КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 556.54(550.42)
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫИ СОСТАВ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИИ В ДЕЛЬТЕ РЕКИ МЕКОНГ (РЕСПУБЛИКА ВЬЕТНАМ) © 2015 г. Фунг Тхай Зыонг*, О. Г. Савичев*, Нгуен Куок Хыонг**
*Томский политехнический университет 634050 Томск, просп. Ленина, 30 **Университет Кантхо Вьетнам 900000 Кампус II, 3/2, Ниньский район, г. Кантхо E-mail: OSavichev@mail.ru Поступила в редакцию 20.10.2013 г.
Установлены средние концентрации /п, Си, РЬ, Сё, Аб, Н в водах и донных отложениях дельты Меконга (Социалистическая республика Вьетнам) в меженный период 2013 г. В пространственном распределении химического состава донных отложений выявлены тенденции увеличения концентраций изученных микроэлементов по мере приближения к морскому краю дельты. Рассмотрен механизм этих изменений, связанный с выделением из водной среды малорастворимых соединений и с сорбцией микроэлементов на частицах наносов и донных отложений при смешении речных и морских вод. Предложено использовать значения рН поверхностных вод в качестве индикатора текущих и прогнозных изменений содержания ряда микроэлементов в донных отложениях.
Ключевые слова: донные отложения, химический состав, дельта реки Меконг, Социалистическая республика Вьетнам.
DOI: 10.7868/S0321059615050077
Химический состав донных отложений (ДО) рек — важный показатель геоэкологического и геохимического состояния водных объектов и их водосборов, а соответствующие данные — необходимый информационный ресурс при планировании и реализации природоохранных программ и мероприятий по комплексному использованию территорий, в том числе в сельскохозяйственных целях. Особую актуальность этот вопрос приобретает в густонаселенных регионах Азии, а именно — в бассейне р. Меконг, территориально соответствующем частям Китая, Мьянмы, Тайланда, Лаоса, Камбоджы и Вьетнама. Площадь водосбора этой реки составляет 795000 км2, в его пределах выделяют участки верхнего и нижнего течения. Только в нижнем течении р. Меконг (территории Лаоса, Тайланда, Камбоджи и Вьетнама) на площади 606000 км2 проживает около 53 млн человек [13, 14].
Очевидно, такое сосредоточение населения, а также промышленного и сельскохозяйственного потенциала, не могут не сказаться на состоянии речных ДО, которые, участвуя в агрогеохимиче-ском и водохозяйственном циклах, влияют на со-
циально-экономические условия всего региона и, особенно, дельты Меконга (рис. 1).
Особый интерес вызывает микроэлементный состав ДО, который характеризует степень их загрязнения и санитарно-токсикологические свойства. Цель рассматриваемой работы — выявление закономерностей изменения микроэлементного состава ДО в левой части дельты Меконга в меженный период.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
В соответствии с классификацией дельт [2], устьевое взморье Меконга характеризуется как открытое выдвинутое, а устьевой участок — как многорукавный с дельтой, сформированной преимущественно под влиянием приливов и волнения. Собственно дельта р. Меконг имеет сложное строение и представлена двумя комплексами рукавов — Тиензанг и Хаузанг. Комплекс Хаузанг представлен тремя крупными рукавами, а комплекс Тиензанг шестью, крупнейший из них — рук. Хамлуонг — основной объект исследования. В январе 2013 г. по длине этого рукава на протяжении 75 км было отобрано 12 проб ДО (отбор проб
проведен Фунг Тхай Зыонгом и сотрудниками университета Донгтхап, г. Цаолань, Социалистическая республика Вьетнам). В этот же период было отобрано четыре пробы ДО из проток рук. Хамлуонг и четыре пробы из других рукавов дельты р. Меконг (рис. 2; табл. 1).
Отбор ДО проводился из верхнего слоя толщиной ~0.2 м без нарушения стратификации ДО (с помощью донного щупа) на участках водотоков с глубиной до 10 м: в рукавах Хамлуонг, Ко-чьен и Кыадай — в 10—50 м от левого и правого берегов (ширина указанных водотоков в отсутствие
паводков в среднем > 1 км, в устье ~3 км; глубина до 12—15 м); в протоках рук. Хамлуонг — в 5—10 м от берега. Одновременно из слоя 0.3—0.4 м от поверхности отбирались пробы речных вод.
Пробы ДО помещались в специально подготовленные емкости и доставлялись в лабораторию университета Донгтхап, где они высушивались (при 25°С) и измельчались до фракции с диаметром частиц до 0.5 мм. В кислотных вытяжках из ДО определялись концентрации Zn, Си, РЬ, Сё, Аз, Н атомно-абсорбционным методом. В водной вытяжке ДО определялись значения рН
Рис. 2. Схема размещения пунктов отбора проб воды и ДО. 1 — цифры 1—20 — пункты отбора проб.
(потенциометрическим методом), удельной электропроводности (кондуктометрическим методом). С помощью тех же методов были определены соответствующие показатели поверхностных вод, пробы которых были предварительно отфильтрованы с помощью бумажного фильтра с диаметром пор 1.5 мкм.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В изученных пробах ДО рукавов и проток дельты Меконга средние концентрации составляют, мг/кг: 2п - 96.9, Си - 33.4, РЬ - 3.8, Сё - 1.1, Аз - 5.9, Н - 0.10. В целом это сопоставимо (с учетом погрешностей определения) с показателями для ряда подобных водных объектов в Юго-Восточной и Северной Евразии [1, 5, 10, 11, 17], но при соответствующем сравнении необходимо учитывать величину водного стока, фазу водного режима, удаленность створа опробования от морского края дельты и антропогенную нагрузку (табл. 2). Для подтверждения этого тезиса рассмотрим подробнее механизм влияния перечисленных факторов на содержание микроэлементов в ДО.
Согласно [2-4], исследуемые водные объекты находятся в пределах дальности проникновения приливов (до 400 км) и обратных течений (110 км), что оказывает существенное влияние на гидрохи-
мический режим дельты и определяет проникновение осолоненных вод на 40-50 км от морского края (в ряде случаев до 70 км). Очевидно, что последняя величина зависит от водного режима в устьевой области и меняется за многолетний период и в конкретный гидрологический год. Эта зависимость в упрощенном виде, согласно [2], имеет следующий вид:
= - - )ехр| -к
'к,
(1)
где - средняя соленость воды на расстоянии х от начального створа; Бт и - средняя соленость соответственно морских и речных вод; к8 - константа, характеризующая затухание скорости течения при смешении морских и речных вод; Н0 -глубина потока при х = 0. Отметим, что содержание растворенных солей М в речной воде обычно обратно пропорционально расходу воды 0
М = М I
<2с
(2)
здесь М0 - содержание растворенных солей, соответствующее условно равновесному состоянию системы вода - органическое вещество - порода, которое можно обозначить как "фоновое"; -расход воды, соответствующий М0, кМи кд (удельные скорости изменения суммы растворенных солей и расхода воды) [8, 9]. Следовательно, зависимость (1) при прочих равных условиях будет бо-
к
М
Таблица 1. Физико-химические и гидрохимические показатели вод и водных вытяжек из ДО в дельте р. Меконг 1—9 января 2013 г. (А, 8а — среднее арифметическое и погрешность его определения; 8А = , ст — стандартное отклонение; N — объем выборки)
№ пункта Водный объект, расстояние от морского края дельты Температура воды, °С рН Удельная электропроводность, м Б/см
вода ДО вода ДО
1 р. Хамлуонг,
75 км 30.2 6.96 6.59 1.99 0.31
2 70 км 29.3 7.13 6.87 2.47 1.11
3 64.5 км 32.6 7.22 7.44 6.13 2.87
4 57.2 км 29.6 7.35 7.04 7.72 0.92
5 44.5 км 28.9 7.44 7.23 18.19 2.22
6 41.6 км 29.2 7.54 7.34 27.90 4.31
7 35 км 28.6 7.61 7.57 107.10 4.36
8 28 км 28.4 7.71 7.63 164.50 4.35
9 20.5 км 29.0 7.75 7.62 169.30 4.70
10 15.2 км 29.6 8.01 7.80 189.40 4.96
11 9.2 км 29.3 8.12 7.88 202.70 4.94
12 4.2 км 28.7 8.15 7.98 209.20 5.57
13 Протока р. Хамлуонг
Сонг Бен Тре, 44 км 31.5 6.79 6.25 2.54 0.36
14 Сонг Ба Три, 10.6 км 30.3 8.04 7.17 106.10 4.33
15 Сонг Вам Нуок Тронг, 49.4 км 32.4 7.07 6.66 8.56 0.69
16 Сонг Рач Сау, 16 км 29.5 7.97 7.09 150.70 3.29
17 р. Кочьен
68.5 км 31.2 7.16 6.77 10.35 0.48
18 5.5 км 29.4 8.22 8.08 216.80 5.45
19 р. Кыадай
59.4 км 30.6 6.70 6.37 2.70 0.57
20 7 км 28.9 8.04 7.93 193.20 5.09
А 29.9 7.55 7.26 89.88 3.04
8а 0.3 0.11 0.12 19.61 0.44
лее адекватна данным наблюдений при расходах воды О ~ О0, что имело место в процессе исследований с пробоотбором в начале января после завершения влажного периода средней длительностью с мая по октябрь [12, 13]. Соответственно, полученные данные могут быть использованы в первом приближении для характеристики среднего содержания изученных микроэлементов в ДО дельты Меконга.
Анализ материалов наблюдений подтвердил возможность применения уравнения (1) по отношению к рук. Хамлуонг. В частности, для средних значений удельной электропроводности воды на расстоянии х от условного створа, расположенного на расстоянии Ь от морского края, получена зависимость:
X= Xт - (хт - X, )еХР ^^) , (3)
где Хт — удельная электропроводность морской воды, принятая в соответствии с полиномиальной зависимостью между удельной электропроводностью и соленостью [6] в размере 974.5 м С/см; удельная электропроводность речной воды хг принята по данным наблюдений для верхнего створа в 75 км от морского края (табл. 1), а величина Н0 — по данным наблюдений с учетом материалов [15] в размере 4.5 м; величины к% и Ь подобраны таким образом, чтобы квадрат корреляционного соотношения Я2 между измеренными и расчетными величинами удельной электропроводности принимал максимальное значение.
Таблица 2. Концентрации микроэлементов в воде, мкг/дм3, в кислотных вытяжках ДО, мг/кг, в протоках р. Меконг 1—9 января 2013 г. (н.д. — нет данных)
о
№ пункта, водный гп Си РЬ С<3 Ав нё
объект вода ДО вода ДО вода ДО вода ДО вода ДО вода ДО
1 269.4 96.1 67.6 31.3 0.04 0.9 0.20 0.1 0.10 4.7 0.06 0.09
2 248.4 80.7 58.9 30.3 0.01 2.2 0.20 1.0 0.28 3.9 0.02 0.11
3 386.1 75.1 63.6 28.4 0.01 1.3 0.20 0.2 0.71 4.2 0.03 0.07
4 311.7 123.0 68.3 33.8 0.01 6.1 0.20 2.4 0.40 6.2 0.06 0.06
5 228.0 101.2 49.5 34.8 0.04 2.3 0.20 1.2 0.27 6.4 0.03 0.09
6 383.5 77.6 69.8 34.4 0.01 4.9 0.20 1.4 0.39 5.9 0.06 0.09
7 351.5 92.1 85.4 34.9 0.01 4.4 0.20 0.9 0.37 7.6 0.05 0.12
8 338.0 91.3 67.8 34.9 0.00 3.0
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.