Исследование загрязнения и оценка состояния окружающей природной среды высокогорий Прибайкалья Политов, Сергей Вячеславович

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ, Озеро Байкал - уникальное природное образование, в котором сосредоточено более 80% поверхностных пресных вод России. Приходная часть водного баланса озера более чем на 80% состоит из притока воды с реками (Атлас "Байкал", 1993). Поэтому огромное значение для сохранения уникальной экосистемы Байкала имеет состояние природной среды его водосбора. Одним из наиболее распространенных типов ландшафта в горах Прибайкалья (со всех сторон окружающих озеро) является высокогорный тип ландшафта. Высокогорья, как правило, являются наиболее уязвимым звеном в цепи геосистем всех высотных уровней. Большинство истоков рек бассейна озера лежат в высокогорьях, там же выпадает наибольшее количество осадков (Атлас "Байкал", 1993), что, наряду со значительной площадью, занимаемой ими в горах Прибайкалья (20-50%), придает этому типу ландшафта громадное водоохранное значение. Между тем, до начала нашего исследования уровень и характер загрязнения высокогорий оставался практически неизученным. Все эти обстоятельства сделали актуальным наше исследование.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является определение характера и степени загрязнения окружающей природной среды высокогорий Прибайкалья и последующая оценка ее состояния.

В задачи исследования входило:

1. Характеристика особенностей природы высокогорий Прибайкалья и оценка источников их загрязнения

2. Определение атмосферных выпадений серы, азота, твердых частиц, металлов, пестицидов и радионуклидов в различных природных комплексах высокогорий Прибайкалья и пространственный анализ этого явления

3. Определение современного уровня загрязнения атмосферных осадков, поверхностных вод, почв и растительности этими веществами

4. Получение количественных характеристик влияния источников загрязнения атмосферы различного удаления и мощности на высокогорья Прибайкалья

5. Оценка влияния атмосферных выпадений на природные комплексы высокогорий

6. Выявление долговременных тенденций в загрязнении высокогорий и определение факторов их обуславливающих

Данная работа проводилась в райках программы мониторинга состояния окружающей природной среды бассейна озера Байкал. Поэтому концепция и общая методология регионального мониторинга бассейна озера Байкал (Мониторинг состояния озера Байкал, 1991) послужили методической базой данного исследования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Впервые для наиболее труднодоступной части гор Прибайкалья площадью 24000 км² произведена комплексная оценка загрязнения природной среды. Это необходимая часть комплексной оценки состояния природы России. Определена роль локальных, региональных и глобшіьньїх источников загрязнения атмосферы в этом процессе. Впервые для подобного рода исследований в горных районах бассейна Байкала это сделано на эспериментальном материале. Впервые нами обнаружены трассеры влияния региональной промышленности на загрязнение атмосферных осадков бассейна Байкала - микрочастицы золы. Впервые для различных ландшафтных условий высокогорий Прибайкалья преимущественно экспериментальном путем получены значения атмосферных выпадений на снег различных загрязняющих веществ. Эти данные углубляют наши представления об особенностях выведения примеси из атмосферы в горных условиях и могут быть распространены на соответствующие природные аналоги. Впервые выявлены основные тенденции в загрязнении фоновых районов горного Прибайкалья и определены обуславливающие их факторы. Для этого использовался новый для подобных исследований в России метод -определение микрочастиц сажи в донных осадках горных озер.

Данные о характере влияния источников загрязнения атмосферы на высокогорья и результаты оценки экологической значимости атмосферных выпадений загрязняющих веществ представляют ценность для определения приоритетов в природоохранных мероприятиях. Использование результатов работы позволит с меньшими материальными затратами решать задачи контроля состояния природы региона.

1. От 30 до 50% поступающих в высокогорья Южного Прибайкалья твердых частиц, азота, сульфатов и ряда металлов обусловлено влиянием Иркутско-Черемховской промышленной зоны, что составляет 0,3-2% от совокупного выброса этих веществ в атмосферу ее предприятиями.

Поступление этих вешеств в высокогорья Северного Прибайкалья связано преимущественно с дальним переносом и действием природных источников. Трассером влияния промзоны на бассейн озера являются микрочастицы золы, выделяющиеся характерной формой и элементным составом.

2. Глобальное загрязнение атмосферы является существенным фактором, влияющим на загрязнение высокогорий Прибайкалья. Им определяется содержание радиоактивного цезия и ДДТ в природных объектах высокогорного Прибайкалья. Доля чернобыльского Cs-137 в его общем содержании в объектах природной среды высокогорий Прибайкалья составила на 1990г. 13-34%, а выпадение - сотые доли процента от его поступления в атмосферу в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

3. Альпийский рельеф и удаление от озера Байкал влияют на химизм осадков и атмосферные выпадения загрязняющих веществ в высокогорьях Южного Прибайкалья. Нагрузка на высокогорья Прибайкалья находится в зависимости от ландшафтных условий и географического положения: наибольшее количество загрязняющих веществ получают ближайшие к озеру альпийские луга хребта Хамар-Дабан, наименьшее - горные тундры и скальные высокогорья Северного Прибайкалья; различия доходят до 35 раз за зиму и 7 раз за год.

4. С начала 20-го столетия в высокогорьях Прибайкалья отмечается
увеличение поступления из атмосферы РЬ и Zn. Рост выпадений,
составивший к 1991г. 2-4 раза, является следствием промышленного развития
региона и глобального загрязнения атмосферы. Влияние региональной
промышленности на поступление загрязняющих веществ в высокогорья
Прибайкалья устойчиво фиксируется с 50-х годов 20-го столетия и
характеризуется поступательным ростом. Индикатором этого процесса
являются частицы сажи в донных осадках высокогорных озер.

5. Современное поступление загрязняющих веществ в ландшафты
высокогорий Прибайкалья и их содержание в объектах природной среды
находится на фоновом уровне.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД. Нами осуществлен сбор экспериментального материала в 1988-1993ГТ. в период зимних и летних экспедиционных работ и подготовка его к анализу, проведены обработка и последующий анализ полученных результатов. Нами во время стажировки в Великобритании в 1994г. в лабораториях университетов Лондона и Ольстера выполнены определения

4 тяжелых металлов в торфе, микрочастиц сажи в донных осадках и микрочастиц золы в снеге, проведено исследование их элементного состава. Нами получены значения выпадений загрязняющих веществ в различных высокогорных ландшафтах и оценено их экологическое значение. Проанализирована пространственная структура высокогорных ландшафтов. Нами получены количественные характеристики влияния источников атмосферного загрязнения различного удаления и мощности на высокогорья Прибайкалья и определены долговременные тенденции в этом процессе.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Работа выполнялась в Институте глобального климата и экологии п рамках тем НИР и ОКР Росгидромета (темы V.28.08, 1.4.5.2) в период с 1988 по 1995гг. включительно. Результаты исследований были представлены в соответствующих отчетах и направлены в Росгидромет и РАН. Основные результаты работы докладывались в 1989-1995гг. на 4 всесоюзных и 2 международных совещаниях, 2 международных симпозиумах И на семинаре в университете Лондона.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка Использованной литературы. Общий объем - 152 страницы, включая 13 рисунков, 27 таблиц. При написании работы было использовано 143 литературных источника, из них 50 - иностранных.