Дорожукова С. Л., Янин Е. П., Волох А. А.
Выполнен анализ содержания ртути в различных типах почв севера Западной Сибири, проведено сопоставление с другими северными районами. Определено, что большое значение имеют процессы фиксации ртути органическим веществом почв и отложений. Это определяет относительно высокое содержание 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 озерных отложениях северных районов Тюменской области, являющихся территориями интенсивной добычи углеводородного сырья, в литературе практически отсутствуют. В то же время известно, что в углеводородных газах и нефтях содержатся значимые концентрации ртути [Мельников и др., 1983]. Авторы цитируемой работы даже предполагают, что огромные объемы газа, ежегодно извлекаемые и перерабатываемые в Сибири, являются существенным источником поступления ртути в окружающую среду. Необходимо отметить, что аэраль-ная составляющая ртути, в конечном счете аккумулирующаяся в почвах и донных отложениях, может формироваться и за счет региональных потоков, обусловленных наличием на территории источников эмиссии этого металла [Ртуть..., 1995].
В связи с освоением новых месторождений углеводородного сырья особое значение приобретают изучение природных (фоновых) уровней содержания ртути в различных объектах окружающей среды и оценка интенсивности техногенного загрязнения. В настоящей работе авторы предприняли попытку систематизировать результаты исследований, выполненных на территории некоторых 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 газового месторождения (готовится к освоению) и Берегового газового и газоконденсатного месторождения (в 1987-1988 гг. осуществлялось поисково-разведочное бурение на газ; сейчас проводятся изыскательские и сопутствующие им работы под объекты обустройства месторождения) находятся в Пуровском районе Тюменской области соответственно 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 содержаний ртути 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 донных отложений (верхние горизонты) на территории указанных месторождений проводились в соответствии с рекомендациями [Сает и др., 1990]. При обработке полученного материала пробы с аномальными концентрациями ртути, явно обусловленными техногенным воздействием, не включались в общую выборку. Ограниченность материала не дает возможности оценить геохимические параметры распределения ртути во всех типах почв. Полученные данные отражают, в определенной мере, природные (фоновые) содержания ртути в почвах, наиболее распространенных на исследуемых территориях.
Заполярное месторождение расположено в южной тундре (сибирские лесотундровые и тундровые редколесья), где преобладают зональные тундровые глеевые почвы (на хорошо дренированных суглинистых водоразделах преимущественно развиты слабоглеевые гумусные почвы), местами распространены болотные и аллювиально-тундровые почвы. Для тундровых глеевых почв характерна слабая дифференциация профиля и малая мощность торфянисто-гумусового горизонта, ниже которого расположен глеевый горизонт [Мельников и др., 1983].
Береговое и Пырейное месторождения, а также исследуемая южная часть Уренгойского месторождения находятся преимущественно в подзоне северной тайги (сибирская провинция), которая с ландшафтно-геохимических позиций относится к таежно-лесному хелювио-глее-детритоморфному поясу бо-лотно-таежной Западно-Сибирской области [Глазовская, 1988]. Для этих ландшафтов характерны процессы подзолообразования для почв легкого механического состава и поверхностного оглеения для суглинистых и глинистых почв. Широко распространены болотные торфяные и торфяно-глеевые почвы, которые развиты на глинистых и суглинистых почвообразующих породах [Кау-ричев и др., 1989]. Все разности болотных и болотно-торфяных почв богаты органикой, в составе гумусовых веществ преобладают фульвокислоты.
В табл. 1 приведены данные по распределению ртути в изученных типах почв и в донных отложениях озер. Анализ распределения ртути по типам почв подтвердил известную закономерность: наиболее высокие концентрации ее свойственны почвам, обогащенным органическим веществом, прежде всего болотно-торфяным почвам. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что сорбция практически всех соединений ртути в почвах обнаруживает положительную корреляцию с концентрациями органики [Кабата-Пендиас, Пенди-ас, 1989; Химия..., 1985; Johansson et al., 1995]. Важнейшей особенностью распределения ртути в верхнем горизонте изученных почв является высокая пространственная вариация, в том числе в пределах конкретных месторождений,- минимальные и максимальные уровни ртути в почвенном покрове исследуемых территорий различаются в 10-30 раз.
Отмеченные явления в значительной мере обусловлены сложным пространственным сочетанием типоморфных для данной ландшафтной зоны геохимических процессов [Глазовская, 1988], проявляющихся, видимо, даже на локальном уровне и определяющих неоднородный характер распределения ртути в верхних горизонтах почв. Повышенными концентрациями отличаются также тундровые слабоглеевые гумусные почвы. О значимости органического вещества в концентрировании ртути говорит тот факт, что сильно оторфован-ные донные отложения озер в районе Пырейного месторождения, в отличие от озерных отложений с литогенной основой Берегового месторождения, характеризуются более высокими (на порядок) концентрациями ртути.
Средние показатели содержания металла в подзолах и таежных поверх-ностно-глеевых почвах довольно близки, однако для последних характерны не только несколько высокие уровни ртути, но и более выраженная пространственная вариация ее концентраций. Отчасти это может быть связано с развитием в пределах исследованных территорий процессов детритогенеза, особенно при ухудшении условий дренирования. Есть сведения [Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989], что в кислых глеевых почвах в естественных условиях может происходить образование сульфидных соединений ртути и даже металлической ртути.
Таблица 1
Содержание ртути в почвах и озерных отложениях
| Группы 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 основу положен дифференциальный атомно-абсорбционный способ измерения концентраций металла с применением модифицированной схемы эффекта Зеемана).
** - Лаборатория СибрыбНИИпроекта, атомно-абсорбционный метод.
Существенных различий между содержаниями ртути в почвах интенсивно эксплуатируемого Уренгойского месторождения и месторождений, находящихся на стадии проектирования, не наблюдается. Более того, подзолы в окрестностях Уренгойского месторождения отличаются пониженными по сравнению с подзолами других районов концентрациями ртути. Возможно, это связано с особенностями местных ландшафтов и неодинаковыми условиями пробоотбора (судя по всему, почвогрунты Уренгоя более обогащены литоген-ными частицами).
Систематизация полученных данных позволяет предложить в качестве природных уровней следующие концентрации ртути в некоторых почвах северных районов Тюменской области (табл. 2).
Сравнение полученных значений (средних и вариаций) с уровнями ртути в почвах, близких по типу и/или условиям формирования, других районов показывает их схожесть (см. табл. 2). Почвы, обогащенные органическим веществом, характеризуются максимальными уровнями содержания ртути. Показательны результаты исследований, выполненных на торфяниках в северных районах Швеции [Westling, 1991]. Так, в поверхностном стоке с дренируемых торфяников уровни общей ртути составляли 5,3-21,3 нг/л (рН 3,79-4,08). При этом изученные болота отличались более высокими концентрациями всех форм ртути (общее содержание, растворенная ртуть, в том числе реакционно-способная и нереакционно-способная, метилртуть) в поверхностном стоке по сравнению с центральными районами Швеции.
Таким образом, установленные в почвах уровни содержания ртути отражают природные особенности изученных территорий Тюменской области и близки к известным в литературе ее концентрациям в схожих ландшафтно-геохимических условиях. Ведущее значение имеют процессы фиксации ртути органическим веществом почв и отложений, которые наиболее типичны для болотно-торфяных почв и оторфованных отложений озер. Определенную роль играет дополнительная поставка ртути местными источниками техногенного загрязнения, связанных с освоением месторождений углеводородного сырья.