В статье приведены результаты многолетних гидрохимических исследований водотоков Эльгинского угольного разреза. По сравнению с гидрохимическими исследования 2008, 2010–2011 гг. зафиксированы довольно высокие содержания свинца, марганца и меди в воде водных объектов Эльгинского месторождения угля.
Ключевые слова: Алгома, водоток, гидрохимия, микроэлементы, удельный комбинаторный индекс, Большое Токо.
Эльгинское месторождение — одно из самых крупных в мире месторождений коксующихся углей. Оно представлено мощными (до 15 метров) пологими пластами с перекрывающими отложениями небольшой мощности. Месторождение расположено в юго-восточной части Якутии, в 415 км к востоку от города Нерюнгри и на 320 км севернее поселка Верхнезейск, в центральной части Токинского угленосного района.
На Эльгинском месторождении планируется добывать и обогащать коксующийся уголь с высоким содержанием летучих веществ, высокой текучестью, низким содержанием серы, азота и фосфора, высокой теплотворной способностью, а также окисленный уголь, относящийся к энергетическим, с высокой теплотворной способностью. В августе 2011 года Эльгинский разрез введен в эксплуатацию [1].
В зоне интенсивного техногенного давления окажутся водотоки, относящиеся к бассейну р. Алгома и западная и северо-западная часть акватории озера Большое Токо.
Водотоки этого нагорья имеют горный характер, глубокие, узкие, преимущественно беспойменные долины, дно которых заполнено крупными делювиальными и аллювиальными отложениями. Склоны долин большей частью скалисты или покрыты каменистыми осыпями. Русла рек порожистые и устойчивые в плане. Большинство водотоков имеют полугорный или горный тип русла. В ряде случаев равнинный тип русла отмечается на приустьевых участках рек, в верховьях рек, берущих начало на относительно выровненных водораздельных поверхностях или протекающих в межгорных котловинах.
Озеро Большое Токо является одним из уникальных озер Республики Саха (Якутия). Озеро имеет тектоническое происхождение, является одним из самых глубоких водоемов Республики Саха (Якутия).
Для оценки современного состояния водных объектов, находящихся в зоне деятельности Эльгинского угольного комплекса сотрудниками Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова с 2008 г. по настоящее время проводятся комплексные мониторинговые исследования и составлена Программа комплексного экологического мониторинга. В рамках комплексного экологического мониторинга в 2008, 2010–2011 гг. исследованы водные объекты, протекающие на территории Эльгинского месторождения и уникальное озеро Большое Токо.
Целью данного исследования является оценка современного состояния водных объектов, находящихся в зоне влияния Эльгинского угольного комплекса.
Гидрохимическое опробование производилось согласно ГОСТ Р 51592–2000. Отбор проб воды производился в период летне-осенней межени. Хранение проб осуществлялось согласно ГОСТ 17.1.5.05–85. Непосредственно при отборе проб воды измерялись: температура, водородный показатель рН, газовый режим воды. Пробы воды и донных отложений были проанализированы в лаборатории физико-химических методов анализа НИИПЭС СВФУ.
Всего исследованы 5 водотоков (рр. Укикит, Укикиткан, Ундыткан, Уряды, Эльга) и озеро Большое Токо. В период исследования температура воды рек на обследуемых участках в момент взятия пробы воды колебалась в пределах от 4,2 до 10,2˚С. Газовый режим соответствует летнему нормативу предельно-допустимых концентраций для рыбохозяйственных целей (далее ПДКвр).
Показатели БПК5 и ХПК также соответствуют летнему нормативу. Максимальная концентрация взвешенных веществ до 300 мг/дм3 зафиксирована в воде р. Ундыткан во время паводка, в остальных водотоках и в оз. Большое Токо содержание их довольное низкое.
Все изученные воды бассейна реки Алгома в момент опробования относятся к маломинерализованным водам, с нейтрально-слабощелочной средой и очень мягкими водами. Химический состав преимущественно гидрокарбонатного класса с преобладанием катиона кальция (рис. 2).
катионы
анионы
Рис. 2. Катионно-анионный состав исследованных водотоков Эльгинского угольного бассейна
Из биогенных элементов превышения нормативов ПДКвр зафиксировано по иону-аммония до 2,6 раз, в воде р. Укикиткан отмечено очень высокое содержание нитритов до 20 ПДКвр. Вероятно, это связано, с тем, что во время паводка из-за резкого увеличения уровня воды отмечается интенсивный поверхностный смыв с водосборной площади, в частности почвенного покрова. Концентрации большинства определяемых микроэлементов (Ba, Li, Sr, Ni, Cd, Co, Cr, Zn, As, Hg) оказались ниже предела обнаружения прибора. Превышения нормативов ПДКвр выявлено по меди, свинцу и марганцу. Возможно, высокие содержания иона-аммония, нитритов, свинца, меди и марганца связано с поступлением их с водосборной площади во время обильных атмосферных осадков. Содержание АПАВ, фенолов и нефтепродуктов в воде изученных участков рек находятся значительно ниже предела обнаружения анализа.
Для оценки качества вод нами использован удельный комбинаторный индекс загрязненности вод [2]. В целом поверхностные воды Эльгинского угольного бассейна по данному индексу характеризуются как условно «чистые» и «умеренно-загрязненные». Основными загрязняющими веществами выступают медь, свинец и марганец, а также выявлены единичные случаи превышения нормативов по нитритам.
В ходе гидрохимического мониторинга были исследованные донные отложения, отобранные из всех исследованных водных объектов Эльгинского месторождения угля.
Донные отложения являются важным компонентом водных экосистем, аккумулятором и одновременно депонирующей средой различных поллютантов. На территории Эльгинского месторождения угля отобрано 9 проб донных отложений.
В исследованных водотоках среда донных отложений меняется от «слабокислых» до «слабощелочных». В большинстве исследованных вод бассейна р. Алгома содержание органического углерода довольно низкое до 1,0 %. Количественный анализ донных отложений выполнен атомно-абсорбционным методом на спектрометре МГА-915.
Для характеристики донных отложений поверхностных водотоков, находящихся на территории Эльгинского месторождения угля, рассчитан локальный геохимический фон (n=9). Донные отложения поверхностных водотоков исследуемого участка по рассчитанным коэффициентам концентрации (Кк) отличаются проявлением повышенных относительно локального геохимического фона концентраций целого ряда химических элементов. По значениям коэффициентов концентрации построены микроэлементные накопительные ряды, характеризующие состав донных отложений поверхностных водотоков, находящихся на территории Эльгинского месторождения угля:
— р. Укикит: Cd8,3 →Cu2,3 →Mn2,2 →Ni2,1 → (Pb-Zn)1,9
— р. Уряды: Cu2,3 → (Ni-Zn)1,6
Таким образом, донные отложения рр. Укикит и Уряды обогащены сидеро- и халькофильными элементами: Ni, Cd, Mn, Pb, Cu, Zn. В донных отложениях рр. Ундыткан, Эльга, Укикиткан и оз. Большое Токо превышения локального фона не выявлены.
В целом, по сравнению с гидрохимическими исследования 2008, 2010–2011 гг. зафиксированы довольно высокие содержания свинца, марганца и меди в воде водных объектов Эльгинского месторождения угля. Также отмечаются концентрации превышающие нормативы ПДКвр по ион-аммония и нитритам. Возможно, связано с повышением уровня воды за счет обильных атмосферных осадков, что привело к вымыванию этих элементов из водосборной площади. Таким образом, необходимо проводит гидрохимический мониторинг во всех фазах гидрологического режима на вышеприведенных водотоках.
Литература:
- Электронный ресурс www.mechel.ru — главный сайт российской компании «Мечел».
- РД 52.24.643–2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям
