Header Image

Состояние инфраструктуры в Украине сильно отстает от европейских стран. Средняя площадь жилья на одного жителя составляет около 23,7 м2, что на 30 м2 меньше уровня, зафиксированного в большинстве европейских стран.

Подробнее ...
3.1. Характеристика донных отложений Нижнезырянского водохранилища Печать E-mail
16.01.2015 18:01

3.1.1. Методика проведения полевых работ

Отбор проб донных отложений на разные виды анализов производился по заранее намеченным точкам согласно предварительно разработанной программе полевых исследований. В основе выбора точек отбора проб грунта – модель пространственного распределения донных отложений (подробнее см. гл. 4). На основании исследований отобранных проб была построена карта распространения грунтов с различной степенью загрязнения.

Всего было отобрано 70 проб донных отложений (рис. 3.1). Отбор проб донных отложений осуществлялся с помощью штангового дночерпателя типа ГР-91 и дночерпателя Петерсена в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01-80 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность». Отбор проб производился с борта лодки; на участках с малыми глубинами, исключавшими возможность подхода лодки, пробы отбирались путем захода со стороны берега.


Рисунок 3.1.
Схема отбора проб донных отложений Нижнезырянского водохранилища:
д – химический анализ, сэс – микробиологический анализ.

Пробы анализировались на содержание цинка, кобальта, кадмия, меди, свинца, никеля, мышьяка, сурьмы, ртути, нефтепродуктов и токсичность; на микробиологические показатели (общие колиформные бактерии, группа кишечной палочки, патогенные микроорганизмы, энтерококки); на содержание токсичных солей; активность «дыхания» донных отложений; фитотоксичность; агрохимический и механический состав.
Батиметрические съемки объекта исследования производились с лодки с использованием цифрового эхолота «HUMMINBIRD 997с», позволяющего осуществлять промеры глубин до 500 м с точностью в пределах 0,1% от измеряемой глубины. Для исключения погрешностей, вызванных неоднородностью грунтов дна и водной растительностью водохранилища, производились контрольные промеры глубин с помощью модернизированной гидрометрической штанги ГР-56М. Координаты точек батиметрической съемки, а также точек отбора проб воды и донных отложений определялись с помощью портативного GPS-приемника.

3.1.2. Мощность накопленных донных отложений и их распределение по площади

Нижнезырянское водохранилище относится к неглубоким искусственным водоемам. Средняя его глубина составляет 1,9 м, максимальная – 5,6 м (табл. 3.1). Распределение глубин по акватории отличается неравномерностью (рис. 3.2). Наибольших значений глубины (4 м и выше) достигают в приплотинной части, постепенно уменьшаясь по направлению к верховью водоема и его берегам.
Современный рельеф дна водохранилища является результатом преобразования рельефа затопленной речной долины в процессе осадконакопления. В целом произошла нивелировка подводного рельефа, что становится очевидно при сопоставлении гипсометрических профилей дна до затопления и современных (рис. 3.3–3.5). В результате заполнения наносами отрицательных форм донного рельефа затопленные русла рек Зырянка и Быгель в рельефе дна водохранилища в настоящее время морфологически не выражены (Максимович и др., 2011).

Таблица 3.1. Характеристики донного рельефа Нижнезырянского водохранилища.

Характеристика

НПУ 114,5 м

НПУ 112,5 м

Глубина  

средняя, м

максимальная, м

1,9

5,6

1,0

3,6

Площадь мелководий

км2

% от площади водохранилища при НПУ

1,9

52

1,6

93

Дно водохранилища характеризуется пологим рельефом, уклоны которого в пределах всей акватории не превышают 2° (рис. 3.6). На подавляющей площади дна уклоны рельефа составляют менее 0,5°; уклоны, превышающие 0,5°, наблюдаются на участках прибрежной полосы центральной и приплотинной частей водоема. Лишь на отдельных участках, где затопленное русло подходит близко к берегу, а также в наиболее глубокой приплотинной части водоема, уклоны рельефа дна составляют более 1°.
По результатам расчетов, общий объем донных отложений, накопленных за время существования водохранилища, составляет 3,5 млн м3, из которых 0,14 млн м3 приходится на затопленную русловую ложбину рек Зырянка и Быгель. Расчетный объем донных отложений, находящихся в пределах предполагаемой зоны осушения при отметке 112,5 м, составляет 1,5 млн м3 (табл. 3.2).
Распределение донных отложений по акватории водохранилища отличается большой неравномерностью (рис. 3.7), обусловленной морфометрическими особенностями водоема. Общей закономерностью распределения отложений является увеличение их мощности от верховьев к плотине и от берегов к затопленному руслу р. Зырянка, что наглядно иллюстрируют гипсометрические профили дна водохранилища (рис. 3.4 и 3.5). На фоне относительно небольших мощностей донных отложений, не превышающих 1 м, имеются участки дна с повышенными мощностями отложений. По характеру их распределения Нижнезырянское водохранилище можно разделить на 3 участка.

Таблица 3.2. Количественные характеристики донных отложений Нижнезырянского водохранилища.

Показатель

В целом для водохранилища

В пределах предполагаемой зоны осушения

Объем, млн м3

3,5

1,5

Мощность, м

средняя

максимальная

1,1

4,3

0,8

3,0

Площадь, га

365,0

193,0


Рисунок 3.2.
Карта современных глубин Нижнезырянского водохранилища.


Рисунок 3.3.
Схема размещения гипсометрических профилей дна Нижнезырянского водохранилища.


Рисунок 3.4.
Продольный гипсометрический профиль дна Нижнезырянского водохранилища. Красная линия - глубина до затопления с учетом оседания, синяя линия - современная глубина


Рисунок 3.5.
Поперечные гипсометрические профили дна Нижнезырянского водохранилища.


Рисунок 3.6.
Карта уклонов рельефа дна Нижнезырянского водохранилища.


Рисунок 3.7.
Карта мощностей донных отложений Нижнезырянского водохранилища.

Первый участок приурочен к верховью водохранилища. Здесь наблюдается крупный ареал донных отложений, мощность которых составляет 1–2 м. В центральной части водоема находится второй значительный по площади ареал повышенных (1–2 м) мощностей донных отложений, приуроченный к ее озеровидному расширению. Еще более значительные мощности донных отложений наблюдаются в самой глубокой, приплотинной части водохранилища. Здесь сформировался заметный ареал донных отложений, высота слоя которых достигает 3 м.
Наибольшие толщи донных отложений наблюдаются в затопленном русле рек Зырянка и Быгель, где они на 1–1,2 м выше, чем на примыкающих к руслу участках дна. В затопленном русле приплотинной части водоема была зафиксирована максимальная для водохранилища мощность донных отложений, составившая 4,3 м.

3.1.3. Состав донных отложений и их соответствие нормативным показателям

Программа обследования включала изучение состава донных отложений по физико-химическим и микробиологическим показателям, регламентируемым действующим законодательством применительно к водным объектам, с определением их химической опасности и биологической токсичности. Для анализа и последующей оценки состава донных отложений использованы критерии, рекомендованные ГКНТ МПР РФ (Критерии…, 1992), санитарно-эпидемиологические требования и гигиенические нормативы, утвержденные Главным государственным санитарным врачом РФ (ГН 2.1…, 2006). Оценка выполнена с учетом перспектив возможного последующего использования донных отложений в качестве почвообразующих пород в случае принятия решения о рекультивации обезвоженной части, или при частичной вывозке иловых масс для землевания агрохозяйственных объектов, поэтому при анализе, в числе прочих, использованы почвенные показатели качества грунтов (Критерии…, 1992).

Химические показатели
Химическое состояние донных отложений изучалось с позиций стандартного перечня обязательных показателей. В составе контролируемых учтены загрязнители нескольких групп: тяжелые металлы (в соответствии с рекомендованным перечнем), нефтепродукты, водородный показатель (рН) и суммарный показатель химического загрязнения (Zc). Результирующей величиной, рекомендованной нормативами для оценки экологического состояния, является суммарный показатель химического загрязнения. Он рассчитывается как сумма коэффициентов концентрации отдельных компонентов загрязнения по их фактическому превышению фоновых значений или ПДК. Данный показатель отражает суммарную степень нагрузки на почвы и грунты, являясь, таким образом, индикатором экологического состояния территории в целом (Критерии…, 1992; СанПиН…, 2003–2007; СП…, 1997).
Расчетные значения Zc для изучаемого объекта приведены в таблице 3.3. Согласно этому показателю фактическая химическая нагрузка на донные отложения в территориальном плане неравномерна. В границах акватории есть участки практически чистые (пробы д6, д7, д8, д9, д30, д31), для которых не выявлено превышений ни по одному из рассматриваемых загрязняющих ингредиентов; суммарный показатель Zc для этих проб имеет значения от 0,0 до 3,4. Отклонение от нулевых значений обусловлено незначительным (менее 1,3 ПДК) превышением содержаний Zn (1 класс опасности) и Ni (2 класс опасности)(Максимович и др., 2008).
Согласно шкале оценки подобное отклонение (менее двух ПДК) позволяет оценить экологическую ситуацию на уровне допустимой. Все перечисленные «чистые» пробы приурочены к южной прибереговой зоне водохранилища: от песчаной косы, отделяющей побережье в районе пос. Новая Зырянка и участок берега с сохранившимся лесным массивом, до пионерлагеря включительно (рис. 3.8). Однако всю южную прибереговую зону распространения донных отложений нельзя отнести к «чистой», поскольку участки с допустимыми значениями Zc чередуются здесь с загрязненными, суммарный показатель загрязнения для которых превышает допустимый уровень. Так, например, проба грунта д12, отобранная в южной прибрежной зоне между отнесенными к «чистым» пробами д6 и д7, дает превышение по Zc, равное 23 единицам. Содержание в этой пробе водорастворимых форм Zn (1 класс опасности) достигает 243 мг/кг, то есть в 10 раз выше ПДК, в то время как превышения концентрации элементов 1 класса экологической опасности свыше 5 ПДК позволяют относить экологическую ситуацию к разряду чрезвычайно опасной.

Таблица 3.3. Содержание подвижных (водорастворимых) форм тяжелых металлов в донных отложениях Нижнезырянского водохранилища.

№№ проб

Концентрации элементов (класс опасности), мг/кг

Нефтепродукты

 

Zc

Zn(1)

Co(2)

Cd(1)

Pb(1)

Ni(2)

Всего

ПДК (CанПин, 2007)

 

23

 

5

Фон

0,01

 

6

 

4

 

38,05

Фон

0,95

 

16,0

д1

129,00

4,00

<0,01

<0,05

12,00

145,06

0,55

9,6

д2

131,00

13,00

<0,01

0,23

285,00

429,24

8,00

79,6

д3

36,00

3,00

<0,01

<0,05

15,00

54,06

0,30

5,4

д4

17,00

2,30

<0,01

<0,05

6,60

25,96

0,20

1,6

д5

32,00

3,50

<0,01

<0,05

7,00

42,56

0,30

3,2

д6

25,00

3,00

<0,01

<0,05

7,00

35,06

<0,01

2,9

д7

18,00

3,00

<0,01

<0,05

5,80

26,86

0,20

1,3

д8

13,00

0,02

<0,01

<0,05

2,50

15,58

0,10

0,0

д9

16,00

0,05

<0,01

<0,05

2,50

18,61

0,19

0,0

д11

10,00

0,76

<0,01

<0,05

2,50

13,02

0,12

0,0

д12

243,00

9,00

<0,01

17,00

31,00

300,01

0,30

23,0

д13

166,00

10,00

<0,01

20,00

35,00

231,01

0,47

21,3

д14

55,00

12,00

<0,01

9,00

23,00

99,01

0,75

12,1

д15

164,00

7,70

<0,01

13,00

21,00

205,71

0,80

16,1

д16

186,00

9,00

0,5

21,00

38,00

254,05

0,90

72,9

д17

182,00

5,00

<0,01

10,00

13,00

210,01

0,83

13,9

д18

243,00

9,00

0,2

11,00

16,00

279,20

1,40

38,2

д19

186,00

8,00

0,5

19,00

30,00

243,50

1,80

70,4

д20

127,00

11,00

<0,01

41,00

54,00

233,01

3,00

28,0

д21

55,00

0,01

<0,01

5,00

11,00

71,02

0,94

5,2

д22

104,00

6,40

<0,01

2,40

41,00

153,81

1,60

16,0

д23

211,00

4,50

<0,01

9,00

19,00

243,51

0,74

16,0

д24

92,00

6,50

<0,01

17,00

28,00

143,51

0,47

15,1

д25

57,00

5,50

<0,01

8,00

23,00

93,51

1,20

10,7

д26

121,00

10,00

<0,01

13,00

34,00

178,01

0,01

18,0

д27

78,00

5,50

<0,01

9,00

19,00

111,51

1,30

10,8

д28

44,00

0,01

<0,01

4,00

13,00

61,02

0,13

5,2

д29

60,00

7,20

<0,01

8,60

12,00

87,81

0,84

8,4

д30

16,00

1,90

<0,01

7,30

9,00

34,21

0,01

3,4

д31

4,00

0,01

<0,01

0,02

4,00

8,04

0,01

0,0

д32

77,00

2,50

<0,01

6,40

12,00

97,91

0,30

7,4

д33

97,00

4,70

<0,01

17,00

40,00

158,71

3,20

17,0

д34

29,00

0,01

<0,01

5,00

13,00

47,02

0,01

13,6

д35

26,00

0,01

<0,01

3,00

8,00

37,02

0,02

3,3

д36

50,00

0,01

<0,01

15,00

6,00

71,02

0,01

6,2

д37

185,00

3,00

<0,01

4,00

9,00

201,01

2,70

10,2

д38

51,00

1,60

<0,01

6,80

6,00

65,41

0,30

5,9

д39

26,00

2,40

<0,01

5,70

8,00

42,11

0,56

3,1

д40

103,00

4,50

<0,01

8,00

50,00

165,51

2,40

18,3

Наиболее загрязненные пробы донных отложений со значениями Zc выше 16 составляют 28% от суммарного количества проб. В их числе: с превышениями суммарного показателя в интервале значений 16–32, позволяющими отнести донные отложения к грунтам категории умеренно опасного загрязнения, пробы д12, д13, д15, д20, д26, д33, д40 – всего 7 проб; с превышениями в интервале значений 32–79, то есть на уровне опасно загрязненных, выявлено 4 пробы – д2, д16, д18, д19 (табл. 3.3). Наиболее загрязненные пробы донных отложений характерны для участка аккумуляции стоков ливневой канализации – проба д2 (Zc – 79,6) и для акватории с ослабленным водообменном в заливе у пос. Новая Зырянка – пробы д16, д18, д19 (Zс – в пределах 38,2–72,9) (рис. 3.8).


Рисунок 3.8.
Суммарное химическое загрязнение донных отложений водохранилища (по Е. А. Ворончихиной).

Из общего количества отобранных и проанализированных проб донных отложений 83% показали превышения содержания химических элементов 1 класса опасности, в том числе:
цинк – 82% проб, из них 43% проб с более чем трехкратным превышением относительно ПДК. Максимальные концентрации Zn (на уровне 10 ПДК) зафиксированы в пробах д12, д18 и д23, отобранных в нижней части водохранилища; кадмий – 8% проб; в пробах д16, д18, д19 фоновое содержание Cd превышено от 20 до 50 раз. Указанные пробы отражают концентрацию этого загрязнителя в донных отложениях застойного участка водохранилища, примыкающего к пос. Новая Зырянка; свинец – 54% проб, в том числе в пробах д13, д16, д19, д20 отмечены превышения ПДК более 3-х раз. Все эти пробы тяготеют к нижней приплотинной части водоема. Максимальная концентрация Рb (на уровне 7 ПДК) выявлена в пробе д20, отобранной в северной части приплотинной зоны.
Таким образом, по химическим показателям состояние донных отложений весьма неоднородно. Наиболее высокой химической нагрузкой характеризуются юго-западная приплотинная часть водохранилища и участок северной прибрежной зоны в ареале воздействия стоков ливневой канализации с территории городской застройки. На этих участках водохранилища современное состояние донных отложений, оцененное по суммарной химической нагрузке, соответствует категории «опасное загрязнение». На остальной части водохранилища химическое загрязнение донных отложений представлено очагово, небольшими по площади локальными участками, обусловленными различиями в условиях илонакопления на фоне неоднородного рельефа дна. Современная химическая нагрузка этих очаговых участков в суммарном выражении не выходит за пределы колебаний Zc <16 и <32, то есть находится в рамках допустимой и умеренно опасной.

Общие токсикологические показатели и фитотоксичность
Токсикологическое состояние донных отложений рассмотрено согласно нормативным требованиям по санитарно-гигиеническим показателям и общей фитотоксичности. Акватория водохранилища при этом условно принята за объект временного хранения отходов в виде донных отложений. Согласно полученным результатам, значительная часть донных отложений – 54% всех проб – относится к 5 классу токсической активности, то есть, к нетоксичным, не представляющим экологической опасности. В меньшей степени – 31% проб – распространены отложения, относящиеся к 4 классу токсичности (в экологическом отношении мало опасные). Из общего количества отобранных проб всего 15% (6 проб) можно отнести к 3 классу токсичности, характеризующемуся умеренной экологической опасностью. Территориальное распространение токсической нагрузки показано на рисунке 3.9.
Анализ распределения токсической активности относительно химической нагрузки показал, что в территориальном аспекте все пробы 3 класса токсичности соответствуют участкам водохранилища, неблагополучным по химической нагрузке, это: д2 – северная прибереговая зона в акватории сброса ливневой канализации, д18, д19, д20 – западная приплотинная часть водохранилища; д33 – северо-западный «угол» водохранилища, зона аккумуляции безымянного водотока с территории городской застройки в районе ул. Тельмана; д37 – северо-восточная часть водохранилища, участок отложений, формирующихся под влиянием стоков, выносимых р. Быгель (рис. 3.9). Токсичность проб обусловлена повышенной концентрацией тяжелых металлов – Zn (1 класс экологической опасности) и Ni (2 класс экологической опасности). При этом концентрация Zn – в пределах 1,5–10,6 ПДК; Ni – в пределах 1,8–71,3 ПДК.


Рисунок 3.9.
Токсичность донных отложений водохранилища.

В связи с перспективами возможной утилизации донных отложений, В. И. Каменщиковой была изучена фитотоксичность донного субстрата в лабораторных опытах с семенами агрокультуры (пшеница) и травосмесей (овсяница луговая, лисохвост луговой). Количественные показатели роста и развития культур на донных субстратах приведены в таблицах 3.4, 3.5 и на рисунке 3.10. Для анализа состояния растений в опытах использованы морфометрические и весовые показатели – высота надземной части растений, длина корневых систем, фитомасса надземная и корневая.
В качестве контрольных образцов в опытах использованы чистые, без превышений по выявленным для донных отложений токсикантам, луговая (контроль 1) и лесная (контроль 2 в табл. 3.4) дерново-подзолистые легкосуглинистые почвы. Сравнительный анализ состояния растений в различных вариантах опыта и в контроле показал, что пригодность донных отложений для использования под агрокультуры зерновых с разных участков водохранилища неодинакова. Наиболее пригодны для этих целей донные отложения суглинистого состава северо-восточной части акватории (пробы д1 и д2): опытные экземпляры пшеницы дали на этих субстратах заметно больший прирост и вес по сравнению с контролем (табл. 3.4, рис. 3.10). Особенно заметны различия в состоянии и массе корневых систем, увеличившихся по сравнению с контролем на 190–200%. В остальных вариантах опыта достоверного стимулирующего рост эффекта не получено, напротив, растения, выращиваемые на донных отложениях как по морфологическим, так и по весовым показателям отличались от контроля в сторону понижения.


Рисунок 3.10.
Состояние растений в опытах на фитотоксичность донных отложений:
а) контрольный образец,
б) донные отложения из верхней части водохранилища (проба д1),
в) донные отложения из загрязненной части водохранилища (проба д5).

Таблица 3.4. Фитотоксичность донных отложений по отношению к агрокультуре (пшеница).

Несколько иные результаты получены в опытах с травами (табл. 3.5). Использованные в опытах злаки (овсяница, лисохвост) показали высокую энергию прорастания на донных отложениях; за исключением двух случаев (пробы д3 и д6) энергия всхожести была достоверно близкой к контролю или более высокой. Наибольшая всхожесть семян зафиксирована в опытах с донными отложениями д1 и д2, ранее положительно проявившими себя в опытах с агрокультурой.
Морфологические показатели – высота надземной фитомассы – во всех опытных вариантах с травосмесями были достоверно близки по значениям или выше контрольного показателя, так же как и масса растений (табл. 3.5).

Таблица 3.5. Фитотоксичность донных отложений к травосмесям.

Индекс образца

Длина, мм

Отношение длины надз./корн.

Сырой вес одного растения, г

Отношение веса надз./корн.

Сухой вес растений, г

% сухого вещества надз./корн.

% к контролю

Длина

Вес

Надземная масса

Корни

Надземная масса

Корни

Надземная масса

Корни

Надземная масса

Корни

Надземная масса

Корни

д1

21,80

14,69

1,48

0,114

0,081

1,40

0,22

0,10

10,1/6,38

118,67

200,9

114

126,5

д2

21,25

13,80

1,53

0,116

0,083

1,40

0,23

0,12

10,15/7,36

115,68

188,7

116

129,7

д3

17,21

7,74

2,26

0,084

0,065

1,37

0,20

0,13

11,89/10,2

93,68

105,9

89,5

100

д4

15,00

7,50

2,01

0,084

0,061

1,36

0,19

0,14

11,26/11,40

81,65

102,6

84

96,1

д5

14,20

7,07

2,06

0,076

0,051

1,48

0,13

0,10

12,29/10,20

77,20

96,7

76

79,7

д6

15,82

7,21

2,26

0,082

0,060

1,38

0,18

0,13

12,49/12,67

86,10

98,6

82

93,7

д7

14,82

8,53

1,82

0,078

0,054

1,50

0,20

0,18

12,86/17,29

80,67

116,7

78

84,5

д8

13,10

8,60

1,56

0,070

0,056

1,37

0,17

0,11

12,55/11,5

71,31

117,6

70

87,5

д9

15,23

7,58

2,0

0,079

0,060

1,33

0,19

0,17

11,68/17,5

82,90

103,7

79

93,7

д11

15,37

8,46

1,82

0,074

0,060

1,25

0,18

0,20

12,1/17,7

83,67

115,7

74

93,7

Контроль 1

16,35

7,77

2,14

0,091

0,059

1,57

0,22

0,13

12,1/11,3

89,00

106,3

91

92,2

Контроль 2

18,37

7,31

2,50

0,100

0,064

1,56

0,21

0,13

11,3/10,7

100

100

100

100

Результаты опытов позволяют сделать вывод о пригодности донных отложений для развития фитомассы злаков: как культурных (пшеница), так и дикоросов (овсяница, лисохвост). Токсичные ингредиенты, входящие в состав донных отложений, не оказывают угнетающего влияния на рост и развитие растений.

Микробиологические и санитарно-гигиенические показатели
Донные отложения прибрежных мелководий оценивались в соответствии с требованиями по нормируемым санитарно-гигиеническим показателям на наличие патогенных микроорганизмов, наиболее опасных в эпидемическом плане. Санитарно-гигиеническая оценка дала отрицательный результат для всех проб на наличие микроорганизмов из группы энтерококков. Их индекс ни в одной из проб не превышает допустимой нормы. По другим группам загрязнителей – общие колиморфные бактерии, группа кишечной палочки – состояние донных отложений не столь благополучно. В 45% случаев проанализированных проб выявлено превышение нормативного уровня по этому индексу. Наибольшие превышения показали пробы д2, д3, д8, д9.
Первые две пробы характеризуют санитарно-гигиеническое состояние донных отложений в ареале воздействия стоков с территории городской застройки: д2 – в районе ул. Качалова; д3 – к востоку от нее, с пустыря со стихийно сложившейся свалкой бытового мусора, примыкающей к ул. Семинской (рис. 3.1). Пробы д8 и д9 отражают санитарное состояние донных отложений в юго-западной части водохранилища. Их неблагополучие вызвано, очевидно, если исходить из похожей ситуации на объекте-аналоге (Томилина, 2006), с ослаблением водообмена в приплотинной части и неблагоприятным влиянием стоков с территории частной застройки – пос. Новая Зырянка. Эти два фактора предопределили, с одной стороны, лучшие термические условия для микробной активности, с другой – более высокую органотрофность водных экосистем в целом.
Микробиологическое состояние донных отложений оценено по активности продуцирования микробными ценозами СО2; образцы стерильно отобранных донных отложений наблюдались в лабораторных условиях на протяжении трех суток по показателям базального, субстрат индуцированного (с введением углеводов), микробного дыхания (табл. 3.6). Для контроля использованы средние базальные показатели «дыхания» зональной лесной почвы.
Результаты анализа, выполненного В. И. Каменщиковой, показали, что активность «дыхания» донных отложений понижена относительно стандартного зонального состояния и варьирует в пределах: 1,3–33,0% от среднего значения в первые сутки опыта, 5,4–39,6% – во вторые, 8,9–83,6% – в третьи, то есть нигде не достигает нормальных базальных показателей. Стандартной величины, характерной для зональных условий, активность «дыхания» донных отложений не достигает даже после стимуляции микробиологической активности введением в субстрат дополнительного углеводного компонента. Субстрат индуцированное дыхание (табл. 3.6) остается более низким по сравнению с зональной почвой, варьируя в пределах значений от 22 мг/100 г субстрата СО (31,3% от контроля) – в первые сутки, до 48 мг/100 г субстрата СО (97,9% от контроля) – на третьи сутки (табл. 3.6). Доля микробных сообществ в структуре «дыхания» во всех образцах превышает 50% и колеблется в интервале от 51 до 96%, свидетельствуя таким образом, что сложившиеся условия благоприятны для развития устойчивых патогенных групп микроорганизмов и неудовлетворительны для развития микробных сообществ в целом.

Таблица 3.6. Биологическая активность донных отложений по показателям субстратного «дыхания».

№ образца

Активность «дыхания» донных отложений за периоды

1 сутки

2 сутки

3 сутки

мг CO2  за 24 часа/100 г

% микробного от СИД

мг CO2  за 24 часа/100 г

% микробного от СИД

мг CO2  за 24 часа/100 г

Базальное

СИД*

Микробное

Базальное

СИД*

Микробное

Базальное

СИД*

Микробное

д1

18,48

58,36

33,88

64,70

9,68

33,88

24,20

71,43

16,28

33,88

17,60

д2

23,32

54,12

30,80

56,91

17,82

41,80

23,98

57,37

41,80

48,01

27,68

д3

18,75

64,24

45,67

71,09

10,12

35,64

25,52

71,61

18,04

39,16

21,12

д4

6,60

36,96

30,36

82,14

7,82

43,12

35,20

81,63

11,00

21,12

12,19

д5

9,68

42,68

33,00

77,32

5,06

32,78

27,72

84,56

7,92

27,28

19,36

д6

5,72

29,04

23,32

80,30

7,26

44,22

36,60

83,58

10,12

21,58

11,44

д7

8,36

32,12

23,76

73,97

6,82

36,30

29,50

81,26

9,24

20,68

11,44

д8

0,88

22,00

21,12

96,00

3,30

43,34

40,04

92,88

4,40

23,32

18,92

д9

7,48

33,88

26,40

77,92

2,42

40,70

38,28

94,05

7,92

22,44

14,52

д11

9,68

22,88

13,20

57,96

6,82

36,74

29,92

81,43

9,68

33,88

24,20

Среднее для зональной почвы

70,40

44,83

48,84

Примечание:
* СИД – субстрат индуцированное дыхание

Агрохимические показатели и механический состав
Агрохимическая характеристика дана с учетом перспектив возможного последующего использования донных отложений для агрохозяйственных целей. Частично их пригодность для роста и развития растений была показана в опытах, результаты которых приведены выше и которые продемонстрировали отсутствие выраженного негативного влияния на растения. Вместе с тем опыты показали, что рост и развитие подземной части растений – корневых систем – в донных отложениях значительно выше, чем в контроле. Данный факт косвенно свидетельствует в пользу низкой трофности донного субстрата. Вследствие недостатка элементов питания растение развивает более мощную корневую систему, способную обеспечить поступление питательных элементов с большей площади. Основные агрохимические показатели приведены в таблицах 3.7–3.9.
Важнейшим показателем пригодности грунтов для использования в агрохозяйственных целях является их засоленность (Критерии…, 1992; Группировка…, 1979; Радов и др., 1985). Результаты изучения уровня засоленности донных отложений приведены в таблицах 3.7 и 3.9. Данные о составе и концентрации солей показали полную безопасность донного субстрата для возможного агрохозяйственного использования. Из всей совокупности проб только в одной солевая насыщенность незначительно, на 0,1%, превысила барьер, отделяющий незасоленные отложения от слабозасоленных (табл. 3.7, проба д1).
По механическому составу донные отложения практически идентичны почвенному покрову побережья водохранилища и сложены песком и легким суглинком (табл. 3.8). Грубые скелетные фракции в отложениях отсутствуют, доля физической глины практически везде, за исключением двух образцов, д1 и д2, ниже 10%.
По агрохимическим показателям состав донных отложений неоднороден и коррелирует с насыщенностью илистыми фракциями. На уровне удовлетворительного по агрохимическому состоянию могут быть оценены только донные отложения верхней части водохранилища (пробы д1 и д2), имеющие слабощелочную реакцию среды, удовлетворительную обеспеченность органическим веществом и элементами первичного плодородия – подвижными формами фосфора и калия (табл. 3.9). Во всех остальных пробах обеспеченность фосфором и калием на уровне низкой и очень низкой, рН – щелочная.
Таким образом, по агрохимическим показателям рассматриваемые донные отложения малопригодны для землевания с целью повышения почвенного плодородия. Они могут использоваться только на кислых глинистых почвах для улучшения структурированности субстрата, повышения его аэрированности и в качестве легких раскислителей. Незагрязненные донные отложения могут использоваться для восстановления почвенного покрова в карьерах, на отвалах и др.

Таблица 3.7. Химический состав солей водной вытяжки из донных отложений водохранилища.

№ пробы

Анионы, мг/л / мг-экв/л

Катионы, мг/л / мг-экв/л

Содержание токсичных солей, %

Характеристика засоленности почв и грунтов

HCO

SO

Cl

Ca

Mg

Na + K

д1

0,66

0,040

2,61

0,125

1,75

0,062

3,76

0,075

0,81

0,010

0,45

0,010

0,322

Слабозасоленные

д2

0,58

0,035

1,12

0,054

1,00

0,035

1,82

0,036

0,40

0,005

0,48

0,011

0,176

Незасоленные

д3

0,41

0,025

0,86

0,041

0,89

0,032

1,88

0,038

0,19

0,002

0,09

0,002

0,140

Незасоленные

д4

0,41

0,025

0,65

0,031

0,16

0,006

1,11

0,022

0,09

0,001

0,02

0,001

0,086

Незасоленные

д5

0,38

0,023

0,62

0,030

1,10

0,039

1,08

0,022

0,14

0,002

0,88

0,020

0,136

Незасоленные

д6

0,39

0,023

0,27

0,013

0,66

0,023

0,70

0,014

0,06

0,001

0,56

0,013

0,087

Незасоленные

д7

0,41

0,025

0,22

0,011

0,38

0,013

0,84

0,017

0,05

0,001

0,02

0,001

0,068

Незасоленные

д8

0,36

0,022

0,27

0,013

0,44

0,016

0,91

0,018

0,09

0,001

0,07

0,002

0,072

Незасоленные

д9

0,44

0,027

0,39

0,019

0,48

0,017

1,29

0,026

0,01

0,000

0,01

0,000

0,089

Незасоленные

д11

0,50

0,031

0,29

0,014

0,46

0,016

1,11

0,022

0,13

0,002

0,01

0,000

0,085

Незасоленные

Таблица 3.8. Механический состав донных отложений.

№ пробы

Скелетные фракции, %

Содержание механических элементов (в % на воздушно-сухую почву) по фракциям, мм (по классификации Н. А. Качинского)

Сумма частиц < 0,01 мм

Механический состав

1,0–0,25

0,25–0,05

0,05–0,01

0,01–0,005

0,005–0,001

< 0,001

д1

Отсутствуют

6

32

38

8,8

9,7

5,5

24

суглинок легкий

д2

Отсутствуют

6

31

39

8,7

8,5

6,8

24

суглинок легкий

д3

Отсутствуют

17

46

35

0,5

0,4

1,1

6

песок рыхлый

д4

Отсутствуют

14

66

13

1,8

2,0

3,2

7

песок связный

д5

Отсутствуют

9

41

47

0,4

0,5

2,1

3

песок рыхлый

д6

Отсутствуют

2

39

55

0,7

0,6

2,7

4

песок рыхлый

д7

Отсутствуют

8

43

48

0,1

0,2

0,7

1

песок рыхлый

д8

Отсутствуют

13

39

45

0,5

1,1

1,4

3

песок рыхлый

д9

Отсутствуют

16

69

10

1,0

0,8

3,2

8

песок связный

д11

Отсутствуют

17

54

21

1,4

1,7

4,9

5

песок рыхлый

Таблица 3.9. Основные агрохимические показатели состояния донных отложений.

№ пробы

Суммарная солевая насыщенность, %

Содержание физической глины, %

рН Н2О

Содержание органического вещества, %

Содержание подвижных форм, мг/кг в.с.почвы

Р2О5

К2О

д1

0,322

27

7,52

5,80

130

92

д2

0,176

24

7,76

8,27

130

95

д3

0,140

6

7,76

1,01

30

32

д4

0,086

7

7,84

0,70

<18

20

д5

0,136

3

8,00

0,43

<18

15

д6

0,087

4

7,94

0,51

<18

22

д7

0,068

1

7,99

0,45

<18

14

д8

0,072

3

7,74

0,35

<18

16

д9

0,089

8

7,78

0,46

<18

55

д11

0,085

5

7,77

0,70

25

24

 

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.