. Отложения плиоцена (обнажения в заливах Сасинском, Харалдае, Сарайском, Та-гае) представлены красными, буровато-черными и коричневыми глинами (Мац, Шимараева, 1982). Содержание УВС и УВ незначительны и не отличаются от современных донных осадков из фоновых районов.
В отложениях миоценовых озер заливов Тагайский и Харалдай содержание УВС колебалось от 16,0 до 36*1СИ вес%, УВ в составе УВС достигали 76-100%. Содержание Сорг также незначительно и составляло от 0,1 до 0,44%. Общее содержание битумоидов (Ахл) миоценовых озер составляет от 3,6 до 9,28*10"3 вес%. Следует отметить, что такое содержание битумоидов (Ахл) на порядок меньше, чем в миоценовых озерах Танхойского комплекса (обн.105). Для миоценовых отложений
о. Ольхон, несмотря на малые концентрации битумоидов (Ахл), преобла дает метано-нафтеновая фракция УВ от 61,0 до 84% от группового со става битумоидов (Ахл). Довольно высоко содержание моно ароматических УВ от 2,0 до 7,0% от общего группового состава битумоидов (Ахл). Моно-ароматические УВ обнаружены во всех изученных осадках миоцена из заливов Тагай и Харалдай. Содержание би-циклических ароматических УВ и ПАУ колебалось от 2,0 до 11% и oí 2,5 до 4,0% соответственно. Наблюдается закономерность по мере "утяжеления" УВ состава от легких метановых УВ до ПАУ их количество значительно уменьшается. Смолистые и асфальтеновые компоненты отсутствуют вообще. Очень высок битумоидный коэффициент (Кб) и составляет от 4, 9 до 5,2. Такого высокого Кб не отмечалось в изученных осадках Танхойского комплекса (за исключением 2-х образцов в нижней пачке скв.2), ни тем более в современных осадках Байкала. Преобладание метано-нафтеновых УВ (61-84%) и легких ароматических УВ в миоценовых глинах и полное отсутствие смол и асфальтенов должно быть связано: 1) с возрастом увеличивается доля метано-нафтеновых УВ в битумоидах (Ахл); 2) наличие таких групп УВ характерно при постоянной миграции УВС по разрывным нарушениям, возможно это связано с утончением земной коры, как на это указывает Н.А. Логачев (1974). Что подтверждается и наличием в донных осадках Малого Моря метана и его гомологов, водорода, С02, повышенным содержанием в придонной воде УВС.
Анализ хромато-масс-спектров показал, что в миоценовых отложениях о. Ольхон ОВ является зрелым, преобразованным. Хромато-масс-спектры идентичны отложениям миоценового Танхойского комплекса (обн.105). В осадках миоцена о. Ольхон были обнаружены тяжелые газы, в частности, С5-пентан, а также УВ легко-кипящей фракции Cg- Сю-
В осадках нижне-среднего плиоцена преобладает смешанный генезис ОВ (автохтонный и аллохтонный). Ряд н-алканов представлен С14-С31. Хорошо разделены низкомолекулярная и высокомолекулярная области. В низкомолекулярной области преобладают четные гомологи Cje, Cíe, а также Cjg, С21 и С22- Содержание Cj6 составляет 7,4% от суммы н-алканов, образование Cig обычно происходит в сильно восстановленных условиях при обилии ОВ микробиологическим путем.
На микробиологическое преобразование ОВ указывает и гомолог Сгг- В высокомолекулярной области максимумы приходятся на Сгв. С25 и С27. Коэффициент, характеризующий нч/ч равен 1,0. Как и в осадках миоцена ОВ в осадках плиоцена является диагенетически преобразованным.
Анализ фактического материала показал, что распределение и состав ОВ в разновозрастных палеогеосистемах различен и отличается как по количественным, так и качественным характеристикам, которые отражают эпохи развития палеогеосистем.
45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Комплексные исследования качественных и количественных характеристик потоков УВС и ОВ от различных источников, проведенные 1а основе информативности отдельных групп ОВ, в частности, н-шканов и полициклических ароматических углеводородов _ ПАУ, в том шсле 3,4-бензпирена, 1,12-бензперилена и др., позволили установить трироду этих потоков, особенности распределения, формы их миграции а трансформации в геосистемах бассейна оз. Байкал.
» Выделено две группы процессов, в результате которых возникают потоки ОВ в геосистемы бассейна оз. Байкал: природные и техногенные.
Проведена оценка природных потоков ОВ в бассейне оз. Байкал, которые относятся к экзогенным и эндогенным. Экзогенные потоки ОВ з Байкале, согласно источникам их формирования, подразделяются на гри типа: автохтонный (синтез ОВ из липидной фракции биоорганизмов, происходящих в самом Байкале); аллохтонный или терригенный -поступление ОВ с суши со стоком рек и в результате абразии береговых процессов; смешанный (автохтонный + аллохтонный).
Показано, что эндогенные потоки УВС связаны с рифтовой структурой Байкала. Эндогенные потоки УВС в виде отдельных выходов нефти и углеводородных газов поступают в водную толщу по тектоническим разломам дна - миграционным каналам. Распределение УВС и УВ в глубинном слое воды коррелирует с региональными тектоническими разломами байкальского дна. Повышенное содержание УВС наблюдается на локальных участках и связано с тектонической активностью отдельных участков региональных разломов, по которым поступают УВС в водную толщу и донные осадки в процессе их дегазации.
• Выделены уровни локальных и региональных техногенных потоков УВС в оз. Байкал. К локальным отнесены техногенные потоки от стационарных промышленных предприятий, расположенных непосредственно на побережье Байкала, воздействие сточных вод и аэропромвыб-росов которых ограничено в пределах нескольких десятков км. К региональным отнесены техногенные потоки от мощных промышленных комплексов, расположенных за пределами котловины Байкала, но по своему воздействию превышающих локальные техногенные потоки и связанных с атмосферной и водной миграцией загрязняющих веществ на большие расстояния - от нескольких сот до тысяч км.
Экспериментально доказано, что отличительной чертой техногенных потоков УВС от природных является их качественный молекулярный состав, который определяется в донных осадках и почвах по остаточным продуктам их трансформации и наличию ПАУ, в том числе 3,4-бензпирена и 1,12-бензперилена. Подтверждением отличия качественного состава техногенных УВС от природных явились модельные эксперименты с техногенными поллютантами, характерными для Байкала.
• Установлено, что трансформация природных и техногенных ОВ щл исходит на геохимических барьерах в системах вода - донные осадю озеро - атмосфера; река - озеро. В системе вода - донные осадки выдел! ны сорбционно-окислительный и сорбционно-восстановительный бары ры. В системе озеро - атмосфера выделены испарительный и окисл! тельный барьеры, в системе река - озеро выделены гидродинамически! термодинамический и окислительный барьеры.
Итогом определения потоков является общая характеристика бг ланса ОВ и УВС, где качественно и количественно оценены приходная : расходная составляющие ОВ и УВС в оз. Байкал. Баланс ОВ и УВС Байкале пока находится в относительном равновесии. Масштабы технс генного влияния на оз. Байкал по количественным показателям ОВ от носительно соизмеримы с природными процессами. По качественном; составу они отличны. Это отличие обусловлено прежде всего чуждым: для геосистемы Байкала компонентами ОВ, которые поступают в Бай кал с техногенными потоками и образуются в результате их трансфор мации. Такими компонентами являются 3,4- бензпирен, циклически! УВ. В геосистемах бассейна Байкала как аквальных, так и наземны) происходит накопление этих соединений. Накопление канцерогенных I токсичных УВ более всего тяготеет к техногенным системам, в донныэ осадках и почвах из фоновых геосистем они не обнаружены. Поэтом} такие УВ могут являться показателями эколого-геохимического состояния аквальных и наземных геосистем.
• Проведенные исследования потоков УВС и ОВ, их качественных и количественных характеристик позволили судить об особеннос-тях ОВ, их распределении, составе и генезисе в поверхностном слое и толще донных осадков, а также о направленности процессов диагенетическогс преобразования ОВ, что, безусловно, имеет большое значение для познания процессов осадкообразования и восстановления истории развития оз. Байкал.
В донных осадках Байкала выделены три генетических источника ОВ: автохтонный, аллохтонный (терригенный) и смешанный (автохтонный + аллохтонный). Для донных осадков оз. Байкал характерны те же генетические типы ОВ, что и для морских и океанических осадков.
Молекулярный состав ОВ показал, что, несмотря на значительное продуцирование и поступления ОВ автохтонного происхождения, в донных осадках оз. Байкал преобладает аллохтонное (терригенное) ОВ. Как показали исследования, ОВ автохтонного генезиса довольно быстро подвергается диагенетическому распаду. Интенсивность процессов раннего диагенеза определяется скоростью осадконакопления и способностью ОВ к разложению. Разложение ОВ в свою очередь зависит от состава ОВ, который определяет его происхождение.
По условиям формирования ОВ и, следовательно, его состава йы-делено пять фациальных структур: мелководные фации открытого Байкала, фации подводного склона, фации подножия подводного склона, фации днищ (центральные глубоководные фации), фации мелководных заливов.
В донных осадках склоновых фаций, где ОВ имеет, в основном, аллохтонный генезис и скорость осадконакопления гораздо выше, чем в центральных глубоководных станциях, диагенетические процессы происходят медленно. Установлено, что в поверхностном слое донных осадков склоновых фаций Южного Байкала затраты на диагенетические процессы Сорг составляют 34% от исходного Сорг. Для склоновых фаций Среднего и Северного Байкала - 30% и 27% соответственно.
Для донных осадков глубоководных фаций Южного Байкала на процессы диагенеза затраты Сорг составляют 34% от исходного Сорг, Среднего Байкала - 23% и Северного - 7,0% . Для донных осадков центральных глубоководных фаций оз. Байкал характерно такое же процентное соотношение расхода Сорг на диагенетическое преобразование ОВ как и для морских и океанических осадков.
В донных осадках склоновых фаций всех трех котловин оз. Байкал наблюдается отчетливое увеличение Сорг, ГК, УВС, УВ, битумоидов (Ахл), в донных осадках центральных глубоководных фаций содержание Сорг, ГК, УВС, УВ, битумоидов (Ахл) заметно уменьшается, доля УВ в составе УВС возрастает, что связано с меньшей скоростью осадконакопления в донных осадках центральных глубоководных фаций и более глубокой трансформацией полярной фракции УВС в процессе диагенеза.
Исследования показали, что уже на самых ранних этапах диагенеза начинается процесс увеличения УВ, который характеризуется потерей полярных соединений. Особенно отчетливо это проявляется в уменьшении содержания УВС в горизонтах 5- 10 см и более глубоких.
Проведенные исследования позволили также установить, что. на начальных этапах диагенеза, которым соответствует поверхностный слой осадков, значительные различия в составе ОВ обусловлены различиями литолого-фациальных геохимических обстановок, которые в свою очередь, контролируются происхождением ОВ, поступающих в водную толщу, а затем и в донные осадки.
Изменение состава ОВ в толще донных осадков направляется процессами диагенеза, в которых решающую роль наряду с геохимическими факторами играют и климатические условия в прошлом.
В толще донных осадков оз. Байкал не наблюдается увеличения степени битуминизации ОВ, по сравнению с поверхностным слоем донных осадков. Близкие величины битуминизации ОВ как в толще осадков, так и в поверхностном слое свидетельствуют о процессе раннего диагенеза, обогащения битумоидами не происходит. Несколько высокий
Кб можно объяснить распадом более полярной части ОВ и остаточньн накоплением битумоидов как более стойких к процессам распада ком понентов. Это положение согласуется с тем, что при медленном осадко накоплении, ОВ подвергается глубокому распаду еще на поверхности.
Исследование ОВ поверхностного слоя донных осадков оз. Байка; показало, что в его составе значительную роль играет аллохтонное ОВ Автохтонное ОВ, сформированное в самом Байкале, имеет подчиненно« значение. Значительный вклад терригенного ОВ в поверхностном сло( донных осадков зависит и от степени его минерализации в процесса? диагенеза. Из приведенного фактического материала следует, что ал' лохтонное ОВ более консервативно, чем автохтонное. При низкой скорости осадконакопления в центральных глубоководных фациях автохтонное ОВ очень быстро подвергается диагенетическому распаду. Поэтому, полученные нами выводы, относительно аллохтонного генезиса ОВ i донных осадках центральных глубоководных фаций не противоречат данным других авторов, в частности, исследованиям К.К, Вотинцева (1967), где показана преобладающая роль фитопланктона в формировании ОВ.
• Исходя из сохранности отдельных групп УВ - н-алканов, которые сохраняют свою структурную целостность при любых условиях и служат биомаркерами для прослеживания многих природных процессов, протекающих в большинстве доступных областей Земли в геологическом прошлом, были исследованы неоген-четвертичные отложения оз. Байкал и Прибайкалья. На основе молекулярного состава погребенного ОВ голоцен - плейстоценовых осадков оз. Байкал выделено восемь фаци-альных условий осадконакопления. В гемипелагических илах голоцена преобладают гомологи С^, С19, С27, Cgi, С33, характеризующие смешанный тип ОВ (автохтонный + аллохтонный),. поступающий в осадки как с суши, так и за счет продуцирования в водной толще. В разных фациях доля автохтонного и аллохтонного ОВ изменяется. Это обусловлено как изменением продуктивности водоема, так и особенностями поступления ОВ с суши (расстояние до берега, наличие рек, турбидитные потоки). Для голоценовых турбидитов характерны гомологи С27, С31, С33 и высокие индексы CPi, которые представляют терригенное ОВ, поступающее с турбидитными потоками с суши. Для ледниковых гемипелагических глин характерно низкое содержание ОВ, при очень бедном составе гомологов Cig, С23, С25, которые указывают на незначительный вклад в генезис автохтонного ОВ не планктонного происхождения, при полном отсутствии аллохтонного ОВ. Для ледниковых турбидитов, как и для голоценовых, характерны гомологи С2т, С29, Сзх, при низкой их концентрации, что обусловлено также поступлением ОВ с суши и значительным их разбавлением терригенным материалом. Фациальные неоднородности осадков хорошо согласуются с распределением н-алканов в различных комплексах отложений плейстоцена и голоцена.
Анализ отложений олигоден-плиоценового Танхойского комплекса i миоцен-плиоценовых отложений с о. Ольхон показал, что распределе-ше и состав ОВ в одновозрастных палеогеосистемах различен и отлича-;тся как по количественным, так и по'качественным характеристикам, которые отражают эпохи развития палеогеосистем. В исследованных зсадках Танхойского олигоцен-плиоценового комплекса по составу и генезису ОВ выделены следующие условия осадконакопления: терриген-иый, макрофитно-травянистый и автохтонный.
Установлено, что плиоценовые отложения Танхойского комплекса [юго-восточное побережье оз, Байкал) по составу и генезису ОВ близки к современным байкальским осадкам.
В осадках олигоцена и миоцена (обн. 105 и 6) Танхойского комплекса ОВ является зрелым. Характеристика н-алканов указывает на термальную зрелость ОВ, которая могла быть связана с повышенным тепловым потоком из недр в результате тектонических движений земной коры, соответствующий раннеорогенной стадии рифтового этапа.
В осадках миоцена и плиоцена о. Ольхон ОВ является также пре-эбразованным, зрелым. Хотя для преобразованного ОВ эти отложения являются молодыми.
Сопоставляя исследования других авторов и фактический материал по осадочным комплексам юго-восточпого побережья Байкала и о. Ольхон, напрашивается вывод, что преобразование ОВ зависит от повышенного теплового потока из недр, что вполне согласуется с глубинным тепловым потоком Байкальского рифта.
Изучение ОВ позволяет дать оценку процессам, происходящим в разновозрастных палеогеосистемах и современным процессам, происходящим в различных геосистемах, особенно в условиях возрастающих техногенных потоков в геосистемы бассейна оз. Байкал.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
1. Задачи мониторинга гетерогенных биогеохимических полей // Геохимия техногенеза: Тр. I всес. совещ. - Иркутск, 1986. - С.52-56 (совместно с С.Д. Талиевым, О.А. Моложавой, Ю.Т. Ильиным, Н. Р. Машьяновым). ;
2. Поступление и условия накопления углеводородных соединений в озерных отложениях Прибайкалья // Совещание по истории озер СССР: Тез. докл. - Л., 1986. - С.152-154 (совместно с М.К. Шимарае-вой, С.Д. Талиевым, Г.С. Голдыревым, О.А. Моложавой).
3. Использование экспресс-методов при изучении углеводородов в оз. Байкал // Аналитика Сибири: Тез. докл. всес. совещ. - Красноярск, 1986. - С.48 (совместно с Е.Е. Юдовичем, С.Д. Талиевым).
4.Углеводороды как составляющий элемент биогеохимических полей Байкала //Региональный мониторинг состояния оз. Байкал. - JI.:
Гидрометеоиздат, 1987.- С.120-128 (совместно с С.Д. Талиевым, О.А Моложавой).
5. Компонентный состав углеводородных соединений донных отложенш оз. Байкал в системе мониторинга // Проблемы экологии Прибайка лья: Тез. докл. III Всес. совещ. - Иркутск, 1988. - С.32.
6. Исследование углеводородных соединений как составная часть геосис темного мониторинга // География почв и геохимия ландшафтов Си бири. - Иркутск, 1988. - С.106-113.
7. Органическое вещество в сточных водах г. Улан-Удэ // Эколого гигиеническая оценка коммунальных й промышленных сточных во; на городских очистных сооружениях: Тез. докл. - Улан-Удэ, 1990. С.22 (совместно с Г.В. Белявцевой, Ж.В. Дубовенко).
8. Гидрохимический анализ воды р. Селенги: 1989 г. // Экологогигие-ническая оценка коммунальных и промышленных сточных вод на городских очистных сооружениях: Тез. докл. - Улан-Удэ, 1990. - С. 3S (совместно с Р.П. Лосевой, Ж.В. Дубовенко).
9. Загрязнение донных отложений Южного Байкала лигнинными веществами // Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы: Тез. докл., г. Байкальск, 1990. - С.73-75 (совместно с Ж.В. Дубовенко, A.M. Бейм, Г.В. Белявцевой и др.).
10.Экстрагируемые органические соединения в воде и донных отложениях зоны выпуска сточных вод Байкальского ЦБК // Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы: Тез. докл. -Байкальск, 1990. - С.75-76 (совместно с Ж.В. Дубовенко).
11.Результаты гидрохимического мониторинга р. Ангары в районе Усть-йлимска // Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы: Тез. докл. - Байкальск, 1990. - С.93-94 (совместно с И.П. Жук, Б. Н. Гурбашковым и др.).
12.Предварительная химико-аналитическая характеристика сточных вод Северо-Байкальского отделения БАМ (влияние на оз. Байкал и его притоки) // Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы: Тез. докл. - Байкальск, 1990. - С.94-96 (совместно с Р.П. Лосевой, Е.И. Грошевой).
13.Гидрохимическая характеристика сточных вод очистных сооружений г. Улан-Удэ // Мониторинг состояния озера Байкал. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - С.70-74 (совместно с Е.И. Грошевой, Р.П. Лосевой).
14.Идентификация лигнинных веществ в донных отложениях озера Байкал // Мониторинг состояния озера Байкал. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - С.97-105 (совместно с Дубовенко Ж.В., Занкевич В.Н. и др.)
15.Органическое вещество в водах Южного Прибайкалья. Терпеновые углеводороды // Мониторинг и оценка состояния Байкала и Прибайкалья. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - С. 149-153 (совместно с Ж.В. Дубовенко, Р.П. Лосевой).
16.Техногенные потоки углеводородных соединений в бассейне оз. Байкал // География и природные ресурсы. - 1993. - № 2. - С. 68-72 (совместно с В.А. Снытко).
17.0 балансе углеводородных соединений в озере Байкал // Известия РГО. - 1994. - № 3. - С. 65-69 (совместно с В.А. Снытко).
18.Атмосферные потоки в геосистеме бассейна оз. Байкал // Известия АН, сер. геогр. - 1994. - № 2. - С.89-92 (совместно с В.А. Снытко).
19.0 роли аквальных геохимических барьеров в трансформации углеводородных соединений в Байкале // География и природные ресурсы. -
1995. - №1. - С. 72-75 (совместно с В.А.Снытко).
20.Оценка влияния Байкальского ЦБК, населенных пунктов Слюдян-ского района и железнодорожной магистрали на экосистему Южного Байкала // Промышленная экология и рациональное природопользование в Прибайкалье. - Иркутск, 1995. - С.21-23 (совместно с Гроше-вой, В.М. Куделиным, Р.П. Лосевой, С. Хаяши).
21.Современные уровни загрязнения р. Селенги // Геогр. и прир. рес. -
1996. - №3. - С.176-178 (совместно с Е.И. Грошевой и др.).
22.Геоэкологические проблемы Приселенгинского Забайкалья // География и природные ресурсы. - 1996. - № 1, - С.56-64 (совместно с В.А. Снытко, А.Р. Батуевым, Л.А. Плюсниным и др.).
23 .Органическое вещество поверхностного слоя донных осадков оз. Байкал // Геохимия, 12 с. (в печати).
24.Восстановление литолого-фациальных обстановок осадконакопления по биомаркерам (н-алканы) в плейстоцен-голоценовых осадках оз. Байкал // геохимия 12 с. (в печати).
Отпечатано в РАН СО институт геохимии тираж 100 экз. заказ 147.
-
Афонина, Татьяна Евгеньевна
-
доктора геолого-минералогических наук
-
Иркутск, 1998
-
ВАК 04.00.02
- Потоки углеводородных соединений в оз. Байкал, процессы их накопления и преобразования в донных осадках
- Сравнительная характеристика природной и техногенной составляющих в геосистемах бассейна оз. Байкал
- Поступление осадочного материала в Байкал и процессы раннего диагенеза в донных осадках озера
- Условия голоценового осадкообразования в озере Байкал
- Поровые воды донных отложений оз. Байкал в районах накопления и разгрузки углеводородов
