УДК 504.4.054 (571.61)
ВРЕМЕННАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МАЛОЙ РЕКИ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОЙ РАВНИНЫ
А. П. Пакусина, д. х. н., профессор,
ФГБОУ ВПО Дальневосточный
государственный аграрный университет,
pakusina.a@yandex.ru,
Т. П. Платонова, к. х. н., доцент,
ГОАУДПО Амурский областной институт
развития образования,
platonova.t00@mail.ru,
С. А. Лобарев, аспирант,
ФГБОУ ВПО Дальневосточный
государственный аграрный университет
В статье рассмотрены закономерности распределения и пространственно-временной изменчивости концентрации макроэлементов, биогенных элементов, органического вещества, микроэлементов в водах малой реки Зейско-Буреинской равнины. Представлен анализ сезонной изменчивости данных показателей. Дана характеристика химических параметров эвтрофирования в среднем течении малой реки Гильчин. Обнаружено высокое содержание свинца и цинка. Отмечается дефицит селена в воде июльских проб. Увеличение содержания селена в сентябрьских пробах свидетельствует о привнесении его в водоемы с дождевыми осадками и из почвы. В среднем и нижнем течении обнаружено высокое содержание кремния и общего железа. Перманганатная окисляемость воды в реке Гильчин изменяется не линейно. Наиболее грязная вода из-за содержания органического вещества в верхнем и среднем течении реки, где находятся водохранилища. Постоянным источником органического вещества в реке являются неочищенные сточные воды. Наблюдается мозаичное загрязнение полифосфатами.
The regularity of distribution and spatio-temporal variability of the macro cells, biogenic elements, organic substances and organic elements in the waters of a small river on the Zeya-Bureya plain are studied in this article. The analysis of the seasonal variability of these parameters is presented here. The characteristic of chemical parameters of eutrophication in the midstream of the small Gilchin river is given. High levels of lead and zinc are found. The deficiency of selenium is marked in July water samples. The increase of the selenium content in the September samples suggests it fusing in waters with rain fall sand from soil. A high content of silicon and iron is revealed in the middle and lower streams of the river. Permanganate oxidation of water in the Gilchin does not vary linearly. The most polluted because of the content of organic substances water is in the upper and mid-streams of the river where the water reservoirs are located. The constant source of organic substances in the river is untreated sewage. There is mosaic pollution with polyphosphates.
Ключевые слова: малая река, Амурская область, биогенные вещества, эвтрофирование, органическое вещество, качество вод.
Keywords: a small river, the Amur Region, bio-genic elements, eutrophication, organic substances, water quality.
Введение. Малые реки являются неотъемлемой частью окружающей природной среды и критериями устойчивости экосистем. При нарушении трофических связей в естественных биоценозах реки наблюдаются изменения в количестве биогенных элементов и состава органических и неорганических компонентов. Снижается их способность к самоочищению.
По территории Амурской области протекает 2628 рек длиной более 10 км, в том числе 31 протяженностью более 200 км и более 41 тыс. рек и ручьев длиной до 10 км [1]. От экологической ситуации в бассейне малых рек зависит количественное и качественное состояние средних и крупных водотоков региона.
Среди антропогенных факторов, оказывающих влияние на малые реки, следует отметить высокую степень освоенности водосборных площадей в результате возделывания сельскохозяйственных культур, лесные пожары, за-регулированность водного стока. На малых реках Зейско-Буреинской равнины бассейна реки Амур расположены каскады водохранилищ: по пять водохранилищ — на малых реках Дим, Завитая, по шесть — на малых реках Алим, Куприяниха, по семь — на малых реках Топкоча и Гильчин. Общий объем водохранилищ наибольший на
о
реке Гильчин и составляет 22,5 млн мо. Экологическое состояние водохранилищ на малых реках Зейско-Буреинс-кой равнины изучалось по гидрохимическим показателям [2, 3], реки Гильчин — по гидрохимическим [4] и гидробиологическим показателям [5].
Целью работы явилось изучение химического состава вод и химических параметров эвтрофирования малой реки Гильчин с каскадом водохранилищ.
Объекты и методы исследований. Река Гильчин — левый приток р. Амур, впадающий в него в 1873 км от устья. Длина водотока 90 км, площадь водосборного бассейна 1100 км2. Здесь располагается Муравьевский природный парк устойчивого развития, в низовьях реки имеются водно-болотные угодья — место гнездования птиц, в том числе японского и даурского журавлей, занесенных в национальную и международную Красные книги. Необходимость изучения качества вод реки Гильчин объясняется
еще и тем, что в районе с. Тамбовка сбрасываются в реку неочищенные сточные воды. Водохранилища Козьмодемьяновское (60 км от устья), Тамбовское (55 км от устья), Косицин-ское (43 км от устья) были созданы для целей орошения в 1974—1988 гг., однако по назначению не используются. Водохранилища Николо-Александровское (67 км от устья), Жа-риковское № 1 (8 км от устья), Жариковское № 2 (10 км от устья), Свободкинское (1 км от устья) были построены в целях рекреации в 1985—1992 гг. Река в верхнем и среднем течении претерпела антропогенные изменения: русло спрямлено, водосборные площади распаханы и заняты посевами, преимущественно, сои, большая часть реки выше Жариковского водохранилища № 2 находится на открытом пространстве, поэтому в летний период вода прогревается практически до дна.
Пробы воды отбирали на 12 станциях в мае, июле, сентябре 2013 г. и апреле 2014 г. (таблица). Для определения ее состава использовались методики, предусмотренные федеральными природоохранными нормативами (ПНД Ф). Массовую концентрацию микроэлементов в воде (растворенную форму) определяли на спектрометре «Квант-7.ЭТА» методом атомной аб-
Таблица
Станции отбора проб
Станция 1 (Николо-Александровское 5009'04.5 ' ' с.ш.
водохранилище) 12832'09.5 'в.д.
Станция 2 (река ниже Николо-Алек- 5009'03.8' ' с.ш.
сандровского водохранилища) 128°32'02.6 'в.д.
Станция 3 (приток р. Гильчин, 5009'45.0' ' с.ш.
территория водосбора) 128°31'41.3 'в.д.
Станция 4 (водохранилище Козьмо- 5008'46.4' ' с.ш.
демьяновское) 12814 '07.5 'в.д.
Станция 5 (река ниже Козьмодемья- 5009'11.9' ' с.ш.
новского водохранилища) 12813' 53.9 'в.д.
Станция 6 (водохранилище Тамбов- 5007' 01.9' ' с.ш.
ское) 128°05'40.8 'в.д.
Станция 7 (река ниже Тамбовского 5005' 21.4' ' с.ш.
водохранилища выше с. Тамбовка) 12804' 24.9 'в.д.
Станция 8 (река ниже Косицинского 5005' 21.4' ' с.ш.
водохранилища, но выше водохрани- 12804' 24.7 'в.д.
лища Жариковское № 1)
Станция 9 (река ниже водохранилища 5001' 29.6' ' с.ш.
Жариковское № 2) 12800' 24.0 'в.д.
Станция 10 (река с. Гильчин, выше 4954' 52.8' ' с.ш.
Свободкинского водохранилища) 127°52 '19.0 'в.д.
Станция 11 (река ниже с. Муравьевка) 49°54' 52.9' ' с.ш.
127°52 '18.9 'в.д.
Станция 12 (Безымянный ручей, 4950'08.3 ' ' с.ш.
приток р. Гильчин, вытекающий 127°44 '07.8 'в.д.
из Муравьевского парка)
сорбции с прямой электротермической атоми-зацией проб. Общее солесодержание, катионы, анионы и другие показатели определяли, используя систему капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ-105».
Результаты исследования. Цветность воды в весенний период достигала по бихромат-ко-бальтовой шкале 30—60°, в притоках реки в верховье — 80°, в низовье — 100°, летом — не более 20°, в притоках реки цветность выше — 50°. Цветность обусловлена высоким природным содержанием соединений железа. Содержание общего железа достигает 1,4—5,3 ПДК весной и осенью, 2,4—15 ПДК летом. Повышенное содержание железа обнаруживается ниже с. Тамбовки, где сбрасываются неочищенные сточные воды, отсутствуют очистные сооружения и вблизи болот (водосбор — ниже Николо-Александровского водохранилища, водно-болотные угодья Муравьевского парка). Река ниже с. Тамбовки приобретает серый опа-лесцирующий оттенок в виду сброса неочищенных сточных вод. Вода имеет на территории водосбора (станции 3, 12) слабовыраженный болотный запах, на других станциях — травянистый.
Важным показателем является активная реакция воды. Показатель рН контролирует присутствие в воде большинства химических элементов и определяет форму их нахождения в природе. Хотя данный показатель в пределах нормы (от 6,5 до 8,4), но следует отметить защелачивание и возрастание значений рН в нижнем течении реки (на станциях 9—11 рН = 8) в весенний период и в водохранилищах (на станциях 1, 4, 6) в летний период. В районах водосбора реки Гильчин (станции 3,12) значение рН = 7 весной и осенью, рН < 7 в летний период. В природной воде концентрация
ионов Н+ зависит от соотношения количества
_ 2 —
угольной кислоты и ионов НСО3 , СО3 . При содержании гидрокарбонат-ионов на станциях
о
7—11 от 119,56 до 135,42 мг/дм3 значение рН составило 7,729—8,097. При выделении углекислого газа из воды величина рН увеличивается. В верхнем течении реки (станции 1, 2) весной имел место замор рыбы из-за повышенного содержания углекислоты (концентрация ионов НСО- меньше, чем в низовьях, составила 40,26 мг/дм3). Концентрация сульфат-ионов
2- о
БО4 не велика и составляет от 1,316 мг/дм3 до 4,382 мг/дм3. Присутствие ионов Са2+ лимитирует накопление в воде ионов БО4 и НСО3 . Содержание в воде ионов Са2 в 2,3—2,9 раз меньше содержания ионов НСО3
и достигает максимального значения на станции 9 (53,729 мг/дм3). Содержание ионов 2 +
М^2 при невысоких концентрациях ионов НСО3 (1 — 2 мг-экв) соответствует выраже-
нию = 0,1-[НСО3 ] и составляет от
3 3 3
4,656 мг/дм3 (станция 2) до 11,292 мг/дм3 (станция 9). Воды малых рек Амурской области являются маломинерализованными. Общее солесодержание увеличивается с верховий (на станции 2 — 46,14 мг/дм3) до нижнего течения и достигает максимума на станции 9 (139,6 мг/дм3). Показатель удельной электропроводности зависит от общего солесодержа-ния и имеет максимальное значение в нижнем течении реки
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.