СОВРЕМЕННОЕ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ

О. В. Лукашёв
Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь
СОВРЕМЕННОЕ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ
РЕК И ОЗЁР РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
В 2011―2013 гг. коллективом исследователей под научным руководством автора данной статьи было
выполнено изучение закономерностей химического загрязнения донных отложений рек и озёр Беларуси
промышленными производствами различных типов. Подводя итог этапу выполненной работы, необходимо
отметить следующее [2―11, 13―19].
Для рек Беларуси характерны существенные естественные вариации состава аллювия и современных донных
отложений, что проявляется в различиях соотношения разных гранулометрических и минералогических фракций,
содержания макро- и микроэлементов и других показателей. На состав отложений значительное влияние оказывают
геохимические обстановки аллювиального литогенеза, гипергенное минералообразование и прочие факторы, что в
итоге проявляется в формировании разных литогеохимических фаций аллювия.
При отборе проб донных отложений в целях контроля химического загрязнения донных отложений рек и
озёр в зонах влияния промышленных производств, а так же на фоновых территориях необходимы унификация,
единообразие отбора представительных проб, которые должны быть суммарными и, по возможности, включать в
свой состав субфациальные образования ― современные наилки. С этой целью были разработаны «Методические
указания по контролю химического загрязнения донных отложений рек и озёр в зонах влияния основных
промышленных производств Республики Беларусь» (2013).
Геохимические исследования, проведённые на отдельных стационарных участках, показали проявление
следующей тенденции ― валовое содержание Mn, Ni, Cr и Co в современных отложениях малых и средних рек
Беларуси на фоновых и вне урбанизированных территориях уменьшается в направлении от верховья к низовью, что
связано с увеличением степени выноса данных элементов из аллювия в результате его гипергенного изменения
(исследования Д. Л. Твороновича-Севрука).
Наблюдения за годовой динамикой переноса химических элементов в составе взвешенного вещества в водах
двух сопряжённых водных объектов, сформировавшихся под действием различных преобладающих факторов
(биолитогенный, биогенный) в условиях слабо выраженного агротехногенеза, организованные на геохимическом
стационаре «агрогородок Дараганово», показали что при переходе к биолитогенному (р. Птичь) фактору
формирования речных вод происходит увеличение средней концентрации большинства изученных металлов в
1,4―1,8 раза. Для интерпретации годового изменения содержания металлов во взвешенном состоянии в речных
водах должны использоваться различные сочетания нескольких основных моделей, учитывающих действие
важнейших природных факторов в различное время года. Так, для рек с водами биолитогенного фактора
формирования это увеличение мутности в весенний период, рост интенсивности процессов выветривания и
биогенных процессов в летний период, изменение гидродинамического режима в зимний период; для рек с водами
биогенного фактора формирования ― рост интенсивности биогенных процессов в летнее время. Установлено
существенное влияние преобладающего фактора формирования речных вод на статистические взаимосвязи между
концентрациями отдельных элементов-металлов во взвешенном состоянии.
Изучено валовое содержание 10 микроэлементов (Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zr, Ba, Pb) в различных типах
сапропелей Беларуси. Всего проанализировано 590 проб, отобранных в 256 озёрах. На основе факторного и
кластерного анализа выявлены природные ассоциации химических элементов в различных типах сапропелей.
Установлена связь аномальных концентраций ряда элементов в кремнезёмистых сапропелях с отдельными
участками Северной геохимической провинции покровных отложений Беларуси (главным образом, Россонский,
Полоцкий, Ушачский, Чашникский и Браславский административные районы).
Анализ содержания ряда токсичных металлов (Hg, As, Cd, Sn и др) в 59 пробах сапропелей, отобранных в
12 различных районах Беларуси, показал, что техногенная поставка данных элементов в обследованные озёрные
водоёмы в настоящее время незначительна.
Детальные эколого-геохимические исследования, выполненные применительно к речной сети гг. Бобруйск,
Полоцк, Минск, а так же на Осиповичском водохранилище, свидетельствуют о том, что при аккумуляции металловзагрязнителей в донных отложениях большую роль играют водность реки (малый водоток, главная река), а так же
содержание органического вещества и наличие фактора бытового загрязнения. Установлено существенное
снижение уровня загрязнения донных отложений Осиповичского водохранилища и р. Свислочь рядом основных
металлов-загрязнителей по сравнению с концом 1980-х―началом 1990-х гг. (в n раз).
Показана возможность использования отношений Cr/Fe, Ni/Fe, Mn/Fe, Co/Fe для более точной оценки
степени техногенного загрязнения донных отложений данными элементами. Предложен следующий методический
приём: исключать из рассмотрения пробы, содержащие органическое вещество в количестве более 10 %; для
оставшихся в выборке проб рассчитывать величину отношения Cr/Fe и Ni/Fe (г/10 000 г), используемую при оценке
загрязнения (фактически выделяются образцы донных отложений с преимущественным действием щелочного
гидролитического механизма аккумуляции Cr и Ni). Для Mn и Co этого делать не следует, так как нормализованные
по Fe содержания этих элементов от фактора органического вещества не зависят.
На примере изучения водоёмов г. Гомеля выявлена тенденция к комплексному загрязнению поверхностных
водных объектов за счёт наложения факторов стоков, бытового загрязнения и аэрогенного поступления металлов
(исследования Т. В. Макаренко).
С учётом результатов предварительных исследований, выполнена оценка техногенного загрязнения
современных донных отложений в 30 населённых пунктах Республики Беларусь, характеризующихся сочетанием
промышленных предприятий различных типов и рядом расположенных речных систем (малые, средние, крупные
реки).
Полученные нами данные существенно отличаются от результатов аналогичных исследований, проведённых
в 1980-х гг. Ю. Е. Саетом с соавторами в г. Москве, Московской обл. и других регионах [1]. По-видимому, это
объясняется: заметным улучшением качества очистки сточных вод промышленности, происшедшим за минувшие
30 лет; меньшей техногенной нагрузкой на водотоки в Беларуси за счёт меньшего количества предприятий (что
проявляется также и в более узком спектре металлов-загрязнителей); а также тем, что в наших исследованиях мы
последовательно старались при отборе проб по возможности максимально отделить влияние промышленных
предприятий от общего влияния стоков городских ЖКХ.
При рассмотрении широкого спектра химических элементов, содержащихся в донных отложениях Беларуси,
установлено, что превышения ПДК (ОДК) для почв [12] в настоящее время характерны, главным образом, для Сr,
Ni, Cu и Pb, причём превышения для Cu и Pb наиболее вероятны. Превышения указанных ПДК (ОДК) данных
элементов типичны для предприятий разных отраслей промышленности, однако наиболее выражены
применительно к машиностроению, приборостроению и ремонту техники.
В ходе выполнения НИР была разработана структура базы геохимических данных и выполнена её
актуализация. В 2014―2015 гг. запланировано провести наполнение базы информаций о современном загрязнении
рек и озёр Беларуси на основе изучения донных отложений репрезентативных участков.
1. Геохимия окружающей среды / Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич, Е. П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.
2. Лукашёв, О. В. Эколого-геохимическое состояние поверхностных вод и речных отложений на территории Березинского биосферного
заповедника /О. В. Лукашёв, В. М. Натаров, В. В. Савченко и др. // Природопользование. 2009. № 15. С. 79―87.
3. Лукашёв, О. В. Геохимическое изучение природных сред на территории Березинского биосферного заповедника / О. В. Лукашёв,
В. М. Натаров, В. В. Савченко и др. // Геохимия четвертичных отложений Беларуси: Матер. Международ. науч. конф., посвящ. 80-й годовщ. со
дня рожд. члена-корр. НАН Беларуси, д-ра геол.-минер. наук Владилена Александровича Кузнецова, Минск, 31 марта―1 апр. 2011 г. Минск:
Право и экономика, 2011. С. 49―53.
4. Лукашёв, О. В. Оптимизации
сети
фонового
комплексного
экологического
мониторинга
Березинского
биосферного
заповедника О. В. Лукашёв, В. М. Натаров // Почвенно-земельные ресурсы: оценка, устойчивое использование, геоинформационное
обеспечение: Матер. Международ. науч.-практ. конф., 6―8 июня 2012 г., Минск, Беларусь. Минск: Изд. Центр БГУ, 2012. С. 187—190.
5. Лукашёв, О. В. Эколого-геохимическое состояние природной среды Березинского биосферного заповедника / О. В. Лукашёв, В. М. Натаров,
В. В. Савченко, Н. Г. Лукашёва // Там же. С. 182—187.
6. Лукашёв, О. В. Перенос металлов со взвешенным веществом в водах реки Птичь / О. В. Лукашёв, Д. Л. Творонович-Севрук, Н. Г. Лукашёва и
др. // Природопользование. 2012. Вып. 21. С. 99―107.
7. Лукашёв, О. В. Многомерный анализ геохимических данных (на примере взвешенных микроэлементов в снеговом покрове
г. Полоцк) / О. В. Лукашёв, Н. В. Жуковская // Инновации в геологии и освоении недр: Матер/ VI Универ. Геол. чтений, Минск, 6─7 апр. 2012 г.
Минск, 2012. С. 101―106.
8. Лукашёв, О. В. Естественные ассоциации химических элементов в сапропелях Беларуси / О. В. Лукашёв, Н. В. Жуковская // Проблемы
региональной геологии и поисков полезных ископаемых: матер. VII Универ. геол. чтений, 4―6 апр. 2013 г., Минск, Беларусь. Минск: Изд. центр
БГУ, 2013. С. 136―139.
9. Лукашёв, О. В. Геохимические ассоциации элементов в донных отложениях Осиповичского водохранилища / О. В. Лукашёв, Н. В. Жуковская,
Н. Г. Лукашёва, Д. Л. Творонович-Севрук // Мониторинг окружающей среды: Матер. II Международ. науч.-практ. конф., Брест, 25―27 сент.
2013 г.: В 2 ч. Брест, БрГУ им. А. С. Пушкина, 2013. Ч. 1. С. 37―39.
10. Натаров, В. М. Комплексный геохимический фоновый мониторинг в Березинском биосферном заповеднике: Монография / В. М. Натаров,
О. В. Лукашёв, В. В. Савченко. Минск: Белорусский Дом печати, 2013. 214 с.
11. Осиюк, И. В. Влияние геологических процессов на концентрирование элементов группы Fe в аллювии бассейна р. Припять / И. В. Осиюк,
Д. Л. Творонович-Севрук // Проблемы региональной геологии и поисков полезных ископаемых: матер. VII Универ. геол. чтений, 4―6 апр. 2013
г., Минск, Беларусь. Минск: Изд. центр БГУ, 2013. С. 146―148.
12. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) химических веществ в почве.
Гигиенические нормативы 2.1.7.12-1-2004. Минск, 2004. 18 с.
13. Творонович-Севрук, Д. Л. Уменьшение техногенного поступления элементов группы Fe в аллювиальные отложения / Д. Л. ТвороновичСеврук // Актуальные проблемы геологии и поисков месторождений полезных ископаемых: Матер. V Универ. геол. чтений, Минск, 8―9
апр. 2011 г. Минск, 2011. С. 94―96.
14. Творонович-Севрук, Д. Л. Оценка поступления Mn, Ni, Co и Cr из атмосферы на примере геохимического стационара «агрогородок
Дараганово» / Д. Л. Творонович-Севрук, О. В. Лукашёв // Актуальные проблемы современной геологии, геохимии и географии: Матер.
Международ. науч.-практ. конф., Брест, 28―30 сент. 2011 г. Ч. 2. С. 161—163.
15. Творонович-Севрук, Д. Л. Инновационные подходы в изучении современных аллювиальных отложений / Д. Л. ТвороновичСеврук // Инновации в геологии и освоении недр: Материалы VI Университетских геологических чтений, Минск, 6─7 апр. 2012 г. Минск, 2012.
С. 46―49.
16. Творонович-Севрук, Д. Л. Основные тенденции изучения геохимии Mn, Ni, Cr и Co в аллювиальных отложениях Беларуси (период 1980—
2010 гг.) / Д. Л. Творонович-Севрук // Там же. С. 89―90.
17. Творонович-Севрук, Д. Л. Геохимия кобальта в аллювиальных отложениях р. Птичь / Д. Л. Творонович-Севрук // Экологические проблемы
недропользования, наука и образование: Матер. 5 Международ. науч. конф., Санкт-Петербург, 19―24 нояб. 2012 г. Спб., 2012. С. 286―288.
18. Творонович-Севрук, Д. Л. Картирование распределения Ni и Co в современном аллювии малых и средних рек Беларуси / Д. Л. ТвороновичСеврук // Проблемы региональной геологии и поисков полезных ископаемых: матер. VII Универ. геол. чтений, 4―6 апр. 2013 г., Минск,
Беларусь. Минск: Изд. центр БГУ, 2013. С. 161―163.
19. Творонович-Севрук, Д. Л. Закономерности распределения элементов группы железа в современных аллювиальных отложениях
Беларуси / Д. Л. Творонович-Севрук. ― Автореф. …. канд. географ. наук по спец. 25.03.01 ― физическая география, биогеография, география
почв и геохимия ландшафтов. Минск, 2013. 17 с.