Статья опубликована в рамках: VI Международной научно-практической конференции «Наука вчера, сегодня, завтра» (Россия, г. Новосибирск, 13 ноября 2013 г.)
Наука: Науки о Земле
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ЮЖНОЙ ЯКУТИИ В ЗОНЕ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ АМУРО-ЯКУТСКОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ МАГИСТРАЛИ
Кузнецова Любовь Ивановна
ст. лаборант, Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск
E-mail: likkol@yandex.ru
Чевычелов Александр Павлович
д-р биол. наук, зав. лаб., Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск
E-mail: chev.soil@list.ru
Воздействие хозяйственной деятельности на водоемы трудно переоценить, так как любые промышленные, сельскохозяйственные или бытовые загрязняющие вещества, попав в почву или воздух, в итоге оказываются в воде природных водоемов. Для эффективного решения проблемы рационального водопотребления и составления прогнозов необходимо иметь информацию об интенсивности и характере антропогенной нагрузки [5].
Рассматриваемый нами район исследований охватывает обширный регион — Южную Якутию. Краткосрочный (2007—2012 гг.) эколого-гидрохимический мониторинг был осуществлен на исследуемой территории в зоне хозяйственного освоения Амуро-Якутской железнодорожной магистрали (АЯМ), которая представляет собой полосу шириной 10 км, ориентированную в северо-восточном направлении от г. Нерюнгри — г. Якутск. Краткосрочный мониторинг проводился нами в течение 5-летнего периода в данном районе на 15 станциях. При этом точки наблюдения привязывались к реальной сети географических координат с помощью спутникового приемника навигатора GPS-eTraxVista (табл. 1). Таким образом, реально была охвачена наблюдениями территория с координатами: 56°51′43,0″ — 60°02′05,7″ с. ш. и 124°53′36,1″ — 128°49′01,2″ в. д. Абсолютные высоты в пределах точек наблюдения на исследуемых водотоках изменялись от 289 до 1170 м и охватывали все литолого-геоморфологические районы Южной Якутии, а именно Лено-Алданское плато, Алданское нагорье и Чульманскую впадину. При этом применялись общепринятые географические методы — сравнительно-географический и геохимический [2]. При определении химических показателей исследуемых вод использовался ряд стандартных аналитических методов [3]. При этом качественная оценка исследуемых поверхностных вод проводилась на основе классификации О.А. Алёкина [1].
На изучаемых нами реках в период проведения краткосрочного эколого-гидрохимического мониторинга водные пробы были отобраны в летне-осеннюю межень 2007 и 2012 гг. (табл. 2, 3). Исследуемые годы наблюдений отличались друг от друга по климатическим условиям. Так 2007 г был более влажный, а 2012 г — более сухой, так как за вегетационный период выпало меньше атмосферных осадков. Поэтому водность рек в эти годы также различалась и в 2012 г. большая часть исследуемых водотоков отличалась меньшей водностью.
Увеличение водности двойственно влияет на химический состав речной воды, с одной стороны, вода обогащается веществами, поступающими дополнительно в результате усиления процессов размыва и растворения твердых пород, а с другой стороны, снижаются концентрации химических веществ антропогенного происхождения из-за большего разбавления сбросов [4]. Поэтому, как правило, в 2012 г. в водах большей части исследуемых малых и средних рек и ручьев отмечалось увеличение их общей минерализации. Исключение из этого составляли реки Чульманской впадины — Чульман и Чульмакан, а также наиболее крупные реки исследуемого региона — Амга и Алдан. При этом наибольшее относительное увеличение суммы солей (почти в 1,5-2 раза) наблюдалось в водах рек Улуу, Сылгылыр, Мундуруччу и Лютенга.
В 2007 г по значениям реакции среды семь водотоков относились к нейтральным водам со значениями рН от 6,8 до 7,5 и восемь водотоков к слабощелочным водам с показаниями рН от 7,6 до 7,9 (табл. 2). В 2012 г значения рН большей части исследуемых рек и ручьев повысились. Так семь водотоков в это время относились к нейтральным водам со значениями рН
Таблица 1.
Географические координаты точек наблюдения
№ |
Станции отбора проб |
Географические координаты |
||
широта, °с.ш. |
долгота, °в.д. |
абсолютная высота, м |
||
1
|
Р. Чульман, пос. Чульман |
56°51′43,0″ |
124°53′36,1″ |
652 |
2
|
Р. Чульмакан |
57°03′10,2″ |
124°51′24,2″ |
697 |
3
|
Руч. Медведка |
57°42′21,7″ |
125°16′47,5″ |
1127 |
4
|
Руч. Михайловка |
57°44′59,9″ |
125°19′55,9″ |
1170 |
5
|
Руч. Васильевка |
57°49′51,5″ |
125°23′27,9″ |
1143 |
6
|
Р. Большой Нимныр |
58°02′25,3″ |
125°29′04,8″ |
868 |
7
|
Р. Орто-Сала, г. Алдан |
58°35′09,1″ |
125°21′43,7″ |
652 |
8
|
Р. Якокут |
58°54′02,6″ |
125°49′47,0″ |
342 |
9
|
Р. Алдан, г. Томмот |
58°58′36,6″ |
126°16′07,2″ |
283 |
10
|
Р. Амга, пос. Верхняя Амга |
59°38′42,4″ |
127°07′09,9″ |
276 |
11
|
Р. Большой Кырбыкан |
60°05′33,1″ |
127°17′30,4″ |
424 |
12
|
Р. Улуу, пос. Улуу |
60°18′49,5″ |
127°25′39,8″ |
399 |
13
|
Р. Сылгылыр |
60°34′58,9″ |
128°06′50,2″ |
419 |
14
|
Р. Мундуруучу |
60°46′04,9″ |
128°33′34,9″ |
335 |
15
|
Р. Лютенга |
60°02′05,7″ |
128°49′01,2″ |
289 |
Таблица 2.
Химический состав и свойства поверхностных вод Южной Якутии в летне-осеннюю межень 2007 г
№№ станции |
Наименование участка |
рН |
Ионы, мг/л / % экв |
Cумма ионов мг/л |
||||||
Са2+ |
Мg2+ |
Na+ |
K+ |
HCO3‾ |
SO42‾ |
CI‾ |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
Р. Чульман, пос. Чульман |
7,1 |
16,6 27,5 |
5,1 13,9 |
6,0 8,6 |
сл.* |
64,1 34,8 |
20,8 14,3 |
1,0 0,9 |
113,6 |
2 |
Р. Чульмакан |
6,8 |
11,6 31,5 |
2,6 11,4 |
3,0 7,1 |
сл. |
47,6 42,4 |
5,9 6,6 |
0,7 1,0 |
71,4 |
3 |
Руч. Медведка |
7,6 |
5,4 27,9 |
2,1 17,6 |
1,0 4,5 |
сл. |
24,4 41,1 |
3,1 6,7 |
0,7 1,9 |
36,7 |
4 |
Руч. Михайловка |
7,6 |
4,4 24,3 |
2,3 20,9 |
1,0 4,8 |
сл. |
21,4 38,6 |
4,5 10,4 |
0,3 1,0 |
33,9 |
5 |
Руч. Васильевка |
7,5 |
2,6 22,9 |
1,3 19,4 |
1,0 7,7 |
сл. |
14,0 40,6 |
2,1 7,8 |
0,3 1,6 |
21,3 |
6 |
Р. Большой Нимныр |
7,9 |
12,0 28,8 |
4,9 19,2 |
1,0 2,0 |
сл. |
48,8 38,3 |
10,8 10,8 |
0,7 0,9 |
78,2 |
7 |
Р. Орто-Сала, г. Алдан |
7,9 |
26,5 27,5 |
10,7 18,4 |
4,0 3,6 |
1,0 0,5 |
122,7 41,9 |
17,8 7,7 |
0,7 0,4 |
183,4 |
8 |
Р. Якокут |
7,5 |
19,0 25,6 |
8,4 18,6 |
5,0 5,8 |
сл. |
87,9 38,8 |
19,6 11,0 |
0,3 0,2 |
140,2 |
9 |
Р. Алдан, г. Томмот |
7,6 |
17,6 24,8 |
8,3 19,1 |
5,0 6,1 |
сл. |
84,2 38,8 |
18,2 10,7 |
0,7 0,5 |
134,0 |
Продолжение таблицы 2.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
10 |
Р. Амга, пос. Верхняя Амга |
7,9 |
43,3 28,2 |
17,7 19,0 |
5,0 2,8 |
сл. |
195,3 41,7 |
29,7 8,1 |
0,7 0,2 |
291,7 |
11 |
Р. Большой Кырбыкан |
7,7 |
26,1 26,5 |
11,9 20,0 |
4,0 3,5 |
сл. |
126,9 42,4 |
17,1 7,2 |
0,7 0,4 |
186,7 |
12 |
Р. Улуу, пос. Улуу |
7,7 |
24,7 25,8 |
11,9 20,6 |
4,0 3,6 |
сл. |
123,3 42,4 |
16,6 7,2 |
0,7 0,4 |
181,2 |
13 |
Р. Сылгылыр |
6,9 |
18,0 26,1 |
8,1 19,4 |
3,0 3,8 |
1,0 0,7 |
87,9 41,7 |
12,8 7,7 |
0,7 0,6 |
131,5 |
14 |
Р. Мундуруучу |
6,8 |
9,0 25,0 |
3,3 15,0 |
3,0 7,2 |
2,0 2,8 |
28,1 25,5 |
20,3 23,5 |
0,7 1,0 |
66,4 |
15 |
Р. Лютенга |
7,2 |
24,0 32,6 |
4,9 10,8 |
5,0 5,9 |
1,0 0,7 |
89,7 39,9 |
16,6 9,3 |
0,9 0,8 |
142,1 |
*сл. — следовое содержание элемента
7,2—7,5, а восемь — уже к слабощелочным водам с показателями рН 7,7 — 8,1 (табл. 3). Данное обстоятельство в условиях, как правило, преобладающего повышения их минерализации становится очевидным, если учесть, что с повышением общей суммы солей возрастает содержание гидрокарбонат-иона. При этом также происходит существенное повышение в водных растворах в этих условиях содержания гидролитически щелочных солей — гидрокарбонатов Ca2+, Mg2+ и Na+. За отмеченный период самое высокое относительное повышение значений рН отмечалось на реках Сылгылыр и Мундуруччу. На большей части остальных исследуемых водотоков относительное изменение рН составляло 0,1—0,3.
В 2007 г. по значениям общей суммы солей шесть исследуемых водотоков из 15 относились к водам рек с очень малой минерализацией (21,3—78,2 мг/л), восемь водотоков — к водам с малой минерализацией (113,6—186,7 мг/л), а воды р. Амга (291,7 мг/л) — к водам со средней минерализацией. Все исследуемые водотоки в это время по преобладающему аниону относились к гидрокарбонатному классу с концентрациями последнего от 14,0 до 195,3 мг/л, а по преобладающему катиону — к группе кальция со значениями содержания данного катиона от 2,6 до 43,3 мг/л.
В 2012 г. пять из 15 исследуемых рек и ручьев относились к водам рек с очень малой минерализацией (32,0—82,3 мг/л), пять водотоков — к водам рек с малой минерализацией (104,0—193,3 мг/л), а пять — к водам рек со средней
Таблица 3.
Химический состав и свойства поверхностных вод Южной Якутии в летне-осеннюю межень 2012 г
№№ станции |
Наименование участка |
рН |
Ионы, мг/л / % экв |
Cумма ионов мг/л |
||||||
Са2+ |
Мg2+ |
Na+ |
K+ |
HCO3‾ |
SO42‾ |
CI‾ |
||||
1 |
Р. Чульман, пос. Чульман |
7,2 |
13,8 31,6 |
2,8 10,5 |
3,6 7,1 |
0,7 0,8 |
42,7 32,1 |
18,3 17,4 |
0,4 0,5 |
82,3 |
2 |
Р. Чульмакан |
6,7 |
9,6 30,2 |
1,8 9,4 |
3,6 9,8 |
0,4 0,6 |
30,8 31,8 |
13,4 17,4 |
0,4 0,8 |
60,0 |
3 |
Руч. Медведка |
7,5 |
6,6 25,1 |
2,1 12,9 |
3,3 10,9 |
0,6 1,1 |
24,4 30,4 |
11,8 18,7 |
0,4 0,9 |
49,2 |
4 |
Руч. Михайловка |
7,5 |
5,4 20,6 |
2,7 16,8 |
3,5 11,8 |
0,4 0,8 |
21,9 27,5 |
13,5 21,6 |
0,4 0,9 |
47,8 |
5 |
Руч. Васильевка |
7,7 |
3,2 18,4 |
1,5 13,8 |
3,4 17,0 |
0,3 0,9 |
13,4 25,2 |
9,8 23,4 |
0,4 1,4 |
32,0 |
6 |
Р. Большой Нимныр |
7,9 |
14,6 25,9 |
6,9 20,2 |
2,3 3,5 |
0,5 0,4 |
56,8 32,9 |
22,2 16,3 |
0,7 0,7 |
104,0 |
7 |
Р. Орто-Сала, г. Алдан |
7,9 |
30,1 29,1 |
10,6 16,9 |
3,8 3,2 |
1,5 0,8 |
113,2 36,0 |
33,2 13,4 |
0,9 0,6 |
193,3 |
8 |
Р. Якокут |
7,8 |
21,6 27,6 |
9,2 19,5 |
1,7 1,9 |
1,5 1,0 |
85,1 35,7 |
26,2 14,0 |
0,4 0,3 |
145,7 |
9 |
Р. Алдан, г. Томмот |
7,8 |
15,4 25,4 |
7,4 20,1 |
2,7 3,8 |
0,8 0,7 |
60,4 32,7 |
24,1 16,5 |
0,9 0,8 |
111,7 |
10 |
Р. Амга, пос. Верхняя Амга |
8,1 |
37,5 24,0 |
23,4 24,7 |
1,7 1,0 |
1,0 0,3 |
155,6 32,7 |
63,7 17,0 |
0,9 0,3 |
283,8 |
11 |
Р. Большой Кырбыкан |
7,9 |
31,1 27,2 |
14,9 21,6 |
1,2 1,0 |
0,4 0,2 |
129,9 37,4 |
32,6 11,9 |
1,3 0,6 |
211,4 |
12 |
Р. Улуу, пос. Улуу |
7,9 |
39,1 26,1 |
20,0 22,1 |
2,7 1,6 |
0,6 0,2 |
166,6 36,6 |
46,0 12,8 |
1,6 0,6 |
276,6 |
13 |
Р. Сылгылыр |
7,4 |
26,9 23,7 |
15,9 23,2 |
3,2 2,5 |
1,3 0,6 |
123,9 35,9 |
34,9 12,9 |
2,4 1,2 |
208,5 |
14 |
Р. Мундуруччу |
7,4 |
19,4 29,0 |
7,0 17,3 |
2,6 3,4 |
0,4 0,3 |
66,5 32,5 |
27,1 16,9 |
0,7 0,6 |
123,7 |
15 |
Р. Лютенга |
7,3 |
47,1 34,1 |
9,7 11,6 |
6,3 4,0 |
0,8 0,3 |
157,1 37,5 |
39,9 12,0 |
1,1 0,5 |
262,0 |
минерализацией (208,5—283,8 мг/л). Все исследуемые водотоки в это время относились по преобладающему аниону также к гидрокарбонатному классу с концентрацией последнего от 13,4 до 166,6 мг/л, а по преобладающему катиону — группе кальция со значениями содержания данного иона от 3,2 до 47,1 мг/л. Таким образом, за исследуемый 5-летний период все изучаемые реки данного региона характеризовались таким же типом химического состава, то есть гидрокарбонатно-кальциевым.
Следовательно, по результатам проведенного краткосрочного эколого-гидрохимического мониторинга можно утверждать, что химический состав и свойства большей части исследуемых рек Южной Якутии в настоящее время изменяются незначительно. Все отмеченные изменения свойств и состава данных вод находятся в пределах сезонной вариабельности их содержаний и величин обусловленных, главным образом, природными климатическими факторами. Значимое антропогенное и техногенное влияние за отмеченный период наблюдений по нашему мнению проявилось только на 4 малых реках Лено-Алданского плато, таких как Улуу, Сылгылыр, Мундуруччу и Лютенга, где существенно (почти в 1,5—2 раза) повысились их минерализация, как и содержание отдельных ионов, а также значения рН. Последнее связано, прежде всего, с проведением инженерно-технических работ (разработка карьеров, сооружение насыпей и мостовых переходов) в долинах данных водотоков при строительстве Амуро-Якутской железнодорожной магистрали. Именно на этом заключительном отрезке данной железнодорожной магистрали между реками Улуу и Лютенга в последние годы строительные работы проводились наиболее интенсивно.
Список литературы:
1.Алёкин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 443 с.
2.Гагина Н.В., Федорцова Т.А. Методы геоэкологических исследований: Курс лекций. Минск: БГУ, 2002. — 98 с.
3.Семенов А.Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 542 с.
4.Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н. Многолетняя изменчивость качества воды рек Селенга и Киран на границе России и Монголии // Водные ресурсы. — 2010. — Т. 37. — № 3. — С. 329—340.
5.Червякова Н.Г., Федорова З.А., Шишкина С.А. Антропогенная нагрузка как результат хозяйственной деятельности и один из основных факторов формирования качества вод // Водные ресурсы. — 1994. — Т. 21. — № 6. — С. 742—744.
дипломов
Оставить комментарий