Дорожукова С. Л., Янин Е. П., Волох А. А.
Выполнен анализ содержания ртути в различных типахпочв севера Западной Сибири, проведено сопоставление с другими севернымирайонами. Определено, что большое значение имеют процессы фиксации ртутиорганическим веществом почв и отложений. Это определяет относительно высокоесодержание ртути в болот- но-торфяных почвах и оторфованных отложениях озер.Определенную роль играет дополнительная миграция ртути из мест загрязнения,связанных с освоением месторождений углеводородного сырья.
Данные о природных уровнях ртути в почвах и озерныхотложениях северных районов Тюменской области, являющихся территориямиинтенсивной добычи углеводородного сырья, в литературе практически отсутствуют.В то же время известно, что в углеводородных газах и нефтях содержатся значимыеконцентрации ртути [Мельников и др., 1983]. Авторы цитируемой работы дажепредполагают, что огромные объемы газа, ежегодно извлекаемые и перерабатываемыев Сибири, являются существенным источником поступления ртути в окружающуюсреду. Необходимо отметить, что аэраль-ная составляющая ртути, в конечном счетеаккумулирующаяся в почвах и донных отложениях, может формироваться и за счетрегиональных потоков, обусловленных наличием на территории источников эмиссииэтого металла [Ртуть..., 1995].
В связи с освоением новых месторожденийуглеводородного сырья особое значение приобретают изучение природных (фоновых)уровней содержания ртути в различных объектах окружающей среды и оценкаинтенсивности техногенного загрязнения. В настоящей работе авторы предпринялипопытку систематизировать результаты исследований, выполненных на территориинекоторых месторождений в 1995 г. и 1997-1998 гг.
Заполярное газоконденсатно-нефтяное месторождение,находящееся на стадии обустройства, расположено в 80 км к юго-западу от п.Тазовский, в бассейне р. Таз. Лицензионные участки Пырейного газовогоместорождения (готовится к освоению) и Берегового газового и газоконденсатногоместорождения (в 1987-1988 гг. осуществлялось поисково-разведочное бурение нагаз; сейчас проводятся изыскательские и сопутствующие им работы под объектыобустройства месторождения) находятся в Пуровском районе Тюменской областисоответственно в 80 км к юго-востоку и в 110 км к востоку от г. Новый Уренгой.На территории Уренгойского газового и газоконденсатно-нефтяного месторождения,расположенного близ г. Новый Уренгой, исследования по выявлению содержанийртути в почвах проводились преимущественно в его южной части (УКПГ-1 — УКПГ-3).Это месторождение активно эксплуатируется более 20 лет.
Отбор и предварительная подготовка проб почв и донныхотложений (верхние горизонты) на территории указанных месторождений проводилисьв соответствии с рекомендациями [Сает и др., 1990]. При обработке полученногоматериала пробы с аномальными концентрациями ртути, явно обусловленными техногеннымвоздействием, не включались в общую выборку. Ограниченность материала не даетвозможности оценить геохимические параметры распределения ртути во всех типахпочв. Полученные данные отражают, в определенной мере, природные (фоновые)содержания ртути в почвах, наиболее распространенных на исследуемыхтерриториях.
Заполярное месторождение расположено в южной тундре(сибирские лесотундровые и тундровые редколесья), где преобладают зональныетундровые глеевые почвы (на хорошо дренированных суглинистых водоразделахпреимущественно развиты слабоглеевые гумусные почвы), местами распространеныболотные и аллювиально-тундровые почвы. Для тундровых глеевых почв характернаслабая дифференциация профиля и малая мощность торфянисто-гумусового горизонта,ниже которого расположен глеевый горизонт [Мельников и др., 1983].
Береговое и Пырейное месторождения, а такжеисследуемая южная часть Уренгойского месторождения находятся преимущественно вподзоне северной тайги (сибирская провинция), которая сландшафтно-геохимических позиций относится к таежно-лесномухелювио-глее-детритоморфному поясу бо-лотно-таежной Западно-Сибирской области[Глазовская, 1988]. Для этих ландшафтов характерны процессы подзолообразованиядля почв легкого механического состава и поверхностного оглеения длясуглинистых и глинистых почв. Широко распространены болотные торфяные иторфяно-глеевые почвы, которые развиты на глинистых и суглинистыхпочвообразующих породах [Кау-ричев и др., 1989]. Все разности болотных иболотно-торфяных почв богаты органикой, в составе гумусовых веществ преобладаютфульвокислоты.
В табл. 1 приведены данные по распределению ртути визученных типах почв и в донных отложениях озер. Анализ распределения ртути потипам почв подтвердил известную закономерность: наиболее высокие концентрацииее свойственны почвам, обогащенным органическим веществом, прежде всегоболотно-торфяным почвам. Многочисленные данные свидетельствуют о том, чтосорбция практически всех соединений ртути в почвах обнаруживает положительнуюкорреляцию с концентрациями органики [Кабата-Пендиас, Пенди-ас, 1989; Химия...,1985; Johansson et al., 1995]. Важнейшей особенностью распределения ртути вверхнем горизонте изученных почв является высокая пространственная вариация, втом числе в пределах конкретных месторождений,- минимальные и максимальныеуровни ртути в почвенном покрове исследуемых территорий различаются в 10-30раз.
Отмеченные явления в значительной мере обусловленысложным пространственным сочетанием типоморфных для данной ландшафтной зоныгеохимических процессов [Глазовская, 1988], проявляющихся, видимо, даже налокальном уровне и определяющих неоднородный характер распределения ртути вверхних горизонтах почв. Повышенными концентрациями отличаются также тундровыеслабоглеевые гумусные почвы. О значимости органического вещества вконцентрировании ртути говорит тот факт, что сильно оторфован-ные донныеотложения озер в районе Пырейного месторождения, в отличие от озерных отложенийс литогенной основой Берегового месторождения, характеризуются более высокими (напорядок) концентрациями ртути.
Средние показатели содержания металла в подзолах итаежных поверх-ностно-глеевых почвах довольно близки, однако для последниххарактерны не только несколько высокие уровни ртути, но и более выраженнаяпространственная вариация ее концентраций. Отчасти это может быть связано сразвитием в пределах исследованных территорий процессов детритогенеза, особеннопри ухудшении условий дренирования. Есть сведения [Кабата-Пендиас, Пендиас,1989], что в кислых глеевых почвах в естественных условиях может происходитьобразование сульфидных соединений ртути и даже металлической ртути.
Таблица 1
Содержание ртути в почвах и озерных отложенияхГруппы почв Кол-во проб Hg, мг/кг
Среднее Пределы
Заполярное месторождение *
Тундровые слабоглеевые гумусные 10 0,055 0,013-0,172
Береговое месторождение **
Подзолы песчаные 11 0,018 0,003-0,04
Таежные поверхностно-глеевые 6 0,029 0,013-0,08
Болотные торфяные 8 0,2 0,02-0,28
Донные отложения озер (преимущественно с литогеннойосновой) 5 0,023 0,008-0,04 /> /> Пырейное месторождение **
Подзолы песчаные 10 0,038 0,003-0,05
Таежные поверхностно-глеевые 10 0,023 0,01-0,04
Болотные торфяные 20 0,25 0,04-0,30
Донные отложения озер (в основном оторфованные)' 8 0,28 0,01-0,30
Уренгойское месторождение **
Подзолы песчаные 30 0,009 0,001-0,042
Уренгойское месторождение *
Общая выборка (преимущественно подзолистые почвы) 26 0,017 0,005-0,038
*- Лаборатория ИМГРЭ, анализатор ИМГРЭ-900 (в основуположен дифференциальный атомно-абсорбционный способ измерения концентрацийметалла с применением модифицированной схемы эффекта Зеемана).
** — Лаборатория СибрыбНИИпроекта,атомно-абсорбционный метод.
Существенных различий между содержаниями ртути впочвах интенсивно эксплуатируемого Уренгойского месторождения и месторождений,находящихся на стадии проектирования, не наблюдается. Более того, подзолы вокрестностях Уренгойского месторождения отличаются пониженными по сравнению сподзолами других районов концентрациями ртути. Возможно, это связано с особенностямиместных ландшафтов и неодинаковыми условиями пробоотбора (судя по всему,почвогрунты Уренгоя более обогащены литоген-ными частицами).
Систематизация полученных данных позволяет предложитьв качестве природных уровней следующие концентрации ртути в некоторых почвахсеверных районов Тюменской области (табл. 2).
Сравнение полученных значений (средних и вариаций) суровнями ртути в почвах, близких по типу и/или условиям формирования, другихрайонов показывает их схожесть (см. табл. 2). Почвы, обогащенные органическимвеществом, характеризуются максимальными уровнями содержания ртути.Показательны результаты исследований, выполненных на торфяниках в северныхрайонах Швеции [Westling, 1991]. Так, в поверхностном стоке с дренируемыхторфяников уровни общей ртути составляли 5,3-21,3 нг/л (рН 3,79-4,08). При этомизученные болота отличались более высокими концентрациями всех форм ртути(общее содержание, растворенная ртуть, в том числе реакционно-способная инереакционно-способная, метилртуть) в поверхностном стоке по сравнению сцентральными районами Швеции.
Таким образом, установленные в почвах уровнисодержания ртути отражают природные особенности изученных территорий Тюменскойобласти и близки к известным в литературе ее концентрациям в схожихландшафтно-геохимических условиях. Ведущее значение имеют процессы фиксацииртути органическим веществом почв и отложений, которые наиболее типичны дляболотно-торфяных почв и оторфованных отложений озер. Определенную роль играетдополнительная поставка ртути местными источниками техногенного загрязнения,связанных с освоением месторождений углеводородного сырья.
Таблица 2
Природные уровни ртути в различных типах почвРайон, почвы Нg, среднее (пределы), мг/кг Тюменская область Тундровые слабоглеевые гумусные 0,055(0,013-0,172) Подзолы песчаные 0,021 (0,003-0,042) Таежные поверхностно-глеевые 0,026(0,010-0,080) Болотные торфяные 0,225 (0,020-0,300) Канада [Кабата-Пендиас, Пендиас, 1 989] Глейсоли 0,053(0,018-0,22) Органические почвы (гистосоли, торфяные и др.) 0,41 (0,05-1,11) Почвы на ледниковых отложениях 0,05(0,02-0,10) Подзолы и песчаные почвы 0,06 (0,01-0,70) Почвы Северо-запада страны (цит. по [Химия..., 1985]) 0,05-0,14 США [Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989] Торфянистые почвы до 0,28 Почвы Швеции (цит. по [Химия..., 1985]) 0,06 (0,004-0,992) Почвы мира [Bowen, 1979] 0,06 (0,01-0,5) Почвы мира [Ure, Berrow, 1982] 0,1 Торф (цит. по [Adriano, 1986]) 0,060-0,300 Кларк земной коры [Виноградов, 1962] 0,08
В ходе освоения и эксплуатации месторожденийуглеводородного сырья необходимо учитывать тот факт, что северные районыТюменской области характеризуются развитием озерно-болотных ландшафтов иболотно-торфяных почв, которые даже в естественных условиях отличаютсяповышенной способностью к аккумулированию ртути. Любые дополнительные источникиее поставки в окружающую среду могут, видимо, заметно интенсифицировать этотпроцесс.
Список литературы
Виноградов А. П. Среднее содержание химическихэлементов в главных типах извер-женных горных пород земной коры // Геохимия.1962, № 7. С. 555-571.
Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенныхландшафтов СССР. М.: Высш. шк., 1988. 328с.
Кабата-Пендиас А,, Пендиас Г. Микроэлементы в почвах ирастениях. Пер. с англ. М.: Мир, 1989.439с.
Кауричев И. С., Панов Н. П., Розов Н. Н. и др.Почвоведение. М.: Агропромиздат, 1989. 719с.
Мельников Е. С., Вейсман Л. И., Москаленко Н. Г. и др.Ландшафты криолитозоны Западно-Сибирской газоносной провинции. Новосибирск:Наука, 1983. 164с.
Ртуть в окружающей среде Сибири: оценка вкладаприродных и антропогенных источников. Новосибирск: СО РАН, 1995. 30 с.
Сает Ю. Е., Ревич Б. А., Янин Е. П. и др. Геохимияокружающей среды. М.: Недра, 1990. 335с.
Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах.М.: Изд-во МГУ, 1985. 208 с.
Adriano D. С. Metals in theterrestrial environment. Springer Verlag: Berlin etc., 1986. 533 p.
Bowen H. J. M. Environmental Chemistry ofthe Elements. Academic Press. Inc., London, 1979.333р.
Johansson K., Andersson A., Andersson T.Regional accumulation pattern of heavy metals in lake sediments and forestsoils in Sweden // Sci. Total Environ., 1995, 160-161. P. 373-380.
Ure A. M., Berrow M. L The chemicalconstituents of soil // Environmental Chemistry. R. Soc. Chem., BurlingtonHouse, London, 1982, 2. P. 94-202.
Westling O. Mercury in runoff from drainedand undrained peatlands in Sweden // Water, Air, and Soil Pollut., 1991, 56,Special vol. P. 419-426.