Объектом исследования являлись фитоценоз берега водоема, расположенного на территории рекультивированного рудника Грачевского уранового месторождения (53^о18'45''N, 68^о01'10''E), расположенного в северной части Республики Казахстан (Северо-Казахстанская область).

Расположение Грачевского уранового месторождения на территории Республики Казахстан. Желтым кружком  отмечено Грачевское месторождение

Исследуемый водоем Грачевского уранового месторождения (53^о18'43''N, 68^о01'18''E) является накопителем естественных поверхностных стоков результатов атмосферных осадков (дождь, снег) с рекультивированных отвалов и техногенных площадок уранового рудника. 

Общий вид водоема 

Урановый рудник Грачевского месторождения, на территории которого располагается объект исследований, расположен в трех километрах от поселка Саумалколь (53^о17'28''N, 68^о05'59''E) и представляет собой территорию, практически полностью подвергшейся рекультивации.  

Вид со спутника на территорию уранового рудника Грачевского месторождения. Объект исследований, водоем, выделен кругом желтого цвета.

Добычу урана на данном руднике производили  с 1965 до 1998 год. Далее рудник был законсервирован и подвергся мероприятиям по его ликвидации и рекультивации земель территории рудника  в соответствии с постановлениями правительства Республики Казахстан о мероприятиях по  консервации уранодобывающих предприятий и ликвидации последствий разработки урановых месторождений на период 2001-2010 годы.  Ситуация о текущем состоянии рудника, после проведенных мероприятий по его ликвидации и рекультивации, неоднократно подымается в региональной прессе. Один из наиболее часто обсуждаемых вопросов – это радиационная безопасность и процессы естественного восстановления территории, включая зарастание. 

Водоем имеет площадь 0.01 км2 и примыкает к восточной части рекультивированного отвала производственных урансодержащих отходов площадью 0,05 км2, располагающегося в юго–восточной части Грачевского рудника. Вокруг водоема находятся площадки, ранее входившие в территорию производственного комплекса. Периметр водоема, включая пересыхающую часть, составляет порядка 0,52 км. Северная часть водоема мелкая и летом пересыхает.

Вид со спутника на водоем и отвал. Рекультивированный отвал выделен кругом желтого цвета.  Водоем располагается на снимке справа от отвала и его границы также выделены желтым цветом.

При проведении контроля качества вод водоема руководствовались положениями требований к единой системы классификации качества воды в водных объектах  Республики Казахстан.

При изучении образцов вод выполнялся контроль отдельных наиболее значимых показателей (рН, общая минерализация, взвешенные вещества), контроль содержания ионов металлов (железо, кальций, магний, марганец, свинец, цинк, кадмий), анионов (сульфаты общие, фосфаты общие, хлориды)). Отбор проб проводили согласно нормативным требованиям. Контроль показателей проводили согласно утвержденным методикам измерений, рассчитанным на контроль показателей в минимальных концентрациях, включая контроль химических компонентов в питьевых водах. При проведении исследований использовали стандартизированное лабораторное аналитическое оборудование соответствующего класса точности, включая фотоколориметры, спектрофотометры, бюретки мерные, рН-метры и др.

Контроль реакции среды рН проводили с использованием стандартного рН-метра согласно инструкции. Общую минерализацию определяли, руководствуясь рекомендациями весовых методов определения содержания сухого остатка взвешенных веществ гравиметрическим методом. Показатель перманганатной окисляемости определяли путем окисления органических и неорганических веществ перманганатом калия в сернокислой среде в процессе нагревания, последующем добавлении оксалат-иона или раствора щавелевой кислоты, с последующим титрованием его избытка раствором перманганата калия. Содержание кальция и магния определяли титрометрическим  методом. ПДК кальция и магния в природных водах рыбохозяйственного значения согласно РД 52.24.470-2014 соответствует кальций не более 180 мг/л, магния не более 40 мг/л.

Концентрацию общего железа определяли методом взаимодействия ионов железа в щелочной среде с сульфосалициловой кислотой с образованием окрашенного в желтый цвет комплексного соединения с последующим спектрофотометрированием. Определение цинка проводили методом, основанным на  образовании окрашенного в красный цвет соединения цинка с дитизоном с дальнейшим извлечением дитизоната цинка в слой четыреххлористого углерода (при pH 4,5—4,8) с последующим спектрофотометрированием. Определение свинца проводили методом, основанным на  образовании (при pH 7,0—7,3) соединения свинца  сульфарсазеном (плюмбоном), окрашенного в желто-оранжевый цвет с последующим колориметрированием. Определение меди проводили методом, основанным на взаимодействии ионов двухвалентной меди с диэтилдитиокарбаматом натрия в слабоаммиачном растворе с образованием диэтилдитиокарбамата меди, окрашенного в желто-коричневый цвет с последующим колориметрированием. Определение марганца проводили методом, основанным на окислении соединений марганца до иона MnO4 - в кислой среде персульфатом аммония или калия в присутствии серебра в качестве катализатора с образованием розового окрашивания. Определение сульфат-аниона проводили методом, основанным на титровании сульфат-ионов раствором хлористого бария. Определение хлорид-аниона проводили методом, основанным на осаждении хлор-иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. Определение полифосфатов проводили методом, основанным на гидролизе полифосфатов, переходящих в ортофосфаты, с образованием фосфорно-молибденового комплекса, окрашенного в синий цвет, и последующем фотометрическом определении полученного окрашенного соединения. Определение нитратов  проводили методом, основанным на фотометрическом определении содержания нитратов с использованием салициловокислого натрия.

Анализ полученных гидрохимических показателей водоема проводили с учетом научных исследований водоемов Северного Казахстана, выполненных различными группами исследователей.

Таблица 1. Гидрохимические показатели водоёма 

Используя классификацию вод по сумме минерализации, то по сумме ионов, содержащихся в воде данный водоем можно отнести к пресным.  Содержание тяжелых металлов, включая свинец, медь, находится в пределах ПДК. Перманганатная окисляемость достаточно низкая, что свидетельствует о небольшом содержании органических веществ. Соотношение кальция и магния близко к 3:1.

Согласно единой системе классификации качества воды в водных объектах по результатам исследований по проанализированным показателям данный водоем может быть отнесен ко второму классу  качества. Воды этого класса водопользования пригодны для всех категорий водопользования за исключением хозяйственно-питьевого назначения. Для использования в целях хозяйственно-питьевого назначения требуются методы простой водоподготовки. Однако так как исследованные воды фактически формировались при контакте атмосферных осадков с отвалами урансодержащих отходов, то заключение о возможности их использования в хозяйственных целях может потребовать дополнительных более полных исследований, включая  контроль содержания радионуклидов. Можно сделать вывод о высоком уровне естественной очистки вод накопителя в течение двадцати лет после рекультивации уранового рудника.