0
Оценка влияния макрокомпонентов, содержащихся в ледниках Приэльбрусья, на химический состав речных вод бассейна р. Баксан
А.М. Керимов1, П.Ф. Зильберман2, О.В. Рототаева3, М.М. Черняк1, И.Ф. Хмелевской3
1Отдел географии при Президиуме Кабардино-Балкарского научного центра РАН, Нальчик; 2Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия Минобразования России, Нальчик;
3 Институт географии РАН, Москва
Приведены результаты исследования связи химического состава сезонного снега на леднике Гарабаши (Эльбрус) и речных вод бассейна р. Баксан.
Введение
Макрохимический состав ледников, сезонной снежной толщи и атмосферных осадков района оледенения Эльбруса мы изучаем в течение последних 15 лет. Были определены удельные и абсолютные значения примесей, поступающих на ледник в течение года, оценен баланс химических примесей на леднике Гарабаши, изучен механизм формирования химического состава ледников высокогорья, включающий такие факторы, как вымывание примесей облаками, осадками и сухое выпадение аэрозолей из атмосферы. Выявлены сезонные изменения концентрации примесей и зависимость их от абсолютной высоты [4, 5, 9]. Одновременно с исследованиями фирново-ледяной толщи был изучен химический состав речных вод, имеющих смешанное, преимущественно ледниковое питание.
Поскольку большинство рек Кабардино-Балкарии берут начало на северных склонах Центрального Кавказа и имеют ледниковое питание, закономерно возникает вопрос о взаимосвязи химического состава фирново-ледяной толщи и вод таких рек. Информация о качестве поверхностных вод у истоков служит исходной для последующего контроля за возникающими изменениями химического состава воды и вызывающими их причинами. В связи с этим была исследована минерализация ледников южного склона Эльбруса и речных вод бассейна р. Баксан.
Исследуемый район выбран не случайно. Ледниковый комплекс Эльбруса — самый мощный узел оледенения на Кавказе. Ледники здесь располагаются на вулканическом конусе и отличаются от других ледников отсутствием скального обрамления и менее загрязненной поверхностью; иногда встречаются отдельные выходы лавовых гряд и нунатаков.
Река Баксан, берущая здесь свое начало, — самая многоводная река республики. По виду питания и гидрохимическому режиму, как и большинство рек Кабардино-Балкарии, она относится к тянь-шаньскому типу [1], для которого характерно совпадение минимальной минерализации с максимальным расходом вод реки. Период уменьшения и увеличения минерализации сильно растянут во времени и охватывает весну, лето и осень. По классификации О.А. Алекина, р. Баксан и ее притоки относятся ко второму классу — гидрокарбонатно-суль-фатному. В верховье реки минерализация соответствует ультрапресным водам — менее 100 мг/л. Исключение — р. Адыл-су, минерализация которой несколько выше 200 мг/л (особенно НСО3-), поскольку у ее истоков находятся источники нарзана. По всем показателям (физическим свойствам воды, кислородному режиму, минерализации, содержанию органических веществ) состояние реки отвечает требованиям рыбохозяйственного водоема [2].
Рис. 1. Расположение стационарных пунктов отбора проб воды в долине р. Баксан: 1 — граница Кабардино-Балкарии,
2 — ледники, 3 — населенные пункты, 4 — реки Fig. 1. Situation of stationary points of water sampling in the Backsan river basin: 1 — Kabardino-Balkaria frontier, 2 — glaciers, 3 — settlemednts, 4 — rivers
9
147 -
Материалы гляциологических исследований, вып. 102
Химический состав вод бассейна р. Баксан
Химический состав воды р. Баксан и ее притоков был определен на протяжении более 100 км, начиная от языков ледников до г. Баксана, т.е. выхода реки на равнину, в 30 стационарных пунктах отбора проб (рис. 1). Постоянные пункты отбора воды расположены в устьях притоков, которые имеют не только ледниковое, но подземное и родниковое питание, что позволяет получить общее представление о гидрохимических характеристиках вод бассейна р. Баксан. Пробы отбирались в периоды осенней и весенней межени, летнего половодья и были проанализированы с помощью методов, описанных в [5]. Результаты анализа приведены в табл.1.
Формирование химического состава поверхностных вод региона существенно зависит от характера почвенного покрова, который изменяется в соответствии с высотной зональностью [2]. Здесь имеют место степная, лесная и тундровая зоны. При выходе рек исследуемого бассейна в предгорье, в сухую степную зону, минерализация воды увеличивается. Здесь гидрохимический состав воды определяется многими факторами: климатическими, геологическими, гидрогеологическими (литологический состав пород, условия подземного питания, состав подземных вод) [7, 8], поэтому провести гидрохимическую типизацию весьма затруднительно. Ситуация в рассматриваемом районе осложняется еще и тем, что узкая долина
р.Баксан до выхода на равнину плотно заселена и здесь же находится основной загрязнитель вод рек Баксана и Терека — Тырныаузский вольфрам-молибденовый комбинат. Основной переносчик загрязнения — р. Гижгит, в которую сбрасывает сточные воды комбинат, а также г. Тырныауз, т.е. только выше Тырныауза представляется возможность оценить естественную составляющую примесей в р.Баксан и его притоках (выше точки отбора проб № 16, см. рис. 1). Ниже по течению пункты были выбраны таким образом, чтобы каждый из них характеризовал влияние на качество воды предприятий промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства, а также населенных пунктов.
В настоящей работе в основном рассматриваются результаты анализов проб за 2002—2003 гг. В пробах снега и речных вод определялись следующие компоненты: рН, НС03-, 8042-, С1-, КН4+, N03% К+, №+, Са2+, М§2+. Как сумма ионов, так и ее отдельные составляющие распределены крайне неравномерно в разных пунктах отбора речных проб и менялись в периоды с различным гидрологическим режимом. Сумма ионов в сезонном снеге тоже значительно меняется — от 1,5 до 15 мг/л. Концентрация анионов распределялась таким образом: НС03- > 8042- > С1-, а катионов — Са2+> мб2+.
Концентрация водородных ионов рН находится в пределах 6,4—9,8, т.е. среда меняется от слабо кис-
Таблица 1
Химический состав проб речных вод бассейна р. Баксан 25 апреля 2002 г., мг/л
нкты рН НСО3- МН4+ С1- МО2- N03- 3042- N3+ К+ Са2+ Мд2+ Сумма
>а проб ионов
1 7,6 97,6 0,3 6,3 0,01 0,02 16,5 15,3 4,1 19,0 4,89 164,02
2 7,5 73,2 0,08 9,6 0,01 0,02 17,7 35 5,2 36,7 9,43 186,94
5 7,2 48,8 0,2 3,3 0,02 0,03 8,5 7,5 3,2 7,98 2,05 81,58
6 7,4 73,2 0,05 3,4 0,02 1,7 8,1 13,8 3,5 10,9 2,8 117,47
7 7,2 54,9 0,05 3,4 0,007 2,0 10,2 1,8 1,8 15,1 3,88 93,14
8 7,5 85,4 0,1 4,4 0,02 0,02 16,1 12,8 4,4 16,8 4,32 144,36
9 7,8 140,3 0,1 8,1 0,02 0,03 15,6 15,0 5,2 20,1 7,49 211,94
10 7,4 91,59 0,1 3,4 0,02 1,5 16,1 10,8 4,1 17,9 4,6 150,11
11 7,6 115,9 0,1 4,4 0,05 0,025 16,1 12,8 4,4 23,8 6,12 183,69
12 7,8 134,2 0,08 4,4 0,01 1,9 16,1 6,3 3,8 31,4 8,1 206,29
13 7,6 97,6 0,2 2,9 0,01 0,022 15,6 5,0 4,1 23,9 6,1 155,43
14 7,6 115,9 0,2 4,8 0,03 0,02 15,6 11,3 4,6 33,2 4,9 190,55
15 7,6 85,4 0,05 1,8 0,007 0,025 8,9 3,8 2,9 10,6 2,74 116,22
16 7,6 115,9 0,1 5,2 0,03 0,02 20,6 11,36 4,6 26,5 6,8 191,05
17 7,4 122,0 0,1 5,9 0,09 2,1 18,9 11,8 5,3 27,0 6,9 200,09
18 9,8 286,8 1,3 24,7 0,5 0,04 76,5 125,0 15,0 7,14 1,84 538,82
19 7,7 140,3 0,7 5,9 0,2 0,02 23,9 13,8 5,2 32,6 8,39 231,01
20 7,8 250,2 0,2 5,2 0,1 0,02 59,8 13,8 3,8 67,8 17,4 418,32
21 7,6 158,7 0,6 5,5 0,14 0,02 59,8 14,5 4,6 45,6 11,7 301,16
22 7,6 219,7 0,08 5,2 0,007 0,26 72,3 7,3 3,3 67,2 17,28 385,33
25 7,8 207,5 0,6 3,4 0,06 2,5 13,1 6,3 4,1 47,6 12,24 297,4
27 7,6 195,3 1,2 5,9 0,2 1,7 18,2 13,3 5,0 57,1 18,8 366,7
28 7,8 195,8 0,2 4,8 0,3 0,02 72,3 10,3 4,6 55,6 14,3 358,22
29 7,6 201,4 2,1 5,9 0,3 0,02 64 13,8 5,2 52,4 13,5 358,62
148
Таблица 2
Корреляционная матрица химического состава проб речных вод в пунктах № 2—28 (9 апреля 2003 г.)
pH HCO3- NH4+ Cl- NO2- NO3- SO42- Na+ K+ Ca2+ Mg2+
pH 1
HCO3- 0,744 1
nh4+ 0,176 0,599 1
Cl- -0,099 0,013 0,093 1
no2- 0,074 0,142 0,259 0,073 1
NO23- 0,174 0,238 0,318 0,189 0,686 1
SO42- -0,16 0,288 0,797 -0,108 0,328 0,268 1
Na+ 0,290 0,173 -0,021 0,376 0,241 0,347 -0,288 1
K+ 0,218 0,326 0,248 0,335 0,443 0,494 -0,058 0,644 1
Ca2+ 0,483 0,877 0,703 0,305 0,117 0,204 0,467 -0,023 0,234
Mg2+ 0,477 0,877 0,698 0,314 0,127 0,210 0,463 0 0,249
*Значимы коэффициенты корреляции, значения которых на уровне 0,05 больше 0,423.
лой до щелочной. Значение рН более 9 встречается вблизи населенных пунктов, в местах сброса сточных вод, в районе «хвостохранилища» обогатительной фабрики вольфрам-молибденового комбината.
Гидрохимические характеристики воды р.Бак-сан и ее притоков исследованы для высокогорной и предгорной зон отдельно. В высокогорной зоне, особенно до пункта №10, химический состав вод близок к естественному. Химический состав каждого притока индивидуален. Хотя в верховьях притоки практически не подвержены антропогенному воздействию, сумма ионов в некоторых из них значительна, например, в пунктах № 1 и 2. Эти реки вытекают из ледника Гарабаши (южный склон Эльбруса), морены которого обогащены НСО3-, Са2+,
М§2+, а минерализация р. Терскол (пункт № 5), вытекающая из одноименного ледника, граничащего с ледником Гарабаши, вдвое меньше, что говорит о крайне неравномерном распределении различных компонент в моренных отложениях вулканического конуса Эльбруса.
Минимальное загрязнение свойственно притокам, не подверженным техногенному воздействию. Ниже пункта № 11 находятся две точки сброса бытовых сточных вод (подсобного предприятия «Эльбрус-туриста» и Баксанской нейтринной обсерватории), предельно допустимые сбросы (ПДС) очистных сооружений которых часто не соответствуют нормативным требованиям. Поэтому по некоторым показателям вода в реке по загрязнению переходит в IV класс качества; содержание сульфатов и азотсодержащих ионов, особенно в зимне-весенний период, в 3—5 раз превышает ПДК.
Полученная в результате анализа проб речных вод гидрохимическая информация бы
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.