Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Таблица 3

Содержание макро- и микроэлементов в снеговой воде Южной котловины оз. Байкал, март 2015 г.

На территории г. Иркутска в снеговом покрове преобладают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), серебро, цинк, ртуть, свинец, медь, бериллий, хром. Город Шелехов характеризуется преобладанием ПАУ, фтора, свинца, меди, ртути, серебра, никеля, ванадия, лития; г. Ангарск – ПАУ, кобальта, ванадия, хрома, марганца, меди, никеля.

При сопоставлении химического состава снеговых вод Иркутско-Черемховского промышленного узла [1, 6, 7] с данными для Южного Байкала, в участках удаленных от промышленных центров [3, 5, 8, 10, 11], можно сделать вывод: загрязнение территории от локальных источников распространяется на десятки км по преобладающему направлению ветра и на юге Байкала сменяется региональным, где осадки меньше загрязнены элементами, свойственными для окрестности Иркутско-Черемховского промышленного узла. В его формировании участвуют выбросы данного промышленного района.

Таким образом, наибольший вклад в загрязнение атмосферы над Южным Байкалом с превышением максимальных разовых ПДК вносят предприятия Слюдянки и Байкальска. Вследствие удаленности и наличия орографических препятствий влияние Иркутско-Черемховского комплекса на загрязнение атмосферы над Южным Байкалом намного меньше и не превышает средних суточных концентраций для выбрасываемых в атмосферу твердых примесей.

Для Южного Прибайкалья в декабре и апреле образуются противоположные условия для рассеивания примесей. В декабре усиливается азиатский антициклон. Примеси от приподнятых источников выбросов концентрируются преимущественно вблизи них. Однако из-за больших температурных перепадов водной поверхности и суши в районе Южного Байкала возникают ветры сильной муссонной составляющей, которая обеспечивает перенос примесей в сторону Байкала от близлежащих предприятий Култука, Слюдянки и Байкальска.

В конце зимы происходит постепенная разрушение азиатского антициклона, скорость ветра достигает максимума в апреле – мае. В этот период антропогенные примеси перемещаются на более дальние расстояния, что приводит к наложению полей загрязнения от предприятий, расположенных в зоне атмосферного влияния.

Южнобайкальский промышленный узел

Наиболее значительное влияние на экосистему оз. Байкал и центральную зону Байкальского региона оказывает Южнобайкальский промышленный узел. Аэропромвыбросы от предприятий, расположенных в этом узле, имеют высокую вероятность попадания в озеро. В атмосферный воздух выбрасываются следующие загрязняющие вещества: сероводород, диметилсульфид, диметилдисульфид, двуокись хлора, метилмеркаптан, скипидар и др. Ареал данного промышленного узла охватывает юго-западное побережье оз. Байкал вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. Здесь имеются крупные транспортно-промышленные узлы – гг. Байкальск и Слюдянка, а также ряд поселков и железнодорожных станций. Самым крупным загрязнителем природной среды выступают предприятия Слюдянки и Байкальска.

Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников города Байкальск составил 6,5 тыс. тонн. Вклад автотранспорта в суммарный выброс – 1,3 тыс. т (12,4 %). Основной вклад в загрязнение вносят ТЭЦ бывшего ОАО БЦБК и котельные. По сравнению с 2010 годом произошло уменьшение выбросов на 5,6 тыс. тонн за счет приостановки работы ОАО БЦБК.

Для г. Байкальска характерны значительные колебания величин рН осадков от 4,11 в июне до 7,14 в марте (табл. 2). Средние содержания в осадках минеральных веществ (16,77 мг/л) и взвешенных веществ (62,30 мг/л) близки к фоновым для Южной котловины оз. Байкал. Максимальные концентрации суммы минеральных веществ, сульфатов, нитратов, нитритов, гидрокарбонатов и натрия превышают фон в 2, 9, 3, 13, 5 и 4 раза соответственно, что в 2,6 раз меньше по сравнению с 2010 г. Концентрации ртути в талой воде колебались от 0,02 до 0,08 мкг/л, нефтепродуктов от 0,01 до 0,06 мг/л (табл. 3).

Средняя концентрация сульфатов – 8,8 мг/л. Максимальные концентрации в талой воде нефтепродуктов, взвешенных веществ, сульфатов, нитратов, свинца, ртути и нефтепродуктов наблюдались на побережье, вблизи ТЭЦ бывшего ОАО БЦБК и черте г. Байкальск. Содержания Pb и Hg в снеговой воде превышают значения ПДК в 4 и 8 раз.

Площадь загрязнения взвешенными веществами и сульфатами составила около 45 км2. По сравнению с 2011 годом площадь загрязнения взвешенными веществами снизилась в 2,1 раза, сульфатами в 1,7 раз. По сравнению с 2010 годом в талой воде возросло процентное отношение концентрации минеральных веществ, азота нитритного и нитратного, сульфатов, натрия, нефтепродуктов; снизилось содержание взвешанных веществ, аммония, фосфора.

В Слюдянском районе в 2013 году в атмосферу поступило 7,4 тыс. т загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников (в 2,8 раз меньше, чем в 2011 г.). В районе расположено 15 предприятий. Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят три предприятия строительных материалов (49 %) и шесть предприятий транспорта (35 %). Также источниками выбросов загрязняющих веществ являются дымовые трубы мелких котельных, работающих на твердом топливе. Степень улавливания загрязняющих веществ на ряде предприятий составляет менее 50 %, а на предприятиях пищевой промышленности и транспорте они выбрасываются в атмосферу без очистки.

Город Слюдянка расположен на юго-западном берегу оз. Байкал в его крутой излучине. Производственная основа города – предприятия промышленности строительных материалов, металлообработки. Здесь находится одна из крупных вагоно-пассажирских станций, много мелких котельных и домов частного сектора с печным отоплением. Автотранспорт является дополнительным источником загрязнения воздуха. Суммарные выбросы в атмосферу в 2013 г. от предприятий и автотранспорта составили 1,22 тыс. т. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна в г. Слюдянке являются предприятия строительной индустрии (карьер «Перевал», Слюдянское рудоуправление, асфальтобитумный завод); дополнительными источниками являются отопительные котельные (59 ед.), частный сектор с печным отоплением и автотранспорт (свыше 15 тыс. ед.). Слюдянский карьер «Перевал» осуществляет добычу мрамора для производства цемента. Технологические процессы (взрывные работы, бурение, погрузка и выгрузка горной массы дробление и т.д.) сопровождаются интенсивным пыле- и газовыделением. Среднегодовой валовой выброс устойчив в последние годы и составляет около 4500 т/г, из них пыли – 3500 т/г. Предприятие расположено за городской чертой на расстояние 2500 км от жилой застройки.

Слюдянское рудоуправление осуществляет добычу бело-розовых мраморов открытым способом. Предприятие имеет 68 источников загрязнение, в том числе 20 организованных, из которых 15 оборудованы пылегазоулавливающими установками с КПД 58,5 %. Участки предприятия, технологические процессы которых сопровождаются интенсивным пылевыделением, располагаются на удалении 3000 м от жилых районов. Валовой выброс загрязняющих веществ составляет около 650 т/г, из них пыли 280 т/г.

Асфальтобитумный завод производит асфальтобетон для дорожных работ. Он удален от жилой застройки на 1500 м. Валовой выброс загрязняющих веществ составляет 17 т/г, из них пыли 50 %.

Максимальные концентрации определяемых химических элементов и веществ в снежном покрове превышали установленные нормы только по нефтепродуктам в 1,2 раза. Коэффициент концентрации сульфатов по отношению к фону составил – 7,9.

Существенный вклад в загрязнение снежного покрова и поверхностных вод притоков оз. Байкала на участке Слюдянка – Выдрино вносит Восточно-Сибирская железная дорога. Содержание взвешенных веществ, нитритов и меди в снеговой воде превышали значения в контрольных точках в 2,7; 1,6 и 1,7 раз. Концентрации нефтепродуктов, отличались от контрольных в 1,2 раза. Загрязняющие вещества с железнодорожного полотна попадают в оз. Байкал в результате таяния снега и смыва атмосферными осадками.

Показатель кислотности (рН) талого снега 2015 г. на территории г. Слюдянка составил 6,8; на территории п. Култук – 6,7; в фоновом районе – 6,4. Зона загрязнения снежного покрова для г. Слюдянка проходит в радиусе от 0 до 5 км. На территории города Слюдянка среднее содержание сульфатов составило 2,6 фона.

Поселок Листвянка расположен на северо-западном берегу южного Байкала вблизи истока Ангары. Население составляет 2,3 тыс. человек. Промышленные предприятия со значительными выбросами отсутствуют. Влияние на загрязнение атмосферного воздуха оказывает судоверфь, мелкие котельные, печное отопление жилого сектора и выбросы автотранспорта. Суммарные выбросы в атмосферу от этих предприятий в пределах 40 – 50 т/год. Среднегодовые концентрации токсических веществ ПДК не достигали. Максимальные разовые концентрации в отдельные дни достигали: по взвешенным веществам в 2,2 ПДК, диоксиду азота – 8,1 ПДК, диоксиду серы – 8,1 ПДК.

Величина рН снега 2015 г. варьирует от 5,8 до 6,3. Минерализация талой воды достигает 14,9 мг/л. Содержания хлоридов в талой воде колеблется от 2,59 до 5,25 мг/л; натрия – от 0,34 до 1,38; калия – от 0,3 до 1,2; кальция от 0,6 до 2,8 мг/л; магния от 0,12 до 0,23 мг/л.

По результатам снегогеохимической съемки установлены достаточно высокие содержания хлоридов, нитратов, калия и натрия в снеге по отношению к фону (Кк = 1,4; 14; 4; 4,7 соответственно), что свидетельствует о поступлении их соединений из атмосферы, аэрозоли которых оседают на поверхность, поскольку в поселке в основном печное отопление. При сопоставлении современного ионного состава этих компонентов с имеющимися литературными данными гидрохимической структуры атмосферных осадков п. Листвянка за 5-летний период (Воробьева и др., 2010) установлен значительный рост абсолютных и относительных значений концентрации хлоридов, сульфатов, нитратов, калия и натрия. Этот современный тренд формируется преимущественно под воздействием техногенных потоков от промышленных районов Верхнего Приангарья.

Основными предприятиями п. Култук являются Култукский мясокомбинат, автотранспортное предприятие и нефтебаза. Ежегодное количество выбросов в атмосферу колеблется в пределах 416 т. Атмосферный воздух в наибольшей степени загрязнен пылью. Среднегодовые концентрации токсических веществ ПДК не достигали. Максимальная концентрация взвешенных веществ в отдельные дни достигала 2,8 ПДК.

В районе пос. Култук – г. Слюдянка основными, загрязняющими снежный покров на озере и побережье, как и в предыдущие годы, остаются техногенная пыль (взвешенное вещество) и сульфаты. На территории п. Култук среднее значение загрязнения сульфатами снежного покрова составляло 7,9 фона. Высокий уровень содержания этих веществ сохранялся в снежном покрове вдоль трассы г. Байкальск – г. Кабанск. В районе пос. Култук – г. Слюдянка концентрации нефтепродуктов вблизи п. Култук колебались от 0,01 до 0,06 мг/л, взвешенных веществ от 17 до 146 мг/л достигая максимума на прибрежной к берегу точке в районе Култука и Слюдянки. Содержание железа и бария в талых водах снега в черте п. Култук превышали фоновое значение в 18,7 и 1,6 раз. По сравнению с прошлым годом уменьшилось содержание хлора в снежном покрове.

В целом, экосистема южной части озера и побережья Байкала продолжает находиться под сильным влиянием выбросов в атмосферу предприятий Байкальска, Листвянки, Слюдянки и транспортной магистрали, пролегающей вдоль побережья.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты опробывания и химического анализа снежного покрова Южной котловины оз. Байкал и прилегающей территории выявили аномалии, приуроченные к долине р. Ангары и прибрежным населенным пунктам (Листвянка, Слюдянка, Култук, Байкальск) с повышенными коэффициентами контрастности для следующих химических элементов и веществ: F – 7,5; Cl – 2,0; SO4 – 9,2; NO2 – 12,8; NO3 – 19,5; PO4 – 18,3; K – 4,3; Na – 8,2; NH4 – 30; Mo – 4,2; Mn – 6,8; Ba – 12,4; Al – 5,4; Pb – 3; Ni – 3; Cu – 3; Be – 4; V – 6; Fe – 7,3; Si – 19,5; Zn – 6,6; Sr – 3,9; Ti – 3,5; Hg – 2,7; нефтепродукты – 4 (превышение фона). Следует отметить, что фоновые концентрации большинства химических элементов очень низкие, ниже ПДК в десятки – тысячи раз. По некоторым компонентам, например, фтор ощущается дефицит, который активно пополняется за счет развитой алюминиевой промышленности в регионе. Содержания NH4, Pb, Be, Hg и нефтепродуктов в снеговой воде превышают ПДК соответственно в 24, 4, 6, 2, 3 раза.

По комплексности и интенсивности аномалии наиболее развитых Иркутско-Черемховского и Южнобайкальского промышленных узлов относятся к техногенным и являются следствием выброса в атмосферу самых разнообразных производств химической, топливно-энергетической и металлургической промышленности. Вблизи п. Листвянка наблюдается повышенное содержание ионов фтора и некоторых тяжелых металлов в снеговой воде, которые свойственны техногенным выбросам алюминиевой промышленности. Однако вблизи самого алюминиевого завода концентрации этих химических элементов в жидкой фазе снега выше, чем в п. Листвянка в десятки и сотни раз (более 90 %). Следовательно в прибрежной зоне поселка преобладает локальное загрязнение, свойственное печному отоплению, а региональное – составляет не более 10 %.

Сравнивая данные за пятилетний период можно сделать вывод, что наблюдается тенденция увеличения содержания сульфатов, нитратов, фтора и некоторых тяжелых металлов, при некотором снижении концентрации кальция, магния и калия в снеговой воде акватории оз. Байкал. Из данных видно, что за последние 5 лет произошло небольшое увеличение регионального загрязнения (в 1,1 – 2 раза по отдельным компонентам). Хотя данные за последние 15 лет показывают, что в конце 1990-х и начале 2000-х годов происходило уменьшение загрязнение в 2 раза, что было связано со спадом промышленного производства [2, 3, 10, 11 и др.].