ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 5, с. 596-603
_ КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, _
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 556.551.47(285.2)
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО В ВОДЕ ПРИПОЙМЕННЫХ ОЗЕР
НИЖНЕГО АМУРА
© 2007 г. С. И. Левшина, В. В. Шамов, В. И. Ким
Институт водных экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук 680000 Хабаровск, ул. Ким-Ю-Чена, 65 Поступила в редакцию 25.07.2006 г.
Охарактеризовано содержание и динамика органического вещества в водах Нижнего Амура и припойменных озер в периоды весенне-летнего паводка и высокой летней межени на основе гидрохимических и гидрологических исследований, проведенных в 2004-2005 гг. Показано, что вклад озер в органическую составляющую вод Амура изменяется в широком диапазоне и зависит от аллохтон-ных и автохтонных процессов, а также от фазы водного режима Амура.
В российской части бассейна р. Амур насчитывается 55 тыс. озер [7], а в пределах Нижнего Приамурья >19 тыс. естественных водоемов [15]. Большинство из них (99.5%) - это малые озера с площадью зеркала до 1 км2. Наиболее крупные по площади и объему озера сосредоточены в долине Нижнего Амура (от Хабаровска до Амурского лимана). Колебание уровней озер тесно связано с водным режимом Амура. Их глубины изменяются от 1 до 8 при средних значениях 2-3 м в летний период. Зимой, как правило, озера промерзают до дна за исключением наиболее глубоководных мест и ям.
Наиболее крупные озера Нижнего Амура описывались многочисленными исследователями, которые выделяли озера подпруживания [5], плотинные [13], припойменные [6] и др. Большинство крупных озер, имеющих различные размеры и форму, приурочены к устьям амурских притоков по периферии его поймы или примыкают непосредственно к руслу Амура.
Основной причиной развития озер в долине Нижнего Амура является длительная направленная аккумуляция и, как следствие, возрастающий подпор со стороны Амура и затопление устьев притоков и причлененных к пойме Амура структурных элементов межгорных впадин [11, 18]. Специфика таких водоемов, систематически затапливаемых амурской водой, определяет два основных типа их гидрологического режима. Во время межени на Амуре с уровнями воды не выше средних годовых минимальных значений (средне-низкая межень) в питании озер участвуют лишь их внутренние водосборы, дренируемые реками, впадающими в озера. Озера при этом представляют собой проточные водоемы. В остальные периоды года в них через протоки поступает амурская вода, т.е. "подключаются" обширные внешние
водосборы, надежно вычленить которые не представляется возможным. В данном случае озера становятся непроточными, т.е. локальными приемниками поступающих веществ.
В связи с труднодоступностью и сложностью объекта исследований органическое вещество (ОВ) припойменных озер недостаточно изучено. Имеются данные по химическому составу воды озер Удыль [12], Петропавловское [14], Болонь [19] и первичной продукции некоторых озер Нижнего Амура [4]. ОВ в озерных водах складывается из аллохтонного (выносимого с речными, грунтовыми и болотными водами) и автохтонного (внутриводоемного). В современных условиях в составе ОВ некоторых озерных притоков увеличивается доля техногенной составляющей, что влияет на качество их вод.
Основными факторами, влияющими на химический состав озерных вод, и в частности на состав ОВ, являются: уровенный режим главной реки и притоков озера; химический состав их вод; температура воды в озерах и их притоках, обусловливающая скорость химических реакций и растворимость газов в воде, развитие водной флоры и фауны; волновые явления и внутриозер-ные течения, а также антропогенное воздействие.
Цель исследований - оценка вклада крупных припойменных озер в органическую составляющую вод Амура и выявление их природной и антропогенной составляющих.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводились до аварии на химическом комбинате в г. Цзилинь (КНР) в летнюю межень 2004 и 2005 гг. Их результаты могут служить фоновыми характеристиками для последующих гидрохимических исследований. Пробы во-
ды были отобраны из 11 озер и проток, соединяющих их с Амуром на отрезке от Хабаровска до его устья, а также из основного русла Амура и его притоков Тунгуски и Саласу (рис. 1). Пробы воды отбирали из приповерхностных горизонтов (0.5 м) по гидрометрическим створам, когда водные массы поступали из припойменных озер по протокам в основное русло реки. Часть анализов проводилась сразу после отбора проб на экспедиционном судне. Остальные пробы хранились не более 2-4 сут при температуре 2-5 °С.
Аналитические определения были затруднены многообразием и сложностью состава ОВ речных и озерных вод, а также их малыми концентрация-
ми. До сих пор еще не создан метод, позволяющий полностью выделить ОВ из природной воды, как нет и надежного прямого метода количественной их оценки. Поэтому для количественной и качественной оценки использовались косвенные показатели, позволяющие судить о суммарном содержании ОВ.
ОВ характеризовалось цветностью (Цв), пер-манганатной окисляемостью (ПО), химическим потреблением кислорода (ХПК), содержанием О2 в воде, биохимическим потреблением кислорода за 5 сут (БПК5), общим органическим углеродом (Сорг), которые определялись принятыми методами химического анализа природных вод [2]. Впер-
вые были количественно определены гумусовые кислоты (ГФК) - гуминовые (ГК) и фульвокисло-ты (ФК) ДЭАЭ-методом [10]. Кроме того, были определены физико-химические характеристики водных масс - температура I °С и рН воды. Оценка интегральных характеристик ОВ проводилась согласно классификации речных вод О.А. Алеки-на [1]. Валовое содержание ОВ определяли путем умножения общего Сорг на коэффициент К = 2.
Для оценки стока ОВ из озер были измерены расходы воды с учетом входных и выходных проток, связывающих основные припойменные озера и р. Амур. При наличии только одной протоки, связывающей озеро с Амуром, оценивался текущий водообмен между озером и главной рекой.
Гидрометрическая съемка входных и выходных озерных проток была произведена в июне-июле 2004 г. на спаде высокого снегодождевого паводка на Амуре (6 июня на г/п г. Хабаровска максимальный уровень воды составил 433 см). Заполненные в мае - начале июня припойменные водоемы Среднеамурской и Удыль-Кизинской низменностей в это время сбрасывали значительные объемы воды в Амур. Следует указать, что оз. Петропавловское было фактически подперто амурским паводковым потоком, что выразилось в чрезвычайно малой величине расхода в выходной озерной протоке Малышевской.
Скорость движения экспедиционного судна в среднем была несколько выше скорости паводоч-ной волны. Во второй декаде июля на Амур-Ам-гуньской низменности начался спад паводка. Паводковые воды Амура успели заполнить оз. Чля через систему проток и начали сбрасываться в протоку Пальвинскую, а соседнее с ним оз. Орель оказалось подперто со стороны выходной Паль-винской протоки. В 2005 г. работы проводились в период установившейся после паводка высокой межени, когда уровень воды в Амуре у г. Хабаровска колебался около отметки 100 см.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные данные представлены в табл. 1, 2, где нумерация станций соответствует порядку отбора проб вниз по течению реки. Широкий диапазон значений органической составляющей связан здесь как с процессами внутри водоема, так и с поступлением ОВ с озерного водосбора.
Для оз. Петропавловского (ст. 2) в исследуемые годы характерны высокие концентрации ОВ по всем показателям. Цв воды в озере характеризовалась как высокая (96-130 град), соответственно ПО - слабоповышенная, значение ХПК превышало ПДКрыбХоз в 1.1-1.6 раза при допустимых значениях ХПК до 30 мг О/дм3 [16]. Высокие концентрации ОВ связаны как с внутриводоем-
ными процессами, так и с евтрофирующим влиянием городских хозяйственно-бытовых сточных вод. При доле гумусовых кислот 31% Сорг, количественные характеристики ГК и ФК превышали таковые в Амуре в 2-3 раза. Вполне вероятно, что в озере происходит образование гуминовых и фульвокислот техногенной природы. Установлено, что дополнительным источником поступления гумусовых веществ (ГВ) в речные воды могут быть продукты обработки сточных вод. Эти окрашенные продукты очень схожи с почвенными ГВ по элементному составу, кислородсодержащим группам и другим параметрам [20]. Для рек, проходящих через крупные индустриальные центры, вклад таких веществ в общую сумму речных ОВ может быть значительным. Аналогичные закономерности характерны для оз. Падали (ст. 10), принимающего на себя техногенные стоки г. Амурска. Доля ГФК в озерах невелика всего 25-30% Сорг.
Для озер Калтахэвэн (ст. 6), Шарга (ст. 7) и Бо-лонь (ст. 8) характерны высокие показатели содержания ОВ в воде, особенно летом 2004 г. Так, Цв для этих озер характеризовалась как очень высокая от 165 до 220 град. соответственно, ПО -слабоповышенная, ХПК - от слабоповышенного для оз. Калтэхэвэн (0.8 ПДКрыбхоз) до повышенного (1 ПДКрыбхоз) для оз. Шарга. Высокие значения Цв и пышное развитие фитопланктона в период поступления воды из озер в Амур отмечались исследователями и в предыдущие годы [18]. Доля ГФК на ст. 6, 7 составляла 45-50% Сорг. На ст. 8 эти содержания достигали 60% Сорг, что связано с поступлением ГВ с торфяных болот, занимающих обширные пространства озерного водосбора, при этом величины ГК и ФК были высокими и составляли 0.6 и 4.5 мг С/дм3 соответственно. Летом 2005 г. эти показатели были немногим меньше (в среднем на 20%), в основном по Цв и содержанию ГФК, что объясняется большей связью озер с Амуром в меженный период и меньшим поступлением ОВ с территории водосбора.
Показатели содержания ОВ в оз. Кизи (ст. 14) и выходной протоке Кадинской (ст. 15) по ОВ существенно не отличались как в различные годы исследований, так между собой. Цв характеризовалась как повышенная (96-105 град), ПО и ХПК имели средние значения и не превышали ПДКрыбхоз. Доля ГК составляла 35 на ст. 14 и до 43% Сорг на ст. 15. Незначительное увеличение ГК, и увеличение ФК на 20%, вероятно, связано с поступлением в протоку вод с высоким содержанием ГВ с заболоченного водосбора р. Ка
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.