1.2. Мониторинг.
1.2.1. «Организация биологического мониторинга в Баргузинском заповеднике и проблемы экотуризма».
Ананин А.А., Ананина Т.Л.
кандидаты биологических наук,
Государственный природный биосферный заповедник «Баргузинский», п.Давша Северо-Байкальского района, Бурятия
Баргузинский государственный природный биосферный заповедник расположен на северо-восточном побережье Байкала на западных склонах Баргузинского хребта. Современная территория заповедника общей площадью 374322 га включает в себя строго охраняемое "ядро" (263176 га) и выполняющий функции буферной зоны биосферный полигон (111146 га). С запада заповедник ограничен берегом Байкала и прилегающей трехкилометровой акваторией озера, на юге примыкает к Забайкальскому национальному парку. Северная граница проходит в двух километрах южнее устья р. Шегнанда, а восточная - по главному гребню Баргузинского хребта.
Суровый континентальный с морскими чертами климат, высокая расчлененность рельефа, развитая гидросеть, ярко выраженная высотная поясность растительности создают широкий спектр экологических условий и служат основой значительного разнообразия биологических видов и ландшафтов. Эта территория никогда не подвергалась заметным антропогенным воздействиям, кроме традиционных форм охоты коренных жителей Подлеморья - эвенков, и представляет собой крупный участок девственной природы (Ананин, Ананина, Фрейдберг, 1993; Черникин, 1999а).
Старейший в России, организованный в 1916 году, Баргузинский государственный природный биосферный заповедник расположен в северо-восточном Прибайкалье, на территории, относящейся к фоновому району региона озера Байкал, и с декабря 1996 года входит в состав Участка Всемирного природного наследия ЮНЕСКО (Ананин, 2000). Располагаясь в ненарушенных природных системах, заповедник лучше всего отражает глобальные изменения среды и климата. По данным СКФМ "Баргузинский заповедник", которая действовала с 1982 по 1998 гг., территория заповедника имеет минимальные для региона и России показатели уровня загрязнения природных сред: атмосферного воздуха, осадков, вод, почвы и растительности. Вследствие этого она является фоновой и может выполнять функции эталона для Байкальского региона (Ананин, Ананина, 1998).
Круг современных задач, стоящих перед заповедником, довольно широк и включает в себя не только охрану природных объектов, в значительной степени обеспечивающуюся труднодоступностью, удаленностью и неосвоенностью территории, сколько слежение за состоянием растительных и животных компонентов, пространственно-временной динамикой сообществ.
Основа научных исследований в заповеднике была заложена экспедицией под руководством Г.Г. Доппельмаира в 1914-1915 гг. (Соболиный промысел…, 1926). До 1938 года основное внимание уделялось изучению промысловых видов зверей, в первую очередь - баргузинского соболя. Разносторонние исследования природного комплекса заповедника были начаты в 1937 году. По результатам ежегодных наблюдений составляется Летопись природы, первый том которой был подготовлен за 1936-1940 гг. Сейчас выпущено 52 тома Летописи. Всего же по материалам научных исследований в заповеднике опубликовано свыше 600 научных работ.
За весь период существования Баргузинского заповедника на его территории работало в общей сложности около 50 научных сотрудников. Двенадцать из них стали кандидатами наук, трое – докторами наук.
Основное место в научных исследованиях заповедника всегда принадлежало изучению баргузинского соболя. На первом этапе (1914-1934 гг.) были получены общие сведения о его экологии, промысле и сделаны попытки разведения в неволе. В последующий период (1935-1964 гг.) осуществлялся сбор материалов по изучению сезонного питания и распределения по местообитаниям, разрабатывались методы учета соболя на основе изучения его экологии, был обобщен материал по плодовитости и изучалось эмбриональное развитие соболя. В современный период (с 1964 г.) начаты исследования на популяционном уровне. Свыше 35 лет изучением биологии этого вида занимается Е. М. Черникин. Им широко практикуется метод массового индивидуального мечения соболей, который в комплексе с другими подходами позволяет проследить динамику численности и структуры популяции вида, оценить подвижность зверьков и дальность миграций, продолжительность жизни в природе. Всего помечено около 500 соболей, свыше 30% из них отлавливались повторно (Черникин, 1999б). Исследования Е.М. Черникина создали научную базу для организации долговременного мониторинга популяции баргузинского соболя.
Тематика научных работ заповедника достаточно разнообразна. Помимо экологии и биологии соболя освещены геоморфология и некоторые вопросы происхождения и развития Баргузинского хребта, дан очерк климата, произведено геоботаническое описание растительности, составлены геоботаническая и почвенные карты, подготовлен и периодически пополняется список сосудистых растений заповедника, проведена инвентаризация фауны наземных позвоночных животных, начато изучение фауны насекомых и беспозвоночных-гидробионтов, флоры лишайников, мхов, водорослей и грибов.
В основе научных исследований здесь традиционно лежит комплексный подход, требующий изучения абиотических факторов, почв, комплексов растений и животных, их связей с ландшафтами привлечения различных научно-исследовательских учреждений. В разные годы в научной работе Баргузинского заповедника принимали участие Институт глобального климата и экологии, Лимнологический институт СО РАН, Институт земной коры СО РАН, Институт биологии БНЦ СО РАН, Иркутский, Тартуский Томский и Харьковский университеты, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Дарвиновский музей и Зоомузей МГУ, многие другие НИИ и ВУЗы страны (Гусев, 1960; Ананин, 1990).
За 85-летний период существования в Баргузинском заповеднике накоплен значительный научный материал, включающий многолетние ряды наблюдений за состоянием различных компонентов биоты и абиотических факторов. Поэтому актуальнейшими задачами заповедника представляются выявление главных факторов, влияющих на изменение состояния отдельных компонентов природных комплексов, выделение индикаторных объектов наблюдений и на этой основе оптимизация программы ежегодных и периодических исследований в системе долговременного мониторинга видового разнообразия на территории Баргузинского биосферного заповедника с учетом необходимости сохранения преемственности в сборе первичной информации.
Современные ограничения экономического характера требуют оптимизировать существующую систему наблюдений, выявить ведущие факторы и индикаторные объекты, на которые и следует, в первую очередь, направлять в дальнейшем имеющиеся материально-финансовые ресурсы. Процесс отбора приоритетов необходимо проводить как для отдельных заповедников, так и для больших регионов.
Первым этапом такой работы является подготовка баз данных, содержащих информацию о многолетней динамики контролируемых параметров природных комплексов. Выполнение этой задачи затруднялось тем обстоятельством, что требуемая информация, особенно за период до 1984 года, не в полном объеме включалась в состав Летописей природы и была рассредоточена в публикациях, архивных рукописях и картотеках первичных наблюдений.
Инвентаризация базовых характеристик природы всегда являлась одной из приоритетных задач научных исследований заповедника. К настоящему времени на территории Баргузинского заповедника зарегистрированы 41 вид млекопитающих, 274 вида птиц, 6 видов пресмыкающихся, 3 вида земноводных, 880 видов высших сосудистых растений, свыше 1240 видов и подвидов водорослей, начаты работы по инвентаризации грибов, мхов и лишайников, продолжается изучение групп энтомофауны. Наиболее изучены наземные позвоночные животные и высшие сосудистые растения.
В рамках долгосрочных регулярных наблюдений основное внимание уделяется естественной динамике природных комплексов. При выборе объектов наблюдений (сообществ, популяций модельных видов, популяционных параметров и т.д.) учитывали, в первую очередь, существующие критерии и подходы для организации биомониторинга, а также традиционность, преемственность научных исследований заповедника. В качестве модельных объектов биомониторинга избраны лишайники-эпифиты, древесная растительность, население беспозвоночных животных - обитателей герпетобия (жужелицы), население птиц и мышевидных грызунов лесного пояса, а также популяция баргузинского соболя.
Контроль состояния лесных насаждений лесопатологическим методом проводится с 1984 года на 9 постоянных пробных площадях. Зафиксированное состояние древостоев является точкой отсчета при анализе изменений в лесных комплексах. Изучение лишайников-эпифитов методом лихенометрической съемки начато в заповеднике с 1989 года на экологических профилях от побережья оз. Байкал до верхней границы леса.
Изучение населения жужелиц в заповеднике осуществляется с 1988 года на вертикальном экологическом профиле от побережья оз. Байкал до гольцово-альпийского пояса (Ананина, 1998, 2001).
На основе полной инвентаризации орнитофауны заповедника реализуется программа изучения населения птиц с точки зрения изменений, происходящих в окружающей среде (Ананин, 2001а).
Объекты из числа млекопитающих условно разделяются на две группы: массовые, ценозообразующие (мышевидные грызуны) и охотничье-промысловые виды (соболь, белка, бурый медведь, лось, благородный и северный олени).
Основными параметрами изучения населения животных избраны видовой состав, обилие и структура их группировок (сообществ). Выявление трендов в многолетней динамике этих показателей, наряду с оценками состояния древостоев и эпифитных лишайников, может позволить судить об усилении антропогенного воздействия на природные комплексы заповедника.
В Баргузинском заповеднике подготовлены 24 базы данных (в форматах Access и Exel), содержащих информацию о многолетней динамике (минимум за 11 лет, максимум – за 60 лет) контролируемых параметров природных комплексов (Ананин, 2001).
Базы данных подготовлены по следующим разделам долговременных наблюдений: погода, воды, почвы, фенология растений и птиц, календарь природы, урожайность ягодников и древесных пород, зимний маршрутный учет животных, весенне-осенние относительные учеты мышевидных грызунов, зимние абсолютные учеты мышевидных грызунов, весенний учет медведей, осенний учет белки, структура популяций медведя, волка и копытных, мониторинг популяции баргузинского соболя, летние и зимние комплексные маршрутные учеты наземных птиц, осенние учеты куриных птиц, учеты колониальных околоводных птиц, встречаемость хищных птиц и сов, учеты численности жужелиц, лесные пожары.
Полученные материалы служат основой для оценки естественной вариабельности контролируемых параметров состояния компонентов природных комплексов и проведения анализа долговременных рядов наблюдений с целью оптимизации программы мониторинга в Баргузинском биосферном заповеднике. Кроме того, эта информация будет использована при разработке ГИС для заповедной территории. Свидетельством востребованности такой информации служит включение Баргузинского заповедника в проект WWF по оценке влияния изменений климата на биоту (Ананин и др., 2001).
Длительные мониторинговые наблюдения на западном макросклоне Баргузинского хребта не выявили заметных трендов антропогенного происхождения. Все отмеченные изменения носят колебательный характер и отражают естественные циклические процессы, регистрируемые в природных комплексах.
Организация биологического мониторинга в Баргузинском биосферном заповеднике позволяют регистрировать изменения в эталонных экосистемах в ходе естественной динамики, что является важным звеном в общей системе изучения глобальных изменений окружающей среды и сохранения биоразнообразия Байкальского региона.
Длительные исследования и знания, накопленные несколькими поколениями ученых заповедника, создали значительный потенциал для развития на базе Баргузинского заповедника экологического туризма, в первую очередь в форме научного и познавательного туризма.
Особо охраняемые природные территории разного ранга имеют различные возможности для организации и развития экотуризма. Наиболее благоприятная ситуация сложилась в национальных парках. На территории заповедников реально экотуризм может существовать только в форме мероприятий по экологическому образованию и экопросвещению, а также научного туризма. Это сопровождается возникновением и существованием ряда проблем. Развиты “скрытые формы” экотуризма. Во многих случаях в заповедниках имеет место стихийное и несогласованное развитие экотуризма. Компромисс следует искать в развитии экотуризма в охранных зонах заповедников, на территориях биосферных полигонов и в зонах сотрудничества биосферных заповедников.
Явно испытывается дефицит предварительной информации для экотуристов (списки флоры и фауны, редких видов и т.п.) в форме рекламно-информационной продукции (листовки, буклеты, видеофильмы, странички в Internet), а также недостаток образовательных экологических программ (лекций, экскурсий) для разных категорий посетителей ООПТ (Ананин, 2001в).
Наиболее остро встает проблема сохранения экологического равновесия (оценка пределов допустимых изменений), почти полное отсутствие приемлемых методов определения оптимальной экологической нагрузки, отсутствие действующих механизмов определения пропускной способности для ООПТ. В результате – потенциальная и реальная уязвимость ООПТ по отношению к экологическим проблемам экотуризма. Один из путей решения - жесткая регламентация (управление и контроль) экотуристической деятельности в заповедниках и на сопредельных территориях.
Байкал пользуется неизменной популярностью у российских и зарубежных туристов, многие из которых стремятся попасть в Баргузинский заповедник. Однако почти вся территория “ядра” закрыта для туризма. Посетителей принимает Музей природы, созданный на центральной усадьбе заповедника - в поселке Давша в 1953 году, и два экологических маршрута. Первый из существующих экологических маршрутов проходит по берегу Байкала, позволяет познакомиться с прибрежной флорой, историей формирования озерной котловины, распространенными представителями фауны. На втором маршруте (долина р. Шумилихи, 14 км) посетители получают возможность увидеть своими глазами все высотные пояса Баргузинского хребта, проследить смену растительности от берега Байкала до высокогорных озер и встретиться с некоторыми представителями животного мира.
Организованный экотуризм осуществляется и на территории биосферного полигона. Принимаются специализированные группы численностью 8-10 человек. Для каждой группы, в зависимости от интересов посетителей предлагается индивидуальная программа.
Развитие экотуризма в различных формах на биосферном полигоне заповедника, разработка на этой территории научных программ решения проблем управления, нормирования и мониторинга результатов воздействия на природные комплексы Северного Прибайкалья, поиск компромиссных решений, связанных с «экотуристическим» природопользованием – стратегическая задача биосферного заповедника. Для ее решения необходимо сотрудничество, прежде всего с профессиональными туристическими организациями, способными и желающими делать необходимые инвестиции в обустройство территории, в поддержание и развитие региональной инфраструктуры. И заповедник готов к такому взаимодействию.
Литература
1. Ананин А.А. Организация научных исследований в Баргузинском биосферном заповеднике. - Заповедники СССР - их настоящее и будущее / Тез. докл. Всесоюзн. конф. - Часть 1. - Новгород, 1990. - С. 32-34.
2. Ананин А.А. Баргузинский заповедник как составная часть объекта всемирного природного наследия «Озеро Байкал». - Историческое, культурное и природное наследие (Состояние, проблемы, трансляция). – Вып. III. – Часть II. – Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2000. – 118-125.
3. Ананин А.А. Итоги и перспективы орнитологического мониторинга в Баргузинском биосферном заповеднике. – Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга / Тез. докл. XI Междун. симпоз. по биоиндикаторам. – Сыктывкар, 2001а. – С. 6 (рус.). – С. 220-221 (англ.).
4. Ананин А.А. Подготовка баз данных долговременного мониторинга состояния природных комплексов Баргузинского заповедника. – ГИС в научных исследованиях заповедников Сибири / Труды международной научной конференции, посвященной 75-летию государственного заповедника «Столбы» - Красноярск: ЦОП «Принтрэйд», 2001б. – С. 5-16.
5. Ананин А.А. Проблемы развития экотуризма на ОПТ. - Тез. докл. участников темат. семинара по экологическому туризму / Проект РОЛЛ-2000, 23-25 марта 2001 года. – Улан-Удэ, 2001в. – С. 11-12.
6. Ананин А.А., Ананина Т.Л. Экологический мониторинг в Баргузинском биосферном заповеднике. - Проблемы экологического мониторинга: Глобальные и региональные последствия изменений окружающей среды и климата. / Матер. Х Байкальской школы-семинара. – Байкальск: Институт экологической токсикологии, 1998. – С.221-224.
7. Ананин А.А., Ананина Т.Л., Дарижапов Е.А., Пузаченко А.Ю., Фадеев А.С. Влияние изменения климата на биоту Баргузинского заповедника. - Влияние изменения климата на экосистемы. – М.: Русский университет, 2001. – С. II-1 – II-8.
8. Ананин А.А., Ананина Т.Л., Фрейдберг А.Л. Байкал, Баргузинский заповедник (фотоальбом). - М.: Северные просторы, 1993. - 179 с.
9. Ананина Т.Л. Мониторинг населения жужелиц в Баргузинском заповеднике. - Биологическое разнообразие животных Сибири: Матер. науч. конф. – Томск, 1998. – С.179-180.
10. Ананина Т.Л. Многолетняя динамика населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) западного макросклона Баргузинского хребта. - Биоразнообразие Байкальского региона / Тр. биолого-почв. ф-та ИГУ. - Вып. 5. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2001. – С. 60-71.
11. Гусев О.К. Научно-исследовательская деятельность Баргузинского заповедника. - Тр. Баргузин. гос. заповед. – Вып. 2. – Улан-Удэ, 1960. – С. 155-174.
12. Соболиный промысел на северо-восточном побережье Байкала. Материалы Баргузинской экспедиции Г.Г. Доппельмаира 1914-1915 гг. – Верхнеудинск-Л., 1926. – 270 с.
13. Черникин Е.М. Баргузинский заповедник. – Заповедники Сибири. – Т. 1. – М: ЛОГАТА, 1999а. – С.171-188.
14. Черникин Е.М. История изучения баргузинского соболя. - Заповедное дело / Научно-методические записки комиссии по заповедному делу. - Вып. 4. – М., 1999б. – С.127-138.
1.2.2. «Исследование воды реки Тыя и ее влияние на экосистему озера Байкал»
Мансуронов Олег
ученик 8 класса гимназии № 5 г. Северобайкальск.
Ответ на вопрос, сколько рек впадает в Байкал, мы знаем с детства, их 336. Оказывается, это далеко не точная цифра. По мнению известного иркутского краеведа и исследователя Брянского В.П. в Байкал впадает 518 постоянных притоков, в том числе 178 рек и речушек и 340 малых притоков. Цифра 336 была выведена более ста лет назад геологом Я. Черским. Заинтересовавшись этим вопросом, я захотел узнать, влияет ли загрязнение рек и речушек, впадающих в Байкал, на общее экологическое состояние уникального озера. В число таких рек входит и река Тыя, протекающая рядом с нашим городом и впадающая в озеро в районе пляжа в 100 м от города. В работе мне большую помощь оказали мои учителя Бухольцева О.В., Цыренова М.П., директор музея истории района Кисилева Н.К., начальник инспекции аналитического контроля «Востсибрегионводхоза» Министерства природных ресурсов Колмакова Г.И., инструктор по туризму ШТЭО Распутин П.Н.
Цель моей работы было изучение реки Тыя, выявление с помощью доступных мне методов (физических, биологических и химических) самых загрязненных мест в реке, выяснение причины загрязнения и составление карты загрязнений. Я решил, чтобы моя работа помогла обратить внимание населения и общественности на влияние загрязнения малых рек, впадающих в Байкал, на общее экологическое состояние озера, а я смог этим внести свою скромную лепту в охрану объекта всемирного наследия – самого глубокого, самого чистого и самого древнего озера – озера Байкал.
Пройдясь по берегу Тыи с обеих сторон около 5 км и 3 км в районе бывшего пос. Солнечный, я выбрал два пункта для наблюдений и исследований:
1 фон – выше очистных сооружений на 500 м;
2 фон – контрольный створ ниже 100 м от сброса очистных сооружений.
Наблюдения велись с апреля по ноябрь 2001 года.
Историческая и географическая справка о реке Тыя.
Название реки Тыя в переводе с эвенкийского означает «Узкий». Ее берега всегда населяли люди. Из воспоминаний Киселевой Н.К. мы узнаем, что «раньше здесь было село «Тыя», но его перевели подальше и переименовали в село Байкальское. Со строительством Иркутской ГЭС повысился уровень воды в Байкале, стало затапливать село, к тому же произошло объединение колхозов и совхозов. Сейчас на этом месте расположена база отдыха детей «Радуга», там же стоит памятник борцам за Советскую власть, погибших от рук банды Дуганова».
С хребтов Северного Прибайкалья в Байкал впадает только две реки: Тыя и Верхняя Ангара. Тыя берет начало с хребта Сынныр – это между вершинами гольцов Давырен и Инятук. Она протекает в юго-западной оконечности хребта Сынныр, имеет около 20 притоков, из них более крупных – Ондока и Уокит в верхней части, Гоуджекит и Нюрундукан – в нижней части. Полная длина реки более 120 км, а ширина около 80 м. Река извилиста, быстротечна, не заболочена. В 20 км от истока раньше находился поселок геологоразведчиков «Перевал». В середине 80-х годов в 40 км от города вверх по течению реки проводились разведочные работы, был найден кварц в небольшом объеме, но сейчас работы приостановлены. По мнению геолога Дмитриевского В.В., кварц был хорошего качества. Участок БАМа проходит вдоль реки от города Северобайкальск до разъезда Тыя на запад. Сейчас построены автомобильный и железнодорожный мосты, имеются два очистных сооружения. Никаких других производственных предприятий в районе реки нет.
Физические исследования воды.
Следуя моим измерениям, ширина реки Тыя менялась с весны до глубокой осени, и свои последние измерения я проводил несколько раз до 18 ноября 2001 года. Весной, когда бывают паводки, и летом, в период проливных дождей, ширина реки доходила до 100 м, но в засушливый период ее ширина не превышала 65 м, поэтому после долгих наблюдений я остановился на средней цифре – 80 м.
В своих исследованиях особенно мне нравилось следить за изменением скорости течения реки. Я провел несколько опытов на одном и том же месте: в середине реки, в 4 м от берега и 1 м от берега. Брошенный мною предмет проплывал расстояние 80 м соответственно за 6 с, 8 с, 10 с, следовательно средняя скорость реки 10м\с (так как на каждом участке скорость разная, я ввел понятие средней скорости). Если сравнить с рекой Булнайкой, которая протекает в Тункинской долине, куда я часто летом езжу, то реку Тыя можно отнести к горно-таежной, так как у нее высокая скорость течения и холодная вода. Даже в июле температура воды редко превышала 8 градусов Цельсия, а 09.09.01 температура воды понизилась до 5 градусов, хотя это во многом зависит от погодных условий. Я измерял температуру так: вставал на бревно, опускал в воду аквариумный термометр и держал около 50 секунд.
Основные параметры реки Тыя:
Ширина – 80 м
Длина 120 км
Температура 5-8 градусов по Цельсию
Средняя скорость реки 10 м\с
Так как вода в реке прозрачная, нам было легко исследовать речное дно: там были галька, песок и большие камни. Кстати, именно этот песок очень часто используют хозяйки для хранения моркови и свеклы в погребах. Хотя вода в реке чистая, но население пользуется водопроводной или привозной водой. Коммунальная служба города обеспечивает доставку воды с водозабора. Мусора на дне реки мы не обнаружили, но на берегу много бытовых отходов (бутылки, пачки от сигарет, банки и т.д.) Особенно это наблюдается в местах массового отдыха около мостов.
В связи с возросшим интересом к туризму разработаны различные маршруты, где Тыя играет не последнюю роль. Но нельзя сказать, что это является одной причин загрязнения реки, так как организованные туристы обычно не оставляют мусора.
Биологические исследования воды.
Красив берег реки Тыи весной и летом, особенно в период цветения багульника. Здесь растет береза и ольха, ель и сосна. По обоим берегам встречаются курильский чай, полевой хвощ, бадан толстолистный, кипрей и другие. А в верховьях реки растет сибирский лук – черемша.
В Тые водится хариус, ленок, иногда и налим. Многие знают, что хариус водится только в холодных чистых реках, поэтому я бы отнес его к биологическим индикаторам чистоты воды. В меньшем количестве встречаются и другие речные обитатели, как поденки, черви, ручейники, которые попались к нам в сети.
Еще в конце августа с работниками лаборатории мы проводили эксперимент на определение токсического действия. Для этого в 3 стаканчика я налил воду для пробы, отметил каждый фон и опустил туда по 10 штук рачков Дафний и держал 96 часов. В первый день контролировал через каждый час, а затем через каждые сутки. Выживаемость Дафний во всех случаях была 100%. Все Дафнии выжили, значит, вода не токсична, не обладает острой токсичностью.
Химические исследования воды.
Самыми трудными и интересными для меня были химические исследования воды. Трудными, потому что я только что начал изучать химию, но сколько нового и интересного я узнал при опытах.
Несколько раз мы проводили опыт по определению кислотности pH воды в школьной лаборатории. Для этого я набрал воды в заранее определенных пунктах исследования, налил воду в пробирку, опустил в нее индикаторную полоску, подержал несколько секунд. Полоску сравнил с таблицей. Дважды pH =5, а это значит, что у воды слабокислая реакция. Сравнив этот показатель с показателем водопроводной воды pH=7 , можно сказать, что в Тые концентрация ионов больше, т.е. выше кислотность среды. Измеряя параметры воды реки Тыя 06.11.2001 и 21.11.2001 года, я выяснил, что в двух различных точках исследования (выше 500м и ниже 100 м) температура воды в момент взятия пробы была 4 градуса по Цельсию, вода была без цвета и запаха, водородный показатель pH в школьной лаборатории был равен 5, в лаборатории инспекции выше 500 м – pH=8, ниже 100 м – pH=7,5 В школьной лаборатории взвешенных веществ обнаружено не было, в лаборатории инспекции они составили 1,8 –2,0 мл\л. Вода исследовалась с двух пунктов:
1 фон- выше 500 м от очистных сооружений
2 фон – контрольный створ ниже 100 м от сброса.
Разные показатели pH зависели, по мнению руководителей, от индикаторов. Видимо, в лаборатории инспекции они были новее.
Другие химические исследования воды любезно согласилась провести со мной начальник инспекции аналитического контроля «Востсибрегионводхоза» Министерства природных ресурсов Колмакова Т.И. С большим интересом мы поработали в лаборатории и определили результаты:
1 фон NH4 (азот аммонийный)
0,08 мл в литре ионной форме
2 фон – контрольный створ
0,04 мл в литре ионной форме
1 фон PO4 (фосфаты)
0,14 мл в литре ионной форме
Если норма для рек NH4 = 0,39, то 1 фон показывает небольшое загрязнение для Байкала. Рядом расположен микрорайон Заречный, откуда сливные и бытовые отходы идут в реку. Если для Тыи это норма, то для Байкала это много, потому что для него норма должна быть 0,039.
Чтобы определить загрязнения реки Тыя, мы взяли три колбы, налили в них воды – x-дистиллированной(1 фон – выше очистных, 2 фон – контрольный створ после сброса очистных). Добавил в колбы сегнетовую соль 2 мл плюс реактив Несс Лера 2 мл. Вода постояла 10 минут. Затем замерил на КФК-2 (фотокалориметр) содержание аммонийного азота в пробе. Потом провел второй опыт на определение фосфатов в пробе. Для этого в 50 мл пробы добавил смешанный реактив 5 мл и через несколько секунд аскорбиновую кислоту 0,5 мл. Через 15 минут посмотрел на КФК-2 и по формулам рассчитал концентрацию аммонийного азота и соответственно фосфатов.
На основе данных полученных методом биологического, физического и химического исследования сделаны выводы:
1.Определены загрязненные места реки Тыя и нанесены на карту.
2. Установлены причины загрязнения реки и ее берега:
- сточные воды и бытовые отходы от микрорайона Заречный;
- места скопления людей
3. Действующие очистные сооружения справляются с очисткой сточных вод в пределах временно-согласованных сбросов, сбросы в Тыю отвечают нормам.
4. Река Тыя не представляет большой экологической опасности как источник загрязнения Байкала.
Особое мнение:
Так как строятся дома и коттеджи в микрорайоне Заречный, где нет центральной канализации, значит, растет источник загрязнения реки. Микрорайон нуждается в строительстве своих эффективных очистных сооружений.
Практически на каждой реке, впадающей в Байкал, находится, как минимум, один населенный пункт, и если в каждую из них попадет одна пластиковая бутылка, то в Байкале их будет 518. И это в один день, даже не считая консервных банок и полиэтиленовых пакетов. А сколько мостов на этих реках, сколько машин люди моют, я надеюсь, около рек, а не заезжая в них. Человек не задумывается, что все это в конечном итоге попадает в Байкал.
Река Тыя не представляет большой экологической опасности как источник загрязнения Байкала, но это только одна река и город наш молодой.
А как дела обстоят у вас, на других реках?
Литература:
1.Брянский В.Н. «Желанный, яростный, прекрасный» Иркутск 2000г.
2.Галазий Г.И. «Байкал в вопросах и ответах» Иркутск 1984 г.
3.»Зеленая защита синего моря» (Экологический ликбез в Кабанском районе) «Молодежь Бурятии» 21.11.2001 г.
4.«Озеро Байкал. Туристская карта – схема» Москва 1986 г.
5.Постникова Т.Ф. «Экологический мониторинг» 2001 г.
6.Криман В.А. Станцо В.В. «Энциклопедический словарь юного химика» Москва 1990 г.
1.2.3. «Байкалу – чистые стоки».
Милюшкина Евгения
ученица 10-в класса школа № 11 г. Северобайкальск.
Мы живем на берегу Байкала. Какое это озеро, мы знаем. Нет нужды описывать его красоту и уникальность. Для работы я выбрала тему, интерес к которой не ослабнет, пока мы не научимся беречь природу и не научим этому детей. Главным богатством Байкала является его вода – это 22% мировых поверхностных пресных вод.
Чистота Байкала – это, прежде всего, чистота впадающих в него рек и эффективность работы очистных сооружений, стоящих на его берегах. Если мы посмотрим на карту озера Байкал, то увидим, что только небольшой участок восточного побережья не имеет проблем, связанных с загрязнением воды. По официальным данным Госкомэкологии, не нарушенными остались лишь 7% территории окружающих Байкал экосистем – это высокогорные части Баргузинского хребта. Остальные территории подверглись существенным изменениям. Полностью загрязнена дельта реки Селенги, остров Ольхон и долина реки Баргузин [2]. Цивилизация породила огромное количество чужеродных химических веществ, а количество болезнетворных бактерий повысилось с ростом промышленных объектов и строительством городов и поселков. Если мы рассмотрим данные о состоянии озера за последние полвека, то увидим, как по годам происходит резкое увеличение загрязняющих веществ в бассейне озера Байкал.
50-е годы – стоки реки Селенги, происходит миграция населения с целью освоения сибирских территорий.
1958 год – строительство Иркутской ГЭС. При этом поднялся уровень Байкала в среднем на 1 метр, вследствие чего размыло берега, и много загрязняющих веществ попало в озеро.
Середина 60-х годов – строительство БЦБК, сброс сточных вод и увеличение численности населения на южных берегах Байкала.
Середина 70-х годов – строительство БАМа и резкое возрастание населения на северо-западном берегу озера, и, соответственно, увеличен сброс бытовых сточных вод. В это же время происходит пуск Селенгинского ЦКК. И.т.д.
Этот список влияния человека на окружающую среду можно продолжать бесконечно, так как ни тогда, ни сейчас, ни о какой качественной очистке стоков на предприятиях БЦБК и СЦКК не могло быть и речи. И вообще, сама работа Селенгинского ЦКК – это ничто иное, как хроника экологических преступлений, хотя официально он перешел на замкнутую систему водопотребления.
1975 год – вышли из строя очистные сооружения, и в реку было сброшено 190 куб. метров неочищенных стоков. Погиб весь омуль, шедший на нерест, а на основных нерестилищах омуля, расположенных ниже по течению Селенги, гибель икры от загрязнения составила 98%.
В период с 1983 по 1986 год в реку было сброшено 30 тысяч тонн загрязняющих веществ.
В 1988 году комбинат слил в Селенгу 2 тонны серной кислоты, а содержание фенолов, метанола и взвешенных веществ увеличилось в несколько раз [4].
Сточные воды, вносимые в Байкал Селенгой, прослеживаются до 130 километров, достигая противоположного берега Байкала [1]. И такое губительное влияние промышленных стоков ЦКК на водные ресурсы и животный мир Селенги и Байкала происходит в течение всего года.
Посмотрим на южный берег Байкала. Здесь люди небольшого города уже 30 лет -заложники ЦБК. И 30 лет – столько, сколько работает завод, стоит проблема загрязнения озера и всего Байкальского региона наиболее токсичными и стойкими веществами, наносящими вред всему живому. Это вещества, содержащие хлор, ртуть, свинец, диоксины и тяжелые металлы [8]. Они относятся к группе химических веществ, которые долго сохраняются в природе, накапливаются в живых организмах, отравляя их, и создают серьезную угрозу здоровью человека и окружающей среды.
Самое интересное, что еще до начала строительства БЦБК был найден более эффективный заменитель целлюлозного корда – вискозный корд на основе синтетических волокон, для производства которого не требовалась вода высокой чистоты [9]. Кроме того, в зоне БЦБК не было нужного количества сырья, и лес стали завозить из Читинской области и Хабаровского края. Так же высокая сейсмичность территории во много раз увеличила затраты на строительство и эксплуатацию завода [4]. А ведь его могло и не быть! И тогда не было бы этого пятна загрязнения, охватившего площадь в 300 квадратных километров придонного слоя. Тогда не было бы тех 250 тыс. гектар площади вокруг комбината, на которой непрерывно усыхают пихтовые леса. И тогда не было бы этих больших строительных просчетов, как, например, создавая комбинат у Байкала «забыли» предусмотреть химическую очистку стоков, последствием чего срочно были внедрены импортные центрифуги. Но по нашей технологии они не могли работать. Тогда стоки стали разбавлять чистейшей байкальской водой, потребляя ежесуточно 300 тысяч куб. метров ценнейшей воды. А в озеро уходила разбавленная ядовитая смесь.
Из-за плохой работы фильтровальной станции, которая не справлялась с количеством стоков, в цветущей пади Солзан было построено двадцать прудов отстойников, в каждом по миллиону куб. метров шлам-легнина (плохо растворимый осадок). Просочившись в грунт, ядовитые сбросы привели в негодность колодезную воду на большой территории – в поселках дефицит питьевой воды. А что же работа самых современных в мире очистных сооружений, где задействована механическая, биологическая, химическая очистка, а так же дополнительная аэрация и фильтрация отработанных вод? Вот летопись выбросов БЦБК за 1986-1987 годы.
1986 г. Январь и февраль. Выплеснули щелочь из лотков окислительной станции.
Апрель. Дважды при чистке прудов отстойников осадок переливался в Байкал. В апреле же был залповый выброс 20 тонн неочищенных стоков.
1987 год. В январе был дважды сброс концентрированного щелока.
В феврале – мощный перелив из золоотвала.
В июне сбросы повлекли гибель рыбы.
Только за последние 20 лет работы БЦБК в Байкал сброшено 1,5 миллиарда куб. метров промышленных стоков. С учетом разбавления стоков чистой водой объем загрязнений составляет половину объема всей Байкальской воды. Действие сточных вод распространилось на площади 35 квадратных километров [4].
Эксперименты показали, что эти стоки совершенно непригодны для жизни байкальских организмов. За время работы БЦБК уменьшилась и ухудшилась характеристика промысловых рыб. В два раза уменьшилась биомасса зоопланктона. На юге почти исчез рачок - эпишура. Из 47 видов гаммарид (один из видов рачка – бокоплава, пища для рыб) осталось 7 видов. Из 18 видов моллюсков осталось 9.[10].
В недалеком прошлом Байкал справлялся с очисткой сам, т. е. самоочищался. Как же происходит самоочищение байкальской воды?
Водная толща Байкала заселена большим количеством бактерий, которые играют важную роль в процессах круговорота веществ, необходимых для нормального состояния озера. Органические загрязнения, поступающие в озеро, служат пищей для бактерий и фитопланктона. В процессе питания они усваиваются, выделяя при этом кислород, который участвует в разложении органических веществ, и, растворенный в воде, используется для дыхания обитателей озера. Ежегодно в круговорот вовлекается 1 тыс. тонн железа, 62 тыс. тонн фосфора, 286 тыс. тонн азота, 300 тыс. тонн кремния, образуя и выделяя в толщу воды 10,5 млн. тонн кислорода. Прекрасную очистку воды ведет зоопланктон, 90% которого составляет рачок – эпишура. Под каждым квадратным метром водной площади живет 30 млн. рачков, очень чувствительных к загрязнению воды. Питаясь бактериями и планктоновыми водорослями, зоопланктон является мощным биологическим фильтром. В течение года он очищает в Байкале от 500 до 1000 куб. км. воды, а это очень много [1].
Последние 50 лет рачок-эпишура под воздействием химических загрязнений стал угнетаться и гибнуть, а на юге Байкала он почти исчез. Даже незначительная гибель этого рачка ведет к ухудшению уникально чистой байкальской воды. Процесс разложения загрязняющих веществ в озере замедлен. Он за год успевает разрушить до 40% поступающих со стоками органических веществ, и поэтому зона загрязнения постоянно растет. Пятно загрязнения уже охватило 300 кв. км. дна озера и губит все живое. Страдают и жители города Байкальска, дыша ядовитыми выбросами комбината. Растет заболеваемость и детская смертность. В Иркутской области один из самых низких в России показателей продолжительности жизни. И это все – нездоровая экологическая обстановка. И разумней всего будет не бороться со следствием, а устранить причину заболевания.
Вывод: БЦБК нужно немедленно закрывать. Мириться с такими фактами непростительно. Еще несколько лет, и Байкал невозможно будет очистить, а замена всей байкальской воды произойдет лишь через 400 лет. [11], а это очень большой отрезок времени, и с такой очисткой мы только усугубим нынешнее положение.
Кроме этого по периметру Байкала находится очень много станций и поселков. На некоторых из них нет очистных сооружений, или есть, но с более упрощенной системой очистки. Например, в нашем Северобайкальском районе это поселки Ангоя, Кичера, Кунерма. Объем очищаемых вод невелик – 400 куб метров за сутки. Обеззараживание сточных вод ведется хлорной известью. И как бы было хорошо, если бы периметр Байкала был оснащен такими современными очистными, как в городе Северобайкальске!
В нашем городе нет крупных промышленных предприятий, поэтому наши очистные сооружения работают по очистке бытовых сточных вод. А результат работы наших очистных – вода после очистки – через реку Тыя попадает прямо в Байкал. Поэтому я хочу вкратце остановиться на очистке, так как это очень важный фактор сохранения чистоты Байкала. За сутки Северобайкальские очистные перерабатывают и очищают около 6 тысяч куб. метров сточных вод. Они проходят механическую очистку, т.е. на решетках задерживается крупный мусор, на песколовках улавливаются минеральные загрязнения, как песок и гравий. На первичном отстойнике удаляются взвешенные вещества. Если они легче воды. То всплывают, если тяжелее, то оседают. После механической идет биологическая очистка.
Биологическая очистка – это работа живых организмов. Взвешенные вещества и растворенные органические соединения усваиваются организмами активного ила. Активный ил – это хлопья, заселенные большим количеством микроорганизмов. Для нормальной их работы и жизнедеятельности в аэротенки постоянно подается воздух. Иловая смесь насыщается кислородом и хорошо перемешивается. Основная роль микроорганизмов активного ила – это изъятие из сточной жидкости органических веществ, то есть микроорганизмы поедают органические вещества. Во вторичном отстойнике происходит отделение воды от активного ила.
Еще год назад обеззараживание проводилось хлорной известью и жидким хлором. Сейчас дезинфекция ведется методом озонирования в сочетании с глубокой доочисткой на биосорберах. Это очень эффективный метод обеззараживания сточных вод. После озонирования количество бактерий должно уменьшиться на 99,8%, то есть вода должна быть очень чистой, не иметь запаха, мутности и цвета, почти стерильна. Та часть озона, которая не сумела израсходоваться и окислиться, поступает в дегазатор, где разлагается до безопасного состояния и выбрасывается в атмосферу [9].
Следует отметить различие в действии озона на бактерии, содержащиеся в воде, и сравнить с действием хлора. Если при хлорировании бактерии отмирают постепенно, то озон вызывает резкое бактерицидное действие, он значительно активнее хлора по отношению к вирусам и быстро их убивает. Например, вирус полиомиелита погибает при величине остаточного озона 0,45 мг\л через 2 минуты, а при дозе хлора 1 мг\л только через 3 часа. Действие же озона на споровые бактерии в 300-600 раз сильнее, чем хлора.
При озонировании хорошо устраняются запахи и привкусы воды, что очень важно при обеззараживании сточных вод. Если хлор оставляет в воде специфический запах, то после озонирования возрастает содержание растворенного кислорода в сточной воде, что способствует возврату очищенной воде свежести и прозрачности, которые так необходимы Байкалу.
Обработка воды озоном – это самый универсальный метод обеззараживания. При этом качественный состав воды после озонирования не изменяется. Предельно-допустимая концентрация озона, необходимая для обеззараживания сточной воды, составляет в среднем 1-4 мг\л.
Получают озон непосредственно в озонаторе, куда под давлением подается осушенный и очищенный воздух. Он проходит между стеклянными электродами, где под действием тока высокой частоты возникает «тихий» разряд без искр. Под действием этого разряда получается озоно-воздушная смесь, в которую входит кислород и озон [9]. Если смотреть в окно озонатора, то видно, как вспыхивает разряд, похожий на маленькую молнию. Производительность генератора озона 1,6 кг\час. Так происходит получение озона и обеззараживание сточной воды на единственных очистных сооружениях России, где используется озон. Озонаторные установки на сточных водах есть во многих странах – Японии, США, Великобритании. У нас в России – это первая установка. Возможно, в недалеком будущем их будет больше. Недостаток этого метода – сложность оборудования и высокая стоимость обеззараживания. Но Байкал у нас один, и он стоит каких бы то ни было затрат.
Таким образом, очистные сооружения в городе Северобайкальске с вводом блока глубокой доочистки и озонаторной установки являются совершенным сооружением, экологически надежным средством защиты озера Байкал, его флоры и фауны.
Сегодня очистные г. Северобайкальска не могут принять всех стоков, так как два блока очистных сооружений, а это четыре поточных линии, находятся в капитальном ремонте. Два новых блока, то есть шесть поточных линий, работают с нагрузкой, но биосорберное отделение не способно пропустить все стоки, так как находится в стадии наладки. В недалеком будущем при работе всех четырех блоков, при отработанном оптимальном режиме глубокой доочистки и озонировании сточных вод, наш северный участок Байкала станет намного чище.
Путь к чистоте байкальской воды – это строительство очистных сооружений на его берегах.
Чтобы сохранить природное качество байкальской воды, необходимо создать сеть очистных сооружений на берегах озера. Для этого, прежде всего, нужно дать объективную оценку качеству работы уже существующих предприятий по очистке стоков, поступающих в Байкал. После этого с учетом полученных данных необходимо выбрать соответствующий тип очистных сооружений для определенных промышленных зон, городов, поселков, сел и других источников загрязнения индивидуально. Для особо загрязненных районов, таких как юг и юго-запад Байкала, распространить способ очистки сточных вод методом глубокой доочистки и озонирования, применяемый в Северобайкальске. Такие очистные сооружения при полном соблюдении процесса технологии очистки требуют достаточно больших финансовых затрат, поэтому необходимо предусмотреть полное и непрерывное финансирование их работы.
Литература:
1.«Путь познания Байкала». Г.И. Галазий, Москва, 1987 год.
2.«География Бурятии» М. Эрдынеев Москва, 1994 год.
3.Экожурнал «Волна» Иркутск, 1995 год 2,3,4,5 выпуски
4.Экожурнал «Волна» Иркутск, 1996 год 6,7 выпуски
5.Экожурнал «Волна» Иркутск, 1997 год 3,4 выпуски.
6.«Сохраним око Сибири» журнал «Луч» статья М.Я. Лемешева
7.«Отравление в розницу» журнал «Луч» статья С.Н. Голубчикова
8.«Атлас микроорганизмов, присутствующих в сточной жидкости» Москва, 1989
9.«Канализация» Н.Ф. Федоров Москва, 1968 год.
10.Озеро Байкал. Туристская карта-схема. Иркутск, 1989 год.
11.«Вокруг Байкала» С.Волков Иркутск, 1999 год.
12.«Природоохранная деятельность на железнодорожном транспорте» Ю.И. Коробов Москва, 1995 год.
13.«Байкал в вопросах и ответах» Г.И. Галазий Москва, 1987 год.
1.2.4.«Влияние cтроительства БАМа на режим малых рек охранной зоны Байкала»
Синюшкина Н.В.
ученица Киндигирской средней школы с. Холодное
Байкало-Амурская железная дорога пересекла всю Восточную Сибирь и Дальний Восток. На участке дороги Туркукит – Кичера железнодорожная ветка прошла по местам поверхностных и подземных вод, перерезала природой установленные выходы грунтовых и поверхностных вод, питающих водоем.
Не везде были учтены естественные места выхода подземных и поверхностных вод и установлены водотоки. Последствиями строительства железнодорожного полотна стали такие явления: некоторые ключи и малые речушки (например, Шикикта, Душкачанка), питающие реки Кичера, озера Блудное и Гаинда, были пересыпаны; меняется русло рек; зарастают, заболачиваются протоки, происходит обмеление прибрежной зоны рек; нарушается биогеоценоз водоемов. Особенно это заметно в зимнее время.
Силами учащихся Киндигирской средней школы проводятся работы по расчистке, расширению протоки Туналикан.
Мы не рассматриваем влияние БАМа на природу вообще по всей трассе, а обращаем внимание на ту местность, на которой проживаем и наблюдаем изменения в природе.
Изменить ситуацию, сложившуюся на участке Туркукит – Кичера, практически невозможно. Но необходимо в будущем при составлении проектов, ремонтных работ по дороге учитывать режим рек, привлекать к работе специалистов – гидрологов, представителей местного населения.
1.2.5. «Радиометрическое исследование рекреационных территорий северо-восточного побережья озера Байкал».
Емельянов Александр
ученик 10 «а» класса школы №11, ШТЭО, г. Северобайкальск
Целью моей работы было исследование рекреационных территорий северо-восточного побережья Байкала и выявление опасных для человека мест, поиск закономерностей в их расположении. Я решил разобраться в природе радиации, научиться пользоваться прибором, произвести замеры радиационного фона, провести анализ замеров, составить карту исследований.
Представленные исследования нужны всем, кто путешествует по берегам Байкала, поражается его красотой и чистотой и, часто, ничего не знает о скрытой опасности, которая подстерегает его в виде искусственных и естественных радиоактивных излучений.
Были исследованы несколько мест северо-восточного побережья Байкала. Из исследованных нами объектов наиболее опасным местом является памятник природы на мысе Турали «Поющие пески». Судя по результатам измерений, лучше не останавливаться на каменных россыпях, курумнике и черном песке мыса. Места с самой низкой радиацией: болото с морошкой в губе Ширильды, устье реки Шегнанда, сор в устье реки Томпуды, устье реки Биракан. Отсюда вывод: наименьший радиационный фон наблюдается в устьях рек. По результатам проведенных исследований я могу сказать, что часть повышенного фона радиации – искусственная.
Природа сконцентрировала и направила против человека то, чем он загрязнил ее.
Интересным результатом исследования является то, что в местах старинных поселений уровень природной радиации очень низок или равен нулю. Это говорит о том, что наши предки, выбирая место под поселение, могли без всяких приборов определить благоприятное место. На карте, которую я составил по результатам исследования, обозначены точки, в которых производились замеры уровня радиации, обозначена мощность экспозиционной дозы в этих точках, определена плотность потока частиц.
Работа проведена на незначительном участке побережья. Для того чтобы не причинять вред здоровью туристов и других посетителей рекреационных поселений, необходимо тщательно изучить все геопатогенные и радиоактивно загрязненные зоны и степени их загрязнения по всему берегу Байкала.