WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«ГЕОХИМИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПЛАНКТОНА КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ В КОНЦЕНТРИРОВАНИИ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ...»

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЛЕОНОВА Галина Александровна

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПЛАНКТОНА

КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

В КОНЦЕНТРИРОВАНИИ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИИ

МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

25.00.09 - геохимия, геохимические методы

поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Новосибирск 2007

Работа выполнена в Институте геологии и минералогии Сибирского отделения Российской Академии наук

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Ковалев Виктор Прокофьевич Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск доктор геолого-минералогических наук, профессор Рихванов Леонид Петрович Томский политехнический университет, г. Томск доктор геолого-минералогических наук Ветров Владимир Александрович Институт глобального климата и экологии, Росгидромет и РАН, г. Москва

Ведущая организация:

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск

Защита состоится 6 ноября 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003.067.02 при Институте геологии и минералогии СО РАН, в конференц-зале Адрес: 630090, Новосибирск 90, просп.Акад. Коптюга, Факс (8383)333-35-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Автореферат разослан 12 сентября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р геол.-мин. наук, профессор С.Б. Бортникова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Выполненные в работе исследования в теоретическом плане соответствуют развитию основ биогеохимии, изучающей биогенную миграцию химических элементов во внешних оболочках Земной коры - геохимической среде обитания живого вещества планеты. Биогенная миграция (перемещение земных атомов в биосфере в результате жизнедеятельности организмов), отражает постоянное взаимодействие живого вещества и литосферы и считается одной из основных движущих сил планетарных геохимических процессов (Вернадский, 1930).

Планктон Мирового океана, являясь самым «грандиозным биоценозом планеты»

(Вернадский, 1923), занимает ведущее место в общем обмене веществ в океане, извлекая химические элементы в совершенно иных соотношениях, чем те, в которых они находятся в океанической воде. Согласно общепризнанной биофильтрационной или биоседиментационной концепции «живого океана» (Лисицын, 1978, 1983; 2004) именно биогеохимические процессы контролируют формировании солевого состава океанической воды, потоки осадочного вещества в водной толще и абсолютные массы донных отложений – современных и древних.





Значительная роль в этих процессах принадлежит фито- и зоопланктону. Биофильтр зоопланктона «отцеживает» объем воды Мирового океана приблизительно за 180 суток, что приводит к быстрому выводу в донные осадки не только биогенного детрита, но и попавшей в водную толщу терригенной взвеси (Виноградова, Ковальский, 1962; Виноградова, 1965; Виноградова, Петкевич, 1967; Коган, 1967; Патин, 1976, 1980; Морозов, 1979; Лукашин, 1981; Мамонтова, 1982; Лисицын и др., 1983; Савенко, 1988; Романкевич, 1988; Лукашин, Шиганова, 1987; Батурин, Емельянов, 1993; Аникиев и др., 1996; Емельянов, 1998; Martin, Knaue, 1973; Bostrom et al., 1974; Moore, Bostrom, 1978; Fisher, Teyssie, 1987; Reinfelder, Fisher, 1994; Rios, et al., 1998; Tung-Y. Ho, et al, 2003 и др.).

Актуальность данной работы определяется слабой изученностью роли континентального планктона в формировании гидрохимического состава поверхностных вод, в процессах миграции и биоседиментации химических элементов в водоемах Суши (реки, водохранилища, озера). Имеются немногочисленные работы по микроэлементному составу континентального планктона, однако это работы в основном экологической направленности (Корнакова, 1986; Бобров и др., 1987; Галазий и др., 1989; Анохин и др., 1991; Грошева, Бейм, 1994; Калинкина, 1995, 2000, 2003; Леонова и др., 1998, 2000, 2002, 2005, 2006, 2007; Ермолаева и др., 1998, 2000; Пименова, Калинкина, 2000, 2002; Смоляков, Белеванцев, 2000; Petrucci, 1995; Polukhina, et al., 1998; Baines et al., 2002; Saliba and Ahsanullah, 2004; Svensson et al., 2005 и др.). Наиболее полной сводкой на широкий круг элементов является работа В.А. Ветрова и А.И. Кузнецовой (1997) по планктону оз. Байкал. Пробел в познании геохимической роли планктона в континентальных водоемах сдерживает развитие многих других взаимосвязанных вопросов, например, изучение потоков биогенного осадочного материала в озерах и водохранилищах и оценки вклада планктона в эти потоки.

В современную эпоху техногенного развития биосферы биогеохимические исследования становятся объективной необходимостью, и в частности, биогеохимическая индикация состояния природной среды, где живое вещество как ключевой элемент экосистемы служит качественным и количественным биогеохимическим сенсором загрязнения геосред (Галимов, 1981; Ивашов, 1991, 1992; Ермаков, 2003; Леонова, 1998, 2005, 2006; Аревшатян, 2005 и др.). Поверхность океана вместе с населяющим его планктоном значительно меньше подвержена техногенной эволюции по сравнению с поверхностью Суши и континентальными водоемами с их планктонными биоценозами. Экологическая сторона вопроса при геохимических исследованиях на территории Сибири вынуждает оценивать «фоновые» содержания химических элементов (средние уровни и параметры статистического распределения концентраций) для планктона пресноводных и соленосных водоемов на местном и региональном уровнях. Если в отношении морского (океанического) планктона существуют сводки (Савенко, 1988; Y.H. Li, 1991; Батурин, Емельянов, 1993, Аникиев и др., 1996), достаточные для выведения кларков живого вещества мирового океана и принятые на сегодня цифры могут считаться достоверными в ближайшие десятилетия, то для континентальных водоемов время для выведения региональных кларков в планктоне может оказаться упущенным. Это обусловлено возрастанием глобального загрязнения природной среды в целом, в результате которого становится затруднительным выделить чисто «фоновые» природные объекты. Выполненная работа по изучению геохимической характеристики континентального планктона является, в этом смысле, «пионерской» и актуальность ее возрастает в связи с «техногенной эволюцией» геохимического фона поверхности планеты.





Цель работы – изучить геохимическую роль планктона в перераспределении и биоседиментации химических элементов в континентальных водных экосистемах умеренных широт и переходных зон «континент-океан» (на примере Белого моря).

Задачи исследований:

1. Установить уровни концентраций химических элементов в планктоне континентальных водоемов на основе высокочувствительных аналитических методов.

2. Оценить степень и общие закономерности биологического накопления химических элементов планктоном в водоемах с разной соленостью воды.

3. Определить степень обогащения планктона отдельными химическими элементами и их подвижности в седиментационном процессе.

4. Показать индикационную роль планктона в процессах антропогенной химической трансформации континентальных водных экосистем.

Объектами исследования явились водоемы Западной Сибири - крупные реки Обь, Томь и их притоки - Бердь и Ромашка; Новосибирское водохранилище; пресноводные, солоноватые и соляные озера Алтайского края; пресноводные озера ЯмалоНенецкого автономного округа. Водоемы Восточной Сибири - Иркутское, Братское, Усть-Илимское водохранилища и пресноводное озеро Очки в Байкальском биосферном заповеднике. Водным объектом переходной зоны «река-море-океан», представляющей область биоседиментации и биодифференциации потоков осадочного вещества, поступающего с континентов в океан, выбрано Белое море.

Фактический материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положены материалы, собранные лично автором или совместно с коллегами в ходе полевых исследований на водоемах Западной и Восточной Сибири (1992- гг.) и Белом море (2002, 2004 гг.). Работа выполнена в рамках НИР Отдела прикладной геохимии (ГЕОХИ СО РАН) и лаборатории аналитической геохимии (ОИГГМ СО РАН) по госбюджетным темам: «Осадки водоемов Байкало-Ангарского каскада и сопряженные с ними среды - вода- биологические объекты. Глобальная изменчивость и антропогенная нагрузка»; «Экогеохимия и мониторинг природных и техногенных систем Сибири, разработка принципов безопасных захоронений и утилизации отходов горнодобывающей и атомной промышленности», «Физико-химическое моделирование на ЭВМ неравновесных геохимических процессов», а также в рамках интеграционных проектов: «Геология и геохимия окружающей среды Сибири»;

«Химическая трансформация природно-техногенных систем Южной Сибири и оз.

Байкал». Автор участвовал в инициативных проектах РФФИ (№ 01-05-65076, 01-05руководителем одного из которых автор лично являлся (проект № 02-05-64638 «Биогеохимическая индикация - новый метод изучения антропогенной трансформации водных экосистем на примере озер нефтегазодобывающих районов Западной Сибири и Алтайского края»).

Изучение микроэлементного состава планктона, донных осадков и поверхностных вод выполнено в аналитических лабораториях ОИГГМ СО РАН, Сибирского Центра СИ Института ядерной физики СО РАН, Томского политехнического Университета, Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, в лаборатории контроля качества природных и сточных вод ФГУ «ВЕРХНЕОБЬРЕГИОНВОДХОЗ».

Использованы следующие аналитические методы на базе Аналитического центра ОИГГМ СО РАН: атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС), атомноэмиссионный метод с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС), массспектрометрический метод с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). В сторонних организациях пробы анализировались инструментальным нейтронноактивационным методом (ИНАА) на ядерном реакторе ТПУ; рентгенофлуоресцентным методом с использованием синхротронного излучения ускорителя ВЭПП- (РФА-СИ) на станции элементного анализа ИЯФ СО РАН; атомно-эмиссионным анализом (АЭА) в Институте геохимии СО РАН; гидрохимический анализ поверхностных вод проведен комплексом методов в ФГУ «ВЕРХНЕОБЬРЕГИОНВОДХОЗ».

В целом проанализировано 112 проб воды, 77 - взвеси; 243 - донных осадков; 114 планктона, из них - континентальных водоемов (77), соляных озер (14), Белого моря (23); 165 проб водных растений, 284 - органов рыб; 17 - бентоса.

Основные защищаемые положения:

1. Планктон континентальных водоемов умеренных широт насыщается химическими элементами до концентраций, уступающих кларковым значениям в литосфере не более, чем на 1-2 порядка. Распространенность в планктоне элементов с порядковыми номерами выше 20 подчиняется общим закономерностям распространенности четных и нечетных номеров (правило Оддо-Гаркинса). Концентрации элементов с нечетными номерами Na (11), Р (15), Br (35), I (53) заметно выше в планктоне, особенно морском, по сравнению с таковыми в литосфере, что обусловлено их талассофильностью. Пресноводный континентальный планктон существенно отличается от морского лишь по содержаниям типичных талассофильных элементов Br и I, которых в пресноводном планктоне на порядок меньше.

2. Накопление химических элементов в планктоне обусловлено как абсолютными концентрациями, так и формами их нахождения в водной среде. Среди элементов, характеризующихся значительным и сильным накоплением в континентальном планктоне, наряду с физиологически необходимыми биофильными элементами (P, K, Mg, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn) присутствуют халькофильные (Hg, Cd, Pb, Cu, As, Sb) и элементы-гидролизаты (Al, Ti, РЗЭ). При увеличении солености воды возрастает способность планктона концентрировать группу элементов-гидролизатов не только за счет их механического поглощения в составе терригенной взвеси, но и насыщения растворимыми формами. Относительно слабо накапливаются в континентальном и морском планктоне щелочные и щелочноземельные элементы, формирующие солевой состав воды.

3. Потоки органогенного вещества, образованного при отмирании планктона, и его сохранность в донных осадках континентальных водоемов (реки, водохранилища) малозначимы на фоне потоков терригенного материала. Лишь в малых бессточных озерах создаются условия (скорости накопления органической компоненты 1- мг/см2 в год) для образования метровых залежей органогенных озерных илов (сапропелей), геохимическая характеристика которых отражает запыленность атмосферы в прошлом, а планктона - в настоящее время.

4. Быстрая реакция на состав подвижных в водной среде химических элементов выдвигает планктон на роль информативного биогеохимического индикатора загрязнения континентальных водных экосистем тяжелыми металлами, поскольку именно живое вещество реагирует на изменение химического состава водной среды задолго до того, как эти изменения отразятся в микроэлементном составе донных отложений.

Научная новизна. В рамках диссертационной работы автором впервые исследован микроэлементный состав континентального планктона водоемов Сибири с различной минерализацией воды (пресные, солоноватые, высокоминерализованные) и планктона переходной зоны «континент-океан» (на примере Белого моря). В методическом плане предложен подход, включающий единую схему отбора проб планктона, его пробоподготовки и анализа комплексом высокочувствительных методов на широкий круг элементов (порядка 55). Выявлены группы химических элементов, различающиеся по интенсивности накопления в планктоне, что обусловливается не только физиологической потребностью планктона в биофильных элементах, но и механических захватом в процессе фильтрации группы элементов-гидролизатов (Al, Ti, Zr, лантаноиды), связанных с терригенной взвесью.

Фактические данные многолетних исследований (1992-2006 гг.) микроэлементного состава континентального планктона могут служить в качестве базовых для установления региональных «фоновых» (кларковых) концентраций практически всего списка химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева, доступных современной аналитике (за исключением инертных газов и элементов группы платиноидов). Изучен микроэлементный состав озерных осадков планктоногенного генезиса (сапропели) некоторых озер Западной и Восточной Сибири.

Впервые в систему мониторинга экологического состояния водоемов Сибири по инициативе автора введен планктон как высокочувствительный биогеохимический индикатор загрязнения водной среды тяжелыми металлами.

Практическая значимость. На основе биогеохимической индикации экологического состояния водной среды выявлены техногенно-трансформированные водоемы Сибири и идентифицированы локальные источники их загрязнения. Одним из наиболее ярких примеров реализации биогеохимического подхода для выявления зон экологического бедствия является участие автора в экспертной оценке степени ртутного загрязнения экосистемы Братского водохранилища. Повышенные относительно фона в 3-5 раз концентрации ртути в биообъектах (планктон, макрофиты, рыбы) верхнего участка водоема, подтвержденные независимой экспертизой в Брюссельском университете, послужили основанием для остановки в 1998 г. цеха ртутного электролиза на комбинате «Усольехимпром». Биогеохимический мониторинг (1998-2005 гг.) соляных озер Алтайского края выявил локальное загрязнение ртутью акватории соляного оз. Большое Яровое в зоне береговых отвалов твердых отходов комбината «Алтайхимпром».

По материалам биогеохимических исследований подготовлено 10 научных отчетов по программам НИР, в том числе с оценкой экологического состояния опробованных водоемов Сибирского региона на основе биогеохимических критериев.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы составляет 307 страниц, включая 104 таблицы и 62 рисунка. Список литературы включает 468 наименований.

Публикации и апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены в 145 публикациях, из них 57 наиболее значимых приведены в списке печатных работ (27 из них статьи в ведущих научных журналах, 34 - в тематических сборниках и рецензируемых трудах международных и российских совещаний).

Результаты исследований по теме диссертации докладывались на 43 конференциях и Биогеохимических школах, в том числе 16 международных.

Благодарности. Особую признательность автор выражает заведующему лабораторией аналитической геохимии ОИГГМ СО РАН, где была выполнена работа, д.г.м.н. Г.Н. Аношину, который во многом способствовал формированию научных интересов диссертанта, а также всем исполнителям аналитической части работы - Ж.О.

Бадмаевой, Н.В. Андросовой, В.И. Ильиной, Л.Б. Трофимовой, Ю.П. Колмогорову, М.С. Мельгунову, И.В. Макаровой, С.В. Палесскому, И.В. Николаевой (ОИГГМ СО РАН); А.И. Кузнецовой, Н.Л. Чумаковой, Л.Д. Андрулайтис, О.В. Зарубиной (ГЕОХИ СО РАН); Т.М. Булычевой, Г.Н. Криволаповой, Г.Д. Вересовой (ФГУ «ВЕРХНЕОБЬРЕГИОНВОДХОЗ»). Неоценимую поддержку автору на всех этапах исследований оказывал в.н.с., к.г.-м.н. В.А. Бобров, которым выполнены аналитические работы ядерно-физическими методами (ИНАА и РФА-СИ) и даны консультации, касающиеся роли редкоземельных элементов в геохимических процессах, происходящих в водных экосистемах при участии живого вещества. Искреннюю благодарность автор выражает ведущему специалисту в области геохимии осадочных процессов профессору, д.г.-м.н. В.М. Гавшину за обсуждения некоторых специальных вопросов образования органогенных озерных отложений. Ценные консультации в исследовании гипергенных процессов методом физико-химического моделирования автор постоянно получал от специалистов Института геохимии им А.П. Виноградова СО РАН профес. д.г.-м.н. И.К. Карпова и к.г.м.-н. В.А. Бычинского, в области техногенеза - д.г.-м.н. П.В. Коваля. Автор благодарен А.А. Богуш за сотрудничество в вопросах изучения химических форм нахождения микроэлементов в водном растворе.

Необычайно плодотворной и кардинально обогатившей теоретический потенциал диссертанта стала встреча с академиком А. П. Лисицыным и к.г.-м.н В.П. Шевченко (ИО РАН), обусловившая участие в Международном проекте ЛОИРА («Взаимодействие суша-океан в Российской Арктике») и исследованиях биогеохимических процессов в Белом море. Диссертант признателен своим коллегам за участие в полевых работах на территории Западной Сибири - Ю.И. Маликову, Б.Л. Щербову, В.Д.

Страховенко, А.В. Торопову, Восточной Сибири - Ф.В. Гелетию, Г.В. Калмычкову.

Автор благодарен д.б.н. В.И. Воронину (СИФИБР СО РАН), д.г.-м.н. Ю.Г. Щербакову, д.г.м.-н. Ю.А. Калинину (ИГМ СО РАН) за конструктивную критику и ценные рекомендации. Автор благодарит коллег за определение видового состава зоопланктона - с.н.с. ЛИНа СО РАН Шевелеву Н.Г., с.н.с. ИВЭП СО РАН Ермолаеву Н.И., н.с. МГУ Прудковского А.А., водных растений - с.н.с. ИВЭП СО РАН Киприянову Л.М. С особой теплотой автор приносит слова благодарности своему первому наставнику в научной работе Кузьминой А.Е. (ЛИН СО РАН), ставшей для диссертанта примером самозабвенного служения науке и профессионализма высокого уровня в области альгологии, а также своей маме - Оспищевой Валентине Григорьевне, без самоотверженного труда которой автор не получил бы высшего образования и не состоялся как личность в жизни.

Глава 1. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ Концепция живого вещества (краткие исторические сведения). Дан литературный обзор по развитию представлений о живом веществе, как ведущей силе в формировании верхних оболочек Земли. В.В. Докучаев (1899) одним из первых отметил органическую связь между косной и живой природой при изучении почв. В.И.

Вернадский (1916), развивая идеи своего учителя, вводит понятие «живого вещества» как постоянно существующей планетарной совокупности организмов, рассматривая его как особую форму материи. Это понятие синтетическое, напоминающее таковые, как «средняя осадочная порода» или «средний состав литосферы» со средним химическим составом.

Открытие планетарной геологической роли живого вещества, сделанное В.И.

Вернадским, далеко не сразу было оценено современниками. Причина особо трудного внедрения биогеохимических идей, несомненно, заключалась в области методологии. Анализируя явления жизни, ученые концентрировали внимание на конкретных организмах – живых существах, а их геологическая роль всегда казалась бесконечно малой на фоне грандиозных явлений неорганической природы – работы рек, деятельности ледников, вулканов, ветра и т.д. (Перельман, 1982). Введенное В.И. Вернадским в науку понятие «живое вещество», выраженное в единицах массы и энергии, со средним химическим составом позволяло уже по иному оценить его значение в миграции, трансформации и концентрировании химических элементов в биосфере.

При таком подходе роль отдельного организма отходила на задний план, но зато четко выявлялся суммарный результат их деятельности, особенно за длительное (геологическое) время. В подобном понимании стало возможным говорить о геохимической роли живого вещества всей Земли или отдельных ее частей - океана, моря, озера, реки, ландшафта (Виноградов, 1931, 1935, 1939, 1967; Полынов, 1956; Перельман, 1961, 1973, 1975; Лисицын, 1978, 1983; 2004; Романкевич, 1977, 2004 и др.).

Весьма важной чертой живого вещества является постоянный и непрерывный обмен химических элементов с окружающей средой. Оно не только аккумулирует, но и перераспределяет атомы, т.е. проводит процессы биогеохимической дифференциации. Избирательная концентрация микроэлементов живым веществом (биогеохимический отбор) приводит к тому, что биосфера имеет совершенно четкую геохимическую специализацию, которая отличает ее как от литосферы, так и от гидросферы (Перельман, 1973; Добровольский, 1983; Шварцев, 1998; Корж 2001, 2004 и др.).

Планктон как наиболее универсальный представитель живого вещества гидросферы. Космополитичный характер распространенности планктона становится вполне очевидным с учетом того, что океанские воды, составляющие около 93% всех вод биосферы (Добровольский, 1983), до глубины 1-300 м заселены планктонными организмами. В.И. Вернадский (1954) считал, что планктон со своим средним химическим составом и общей биомассой является такой же характерной чертой океана, как и его солевой состав. Как и средний химический состав океанской воды, химический состав планктона довольно постоянен (Виноградова, 1965; Бруевич,1978).

Геохимическую роль планктона в современном процессе концентрирования химических элементов в океане и выведении их масс в донные осадки трудно переоценить. Планктонные организмы преобразуют минеральные и органические формы химических элементов (взвешенные, растворенные, коллоидные), поступающие в океан с континентов. Так, фитопланктон (микроскопические водоросли) переводит растворенные формы химических элементов во взвешенную биологичекую и отдает в океан растворенные органоформы. В результате такой переработки многие элементы, существуют в океане в основном в виде металлоорганических соединений.

Фильтрующие организмы зоопланктона, интенсивно очищая воду от взвеси, переводят ее из тонкодисперсных форм в агрегированные комки (пеллеты), которые являются основным средством транспортировки осадочного материала и соответственно микроэлементов в донные осадки океанов (Биогеохимия океана, 1983; Лисицын, 1977, 2004). Доказано, что выделение различных элементов из морской воды является процессом не механическим и не химическим, а биогеохимическим. Зоны высоких абсолютных масс биогенного материала (кремнезема и карбоната кальция) в пелагических осадках морей и океанов совпадают с зонами высокой продуктивности фитопланктона, так называемыми пятнами «сгущения жизни» в океанской толще воды (Виноградов, Лисицын, 1981; Емельянов, 1998).

Таким образом, космополитичный характер распространенности планктона и та огромная биогеохимическая работа по извлечению из океанской и морской воды химических элементов и их соединений, несомненно, выдвигают планктон на роль универсального представителя живого вещества гидросферы.

Глава 2. МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К БИОГЕОХИМИЧЕСКОМУ

ИССЛЕДОВАНИЮ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

Биогеохимическое исследование водоемов должно предусматривать изучение всех основных сопряженных сред (вода, донные отложения, биообъекты), так как устойчивость водных экосистем к загрязнению, например, тяжелыми металлами, базируется на взаимосвязи важнейших характеристик, определяющих распределение и миграцию металлов в абиогенных и биогенных компонентах природных систем. К таким характеристикам относятся - аккумулирующая способность живых организмов, комплексообразующая способность растворенного органического вещества природных вод и депонирующие свойства донных отложений (Никаноров, Жулидов, 1991; Артемьев, 1993; Моисеенко и др., 1998; Шулькин и др., 2007 и др.).

Прямые методы анализа химического состава поверхностных вод зачастую встречают затруднения в определении широкого круга элементов в силу их малых концентраций на фоне веществ минерального и органического происхождения. Для многих микроэлементов определение их уровней концентраций в биообъектах, и в частности в планктоне, может создать более объективное представление о распространенности микроэлементов в водной среде. Как правило, при анализе твердой фазы водного раствора, и в частности, биогенной взвеси планктона, концентрация определяемого микроэлемента возрастает как минимум на 1-3 порядка. В отношении пресноводных экосистем этот методический прием не получил должного развития из-за отсутствия достаточного научного обоснования, несмотря на появление в последние годы ряда обзоров по уровням содержаний микроэлементов в гидробионтах, указывающих на преимущества и перспективность данного подхода (Ивашов, 1992;

Ивашов, Сиротский, 1996, 2005; Леонова, 1998, 2002, 2004, 2005; Попов, 2002; Гремячих, 2007; Клишко, 2007; Лукашев, 2007; Шварева и др., 2007 и др.).

Методические особенности исследования элементного состава планктона.

Планктон является чрезвычайно специфическим объектом геохимического опробования. Для того, чтобы получить достаточную для химического анализа массу планктонного образца (20-50 г в сыром весе) отбор проб планктона проводят в течение длительного времени (от 1 до 4 часов) планктонными сетями в поверхностном слое воды (0-10 м). В полученной планктонной пробе заключено громадное количество отдельных индивидов (размером 1-5 мм). Для конкретного участка водоема и сезона, характеризуемого определенным комплексом видов планктонных организмов, отобранная проба может считаться усредненной с геохимической точки зрения, в ней нивелируются «аномальные выбросы» в сторону максимумов и минимумов уровней концентраций отдельных химических элементов. Этим планктонные пробы существенно отличаются от образцов горных пород, в которых распределение концентраций химических элементов может быть чрезвычайно неравномерным, что и обусловливает необходимость отбора большого количества геологических проб и приемов статистики по большим выборкам аналитических определений. В отношении планктонных образцов может быть применен прием статистической обработки по малым выборкам с учетом определенных условий статистического анализа: выборочная совокупность должна удовлетворять требованиям массовости (объем выборки планктонных проб n 15-20), однородности (измерения выполняются одинаковым способом) и др. (Статистический анализ…, 2006).

Методика отлова является определяющей в получении «чистого» (одновидового) планктонного образца. На практике получение пробы «чистого» планктона возможно в крайне редких случаях, например, при массовом доминировании какого-либо одного вида. Как правило, при сетном облове получают, а затем анализируют смешанный тотальный планктон или сестон, представляющий смесь живого планктона, органического детрита и минеральной взвеси. При анализе сестона особо информативной характеристикой является зольность (содержание золы в сухом веществе пробы, выраженное в процентах). Чем выше зольность анализируемой пробы, тем соответственно выше в ней литогенная (терригенная) компонента. Более-менее «чистые» планктонные пробы, как правило, характеризуются значительно меньшей величиной зольности (в среднем 10-25 %) по сравнению с пробами сестона (30-50 % и выше). Материал по пресноводному и морскому планктону, собранный автором, наглядно иллюстрирует это утверждение (табл. 1).

Зольность планктонной пробы напрямую зависит от содержания в ней количества терригенной компоненты и, соответственно, концентраций всей группы элементов-гидролизатов, в том числе редкоземельных элементов (РЗЭ). Так, для образцов континентального планктона водоемов Сибири содержание почти всех РЗЭ имеет высокую корреляционную связь (R = 0.82 - 0.74) с величиной зольности планктонных образцов.

Получены линейные зависимости между скандием (y) и зольностью планктонных проб (x) из водоемов с различной соленостью вод (рис. 1):

1) для пресноводных водоемов Сибири y = 0.0342x +0.072, при 8 x 35;

2) для Белого моря y = 0.0357x +0.6108, при 20 x 55;

3) для соляных озер Алтайского края y = 0.0155х + 0.8819, при 28 x 54.

Иркутское водохранилище (Cyclops kolensis, Bosmina longirostris) Братское водохранилище (Daphnia galeata, Mesocyclops leuckart)i Новосибирское водохранилище (D. longispina D. cucullata) (Oithona similis Parafavella denticulate) Близость коэффициентов регрессии 0.0342 и 0.0357 позволяет предположить единый характер зависимости зольности планктона от концентрации Sc (терригенный материал) как в пресноводных, так и морских водоемах.

Преобразуя выражение линий регрессии, можно представить эту зависимость где, Сзол. выражена в %, СSc - в мг/кг;

Для пресноводного планктона C0 0 %, т.е. зольность «абсолютно чистого» (свободного от терригенного материала) образца близко к нулю.

Для морского планктона C0 17 %, т.е. в чистом от терригенного материала планктоне зольность 17 % соответствует зольности сухого остатка морской воды.

Sc, г/т Рис. 1. Соотношение зольности и Sc в планктоне водоемов с различной

Глава 3. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ПЛАНКТОНА

ВОДОЕМОВ УМЕРЕННЫХ ШИРОТ И БЕЛОГО МОРЯ

Исследования диссертанта по элементному составу планктона ведутся с 1992 г.

Использованный комплекс высокочувствительных методов позволил установить уровни концентрации широкого круга химических элементов (за исключением платиноидов и инертных газов) в планктоне континентальных водоемов северных широт и переходной зоне «материк-океан».

Полученные в континентальном и морском планктоне средние значения концентраций химических элементов дают представление об их распространенности в зависимости от положения в периодической системе Д.И. Менделеева (рис. 2). Пресноводный континентальный планктон существенно отличается от морского только по содержаниям типичных талассофильных элементов Li, Br и I, которые в пресноводном планктоне на порядок меньше, а в остальном, как морской, так и пресноводный планктон насыщаются химическими элементами до концентраций, уступающих кларковым значениям в литосфере не более, чем на 1-2 порядка. Общие закономерности, установленные А.П. Виноградовым (1935) при выводе им кларков химических элементов для живого вещества Суши, присущ и континентальному планктону, для которого сохраняются закономерности в распространенности четных и нечетных номеров химических элементов, подчиняясь в целом закону Оддо-Гаркинса. Большей распространенностью в планктоне обладают химические элементы с четными порядковыми номерами выше 20. Отмечено, что концентрации Na (11), Р (15), Br (35), I (53), несмотря на нечетность порядковых номеров, заметно выше в исследованном планктоне, особенно в морском, по сравнению с соответствующими концентрациями этих же элементов в литосфере. Это согласуется с выводами А.П. Виноградова [1935], что геохимическая история многих элементов с нечетными номерами связана с накоплением их в морской воде: H (1), B (5), F (9), Na (11), Al (13), Cl (17), К (19), Cu (29), As (33), Br (35), Rb (37), I (53).

Проведено сравнение элементного состава пресноводного планктона водоемов Сибири (табл. 2, графа 7) с имеющейся в литературе обобщенной сводкой для океанического планктона (Савенко, 1988). Океанический планктон (рис. 3), также как морской (рис. 2), содержит на порядок выше концентрации Li, Br, I и Sn. В пресноводном планктоне концентрации Ti, Al, Sc и РЗЭ выше, чем в морском и океаническом, причем более сильно отличия выражены между пресноводным и океаническим планктоном. Это обусловлено, по-видимому, более высокими абсолютными концентрациями терригенной мелкодисперсной взвеси в континентальных водоемах и краевых морях (Белое море) по сравнению с таковой в океане.

Глава 4. СПЕЦИФИКА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ КОНТИНЕНТАЛЬНЫМ И МОРСКИМ ПЛАНКТОНОМ

В континентальных водных экосистемах (реках, водохранилищах, озерах) геохимическая роль планктона в концентрировании, первичном перераспределении и биоседиментации химических элементов неодинакова. В реках из-за высоких скоростей течения планктон, как правило, не развивается в массовых количествах (за исключением устьевых зон). В этой связи роль планктона в геохимических процессах в речных экосистемах имеет подчиненное значение в сравнение с литодинамическим фактором, контролирующим осаждение речной терригенной взвеси (Леонова и др., 2004; Бобров и др., 2006).

и кларки литосферы.

Средние концентрации элементов в пресноводном планктоне водоемов Сибири и планктоне Белого моря Рис. 3. Средние концентрации химических элементов в пресноводном планктоне водоемов Сибири и океаническом планктоне Абсолютные значения концентраций химических элементов в континентальном (пресноводном, галофильном) и морском планктоне, мг/кг сухой массы На верхних проточных участках водохранилищ по той же причине (невысокая численность) геохимическая роль планктона явно не выражена. Напротив, в средней и особенно нижней озеровидной части водохранилищ, где формируется обильный по Рис. 4. Коэффициенты биологического накопления (Kб) химических элементов в пресноводном планктоне водоемов Сибири.

численности и биомассе лимнический (озерный) комплекс планктонных сообществ, концентрационная роль планктона проявляется более полно.

Наиболее ярко геохимическая роль планктона выражена в малых бессточных озерах с органогенным типом осадконакопления. Такие озера интересны тем, что дополнительным источником поступления химических веществ на поверхность водного зеркала является атмосферная пыль и аэрозоли (Моисеенко и др., 1998, 2006).

Наиболее подходящими объектами для оценки динамики поступления минеральных веществ из атмосферы, т.е. своего рода ретроспективного геохимического мониторинга, могут служить стратифицированные природные образования, такие как донные отложения озер и торфяные залежи верховых болот. При этом отмечается фракционирование «летучих» элементов в верхних слоях стратифицированных образований: резкое возрастание содержаний «летучих» элементов Pb, Sb и As, которое исследователи уверенно связывают с влиянием антропогенных процессов (Гавшин и др., 2003, 2004; Бобров и др., 2005). В качестве объекта для изучения современного химического состава атмосферных выпадений автор предлагает использовать планктонные сообщества, способствующие фиксации группы «летучих» элементов - Hg, Cd, Pb, As, Sb, Br и др. (Леонова и др., 2006, 2007).

Общие закономерности биологического накопления химических элементов планктоном. Для оценки степени накопления химических элементов в планктоне были рассчитаны коэффициенты биологического накопления Кб как отношение концентрации элемента в сырой массе планктона к его концентрации в воде (Биогеохимия океана, 1983). Кб характеризует физиологическую потребность живого планктона в химических элементах:

Доступность химических элементов для планктона в значительной мере определяется абсолютными концентрациями и формами нахождения элементов в водном растворе (Прокофьев, 1981; Линник, 1989 и др.). В этой связи были проведены расчеты (Леонова, Богуш, 2006, 2007) химических форм существования элементов в поверхностных водах всех опробованных водоемов Сибири на основе компьютерных программ WATEQ4F (Ball, Nordstrom,1991) и Селектор-С (Karpov et all., 2002).

Пресноводный планктон. В группу «пресноводный» объединен планктон трех опробованных водохранилищ (Новосибирское, Иркутское, Братское) и двух озер (Кирек, Очки). На диаграмме логарифмов значений Кб (рис. 4) четко выделяются группы элементов, которые можно объединить по значениям коэффициентов накокопления:

1. Элементы, относительно слабо накапливающиеся в пресноводном планктоне водоемов Сибири (lg Кб 2), - Na, Mg, As, B, Mo, Be, Sc, Hg, U.

2. Элементы, в значительной степени накапливающиеся в пресноводном планктоне (lg Кб = 2 - 4), - Al, Rb, Ca, Sr, Li, Ba, K, Si, Br, Pb, Mn, Zn, Fe, Cu, Co, Ni, V, Sn, Ag, Cd, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Rb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, 3. Элементы, сильно накапливающиеся в планктоне (lg Кб 4), - P.

Эстуарный планктон. В группу «эстуарный» объединен планктон, отобранный в эстуарной зоне р. Онеги в Онежском заливе Белого моря. Выделены следующие группы элементов по значениям Кб:

1. Элементы с lg Кб 2 - Na, K, Rb, Ca, Mg, I, Hg, Se, Th.

2. Элементы с lg Кб = 2-4 - Ti, Ba, Sr, Br, Cs, As, Pb, Cd, Mn, Zn, Fe, Cr, Co, Ni, V, Sn, Sb, Y, Nb, La, Ce, Nd, Sm, Eu,Tb, Lu, Hf.

3. Элементы с lg Кб 4 - P, Al, As, Cu, Sc, Zr, Ga.

Морской планктон. В группу «морской» объединен планктон открытой части Белого моря и трех глубоководных заливов (Кандалакшский, Двинский и Онежский). Выделены следующие группы элементов по значениям Кб:

1. Элементы с lg Кб 2, - Na, K, Rb, Li, Cs, Ca, Mg, Sr, Br, Mo, Cd, Hg.

2. Элементы с lg Кб 2-4 - Ba, I, As, Se, Sb, Pb, Mn, Zn, Fe, Cr, Co, Ni, V, Y, Nb, Y, 3. Элементы с lg Кб 4 - P, Al, Ti, Co, Sn, Sc, Zr, Ga, La, Ce, Nd, Sm, Tb, Yb, Th.

Данные по коэффициентам накопления (Кб) позволяют заключить, что при повышении солености воды возрастает способность планктона концентрировать группу элементов-гидролизатов не только за счет их механического поглощения в составе терригенной взвеси (в случае пресноводного планктона), но и за счет насыщения растворимыми формами (в случае эстуарного и морского планктона). Повышение растворимости элементов-гидролизатов в морских и океанских водах относительно пресных вод согласно исследованиям (Геохимия элементов-гидролизатов, 1980) и обусловливает высокие значения Кб элементов-гидролизатов в океаническом планктоне (Биогеохимия океана, 1983).

Относительно слабо накапливаются в пресноводном, эстуарном и морском планктоне щелочные и щелочноземельные элементы (главные катионы солевого состава поверхностных вод), несмотря на то, что концентрации их в водном растворе довольно высокие.

Общие закономерности обогащения континентального и морского планктона относительно кларков микроэлементов в глинах (shale). Геохимическая специфика исследуемых объектов (планктон, донные осадки) выявляется лучше, если провести нормирование по Sc и в качестве образца сравнения использовать выдержанные по химическому составу природные объекты, такие, например, как глины (shale) по примеру (Li Y.H., 1991) или байкальский ил (образец сравнения БИЛ-1, Govindaraju, 1994). Эффективность концентрирования химических элементов в исследуемом образце относительно кларков в shale оценивается с помощью «коэффициентов обогащения» (EF) по примеру океанологов (Батурин и др., 1993; Аникиев и др., 1996):

EF = (xi/xSc)образец / (xi/ xSc)shale Рис. 5. Нормирование по Sc концентраций редкоземельных элементов и Zr в верхних горизонтах донных осадков водоемов Сибири, оз. Байкал (БИЛ-1), Белого моря, литосферы и shale.

В отличие от подхода, принятого океанологами, особенность нашего подхода заключается в том, что нормирование по Sc соответствует нормированию по всему спектру редкоземельных элементов, в том числе по Zr и всей группе лантаноидов, которые в поверхностных водах континентальных водоемов характеризуются малой растворимостью и не фракционируют, что иллюстрирует рис. 5. Такое нормирование гарантирует исключение аналитических ошибок при определении Sc в малозольных образцах планктона.

Континентальный планктон. На примере Новосибирского водохранилища, как наиболее изученного нами континентального водоема, рассмотрено распределение в планктоне и донных отложениях химических элементов в соответствии со значениями их «коэффициентов обогащения». На графике «нормирования» (рис. 6) видно, что наряду с биофильными элементами (P, Ca, Sr, K, Mg) проявляют подвижность тяжелые металлы Zn, Cu, Hg, Pb, Mo, а также Sb, Br, As, что выражается в относительно высоких значениях EF (10-100). Для группы тяжелых металлов это обусловлено их растворимыми (биодоступными) формами нахождения в поверхностных водах Новосибирского водохранилища (табл. 3). Отметим хорошую сходимость EF между собой и близость к единице для «малоподвижных» элементов-гидролизатов, включая РЗЭ и Th в планктоне и донных осадках.

Таким образом, полученные расчетным путем химические формы металлов в воде Новосибирского водохранилища представлены в виде растворимых (биодоступных) форм, что выражается в относительно высоком обогащении планктона группой халькофильных элементов (Cd, Pb, Zn, Cu) по сравнению с элементами-гидролизатами. Следует, однако, отметить, что в целом, значения «коэффициентов обогащения» (EF) планктона Новосибирского водохранилища исследованными Рис. 6. Ранжирование элементов по значениям «коэффициентов обогащения» (EF) для планктона нижнего участка Новосибирского водохранилища.

микроэлементами невысокие - 10-100, что обычно характерно для фоновых водоемов (Леонова, Богуш и др., 2006; Бобров и др., 2006).

Планктон Онежского залива Белого моря обогащен щелочными и щелочноземельными элементами - Na, K, Mg, Ca, Sr, а также тяжелыми металлами - Cd, Zn, Pb, Cu относительно донных отложений (рис. 7). Обогащенность планктона металлами скорее всего обусловлена их повышенными концентрациями в регионе за счет антропогенного фактора (Суздальский и др., 2002; Пшеничный, Рыбалко, 2002) и растворимыми (биодоступными) формами их нахождения в эстуарной зоне Онежского залива (табл. 4). Выявлена геохимическая универсальность донных осадков Белого моря (Бобров и др., 2005) и очень близкое геохимическое сходство с континентальной глиной (shale) как следствие проявления высокой степени гомогенизации минеEF Рис. 7. Ранжирование элементов по значениям коэффициентов обогащения EF в образцах планктона и донных осадков Онежского залива Белого моря.

Долевое (%) распределение элементов по основным химическим формам в неорганической подсистеме в поверхностных водах ральной компоненты привносимого терригенного материала и взвеси.

В целом, при повышении рН и солености вод в Онежском заливе по сравнению с водами р. Онеги происходит и изменение химических форм микроэлементов, что особенно ярко выражено у Cd и Cu (табл. 4). Кадмий в речной воде мигрирует преимущественно в виде гидратированных ионов (аква-ионы), а в более соленых водах эстуарной зоны значительно повышается доля хлоридных комплексов на фоне еще достаточно высокой доли аква-ионов. Медь мигрирует в водах р. Онеги преимущественно в карбонатных формах, а в соленых водах Онежского залива резко возрастаТаблица Долевое (%) распределение элементов по основным химическим ет доля гидроксидных форм. Изменение долевого соотношения форм других микроэлементов при прохождении градиента солености вод выражена не так контрастно.

Таким образом, фоновая геохимическая обстановка близ береговых участков окраинных морей определяется степенью концентрирования планктоном растворенных форм элементов, что хорошо согласуется с относительно высокими коэффициентами обогащения планктона.

При сравнительном анализе «коэффициентов обогащения» для континентального и морского планктона (рис. 8) выявлены следующие общие закономерности:

- наиболее интенсивно планктон насыщается халькофильными элементами Hg, Cd, Pb, Sb, Zn, находящимися в водном растворе преимущественно в подвижРис. 8. Сравнение «коэффициентов обогащения» пресноводного планктона водоемов Сибири и планктона Белого моря.

ных растворимых формах, что подтверждают рассчитанные формы их нахождения;

- на втором месте по значениям EF стоит группа щелочных и щелочноземельных элементов, формирующих солевой состав воды Mg, Na, K, Ca, Ba;

- затем идут переходные металлы с переменной валентностью - Mn, Mo, Cr, Co;

«консервативные элементы» (редкие, РЗЭ) накапливаются планктоном меньше других групп (EF- близок к 1).

В целом же диапазон вариации EF в пресноводном и морском планктоне выдерживается в пределах одного порядка, за исключением талассофильных элементов Br и I, которыми на 1-2 порядка обогащен морской планктон (рис. 8).

Глава 5. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В ОБРАЗОВАНИИ

ОРГАНОГЕННЫХ ОЗЕРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ (САПРОПЕЛЕЙ)

Специфика биогеохимической роли живого вещества в малых бессточных озерах определяется высоким ассимиляционным потенциалом, позволяющим ему выполнять функцию основного продуцента органической биомассы, дающей обильный осадочный материал при формировании органогенных донных отложений типа сапропелей, содержащих свыше 15 % органических веществ (Россолимо, 1927; Мусатова, 1939; Кордэ, 1960; Лапотько, 1978; Гавшин, 1988 и др.). Сапропелеобразующим материалом обычно служит планктон и водные растения (макрофиты). Сапропели привлекают внимание исследователей из-за большого теоретического интереса к этим органогенным осадкам, давшим, по мнению ряда ученых в далеком прошлом материал для образования матовых углей, горючих сланцев и нефти. (Залесский, 1916, 1928; Потонье, 1920; Перфильев, 1921; Кордэ, 1950. 1960; Страхов, 1953, 1954;

Краускопф, 1959; Успенский, 1970; Поплавко и др., 1978; Неручев, 1982; Гурари, Гавшин, 1981; Vine, Tourtelot, 1970; Guilloux, 1982; Кузин, 2007 и др.). Кроме того, сапропели вызывают интерес исследователей в связи с возможностями использования их в практических целях, в качестве подкормки сельскохозяйственных животных (Баженов, 1936; Бородина, 1958) и в лечебной курортной практике (Брукер, 1929;

Гребенщиков и др., 1977; Алешина, Кошелева, 1982; Джабарова, НемировичДанченко, 1982 и др.).

Сапропелевые озера Западной и Восточной Сибири. Территория юга Западной Сибири по физико-географическим условиям благоприятна для сапропелеобразования - плоский слабо расчлененный рельеф, незначительный уклон на север, замедленный сток рек, превышение осадков над испарением. Теплый климат, избыток влаги наряду с процессами выветривания и размыва обеспечивают поступление в озера достаточного количества биогенных компонентов, что содействует развитию органической жизни в озерах. Большинство сапропелевых озер этой территории мелкие, слабопроточные или непроточные, воды озер пресные гидрокарбонатные с накоплением органики и железа, что характерно для гумидной зоны (Поползин, 1967; Хацкелевич, 1982). На территории Западной Сибири нами исследованы два озера с сапропелем макрофитового (оз. Белое Новосибирской области) и смешанного макрофитово-планктоногенного генезиса (оз. Кирек Томской области).

В Восточной Сибири на территории Байкальского биосферного заповедника опробовано оз. Очки, в котором наблюдается редкий случай образования чисто автохтонного, т.е. сформировавшегося исключительно из отмерших водных организмов планктоногенного сапропеля. Озеро расположено во впадине на поверхности эрозионной и аккумулятивной террасы Байкала в зоне тектонических нарушений с трещино- и карстово-жильными холодными азотными и метановыми термальными водами и относится к типу термокарстовых озер (Атлас Байкала, 1993;

Ивановский, 2006).

Скорости накопления органогенной и минеральной компонент озерных отложений.

Оз. Белое (Новосибирская область) - бессточное, неглубокое, с массивным типом зарастания прибрежной растительностью (до 70 % площади озера). Микробиологическое разложение обильного растительного материала привело к формированию в озере запасов сапропеля мощностью около 1.5 метров. Естественная влажность сапропеля составляет около 93%. Сапропель подстилается на глубине 1.6-1.7 м голубовато-серым суглинком, геохимическая характеристика которого по многим, и особенно по малоподвижным элементам-гидролизатам, близка к shale (глинистые сланцы). Высокое содержание Ca и Sr классифицирует верхние слои сапропели оз.

Белое как известковистые (Бобров и др., 2005).

Сапропель макрофитового генезиса оз. Белое сформировался в последние 5 тысяч лет (датировки выполнены по 14С Орловой Л.А.). Органогенная компонента сапропеля накапливалась со скоростью 2.5 мг/см2/год в нижних слоях сапропеля, датированных возрастом 5200 лет. В вышележащих слоях сапропеля (возраст 2100 лет) скорость накопления составляла 0.4 мг/см2 /год. В самых верхних горизонтах, накопившихся за последние 100 лет (датировка по 210Pb и 137Cs выполнена В.А.

Бобровым), скорость осадконакопления вновь возросла до 1.4-1.6 мг/см2 /год (рис. 9).

Оз. Кирек (Томская область) - бессточное с грунтовым и атмосферным питанием. Согласно данным Н.К. Джабаровой (1982) и Л.П. Хацкелевич (1982) специфические особенности водно-солевого питания озера обусловили формирование в нем двух разновидностей сапропелей. Преимущественно гидрокарбонатные подземные скорость накопления биомассы (сухое вещество), мг/см2 год Рис. 9. Скорость накопления органогенной компоненты сапропеля воды, питающие озеро, способствуют образованию светлых известковистых сапропелей (по периферии водоема), органогенная компонента которых формируется преимущественно за счет макрофитов. Поступающие с заболоченных участков в озеро гуминовые вещества, гели железа формируют в центральной части озера темные органо-железистые сапропели планктоногенного генезиса мощностью 6 м.

Для органо-железистого сапропеля оз. Кирек по датировкам, приведенным в работе (Blyakharchuk, 2003) - 3687±34 (309 см), 6508±42 (379 см) и 9320±50 (457 см), а также датировкам, выполненным радиоуглеродным методом Орловой Л.А. (ИГМ СО РАН) - 2500±50 (180-200 см) и 8590±120 (350-360 см), нами принята скорость осадконакопления 0.06 см/год. По данным физико-химического состава сапропеля оз.

Кирек - значениям влажности, объемного веса и зольности - (Джабарова, Немирович-Данченко, 1982) диапазон возможных скоростей накопления органической компоненты оценивается нами в 1-6 мг/см2 в год (сухая масса), а минеральной компоненты - 6 мг/см2 в год.

Оз. Очки (Восточная Сибирь). Опробованный 40-см слой сапропеля оз. Очки сформировался за последние 1000 лет (датировка по 14С проведена Орловой Л.А.).

Средняя скорость осадконакопления в нижних слоях (временной интервал 900 лет) составляла 2 мг/см2 в год, а за последние 100 лет (верхние слои 0-7 см, датировка по Pb и 137Cs проведена В.А. Бобровым) увеличилась до 6 мг/см2 в год. Накопление неорганической (минеральной) компоненты в сапропеле оз. Очки можно отождествить с потоком аэрозольного вещества на поверхность водного зеркала, которая составляет не более 1.2 мг/см2 в год в XX-м веке и соответственно 0.4 мг/см2/год в предыдущие 900 лет, скорость же накопления органогенной компоненты составляет соответственно 4.8 мг/см2 в год (XX в.) и 1.6 мг/см2 в год (предшествующие 900 лет).

Полученные скорости накопления органогенной компоненты для макрофитового (оз.

Белое) и планктоногенного сапропеля (оз. Очки) и оценочные скорости по сапропелю оз. Кирек показали сходство диапазона значений.

Новосибирское водохранилище. В отличие от малых бессточных озер, в которых поставка минеральных веществ из атмосферы в составе пыли довольно значима, в водохранилищах основным поставщиком терригенного вещества служит речной сток. Например в Новосибирском водохранилище в его нижней озеровидной части за последние 40 лет (время существования водохранилища) накопилось до 40 см тонкодисперсного минерального ила, со скоростью 1.2 г /см2/год. Такая скорость, более чем на 2 порядка выше, чем скорость накопления органогенной массы сапропеля в изученных нами озерах. При таких скоростях поставки терригенного минерального вещества в Новосибирском водохранилище вклад органики малозначим.

Глава 6. БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ СОСТОЯНИЯ

ВОДОЕМОВ ЗАПАДНОЙ И ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Загрязнение окружающей среды химическими веществами различной природы и происхождения в настоящее время достигает критических размеров. Глобальный и всепроникающий характер антропогенной химической трансформации биосферы выражается, в первую очередь, в преобразовании вещественного состава поверхностных оболочек планеты в результате производственной деятельности человечества.

Процессы геохимической миграции обеспечивают проникновение техногенных продуктов в ландшафтно-геохимические обстановки и биогеохимические циклы, где происходит накопление биоактивных токсичных веществ. Без сомнения можно говорить о практически мгновенной геологической скорости исчезновения собственно природных геохимических обстановок и замене их природно-антропогенными (Глазовская, 1981; Алексеенко, 1982, 1988; Елпатьевский, Аржанова, 1985; Сает, Янин, 1984; Башкин, 1988; Коваль, 1999; Панин, 2000, 2005; Дорожукова, 2004; Кондратьева, 2005 Язиков, 2006; Шулькин, 2006; Курбатова, Башкин, 2007 и др.).

В этой связи необходимость проведения экологического мониторинга загрязнения окружающей среды химическими элементами не вызывает сомнения. Анализ современных существующих методов как прямого, так и косвенного определения степени загрязнения компонентов наземных и водных экосистем тяжелыми металлами, показывает, что биогеохимическая индикация загрязнения окружающей среды наиболее перспективна, поскольку живые организмы, в том числе планктон, являются наиболее чувствительными индикаторами изменения концентрациям химических элементов соединений в окружающей среде (Биогеохимическая индикация…, 1988;

Варенко и др., 1988; Касимов и др., 1988; Шулькин и др., 1988; Покаржевский и др., 1988; Ивашов, 1992; Ивашов, Сиротский, 2005; Кот, 1992; Леонова, 2002, 2005 и др.).

Метод биогеохимической индикации применяется автором с 1992 г. для оценки экологического состояния как искусственных (водохранилища), так и естественных (озера, реки) водоемов Западной и Восточной Сибири, что позволило выявить локальные техногенные источники и количественно оценить степень загрязнения взаимосвязанных компонентов (вода - донные отложения - биота) водных экосистем.

Братское водохранилище по результатам многолетних био- 0. геохимических исследований (1992-1996 гг.) отнесено к разряду антропогеннотрансформированных водоемов 0. (Koval et al., 1999; Леонова, 0. 2000, 2004, 2007; Кузнецова и др., 2003; Тайсаев и др., 2006). В верхней части водохранилища выявлено ртутное загрязнение Приплотинная Окинская Центральная Верхняя всех взаимосвязанных компо- Рис. 10 Концентрации Hg в планктоне Братского нентов экосистемы (вода, дон- водохранилища.

ные отложения, биота), связанное со сбросами ртутьсодержащих отходов химкомбината по производству хлора и каустической соды «Усольехимпром» (г. Усолье-Сибирское). За счет механических потерь с отходами производства этого предприятия около 80 т Hg поступило в Братское водохранилище, из которых около 60 т осело в донных отложениях верхнего участка водоема (Калмычков, 2000; Коваль и др., 2003).

Установлена общая закономерность пространственного распределения ртути в планктоне Братского водохранилища (рис. 10) - концентрации металла достигают своих максимальных значений на верхнем участке водохранилища и уменьшаются в направлении к нижней приплотинной части.

В приплотинной части Братское водохранилище подвергается воздействию отходов Братского лесопромышленного комплекса (залив Сухой лог - приемник сточных вод предприятия). В планктоне выявлены повышенные относительно фона концентраций Cu и Mn, что обусловлено особенностями технологии переработки древесины на деревообрабатывающих предприятиях. Согласно исследованиям (Леонова, 1992, 1994) существенная доля Cu и Mn поступает в сточные воды в процессе технологической обработки древесины.

Новосибирское водохранилище по результатам биогеохимического опробования (1998-2004 гг.) в отношении тяжелых металлов можно отнести к незагрязненным (Леонова и др., 2000, 2005, 2006). Лишь в нижней части водоема в районе г. Бердска эпизодически появляются локальные «пятна» загрязнения, регистрируемые по повышенным концентрациям металлов в планктоне относительно фона. «Пятна загрязнения» неустойчивы по своей локализации в пространстве и во времени и отражают «сиюминутную ситуацию», например, разлив на поверхности воды горючесмазочных материалов, сброс сточных вод, выпадение промышленной пыли от точечных источников загрязнения (например, от ТЭЦ и др.). Так, в нижней части водоема в районе интенсивного судоходного фарватера периодически выявляются подобные «пятна» с относительно высокими концентрациями в планктоне Pb, Cu, Zn (рис. 11). В районе локального воздействия сточных вод г. Бердска планктоном фиксируются повышенные относительно фона концентрации элементов группы железа (Cr, Co, Ni, Mo, Cu) и Br; вблизи ТЭЦ пос. Речкуновки планктон отражает повышенные концентрации Cd, Pb.

Соляное озеро Большое Яровое (Алтайский край). Многолетние мониторинговые наблюдения (1998-2004 гг.) показали, что расположенный на берегу оз. Б. ЯроPb Cu Zn мг/кг сухой массы Рис. 11. Средние концентрации Pb, Cu и Zn (1, 2, 3, соответственно) в планктоне нижнего участка Новосибирского водохранилища (1998).

вое химкомбинат «Алтайхимпром» (рис. 12), создает неблагоприятную в экологическом отношении обстановку в озере в зоне береговых отвалов отходов (Леонова и др., 1999, 2002, 2004, 2005). Особую тревогу вызывает то, что в непосредственной близости от химкомбината в г. Яровое расположена уникальная по масштабам России краевая физиотерапевтическая бальнеогрязелечебница, созданная на базе лечебных илов, образующихся в озере при отмирании галофильного планктона Artemia salina (Гребенников и др., 1977). В этой связи особую актуальность приобретают вопросы количественной оценки степени воздействия отходов комбината «Алтайхимпром»

на экосистему соляного озера.

Количественная оценка степени загрязнения оз. Б. Яровое проведена на основе комплекса информативных геохимических критериев. Расчитанные коэффициенты концентрации (Кс) указывают на 7-кратное превышение содержания Hg в донных осадках и 5-кратное для планктона (A. salina) в районе береговых отвалов твердых отходов комбината по сравнению с фоном (рис. 13).

Для характеристики качественного состава геохимической аномалии в зоне воздействия комбината рассчитали формулу геохимической ассоциации, представляющую собой упорядоченную по значениям Kc совокупность химических элементов со значением Kc, превышающих фон в 1.5 раза.

Геохимическая ассоциация для планктона оз. Б. Яровое:

Рис. 13. Коэффициенты концентрации (Кс) элементов в биоте (A. salina) и донных осадках оз. Б. Яровое в зоне влияния «Алтайхимпрома».

Станция №3: Hg4.98As2.24Cd1.93Cu1.69Mn1. Станция №4: Hg1.83As1.65Cd1. Наиболее широкий спектр элементов-загрязнителей с Кс 1.5 обнаружен в планктоне станции №3 вблизи береговых отвалов комбината. Приоритетным загрязнителем в планктоне на всех станциях является Hg.

Геохимическая ассоциация для донных отложений оз. Б. Яровое:

Станция №2: Hg5, Станция №3: Hg7.17Cu2.58Pb2. Станция №4: Hg2.5Pb1. Следует отметить, что Кс элементов в геохимиТаблица 5 ческих ассоциациях в целом невысокие, но они косСуммарный показатель венно свидетельствуют о существующей потенцизагрязненности донных Zc загрязнения Рассчитаны коэффициенты суммарных показаСтанции донных телей загрязнения (Zc) и проведено их ранжирование № 3 (ближняя зона влияния) Ориентировочная шкала оценки загрязнения рек по показатели загрязненности интенсивности накопления химических элементов донных отложений по стев донных отложениях по (Янин, 2002) загрязнения загрязнения 100 Zc 300 Очень высокий Очень опасная Zc 300 Чрезвычайно высокий Чрезвычайно опасная

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге проведенных исследований были получены следующие основные результаты:

Возможности современной аналитики, реализованные в ИГМ СО РАН, и достигнутый предел обнаружения позволили оценить концентрации большинства химических элементов периодической системы (порядка 55) в континентальном планктоне водоемов умеренных широт и Белом море за исключением инертных газов и элементов платиновой группы, а также ряда редких (Tc, In, Te, Re, Tl, Po). Концентрации химических элементов в планктоне изменяются в пределах 6-7 порядков. Среднее содержание легких породообразующих элементов лишь на 1-2 порядка меньше, чем в литосфере. Распределение химических элементов с порядковыми номерами выше 20 подчиняется в целом закону Оддо-Гаркинса (большая распространенность элементов с четными номерами). Концентрации отдельных элементов с нечетными порядковыми номерами Na (11), Р (15), Br (35), I (53) заметно выше в планктоне, особенно морском, по сравнению с таковыми в литосфере, что обусловлено их талассофильностью. Пресноводный континентальный планктон существенно отличается от морского по содержаниям типичных талассофильных элементов Br и I, которых в пресноводном планктоне на порядок меньше.

Установлено, что накопление химических элементов в планктоне зависит от абсолютных концентраций и форм нахождения их в водной среде, т.е. коэффициенты биологического накопления (Кб) в общих чертах отражают химический состав среды обитания планктонных организмов. Среди элементов, характеризующихся значительным накоплением в планктоне, наряду с физиологически необходимыми биофильными элементами (P, K, Mg, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn) присутствуют халькофильные «летучие» (Hg, Cd, Pb, Cu, As, Sb) и элементы-гидролизаты, характеризующие вклад терригенной компоненты (Al, Ti, РЗЭ). При увеличении солености воды (от пресной к солоноватой и морской) возрастает способность планктона концентрировать группу элементов-гидролизатов не только за счет их механического поглощения при фильтрации воды, но и за счет насыщения растворимых форм элементовгидролизатов.

Специфика биогеохимической роли живого вещества в малых бессточных озерах определяется высоким ассимиляционным потенциалом, позволяющим ему выполнять функцию основного продуцента органической биомассы, дающей обильный осадочный материал при формировании органогенных донных отложений типа сапропелей. Для сапропеля планктоногенного генезиса диапазон возможных скоростей накопления органической компоненты оценивается в 1-6 мг/см2 в год на сухую массу (оз. Кирек, Западная Сибирь) и 4.8 мг/см2 в год (оз. Очки, Восточная Сибирь) в XX-м веке. В водохранилищах потоки органогенного вещества, образованного при отмирании планктона и его сохранность в донных осадках малозначимы на фоне потоков терригенного материала. Планктон выводит часть растворимых элементов из водной среды в донный осадок, в чем заключается его геохимическая роль в седиментационном процессе в континентальных водоемах (перераспределение элементов).

В связи с практически «мгновенным» откликом планктона на изменение химического состава воды особенно в отношении растворенных (биодоступных) форм микроэлементов он может быть рекомендован в качестве информативного биогеохимического индикатора загрязнения не только водной среды, но и отражать современное состояние (загрязнение) атмосферы над водоемом. Это показано автором на примере ряда антропогенно-трансформированных водоемов Сибири, и в частности озер нефтегазодобывающих районов Западной Сибири, соляного озера Большое Яровое (Алтайский край), Братского водохранилища, нижнего участка р. Томь и др.

Обогащение континентального планктона тяжелыми металлами (Hg, Cd, Pb, Zn, Cu), а также As и Sb следует принимать как отражение геохимической эволюции общего фона земной поверхности в настоящее время (антропогенный фактор). В органогенных озерных отложениях четко прослеживается синхронность обогащения тяжелыми металлами планктона и верхних горизонтов планктоногенного сапропеля, сформировавшегося в XX веке. Геохимическая характеристика сапропелей планктоногенного генезиса позволит нам судить об уровнях концентраций химических элементов в историческом прошлом и дать оценку степени атропогенного вмешательства на состояние гидросферы, что ставит на повестку дня необходимость изучения сапропелевых отложений.

1. Леонова Г.А., Сутурин А.Н., Ломоносов И.С., Шепотько А.О. Токсическое действие соединений свинца на гидробионты и водоплавающих птиц (Обзор) // Гидробиологич. журнал, 1992. Т. 28. № 4. С. 68 - 75.

2. Леонова Г.А. Эколого-геохимические элементы подхода к проектированию технологий очистки окружающей среды // Экология промышленного производства, 1995. № 1, С. 28-30.

3. Леонова Г.А. Технолого-геохимические циклы и баланс токсичных металлов в сульфатцеллюлозном производстве // Геоэкология, 1996. № 1. С. 98 - 103.

4. Леонова Г.А., Бычинский В.А. Моделирование физико-химических процессов очистки сточных вод целлюлозных предприятий // Геоэкология, 1997. № 3. С. 79 Леонова Г.А., Бычинский В.А. Гидробионты Братского водохранилища как объекты мониторинга тяжелых металлов // Водные ресурсы, 1998. Т.25. № 5. С. 603 Леонова Г.А., Бычинский В.А. О возможности использования очищенных сточных вод целлюлозных производств в орошении // Геоэкология, 1998. № 3. С. 77 Koval P.V., Kalmychkov G.V., Gelety V.F., Leonova G.A., Medvedev V.I., Andrulaitis L.D. Correlation of natural and technogenic mercury sources in the Baikal poligon, Russia // J. Geochemical Exploration, 1999. V. 66. № 1-2. Р. 277 - 289.

8. Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Щербов Б.Л., Страховенко В.Д. Биогеохимический фон и техногенное загрязнение некоторых озер Алтайского края // Геохимия биосферы: Тез. докл. II Междунар. совещ. Новороссийск, 1999. С. 157-159.

9. Леонова Г.А., Маликов Ю.И., Воротников Б.А., Цибульчик В.М., Аношин Г.Н.

Биогеохимические подходы к оценке современного экологического состояния Новосибирского водохранилища // Проблемы геоэкологии и рационального природопользования стран Азиатско-тихоокеанского региона: Материалы междун.

научно-практ. конф. Владивосток, 2000. С. 145-149.

10. Леонова Г.А. Биогеохимическая индикация - перспективное направление экологической экспертизы состояния окружающей среды // Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга: Тез. докл. XI Межд. симп. по биоиндикаторам.

Сыктывкар, 2001. С.108-109.

11. Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Андросова Н.В., Бадмаева Ж.О., Ильина В.Н. Экологическая экспертиза состояния озер Ямало-Ненецкого автономного округа методом биогеохимической индикации // Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики: Тез. докл. Междунар. конф. Томск, 2001. С. 153.

12. Леонова Г.А. Биогеохимический аспект проблемы антропогенной химической трансформации водных экосистем // Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков: материалы Всеросс. науч. конф., посвященной 10-летию Российского фонда фундаментальных исследований. Иркутск, 2002. С. 334-336.

13. Леонова Г.А., Андрулайтис Л.Д., Демин А.И., Храмцов В.А. Источники поступления техногенной ртути в Братское водохранилище и аккумуляция ее промысловыми видами рыб // Экология промышленного производства, 2002. Вып. 3. С. 23Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Бычинский В.А., Щербов Б.Л., Страховенко В.Д.

Ландшафтно-геохимические особенности распределения тяжелых металлов в биологических объектах и донных отложениях озер Алтайского края // Геология и геофизика, 2002. Т. 43. № 12. С. 1080 - 1092.

15. Леонова Г.А., Бадмаева Ж.О., Ильина В. Н., Андросова Н. В. Биогеохимическая индикация антропогенной химической трансформации водных экосистем бассейна р. Обь // Эколого-биогеохимические исследования в бассейне Оби. Томск: Издво «РАСКО», 2002. С.136-156.

16. Leonova G.A. Some heavy metals in Ob and Angara water reservoirs: comparison of natural and technogenic pollution parts // Fifth Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA), devoted to memory of acad. I.S. Gramberg: Abstracts.

Moscow, 2002. P.75-77.

17. Leonova G.A., Scherbov B.L. Biogeochemical background and technogenic pollution of the Altai lakes by mercury // Abstracts 8th International conference on salt lakes, 23July 2002, Zhemchuzhny, Republic of Khakasia. P. 65 - 66.

18. Kuznetsova A.I., Zarubina O.V., Leonova G.A. Comparison of Zn, Cu, Pb, Ni, Cr, Sn, Mo concentrations in tissues of fish (roach and perch) from lake Baikal and Bratsk reservoir, Russia // Environmental Geochemistry and Health, 2002. № 24. P. 205 - 213.

19. Леонова Г.А. Планктон как индикатор загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами (на примере озер Западной Сибири) // Геология морей и океанов: материалы докл. XV Междунар. школы по морской геологии. Том I. М.: ГЕОС, 2003.

С. 327-328.

20. Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Маликов Ю.И. Современное экологическое состояние водных экосистем Обского бассейна // Материалы Междунар. конф. по проблемам рек Обь-Иртышского бассейна. Усть-Каменогорск (Казахстан), 2003. С.

21. Леонова Г.А., Бобров В.А., Торопов А.В., Ковалев С.И., Аношин Г.Н.

Мониторинг техногенных радионуклидов и тяжелых металлов в ближней зоне влияния Сибирского химического комбината // Вестник Томского государственного университета, 2003. № 3 (V). С 159-161.

22. Кузнецова А.И., Зарубина О.В., Леонова Г.А. Микроэлементы в тканях рыб УстьИлимского и Братского водохранилищ: оценка уровней содержания и правильности аналитических данных // Экология промышл. производства. 2003. № 1. С. 33 Леонова Г.А. Биогеохимическая индикация загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами // Водные ресурсы, 2004. Т.31. № 2. С. 215-222.

24. Леонова Г.А. Биогеохимическая индикация природных и техногенных концентраций химических элементов в компонентах водных экосистем (на примере водоемов Сибири) // Электронный журнал «Исследовано в России», 197, 2096-2110, 2004 г. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/197.pdf.

25. Леонова Г.А., Бобров В.А., Маликов Ю.И., Бадмаева Ж.О., Ильина В.Н. Аношин Г.Н. Биогеохимический мониторинг экологического состояния соляных артемиевых озер Алтайского края // Самарская Лука: Бюллетень, 2004. № 15. С. 11 - 22.

26. Леонова Г.А., Кузнецова А.И., Андрулайтис Л.Д. Уровни содержания и характер распределения тяжелых металлов в рыбе водохранилищ Ангарского каскада // Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения: материалы междунар. конф. / ВНИИОЗ им. проф. Б.М. Житкова РАСХН; Институт проблем эволюции им. А.Н.Северцова РАН.- Киров, 2004. С. 143-145.

27. Леонова Г.А., Торопов А.В., Бобров В.А., Бадмаева Ж.О., Ильина В.Н., Сухоруков Ф.В. Техногенные радионуклиды и тяжелые металлы в воде и биообъектах реки Ромашка (ближняя зона влияния СХК) // Современные достижения в исследованиях окружающей среды и экологии: сборник научных статей, посвященных памяти академика РАН В. Е. Зуева. Томск: STT, 2004. С. 72-75.

28. Leonova Galina A. Biogeochemical indicators of water ecosystem pollution by heavy metals and technogenic radionuclides // ECOLOGY-2004, SCIENTIFIC ARTICLES, Book 1 // http://www.sciencebg.net/sciencebg/Publishing/spru.htm, Publishing by / Science Invest LTD – Bourgas, Bulgaria, 2004. ISBN 954-9368-04-1. P. 123-134.

29. Leonova G.A., Bobrov V.A. Features of microelements concentration, by a sea and lake plankton (by the example of the White Sea and salt lakes of Altai region) // Seventh Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic. Moscow,2004. P. 70-72.

30. Бобров В.А., Федорин М.А., Леонова Г.А., Колмогоров Ю.П. Элементный анализ морского планктона методом РФА-СИ // DIGEST REPORTS of the XV International synchrotron radiation conference (SR- 2004), July 19-23, 2004, Novosibirsk, Russia. P.

126-127.

31. Леонова Г.А. Оценка современного экологического состояния озер Алтайского края по биогеохимическим критериям // Электронный журнал «Исследовано в России», 2005. 91. С. 954-972. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/091.pdf.

32. Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Бычинский В.А. Биогеохимические проблемы антропогенной химической трансформации водных экосистем // Геохимия, 2005. № 33. Леонова Г.А., Бадмаева Ж.О., Ильина В.Н. Геоэкологическая характеристика экосистемы Онежского залива Белого моря // Геология морей и океанов: Материалы XVI Междунар. научной школы по морской геологии. Москва, 2005. С. 79Леонова Г.А., Бобров В.А., Торопов А.В., Маликов Ю.И. К вопросу определения современных биогеохимических параметров фонового состояния водоемов Западной Сибири // Актуальные проблемы геохимической экологии: материалы V Междунар. биогеохимической школы. Семипалатинск, Казахстан, 2005. С. 456-458.

35. Леонова Г.А., Бобров В.А., Торопов А.В., Маликов Ю.И., Мельгунов М.С., Сухоруков Ф.В. Загрязнение компонентов экосистемы нижней Томи техногенными радионуклидами // Экология промышленного производства, 2005. № 3. С. 15-22.

36. Леонова Г.А., Бобров В.А., Шевченко В.П. Биогеохимическая характеристика планктона как глобального биофильтра Белого моря // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера: сб. материалов IV Междунар. конф. Ч. 1. Вологда, 2005. С. 257-259.

37. Леонова Г.А., Бобров В.А., Шевченко В.П., Богуш А.А., Бычинский В.А. Биогеохимическая роль планктона в барьерной зоне «река Онега – Белое море»: тез. четвертой Верещагинской Байкальской конференции, Иркутск, 2005. С. 112-113.

38. Леонова Г.А., Кузнецова А.И., Чумакова Н.Л., Андросова Н.В. Биогеохимический подход к оценке современного состояния некоторых водохранилищ Сибири (Иркутское, Братское, Новосибирское) // Актуальные проблемы рационального использования биологических ресурсов водохранилищ. Рыбинск: Изд-во ОАО «Рыбинский дом печати», 2005. С. 178-189.

39. Леонова Г.А., Торопов А.В., Бобров В.А., Маликов Ю.И. Техногенные радионуклиды в экосистеме нижней Томи // Электронный журнал "Исследовано в России", 206, С. 2106-2129, 2005 г. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/206.pdf.

40. Bobrov V.A., Phedorin M.A., Leonova G.A., Kolmogorov Yu. P. SR XRF element analysis of sea plankton // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 2005.

A 543. P. 259 -265.

41. Леонова Г.А. Биогеохимические барьеры в континентальных водных экосистемах // Современные проблемы сохранения биоразнообразия: материалы Междунар.

научн. практ. конф. Казахстан, Алматы: Изд-во Казахск. нац. универ. им. АльФараби, 2006. С. 230-232.

42. Леонова Г.А., Андрулайтис Л.Д. Ртуть в экосистеме Братского водохранилища // Экология промышленного производства, 2006. № 1. С. 12-17.

43. Леонова Г.А., Бобров В.А. О биогеохимической роли планктона в самоочищении водных экосистем // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий: Труды VII Всеросс. чтения памяти акад. А.Е.Ферсмана. Чита, 2006. С. 122Леонова Г.А., Бобров В.А., Палесский С.В., Кривоногов С.К. Биогеохимическая роль живого вещества в образовании органогенных озерных отложений // Геохимия биосферы (к 90-летию А.И. Перельмана): доклады Междун. науч. конф. Москва, 15-18 ноября 2006 г. Смоленск: Ойкумена, 2006. С. 194-197.

45. Леонова Г.А., Бобров В.А., Палесский С.В., Кривоногов С.К., Маликов Ю.И., Трофимова Л.Б. Использование элементного состава планктона и сапропелей для оценки потоков вещества из атмосферы (на примере оз. Кирек Томской области) // Контроль и реабилитация окружающей среды: материалы Междунар. симп.

Томск, 2006. С. 98-100.

46. Леонова Г.А., Бобров В.А., Шевченко В.П., Прудковский А.А. Сравнительный анализ микроэлементного состава сестона и донных осадков Белого моря // Доклады РАН, 2006. Т. 406. № 4. С. 516 - 520.

47. Леонова Г.А., Богуш А.А., Бобров В.А., Бадмаева Ж.О., Корнеева Т.В. Химические формы тяжелых металлов в рапе соляного озера Большое Яровое, оценка их биодоступности и экологической опасности // Экология промышленного производства, 2006. №2. С. 39-46.

48. Леонова Г.А., Богуш А.А., Бобров В.А., Булычева Т.М., Маликов Ю.И., Аношин Г.Н., Бадмаева Ж.О., Палесский С.В., Андросова Н.В., Трофимова Л.Б., Ильина В.Н. Химические формы тяжелых металлов в воде Новосибирского водохранилища: оценка их биодоступности и потенциальной экологической опасности для планктона // Химия в интересах устойчивого развития, 2006. Т.14. № 5. С. 453Леонова Г.А., Богуш А.А., Бычинский В.А., Бобров В.А., Маликов Ю.И. Оценка биодоступности и потенциальной опасности химических форм тяжелых металлов в экосистеме озера Большое Яровое (Алтайский край) // Электронный журнал http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/143.pdf 50. Леонова Г.А., Калмычков Г.В., Гелетий В.Ф., Андрулайтис Л.Д. Уровни содержания и характер распределения ртути в абиотических и биотических компонентах Братского водохранилища // Биология внутренних вод, 2006. № 2. С. 267-175.

51. Леонова Г.А., Торопов А.В., Бобров В.А., Маликов Ю.И., Мельгунов М.С., Сухоруков Ф.В. Радиоактивное загрязнение биогидроценоза реки Томь в зоне влияния предприятий ядерно-топливного цикла // Геоэкология, 2006. № 3. С. 225 - 234.

52. Leonova G.A., Bobrov V.A., Bogush A.A. Estimation of the geochemical background and antropogenic pollution of the plankton by microelement composition (by the example of the Western Siberia lakes) // Bioindicatos in monitoring of freshwater ecosystems: Abstracts Intern. Conf. S-P., 2006. P. 91-92.

53. Леонова Г.А. Биофильтрующая система водных растений литорали на пути миграции химических элементов // ГЕО-Сибирь-2007. Т. 3. Матер. III междунар. научн. конгресса. Новосибирск, 2007. С. 93-98.

54. Леонова Г.А., Бобров В.А. Оценка геохимического фона и антропогенной нагрузки по микроэлементному составу планктона (на примере озер Западной Сибири) // Биоиндикация в биомониторинге пресноводных экосистем: материалы междунар.

конф.. С.-П.: ЛЕМА, 2007. С. 245-250.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«ЗАВАДСКАЯ АННА ВИКТОРОВНА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ РЕКРЕАЦИОННОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ КАМЧАТСКОГО КРАЯ 25.00.36 – геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва – 2012 Работа выполнена на кафедре рационального природопользования географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный руководитель доктор географических наук,...»

«КАЗЬМИНА Анна Юрьевна ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ РАЗРУШЕНИИ СКАЛЬНЫХ ПОРОД СКВАЖИННЫМИ ЗАРЯДАМИ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ (НА ПРИМЕРЕ ЗАО ГАВРИЛОВСКОЕ КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ) Специальность 25.00.20 – Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении...»

«ХОРОШЕВ Олег Анатольевич ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В ЗОНЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ООО КАВКАЗТРАНСГАЗ Специальность 25.00.36 – Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Ростов-на-Дону 2007 Работа выполнена на кафедре социально-экономической географии и природопользования геолого-географического факультета Южного федерального университета доктор географических наук, Научный руководитель : профессор А.Д. Хованский доктор...»

«ЕРШОВА АЛЕКСАНДРА АЛЕКСАНДРОВНА КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ПОСТУПЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ С ВОДОСБОРА РЕКИ НЕВА В ВОСТОЧНУЮ ЧАСТЬ ФИНСКОГО ЗАЛИВА Специальность 25.00.36 - Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ). Научный...»

«ЗАБОРЦЕВА Татьяна Ивановна СРЕДОЗАЩИТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА В ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА Специальность 25.00.24 – Экономическая, социальная, политическая и рекреационная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук Иркутск 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт географии им. В.Б. Сочавы Сибирского отделения РАН Научный консультант : доктор географических наук, профессор Михайлов Юрий...»

«СТАЦЕНКО Екатерина Артуровна ПЛАНИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА В СТРУКТУРЕ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 25.00.26 – землеустройство, кадастр и мониторинг земель АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата географических наук Белгород 2012 2 Pабота выполнена на кафедре географии и геоэкологии Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Белгородский государственный национальный...»

«Игонин Михаил Евгеньевич ПРИРОДНО-АНТРОПОГЕННЫЕ ЛАНДШАФТЫ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН: КАРТОГРАФИРОВАНИЕ, ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА Специальность: 25.00.36 – Геоэкология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Казань – 2008 2 Работа выполнена в Казанском государственном университете им. В.И. УльяноваЛенина на кафедре ландшафтной экологии. Научный руководитель : доктор географических наук, профессор Ермолаев Олег...»

«ВИВЧАР АНТОН НИКОЛАЕВИЧ ВЛИЯНИЕ СНЕЖНЫХ ЛАВИН НА РЕКРЕАЦИОННОЕ ОСВОЕНИЕ БАССЕЙНА РЕКИ МЗЫМТА (ЗАПАДНЫЙ КАВКАЗ) Специальность 25.00.31 гляциология и криология Земли Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук МОСКВА 2011 Работа выполнена на кафедре криолитологии и гляциологии Географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный руководитель : кандидат географических наук, доцент Наталья...»

«Менщикова Лариса Викторовна ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ СИСТЕМ РАССЕЛЕНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ СЕЛЬСКОГО НАСЕЛЕНИЯ КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА РУБЕЖЕ XX и XXI ВЕКОВ Специальность 25.00.24 – экономическая, социальная, политическая и рекреационная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата географических наук Пермь – 2013 Работа выполнена на кафедре географии и природопользования Курганского государственного университета Научный руководитель : Завьялова Ольга...»

«Шамин Роман Вячеславович МОДЕЛИРОВАНИЕ АНОМАЛЬНО БОЛЬШИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН В ОКЕАНЕ 25.00.28 океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Москва 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН Научный консультант : доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН В.Е. Захаров Официальные оппоненты : доктор физико-математических наук, профессор С.К. Гулев...»

«Абдель Азиз Фавзи Махмуд Эль Шинави Эль Хайес ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НИЖНЕЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РЕКИ ТОМИ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) 25.00.07 Гидрогеология 25.00.08 Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Томск – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном...»

«Качинский Владимир Леонидович ТЕХНОГЕННЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В ПОЧВАХ АРКТОТУНДРОВЫХ ЛАНДШАФТОВ ОСТРОВА БОЛЬШОЙ ЛЯХОВСКИЙ (НОВОСИБИРСКИЕ ОСТРОВА) 25.00.23 - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва-2014 Работа выполнена на кафедре геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова...»

«Гриднев Дмитрий Зауриевич ПРИРОДНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КАРКАС В ТЕРРИТОРИАЛЬНОМ ПЛАНИРОВАНИИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ Специальность 25.00.36 – Геоэкология (наук и о Земле) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва – 2011 1 Работа выполнена в отделе физической географии и проблем природопользования Учреждении Российской академии наук Институте географии РАН Научный руководитель : доктор географических наук, профессор Борис Иванович...»

«Шинкарев Алексей Александрович СТРУКТУРНАЯ И ФАЗОВАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ОРГАНО-СМЕКТИТОВ В ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ Специальность 25.00.05 – Минералогия, кристаллография АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте геологии нерудных полезных ископаемых (ФГУП ЦНИИгеолнеруд) доктор геолого-минералогических наук, профессор Научный руководитель : Лыгина Талия...»

«Кириевская Дубрава Владимировна ОЦЕНКА УЯЗВИМОСТИ ЭКОСИСТЕМЫ ЧУКОТСКОГО МОРЯ ОТ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ОСВОЕНИЮ ШЕЛЬФА Специальность 25.00.28 – Океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург – 2013 2 Работа выполнена на кафедре промысловой океанологии и охраны природных вод ФГБОУ ВПО Российский государственный гидрометеорологический университет и в комплексной партии ФГУП ВНИИОкеангеология им....»

«Лукьянова Светлана Юрьевна ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ КАРЬЕРНЫХ ВОД В МАССИВАХ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД Специальность 25.00.16 – Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово 2013 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования...»

«ШАРАБАРИНА Софья Николаевна ТРАНСФОРМАЦИЯ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ АЛТАЙСКОЙ КУРОРТНО-РЕКРЕАЦИОННОЙ МЕСТНОСТИ 25.00.36 – геоэкология (наук и о Земле) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Барнаул – 2011 Работа выполнена в лаборатории ландшафтно-водноэкологических исследований и природопользования Института водных и экологических проблем СО РАН Научный руководитель : доктор географических наук, доцент Красноярова Бэлла Александровна...»

«Лещинский Александр Валентинович НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ РАЗРУШЕНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД ПРИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ 25.00.20 – Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Хабаровск - 2010 2 Работа выполнена на кафедре Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле ГОУ ВПО “Тихоокеанский государственный...»

«КУЗНЕЦОВА ЮЛИЯ СЕРГЕЕВНА ЭРОЗИОННОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МЕЖДУРЕЧИЙ СРЕДНЕРУССКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ ЗА ПЕРИОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ 25.00.25 – геоморфология и эволюционная география Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва - 2011 Работа выполнена в Научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов имени Н.И. Маккавеева географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова....»

«Аскаров Герман Робертович ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕСТАБИЛЬНОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НА КОРРОЗИОННОЕ СОСТОЯНИЕ ГАЗОПРОВОДОВ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА Специальность 25.00.19 Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Уфа 2014 2 3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы Общая протяжённость эксплуатируемых в системе ОАО Газпром подземных магистральных газопроводов составляет около 164,7...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.