RT - 
SR - Electronic
T1 - Химический состав почв южных Курил и его изменение под влиянием антропогенной нагрузки (острова Кунашир, Шикотан, Итуруп)
SP - 2023-04-11
A1 - Опекунова, М. Г.
A1 - Опекунов, А. Ю.
A1 - Кукушкин, С. Ю.
A1 - Сомов, В. В.
A1 - Арестова, И. Ю.
A1 - Лисенков, С. А.
A1 - Никулина, А. Р.
YR - 2023
UL - https://rep.herzen.spb.ru/publication/813
AB - Введение Курильские острова относятся к стратегически значимой территории Российской Федерации. Обеспечение сбалансированного развития островов необходимо для реализации геополитических интересов страны в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Включение Курильских островов в особую экономическую зону - «Территория опережающего развития Курилы» (Постановление Правительства РФ от 23.08.2017) предусматривает реконструкцию и развитие энергетики, дорог, портов, рыбопереработки, туризма. Кроме того, Курильские острова являются перспективным районом добычи нефти, газа, цветных и редких металлов, а также разнообразных биологических ресурсов. Наряду с природными опасностями (сейсмическая и вулканической активность, цунами) это приведет к росту техногенных нагрузок на ландшафты. При этом особо подчеркивается наличие в регионе уникальных ландшафтов, обширной бальнеологической базы, что создает возможности для развития экологического и оздоровительного туризма [8]. Целью проведенных исследований стало изучение химического состава почв в связи с оценкой их устойчивости к химическому загрязнению и определением потенциала самоочищения ландшафтов островов Южных Курил. Регион исследований, объекты и методы В августе 2021 г. при поддержке гранта Русского географического общества проведены комплексные геоэкологические исследования на островах Курильской гряды (о. Кунашир, о. Шикотан, о. Итуруп), включающие изучение состояния территории ООПТ на островах Кунашир и Шикотан. Острова Итуруп и Кунашир относятся к Большой Курильской гряде, сложенной неогеновыми и четвертичными породами, а о. Шикотан - Малой Курильской гряде, в строении которой участвуют позднемеловые и палеогеновые породы. Для обеих гряд типичны высокая сейсмичность и палеовулканизм, а для Большой - современный вулканизм. На островах широко распространены породы среднего и основного состава - андезиты и базальты. Рельеф представлен вулканическими формами (стратовулканы, вулканы линейно-гнездового типа, вулканические плато и др.), денудационно-тектоническим (аккумулятивно-денудационные равнины и плато с останцами, морские и речные террасы) и аккумулятивный (лагунные террасы, эоловые формы) рельефом. Преобладают охристые типичные почвы, серогумусовые почвы, буроземы охристые и темные. В растительном покрове доминируют темнохвойные, каменноберезовые и широколиственные леса. Большие площади заняты сазовыми лугами (зарослями курильского бамбука) и кедрового стланика (кроме Шикотана) [1-3]. В ходе исследований дана детальная физико-географическая характеристика природно-территориальных комплексов, определено направление потоков химических веществ в структуре почвенно-геохимических катен на ключевых участках вблизи источников антропогенного воздействия и на фоновой территории. Всего обследовано 140 пробных площадок (ПП) и заложено 9 геоэкологических профилей на островах Кунашир, Шикотан и Итуруп, изучены территории трех населенных пунктов (пгт. Южно-Курильск, с. Крабозаводское, г. Курильск), отобран 181 образец почвы на химический анализ. Анализ содержания металлов (Na, К, Са, Mg, Сu, Zn, Fe, Pb, Cd, Ni, Co, Cr, Ba, Sr и Cd) в почвах проведен методом масс-спектрометрии с индуктивносвязанной плазмой (ИСП-МС) на приборе «ELAN-6100 DRC» с полным кислотным разложением проб в Центральной лаборатории ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского. Определение нефтяных углеводородов (НУ) осуществлено флуориметрическим методом, индивидуальный состав ПАУ определен методом ВЭЖХ в лаборатории Северо-Западного филиала ФГБУ «НПО «Тайфун». Обсуждение результатов Почвы района исследований имеют слабокислую и нейтральную реакцию, величина рН варьируется в пределах 5.20-7.81. В почвах вблизи геотермальных источников величина рН снижается до 3.55-4.92, что существенно влияет на изменение подвижности химических элементов в ландшафте (рН воды геотермальных источников - 1.28-1.35). В нейтральной среде большинство химических элементов обладает низкой миграционный способностью, при подкислении почвенных растворов подвижность их резко увеличивается [4, 5]. Анализ содержания химических элементов в почвах островов Южных Курил свидетельствует о гетерогенности выборок, обусловленной сложным геологогеоморфологическим строением территории. Как видно из приведённых данных (табл. 1) почвы островов отличаются высоким содержанием Na, Mg, Ca, Sc, V, Fe, Co, Pb, превышающим в 2-5 раз кларковые значения; концентрации K, Cr, Ni, Sr, Ba в 2-3 раза ниже кларка [9]. Это хорошо согласуется с содержанием химических элементов в горных породах [6]. Содержание халькофильных элементов в почвах сильно варьируется по островам. Почвы Кунашира отличаются низким содержанием Cu, но высоким Zn и Pb; Итурупа - близкой к кларку концентрацией Pb и Cd и низкой Zn и Cu; Шикотана - соответствующим кларку содержанием Zn, Cd и Pb и высоким - Cu. Наибольшей контрастностью распределения по почвенному профилю отличаются Pb и Cr. В верхних горизонтах почв закрепляются Pb, Cd и Sr, тогда как Sc, V, Fe, Co, Zn, K накапливаются в иллювиальных горизонтах. Интенсивной латеральной миграцией характеризуются литофильные и сидерофильные металлы (V, Sc, Fe, Cr, Co, Ca, Mg, Na, Ni, Ba, Sr, K), слабоподвижные в гипергенезе. Это может быть связано с развитием процессов лессиважа: в условиях гумидного климата и сильнорассечённого рельефа механизмами латеральной миграции выступает не только солевой, но и механический сток металлов. С помощью метода главных компонент факторного анализа выделена ассоциация химических элементов (Pb, Cd, Cu, Zn), индицирующих антропогенное загрязнение. Участки локального загрязнения почв отмечены на территории населённых пунктов и на смотровых площадках туристических маршрутов. Среднее содержание НУ в почвах невелико (табл. 2). В 40% изученных проб оно ниже чувствительности метода (<50 мг/кг). Высокое нефтяное загрязнение почв отмечено лишь на одной ПП в районе геотермальный станции у подножья вулкана Баранского (остров Итуруп). В почвах населенных пунктов оно составляет от <50 мг/кг до 240 мг/кг. На смотровых площадках туристических маршрутов и в почвах на старых объектах Министерства обороны содержание НУ в почвах изменяется в пределах 52-90 мг/кг. В почвах на экологической тропе «Столбовская» в Курильском заповеднике НУ не обнаружены. Таблица 2. Статистические показатели содержания НУ (мг/кг) и ПАУ (нг/г) в почвах островов Южных Курил, n=26 Суммарное содержание 16 веществ группы ПАУ меняется от 19 до 645 нг/г. Максимальное количество отмечено в почвогрунтах на территории населенных пунктов. При антропогенном загрязнении наиболее показательными являются флуорантен, бенз(b)флуорантен, бенз(a)антрацен, индено(1,2,3c,d)пирен и бенз(а)пирен, рост концентрации которых связан с работой дизельной техники. Достоверной корреляции между содержанием НУ и полиаренами не обнаружено. Концентрация бенз(а)пирена, индицирующего техногенное загрязнение, в большинстве изученных почв составляет <1.2 нг/г. Максимальное содержание (67 нг/г), превышающее ПДК в 3 раза, отмечено в почвах в г. Курильске на ул. 60-летия Октября с оживленным автомобильным движением. Выводы 1. Для почв Южных Курил характерен значительный разброс содержаний металлов, что объясняется высоким разнообразием ландшафтно-геохимических условий и генетических типов почв. В целом наблюдается высокий уровень содержания Na, Mg, Ca, Sc, V, Fe, Co, Pb и низкий - K, Cr, Ni, Sr, Ba. 2. Наиболее дифференцировано в катене распределение литофильных и сидерофильных элементов. При этом Cr, Co и Ni закрепляются в гумусовых горизонтах подчиненных ландшафтов, а халькофильные Cd и Pb тяготеют к поверхностным горизонтам автономных фаций. 3. Антропогенное загрязнение почв носит локальный характер и связано, главным образом, с воздействием автомобильного транспорта. Индикаторами загрязнения почв служат высокие концентрации Pb, Cd, Cu и Zn, а также НУ, флуорантена, бенз(b)флуорантена, бенз(a)антрацена, индено(1,2,3-c,d)пирена и бенз(а)пирена.