Введение 3
Глава 1. Физико-географическая характеристика района исследований 4
1.1. Географическое положение 4
1.2. Климат 5
1.3. Рельеф и геологическое строение 7
1.4. Гидрография 11
1.5. Растительный мир 13
1.6. Почвенный покров 16
1.7. Экологическое состояние территории 18
1.8. Описание объекта исследований 21
Глава 2. Методика исследований 22
2.1. Методика полевых исследований донных осадков 22
2.2. Методика лабораторного анализа донных осадков 23
2.3. Методика камеральной обработки материалов 25
Глава 3. Результаты исследования озера 26
3.1. Гранулометрический состав донных осадков и содержание органического углерода 27
3.2. Анализ показателей воды за предыдущие годы исследований, изучение концентраций тяжёлых металлов в водной биоте 33
3.3. Анализ пространственного распределения валового содержания элементов в донных осадках в 2014-2015 гг 40
3.4. Анализ пространственного распределения валового содержания элементов и их подвижных форм в донных осадках в 2016 г 47
Выводы 65
Литература и Интернет-источники 67
Национальный парк - территория, на которой ограничена хозяйственная деятельность человека с целью охраны окружающей среды. Полное же ограничение деятельности человека на какой-то территории невозможно и, скорее всего, бессмысленно, ведь в настоящее время влияние человека на окружающую его среду глобально. Данная работа направлена на изучение влияния человека (в непромышленных масштабах) на конкретный водный объект на территории национального парка (НП) «Смоленское Поозерье» и выявление геохимических признаков такового.
Объект исследований - озеро Сапшо, относящееся к центральной группе озёр национального парка. Его характеристики, такие как, например, площадь зеркала в 2,88 км2, самая большая среди озёр в этой части национального парка, географическое положение (в центре НП), промысловая (наличие рыбных ресурсов) и эстетическая ценность сделали пос. Пржевальское на берегу центром туризма и местом отдыха как местных жителей, так и приезжих. Целью работы является исследование эколого-геохимического состояния озера на основе изучения донных отложений и других компонентов водной системы. В рамках данной работы поставлены следующие задачи:
1. Полевое обследование озера;
2. Отбор проб донных осадков по регулярной сети при помощи ковша- дночерпателя;
3. Отбор проб гидробионтов (рыб и моллюсков);
4. Определение гранулометрического состава отложений;
5. Определение количества органических веществ в виде органического углерода;
6. Химический анализ как валового содержания, так и концентраций подвижных форм тяжёлых металлов в пробах;
7. Изучение состояния воды по имеющимся литературным данным;
8. Статистическая обработка данных;
9. Построение карт-схем распределений параметров;
10. Как результат - выявление зависимостей распределения тяжёлых металлов в осадках и наличия и масштабов антропогенного влияния на данный объект.
По результатам проведённых исследований можно сделать некоторые выводы. Успешно проведённые полевые работы в августе 2016 года позволили изучить объект на местности и отобрать пробы донных осадков, послуживших материалом для нескольких типов анализа и главным источником данных. Изучение гранулометрического состава позволило выделить 6 типов осадков: алевритовые пелиты, песчано-алевритовые пелиты, песчано-пелитовые алевриты, алевритовые пески, пелитовые пески и пески мелкозернистые и сделать вывод о том, что в озере преобладают мелкообломочные плохо сортированные отложения. Количество органического углерода велико (чуть выше 14%).
Изучение литературных данных о состоянии воды указывает на некоторую эвтрофикацию озера. Среди признаков этого явления можно отметить неоднократное превышение норматива (ПДКрыбхоз) показателями ХПК и БПК5. Рассчитанный ИЗВ показал сильную степень загрязнения воды, но высокие природные концентрации Mn, Cu и Fe, составивших значительный вклад в этот показатель, не позволяют определить реальные масштабы загрязнения. Можно лишь указать обнаруженные компоненты, имеющие антропогенное происхождение и превысившие нормативы за изучаемый период времени: пестициды, нефтепродукты, аммиачный азот и азот нитритов. В организмах, обитающих в озере, происходит накопление тяжёлых металлов, содержания Zn, Fe и Cu в отдельных органах рыб выше, чем в соседних озёрах.
На основе результатов анализа химического состава донных отложений можно сделать выводы о распределении элементов на дне озера. Во многих случаях большие концентрации металлов как в подвижных формах, так и их валовое содержание связаны с мелким гранулометрическим составом и/или высоким содержанием органики. Исключением является Cu, которая активно переходит в подвижную форму в осадках, представленных крупными фракциями. Примером аномалии распределения валового содержания можно назвать Fe, количество которого вне зависимости от типа осадков максимально в юго-западной части озера около места для стоянки туристов. Также высокие концентрации часто наблюдаются в зонах впадения Безымянного ручья (на северо-западе) и реки Сапшанки (на юго-востоке) в озеро, что говорит об их вкладе в формирование в том числе химического состава осадков и позволяет сделать предположение о загрязнении этих водотоков выше по течению. Подсчёт доли подвижных форм в валовом содержании выявил увеличение подвижности некоторых металлов (Ni, Pb, Zn) в северной части озера вблизи пос. Пржевальское, а также мест туристических стоянок.
Расчёт суммарного загрязнения донных осадков за 3 года позволяет сравнить данные показатели. Отличия не слишком велики (определённый уровень загрязнения - низкий или средний), но они присутствуют. Если в 2014-2015 гг. повышенные значения показателя в целом согласуются с участками естественного накопления тяжёлых металлов (в глубоководных участках с илистыми осадками), то в 2016 году ситуация несколько иная - заметно увеличение показателя вблизи областей, находящихся под антропогенным воздействием (рядом с населёнными пунктами). Расчёт показателя разными способами в 2016 г. также помогает выявить аномальные величины: содержание Cu и Pb часто превышают фоновые значения в обоих случаях. Нужно отметить, что использование в качестве фона кларков элементов в песчаниках не является абсолютно уместным в данных условиях, так как донные осадки в озере часто образованы более мелкими частицами. Тем не менее, применение более точного метода химического анализа отложений в 2016 году позволяет сделать вывод о некотором антропогенном влиянии на состояние озера, проявляющемся в загрязнении донных осадков, а значит и воды.
1. Алексеев Я. Я. Растительный покров Смоленской области. Смоленск: Смол. обл. гос. изд-во, 1949, 156 с.
2. Алексеенко В. А., Алексеенко А. А. Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных ландшафтов, Ростов н/Д: Изд-во Южного Федерального университета, 2013, 388 с.
3. Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Смоленской области в 2010 году», Администрация Смоленской области. Смоленск: Смоленская городская типография, 2011, 251 с.
4. Климов А. И. Природа Смоленской области. Смоленск: Смолгиз, 1951, 100 с.
5. Кононова Л.А., Зеленковский П.С., Подлипский И.И. Методика проведения эколого-геологической оценки состояния донных отложений озера Сапшо (национальный парк «Смоленское Поозерье»). / Материалы XV межвузовской молодежной научной конференции «Школа экологической геологии и рационального недропользования». СПб.: Изд-во СПбГУ, 2015, с. 52-57;
6. Кучинский П. А. Почвы Смоленской области и способы повышения их плодородия. Смоленск: Смол. обл. гос. изд-во, 1950, 318 с.
7. Маймусов Д. Ф. Почвы Смоленской области (Генезис, состояние, управление плодородием). М.: Прометей, 1992, 286 с.
8. Национальный парк "Смоленское Поозерье" справочно-информационное издание. Смоленск: Маджента, 2006, 79 с.
9. Огрызкова О.С., Эйрих А.Н., Серых Т.Г. и др. Сезонные изменения содержания марганца в воде Новосибирского водохранилища. // Известия АлтГУ, 2014. №3 С. 176-180.
10. Опекунов А. Ю. Экологическая седиментология. Учебное пособие. СПб: Изд-во СПбГУ, 2012, 224 с.
11. Опекунова М. Г., Арестова И. Ю., Елсукова Е. Ю. Методы физико-химического анализа почв и растений. СПб: Изд-во СПбГУ, 2002, 68 с.
12. Основные направления развития национального парка "Смоленское Поозерье" на 2002-2006 годы. Москва-Пржевальское, 2002, 30 с.
13. Погуляев Д. И. Геология и полезные ископаемые Смоленской области. Т. 1: геология. Смоленск: Кн. изд-во, 1955, 248 с. (a)
14. Погуляев Д. И. Геология и полезные ископаемые Смоленской области. Т. 2: полезные ископаемые. Смоленск: Кн. изд-во, 1955, 319 с. (б)
15. Погуляев Д. И., Природные условия Смоленщины и влияние их на сельскохозяйственное производство. Смоленск: Кн. изд-во, 1959, 50 c.
...