Научная статья на тему 'КОНЦЕНТРАЦИЯ И ЭМИССИЯ МЕТАНА И СЕРОВОДОРОДА В ОЗЕРЕ БАСКУНЧАК, РУЧЬЕ БАЛКИ УЛАН-БЛАГ И ДЕГАЗИРУЮЩИХ ИСТОЧНИКАХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ВЕСЕННИЙ ПЕРИОД'

КОНЦЕНТРАЦИЯ И ЭМИССИЯ МЕТАНА И СЕРОВОДОРОДА В ОЗЕРЕ БАСКУНЧАК, РУЧЬЕ БАЛКИ УЛАН-БЛАГ И ДЕГАЗИРУЮЩИХ ИСТОЧНИКАХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ВЕСЕННИЙ ПЕРИОД Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
34
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
солеродный бассейн / рапа / донные отложения / катион-анионный состав / Eh / рН / метан / сероводород / распределение / эмиссия / salt basin / brine / bottom sediments / cation-anionic composition / Eh / pH / methane / hydrogen sulfide / distribution / emission

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Дмитрий Николаевич Гарькуша, Юрий Александрович Фëдоров, Роман Геннадьевич Трубник, Борис Васильевич Талпа, Евгений Анатольевич Ковалев

Впервые изучено распределение метана в рапе и донных отложениях озера Баскунчак, а также его притока – ручье Улан-Благ, в балке которого происходит разгрузка восходящих дегазирующих источников подземных вод. В различных горизонтах (до 35 см) отложений ручья, помимо СН4, определены концентрации суммарного сероводорода (ΣH2S), значения Eh и рН, влажность и плотность. В рапе озера и ручья определены концентрации СН4, главных ионов и значения pH. На одном из дебитных полей, где происходит разгрузка дегазирующих источников, проведены экспериментальные измерения эмиссии СН4 камерным методом. Минерализация рапы в озере Баскунчак составляет 312 г/дм3, что в 2,1 раза больше, чем в ручье Улан-Благ; класс вод в ручье и озере хлоридный, группа натриевая, тип, соответственно, II и III. Потоки СН4 в атмосферу с поверхности исследованного дегазирующего источника варьируются в пределах 1,97–2,07 мг/(м2ч). В рапе дегазирующих источников фиксируется высокая концентрация СН4 (до 215 мкл/дм3), что на 1–2 порядка выше, чем в рапе озера. Низкие концентрации СН4 в рапе озера обусловлены незначительным его потоком из донных отложений в воду из-за наличия соляной корки, препятствующей эмиссии газа, а также вследствие небольших его концентраций в верхних слоях отложений (0,01 мкг/г). Низкие концентрации СН4, несмотря на восстановительные условия, также характерны для отложений устья ручья Улан-Благ (0,04–0,32 мкг/г), что при высоких концентрациях в них ΣH2S (0,06– 1,32 мг/г), вероятно, вызвано подавлением в отложениях метаногенеза сульфатредукцией. В целом распределение СН4 и ΣH2S по вертикали отложений достаточно синхронно (r = 0,64) и коррелирует с распределением значений Eh.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Дмитрий Николаевич Гарькуша, Юрий Александрович Фëдоров, Роман Геннадьевич Трубник, Борис Васильевич Талпа, Евгений Анатольевич Ковалев

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONCENTRATION AND EMISSION OF METHANE AND HYDROGEN SULFIDE IN LAKE BASKUNCHAK, ULAN-BLAG BEAM CREEK AND DEGASSING GROUNDWATER SOURCES IN SPRING

For the first time, the distribution of methane in the brine and bottom sediments of Lake Baskunchak, as well as its tributary, the Ulan-Blag stream, in the beam of which the discharge of ascending degassing groundwater sources takes place, was studied. In addition to CH4, concentrations of total hydrogen sulfide (ΣH2S), Eh and pH values, humidity and density were determined in various horizons (up to 35 cm) of stream sediments. Concentrations of CH4, major ions and pH values were determined in the brine of the lake and stream; experimental measurements of CH4 emission by the chamber method were carried out on one of the debit fields where degassing sources are discharged. Brine mineralization in Lake Baskunchak is 312 g/dm3, which is 2.1 times more than in the Ulan-Blag stream; the water class in the stream and lake is chloride, the sodium group, type II and III, respectively. The fluxes of CH4 into the atmosphere from the surface of the studied degassing source vary in the range of 1.97–2.07 mg/(m2 h). In the brine of degassing sources, a high concentration of CH4 (up to 215 μl/dm3) is recorded, which is 1-2 orders of magnitude higher than in the brine of the lake. Low concentrations of CH4 in the brine of the lake are due to its insignificant flow from bottom sediments into the water due to the presence of a salt crust that prevents gas emission, as well as due to its small concentrations in the upper layers of sediments (0.01 μg/g). Low concentrations of CH4, despite the reducing conditions, are also characteristic of the sediments of the mouth of the Ulan-Blag creek (0.04–0.32 μg/g), which, at high concentrations of ΣH2S in them (0.06– 1.32 mg/g), is probably caused by the suppression of methanogenesis in the sediments by sulfate reduction. In general, the distribution of CH4 and ΣH2S along the vertical of deposits is quite synchronous (r = 0.64) and correlates with the distribution of Eh values.

Текст научной работы на тему «КОНЦЕНТРАЦИЯ И ЭМИССИЯ МЕТАНА И СЕРОВОДОРОДА В ОЗЕРЕ БАСКУНЧАК, РУЧЬЕ БАЛКИ УЛАН-БЛАГ И ДЕГАЗИРУЮЩИХ ИСТОЧНИКАХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ВЕСЕННИЙ ПЕРИОД»

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2023. No. 3

Научная статья УДК 911.2:556.11

doi: 10.18522/1026-2237-2023-3-80-92

КОНЦЕНТРАЦИЯ И ЭМИССИЯ МЕТАНА И СЕРОВОДОРОДА В ОЗЕРЕ БАСКУНЧАК, РУЧЬЕ БАЛКИ УЛАН-БЛАГ И ДЕГАЗИРУЮЩИХ ИСТОЧНИКАХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ВЕСЕННИЙ ПЕРИОД

Д.Н. Гарькуша1, Ю.А. Фёдоров2, Р.Г. Трубник3В, Б.В. Талпа4, Е.А. Ковалев5

1:2, з, 4,5 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

^агёШ 1@уапёех. ги

2/еёогоу@5/вёи. ги

3&иготап@5/ейи.гив

4Ьу1а1ра@/еёи.ги

5evkova@sfedu. ги

Аннотация. Впервые изучено распределение метана в рапе и донных отложениях озера Баскунчак, а также его притока - ручье Улан-Благ, в балке которого происходит разгрузка восходящих дегазирующих источников подземных вод. В различных горизонтах (до 35 см) отложений ручья, помимо СН4, определены концентрации суммарного сероводорода f^H2S), значения Eh и рН, влажность и плотность. В рапе озера и ручья определены концентрации СН4, главных ионов и значения pH. На одном из дебитных полей, где происходит разгрузка дегазирующих источников, проведены экспериментальные измерения эмиссии СН4 камерным методом. Минерализация рапы в озере Баскунчак составляет 312 г/дм3, что в 2,1 раза больше, чем в ручье Улан-Благ; класс вод в ручье и озере хлоридный, группа натриевая, тип, соответственно, II и III. Потоки СН4 в атмосферу с поверхности исследованного дегазирующего источника варьируются в пределах 1,97-2,07 мг/(м2-ч). В рапе дегазирующих источников фиксируется высокая концентрация СН4 (до 215 мкл/дм3), что на 1-2 порядка выше, чем в рапе озера. Низкие концентрации СН4 в рапе озера обусловлены незначительным его потоком из донных отложений в воду из-за наличия соляной корки, препятствующей эмиссии газа, а также вследствие небольших его концентраций в верхних слоях отложений (0,01 мкг/г). Низкие концентрации СН4, несмотря на восстановительные условия, также характерны для отложений устья ручья Улан-Благ (0,04-0,32 мкг/г), что при высоких концентрациях в них YH2S (0,061,32 мг/г), вероятно, вызвано подавлением в отложениях метаногенеза сульфатредукцией. В целом распределение СН4 и JH2S по вертикали отложений достаточно синхронно (r = 0,64) и коррелирует с распределением значений Eh.

Ключевые слова: солеродный бассейн, рапа, донные отложения, катион-анионный состав, Eh, рН, метан, сероводород, распределение, эмиссия

Благодарности: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-27-00330, https://rscf.ru/project/23-27-00330/, в Южном федеральном университете.

Авторы благодарят с.н.с. лаборатории методов и технических средств анализа вод Гидрохимического института Н. С. Тамбиеву за определение концентраций CH4 и Yfl2S.

Для цитирования: Гарькуша Д.Н., ФёдоровЮ.А., ТрубникР.Г., Талпа Б.В., Ковалев Е.А. Концентрация и эмиссия метана и сероводорода в озере Баскунчак, ручье балки Улан-Благ и дегазирующих источниках подземных вод в весенний период // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2023. № 3. С. 80-92.

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).

© Гарькуша Д.Н., Фёдоров Ю.А., Трубник Р.Г., Талпа Б.В., Ковалев Е.А., 2023

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2023. No. 3

Original article

CONCENTRATION AND EMISSION OF METHANE AND HYDROGEN SULFIDE IN LAKE BASKUNCHAK, ULAN-BLAG BEAM CREEK AND DEGASSING GROUNDWATER SOURCES IN SPRING

D.N. Gar'kusha1, Yu.A. Fedorov2, R.G. Trubnikш, B.V. Talpa4, E.A. Kovalev5

i, 2,3,4,5 Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

'gardim1@yandex.ru

2fedorov@sfedu. ru

3truroman@sfedu. ruB

4bvtalpa@sfedu.ru

5evkova@sfedu. ru

Abstract. For the first time, the distribution of methane in the brine and bottom sediments of Lake Baskunchak, as well as its tributary, the Ulan-Blag stream, in the beam of which the discharge of ascending degassing groundwater sources takes place, was studied. In addition to CH4, concentrations of total hydrogen sulfide (^fl2S), Eh and pH values, humidity and density were determined in various horizons (up to 35 cm) of stream sediments. Concentrations of CH4, major ions and pH values were determined in the brine of the lake and stream; experimental measurements of CH4 emission by the chamber method were carried out on one of the debit fields where degassing sources are discharged. Brine mineralization in Lake Baskunchak is 312 g/dm3, which is 2.1 times more than in the Ulan-Blag stream; the water class in the stream and lake is chloride, the sodium group, type II andIII, respectively. The fluxes of CH4 into the atmosphere from the surface of the studied degassing source vary in the range of1.97-2.07 mg/(m2 h). In the brine of degassing sources, a high concentration of CH4 (up to 215 ¡l/dm3) is recorded, which is 1-2 orders of magnitude higher than in the brine of the lake. Low concentrations of CH4 in the brine of the lake are due to its insignificant flow from bottom sediments into the water due to the presence of a salt crust that prevents gas emission, as well as due to its small concentrations in the upper layers of sediments (0.01 ¡g/g). Low concentrations of CH4, despite the reducing conditions, are also characteristic of the sediments of the mouth of the Ulan-Blag creek (0.04-0.32 ¡g/g), which, at high concentrations of YH2S in them (0.061.32 mg/g), is probably caused by the suppression of methanogenesis in the sediments by sulfate reduction. In general, the distribution of CH4 and Yfl2S along the vertical of deposits is quite synchronous (r = 0.64) and correlates with the distribution of Eh values.

Keywords: salt basin, brine, bottom sediments, cation-anionic composition, Eh, pH, methane, hydrogen sulfide, distribution, emission

Acknowledgments: the study was supported by a grantfrom the Russian Science Foundation No. 23-27-00330, https://rscf.ru/project/23-27-00330/, at the Southern Federal University.

The authors thank Senior Researcher of the Laboratory ofMethods and Technical Means for Water Analysis of the Hydrochemical Institute N.S. Tambieva for determining the concentrations of CH4 and YH2S.

For citation: Gar'kusha D.N., Fedorov Yu.A. Trubnik R.G., Talpa B.V., Kovalev E.A. Concentration and Emission of Methane and Hydrogen Sulfide in Lake Baskunchak, Ulan-Blag Beam Creеk and Degassing Groundwater Sources in Spring. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2023;(3):80-92. (In Russ.)

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).

Введение

Озеро Баскунчак - это бессточное самосадочное соленое озеро, расположенное в пределах Боткульско-Баскунчакской депрессии, входящей в состав Прикаспийской низменности, примерно в 270 км к северу от Каспийского моря, в 53 и 50 км к востоку от р. Волги и от г. Ахтубинска соответственно. Вблизи озера находятся поселки Верхний Баскунчак, Средний Баскунчак и Нижний Баскунчак. Административно озеро относится к Ахтубинскому району Астраханской области.

Озеро Баскунчак, одно из самых больших известных соляных озер мира. Его площадь - около 96 км2, длина береговой линии - 42 км. Озеро вытянуто с северо-запада на юго-восток на 16,5 км, максимальная ширина - до 9 км. Урез воды (рапы) в озере находится на 21 м ниже уровня моря. Во влажные периоды года (весна и осень) оз. Баскунчак представляет собой «рапное» озеро с максимальным уровнем рапы до 1 м [1].

Озеро Баскунчак возникло в западной части Прикаспийской низменности в результате соляно-купольной тектоники - как компенсационная впадина (мульда), расположенная между соляными куполами и имеющая мощность озерных отложений четвертичного возраста свыше 270 м [2]. Эти отложения представляют собой чередование терригенных пород морского генезиса и хемогенных соляных пород, образовавшихся в периоды континентальных перерывов [2]. Соляные купола данного района имеют сходное строение и представлены толщей галита (по геофизическим данным их мощность превышает 800 м), перекрытой в кровле гипсовыми отложениями мощностью от первых десятков до 80 м. Глубина залегания «гипсовой шляпы» меняется от 0 до 50 м [2].

Соленость оз. Баскунчак в среднем составляет около 300 г/л, что связано как с поступлением в озеро высокоминерализованных вод водотоков, так и с аридным климатом, обусловливающим высокую испаряемость воды [3]. Многие авторы, изучавшие оз. Баскунчак, выделяли разное количество источников поступления вод в озеро [4]. По итогам современных мониторинговых работ 2004-2007 гг., организованных геологическим факультетом СПбГУ совместно с ВНИИ Галургии [4], выявлено 22 водотока и сухих русла, наибольший интерес из которых представляют ручьи, разгружающиеся с северо-западной, северной и северо-восточной сторон оз. Баскунчак и отвечающие за 95 % поверхностного стока. Особенно крупные ручьи формируются на северозападном и северном побережье озера (ручьи Улан-Благ и Северный), а также на восточном побережье озера в балке Горький Ерик (р. Горькая) за счет мощных восходящих источников, связанных с сильнозакарстованными гипсами кунгурского яруса (нижний отдел пермской системы). Данные источники выходят в виде дегазирующих грифонов, а также сосредоточенными струями различной мощности как из трещиноватых гипсов, так и на дне небольших карстовых воронок, а также в заиленных днищах балочных долин [5]. Источники располагаются в основании склонов озера, а также непосредственно в устьевых частях балок и на некотором удалении от них (500800 м выше устьев) [5]. Эти подземные источники, как правило, несут высокоминерализованные воды. Их минерализация из года в год несколько варьируется, при этом связи между общим уменьшением дебитов источников в последние годы и изменениями минерализации не наблюдается [5]. Высокая соленость вод подземных источников обусловлена тем, что, проходя сквозь соляные линзы, находящиеся под слоем осадочных пород, подземные воды растворяют их, насыщаются солью и на поверхность выходят солеными.

Следует отметить, что, по мнению [6], гидрологический режим оз. Баскунчак в настоящее время в течение большей части года в основном зависит от изменения количества поступающих осадков на акваторию озера и величины испарения, поскольку поступление воды с поверхности водосбора купируется плотинами и задерживается дамбами, расположенными на основных притоках водоема. Данные сооружения были построены во второй половине XX в. - в период значительно большей водности, чем сейчас. В частности, для р. Горькой - одного из основных притоков оз. Баскунчак - имеет место полное перекрытие поступления воды из ее бассейна в результате возведения в ее устье глухой плотины, перед которой образовалось замкнутое водохранилище. Для других крупнейших притоков - ручья Улан-Благ и Северной группы ручьев - наблюдается значительное затруднение стока из-за возведенных в их нижнем течении дамб. Водопропускные отверстия в дамбах этих ручьев не обеспечивают беспрепятственного стока воды в период весеннего половодья, вследствие чего перед ними с внешней от озера стороны образуются обширные разливы воды, по существу, представляющие собой дополнительные «испарительные бассейны». И только в период низкой воды обеспечивается свободный сток Северной группы ручьев и ручья Улан-Благ в оз. Баскунчак [6].

Изменчивость минерализации, катион-анионного состава и дебита вод наиболее крупных восходящих подземных источников, питающих притоки оз. Баскунчак, рассмотрена в ряде работ [4, 5, 7-9]. В них отмечается, что во многих этих подземных источниках, наряду с разгрузкой вод, наблюдается выделение струй газов различной интенсивности. Однако в научной литературе мы не встретили работ, посвященных изучению состава выделяющихся газов, их концентраций и потоков, что не позволяет установить потенциал подземных источников, питающих притоки

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2023. No. 3

оз. Баскунчак, к эмиссии парниковых газов в атмосферу. Последнее имеет важное практическое значение для оценки региональных потоков парниковых газов в атмосферу с поверхности наземных и аквальных ландшафтов юга европейской части России.

В настоящей работе проанализированы результаты экспедиционных исследований, проведенных в весенний период и направленных на изучение распределения концентраций метана в воде (рапе) и донных отложениях и оценку его потоков в атмосферу в одном из наиболее крупных притоков оз. Баскунчак - ручье балки Улан-Благ, а также непосредственно в оз. Баскунчак, вне влияния восходящих подземных источников.

Объекты, материалы и методы исследования

Экспедиционные исследования проводились в северо-западной (ст. 1) и западной (ст. 2) прибрежной зонах оз. Баскунчак (рис. 1). В период наблюдений (21-22 мая) температура воздуха варьировалась от +12 (ночью) до +29 °С (днем). В дневной период, как правило, была ясная погода, ближе к вечеру появлялись облака (облачность до 50 %). Грунтовые дороги, обеспечивающие подъезд к озеру, были сухими и достаточно легко проезжаемыми.

Станция 1 расположена на северо-западном берегу озера, в нижнем течении ручья балки Улан-Благ. В верховье, в среднем и нижнем течении данной балки по космоснимкам фиксируются крупные и мелкие водные поверхности субизометричной формы, дешифрируемые как карстовые колодцы и/или воронки с восходящими подземными источниками, питающими ручей.

В нижнем течении ручья балки Улан-Благ (рис. 2) по космоснимкам дешифрируются как минимум три подземных источника (т. 1-2, 1-3 и 1-4), один из которых (т. 1-4) имеет наибольший диаметр карстовой воронки (10-15 м) среди всех источников, распознанных в балке. Авторами в ходе маршрутных наблюдений были обследованы восходящие подземные источники № 1 и 2 (т. 1-2 и 1-3), наиболее близко расположенные к прибрежной зоне озера - в 140 и 360 м соответственно. Вода этих источников во время наблюдений имела температуру 18 °С и была соленая на вкус.

Рис. 1. Карта-схема местоположения точек отбора проб в озере Баскунчак / Fig. 1. Map-diagram of the location of sampling points in Lake Baskunchak

Рис. 2. Космоснимок (Google Earth) нижнего течения ручья балки Улан-Благ (ст. 1) / Fig. 2. Satellite image (Google Earth) of the lower course of the Ulan-Blag beam creek (station 1)

Обследованный подземный источник № 2 (т. 1-3), представленный карстовым колодцем диаметром до 6 и глубиной более 5 м, обладает высоким дебитом прозрачной воды. В данном источнике в период наблюдений с глубины поднимались несколько крупных водных струй, с которыми периодически на поверхность выбрасывались газовые пузыри различного размера. Борта этого источника сложены черными маслянистыми тонкозернистыми илами с сильным запахом сероводорода. Здесь (т. 1-3) над одной из восходящих водно-газовых струй отобраны пробы рапы для определения концентраций метана.

В 220 м ниже этого источника, ближе к прибрежной зоне озера выявлена неглубокая карстовая воронка диаметром 6-8 м с 15-20 отдельными родниками различного дебита. В этом дебит-ном поле (подземный источник № 1, т. 1-2) большинство родников имеют очень низкий дебит и 3 родника - высокий дебит. Последние образуют конусовидные грифоны диаметром 0,5-1 м, а родники с небольшим дебитом - грифоны диаметром 0,1-0,3 м. Из грифонов, кроме воды, на поверхность выделялись газовые пузырьки, при поднесении горящей спички к которым воспламенения не происходило. У малых грифонов отмечены постоянные выделения пузырьков, у крупных грифонов - периодические выделения с частотой от 2-3 до 5-6 мин. Борта грифонов сложены черными маслянистыми тонкозернистыми илами с резким запахом сероводорода. В де-битном поле (т. 1 -2) над одним из малых грифонов отобраны пробы рапы для определения концентраций метана, а также вблизи него установлена стационарная накопительная камера - ловушка для оценки скорости потока метана в атмосферу.

Из-за возведенной в устье ручья Улан-Благ дамбы с водопропускным отверстием, не обеспечивающим беспрепятственный сброс его вод в оз. Баскунчак [6], с внешней от озера стороны вследствие разлившихся вод ручья образовался обширный водоем с прозрачной водой и слабым течением (т. 1-1). Глубина этого водоема не превышает 15 см. Нижние горизонты донных отложений в данном водоеме представлены бурыми, коричнево-бурыми тугопластичными засоленными глинами, для которых материнской породой, вероятно, являются суглинки, обнажающиеся в основании прибрежных склонов озера. По резкой границе над глинами залегают черные мяг-копластичные маслянистые засоленные тонкозернистые илы с сильным запахом сероводорода и

включениями кристаллов соли песчаной и гравийной размерности. При высыхании воды на поверхности вышеописанных отложений образуется соляная корка, состоящая из мелко-, средне -и крупнозернистого галита, выполняющего отрицательные формы дна бассейна, покрывая сплошным чехлом донные отложения и закрывая их от воздействия кислорода воздуха. При полном высыхании вследствие испарения воды на поверхности соляного чехла за счет усадки подстилающих глинистых отложений образуются трещины (такыры), которые заполняются крупнокристаллическим галитом.

В устьевой части ручья балки Улан-Благ (т. 1-1) отобраны пробы рапы для определения концентраций метана и главных ионов (HCO3-, Cl-, SO42-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+), сухого остатка, значений pH и температуры, а также установлена стационарная накопительная камера - ловушка для оценки скорости потока метана в атмосферу. Кроме этого, с различных горизонтов донных отложений (до глубины 35 см) отобраны пробы, в которых, помимо концентраций метана и общего содержания сульфидной серы (далее суммарного сероводорода - SH2S), определены значения Eh и рН, влажность (ф) и плотность (р).

Станция 2 расположена на западном берегу озера Баскунчак, в 1,2-1,5 км южнее п. Нижний Баскунчак, в районе разрушившейся старинной соледобычи. На удалении 0,25-0,3 км от береговой линии озера (т. 2-1) отобраны пробы прозрачной рапы температурой 11 °С для определения концентраций метана и главных ионов (HCO3-, Cl-, SO42-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+), сухого остатка, значений pH и температуры. Мощность рапы в точке отбора проб не превышает 15 см. Дно устлано коркой 1 -2 см твердого крупнозернистого галита от чисто-белого до светло-серого цвета. Под коркой соли, подстилаемой слоем 0,1 см коричневого наилка, залегает черный влажный тонкозернистый ил без запаха сероводорода, в поверхностном горизонте (0-2 см) которого отобрана проба для определения концентраций метана. Кроме этого, определение концентраций метана выполнено в рапе оз. Баскунчак на участке старинной соледобычи (т. 2-2) и воде небольшого солоноватого водоема, образуемого ручьем Динамитка, стекающим в озеро (т. 2-3).

Донные отложения отбирали с помощью специальной пластиковой трубки длиной 500 мм и диаметром 45 мм с остро заточенными краями и фторопластовым поршнем для выдавливания керна. Отбор, транспортировка, хранение проб и последующее определение метана и сероводорода проводили согласно аттестованным методикам [10-12]. Определение концентрации метана в пробах воды и донных отложений проведено на газовом хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.2» с дозатором равновесного пара на пламенно-ионизационном детекторе. Выполнение измерений массовой доли сульфидной серы (XH2S) основано на переводе сульфидов донных отложений в сероводород действием соляной кислоты и последующей отдувке сероводорода азотом особой чистоты в раствор гидроксида натрия и определения сульфид-ионов фотометрическим методом с ^^диметил-п-фенилендиамином [10]. Определение газов производилось в донных отложениях при их естественной влажности и выражалось в мкг/г и мг/г влажного осадка (вл. о.) для метана и сероводорода соответственно. Одновременно с отбором проб в заранее взвешенные и пронумерованные бюксы отбирали навеску донных отложений для определения их влажности и плотности. Измерение значений pH, Eh и температуры выполнено с помощью электродов портативного рН-метра-иономера «Экотест 2000» сразу после отбора проб. Концентрации главных ионов и сухой остаток в рапе определены по общепринятым в системе Росгидромета стандартным методикам [13].

Стационарные накопительные камеры - ловушки, установленные для оценки скорости потока метана в атмосферу в устьевой части ручья балки Улан-Благ (т. 1 -1), а также над одним из малых грифонов карстового дебитного поля (т. 1 -2), представляют собой пластиковые (поликарбонатные) емкости с открытым основанием и герметичной крышкой со специальным отверстием для забора газовой фазы [14, 15]. Объем воздушной фазы в ловушках составляет 3000 см3, площадь основания - 539 см2. Сразу (экспозиция 0 мин - «холостая» проба) и через 150 мин после установки ловушек шприцем через специальное отверстие из ловушек отбирали 2 см3 пробы газовой смеси и вводили в стандартные стеклянные флаконы для парофазного анализа с консервантом [11]. При этом каждый отбор проб проводили в двух повторностях (параллельные пробы). Определение концентрации метана в газовой смеси стандартного флакона выполняли с помощью па-рофазного анализа по методике [11].

Для характеристики сопряженного распределения СН4 и XH2S в донных отложениях использован коэффициент «метанизации», представляющий собой процентное содержание СН4 от суммы концентраций, мг/г, восстановленных газов - XH2S и СН4 [16].

Результаты исследования и их обсуждение

Минерализация воды (рапы) в устье ручья балки Улан-Благ (т. 1-1), по данным проведенных экспедиционных исследований, составляет 149,86 г/дм3 (рассолы) (табл. 1). По химическому составу вода этого озера в соответствии с классификацией О.А. Алекина [17] относится к классу хлоридных вод, группе натриевых вод, второму типу (формула Cl[ja). Для вод ручья формула Курлова, в которой указываются только ионы, присутствующие в воде в количестве больше чем 12,5 % экв. (из расчета к 50 % сумм анионов и катионов раздельно), имеет следующий вид:

.. (Cl)47,60 u„

(Na)47,47

Таблица 1 / Table 1

Результаты исследований рапы в устьевой части ручья балки Улан-Благ и западной части оз. Баскунчак / The results of brine studies in the estuary of the Ulan-Blag gulch stream and the western part of Lake Baskunchak

№ точки отбора проб Ca2+, мг/дм3 Mg2+, мг/дм3 Na+, мг/дм3 K+, мг/дм3 HCO3-, мг/дм3 SO42-, мг/дм3 Cl-, мг/дм3 X ионов, мг/дм3 Сухой остаток, мг/дм3 Жесткость, мг-экв/л / Щелочность, мг-экв/л

1-1 1979 275,0 54 420 191,6 201,4 5783 87 008 149 858,0 156 567 121,4 3,3

2-1 6442 14 667,9 94 253 1 114,5 48,8 12 195 757 312 295,2 370 425 1529,0 0,8

Полученные в ходе настоящих исследований данные о минерализации и соотношении основных ионов в подземных водах, разгружающихся в балке Улан-Благ, согласуются с ранее опубликованными сведениями [7].

Минерализация рапы в озере Баскунчак (т. 2-1) составляет 312,3 г/дм3 (рассолы), что в 2,1 раза превышает минерализацию ручья балки Улан-Благ (т. 1-1). Более высокая минерализация рапы озера, вероятно, обусловлена интенсивной испаряемостью в жаркий период. Рапа озера так же, как и ручья балки Улан-Благ, относится к классу хлоридных вод, группе натриевых вод, но третьему типу (формула С^ц). Формула Курлова для вод оз. Баскунчак имеет следующий вид:

(С.П49 99

Мэ12,31 = ГМа) рН6,8.

Основные физико-химические показатели исследованного слоя донных отложений (35 см) в устье ручья балки Улан-Благ (т. 1-1) следующие: влажность - 15,3-26,6 %; плотность - 1,90-2,47 г/см3; рН - 6,16-6,93 (слабокислая - нейтральная среда), ЕЬ -51,3... -250,0 мВ (восстановительная среда).

Концентрация метана в рапе восходящих подземных источников в балке Улан-Благ варьируется в пределах 46,9-215,0 мкл/дм3 (в среднем 146,7 мкл/дм3) с максимальными значениями в дегазирующем подземном источнике № 2 (207,0-215,0 мкл/дм3), почти в 2 раза превышающими его концентрации в дегазирующем подземном источнике № 1 (табл. 2).

Концентрация метана в рапе устья ручья балки Улан-Благ (т. 1 -1), который питают восходящие подземные источники, снижается до 47,1-84,3 мкл/дм3 (в среднем 65,7 мкл/дм3). Уменьшение концентрации, вероятно, обусловлено преобладанием в балансе метана в рапе устья ручья процессов его окисления и эмиссии в атмосферу над поступлением из донных отложений, характеризующихся относительно низкими концентрациями исследуемого газа. Так, концентрация метана в донных отложениях устья ручья балки Улан-Благ варьирует в пределах 0,04-0,32 мкг/г влажного осадка (в среднем 0,17 мкг/г) с максимальными значениями в нижних горизонтах (2035 см) и минимальными в поверхностном (0-2 см) слое.

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2023. No. 3

Таблица 2 / Table 2

Результаты экспедиционных исследований озера Баскунчак в весенний период / The results of the expedition studies of Lake Baskunchak in the spring

№ точки отбора Рапа (вода) Донные отложения

проб и ее место- Т, °С Концентрация СН4, Гори- рН / Eh, Р, Концен- ксн4, Визуальное

положение. Ко- / рН мкл/дм3 / Потоки зонт, мВ г/см3 трация % описание донных

ординаты, с.ш/в.д. СН4 в атмосферу, мг СН/(м2Ч см вл.о. / ф, % СН4, мкг/г / XH2S, мг/г отложений

1-1. Устье ручья балки Улан-Благ, 24 7,1 47,1-84,3 (2) 1,42-1,54 (2) 0-2 6,65 -84,5 1,90 24,4 0,04 0,42 0,010 Влажные черные тонкодисперсные

северо-западный берег озера Бас- 2-5 6,10 -98,2 2,017 23,5 0,10 0,67 0,015 илы, при отборе которых выделя-

кунчак 48°14'40.20" 5-10 6,16 -185,5 1,991 25,9 0,09 0,66 0,014 лись пузырьки газа с отчетливым запа-

46°49'16.98" 10-15 6,16 -199,4 2,126 25,8 0,11 0,80 0,014 хом сероводорода

15-20 6,33 -227,8 2,071 26,6 0,13 1,32 0,010

20-25 6,40 -127,8 1,915 25,6 0,29 1,14 0,025

Влажные черные

тонкодисперсные

6,56 -250.0 2,185 23,6 0,32 1,02 илы с многочис-

25-30 0,031 ленными кристаллами соли песчаной и гравийной размерности

Бурые плотные

6,93 -51,3 2,465 15,3 0,24 0,06 глинистые отложе-

30-35 0,398 ния, аналогичные суглинкам, слагающим склон берега

1-2. Подземный

источник № 1 в

устье ручья балки Улан-Благ 18 46,9-118,0 (2) 1,97-2,07 (2) - - - - - -

48°14'38.34"

46°49'12.72"

1-3. Подземный

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

источник № 2 в

балке ручья 18 207,0-215,0 (2)

Улан-Благ - -

48°14'32.40"

46°49'10.32"

2-1. Озеро Бас- Влажные черные

кунчак, западный берег, в 0,25-0,3 км от уреза рапы 48°11'51.90" 11 6,8 0,47-1,43 (2) 0-2 - 0,01 - тонкодисперсные илы без запаха сероводорода, отобранные под 1 см

46°49'48.66" коркой кристаллов галита

2-2. Озеро Бас-

кунчак, западный

берег, на участке старинной соледобычи - 0,71-2,85 (2) - - - - - -

48°12'11.28"

46°49'47.16"

Окончание табл. 2

№ точки отбора проб и ее местоположение. Координаты, с.ш/в.д. Рапа (вода) Донные отложения

Т, °С / рН Концентрация СН4, мкл/дм3 / Потоки СН4 в атмосферу, мг СН4/(м2ч) Горизонт, см рН / Eh, мВ P, г/см3 вл.о. / ф, % Концентрация СН4, мкг/г / XH2S, мг/г Ксн4, % Визуальное описание донных отложений

2-2. Озеро Баскунчак, западный берег, на участке старинной соледобычи 48°12'11.28" - 0,71-2,85 (2) - - - - - -

46°49'47.16"

2-3. Соленый водоем, образуемый ручьем Динамитка 48°12'11.40" - 1,85-1,87 (2) - - - - - -

46°49'38.34"

Низкие концентрации и характер распределения газа по вертикали донных отложений устья ручья Улан-Благ, несмотря на восстановительную обстановку и поступление газа в составе подземных вод, могут свидетельствовать об интенсивном окислении метана консорциумом анаэробных метанокисляющих архей и сульфатредуцирующих бактерий [18].

Концентрация ХН2& в донных отложениях устья ручья балки Улан-Благ изменяется в диапазоне 0,06-1,32 мг/г в.о. (в среднем 0,76 мг/г) с наиболее высокими значениями в слое 15-30 см и минимальными - в слое 30-35 см. В целом концентрации СН4 и по направлению от по-

верхностного слоя к нижней части разреза увеличиваются достаточно синхронно (г = 0,64), что коррелирует с распределением значений БЬ (для СН4 и БЬ - г = -0,42; для ^ШЗ и БЬ - г = -0,61) (рис. 3), значимое влияние которого на концентрации исследуемых газов установлено на примере многих водных объектов [16, 19].

Концентрация метана в рапе, отобранной непосредственно в оз. Баскунчак (т. 2-1 и 2-2) на значительном удалении от ручья балки Улан-Благ и других источников подземных вод, а также в соленом водоеме, образуемом ручьем Динамитка (т. 2-3), варьирует в пределах 0,47-2,85 мкл/дм3, в среднем составляя 1,53 мкл/дм3 (табл. 1). Эти концентрации на 1-2 порядка ниже, чем в рапе исследованных дегазирующих подземных источников, разгружающихся в нижнем течении ручья балки Улан-Благ. Концентрация метана в верхнем (0-2 см) слое черных глинистых илов, отобранных в оз. Баскунчак (т. 2-1) под 1 см коркой твердого крупнозернистого галита, также была низкой - 0,01 мкг/г влажного осадка.

Сравнение с различными пресными и минерализованными озерами России [20-28 и др.] показывает, что концентрации метана в воде оз. Баскунчак являются одними из самых низких. Это, вероятно, связано с незначительным потоком метана из донных отложений в воду из-за наличия соляной корки, препятствующей эмиссии метана, а также вследствие низких концентраций изучаемого газа в верхних горизонтах отложений озера. Последнее обусловлено тем, что в высокоминерализованных озерах, каковым является Баскунчак, вследствие термодинамического преимущества сульфатредукторов перед метаногенами [26] в донных отложениях увеличивается мощность зоны сульфатзависимого анаэробного окисления метана [16, 19], в которой метаноге-нез обычно подавляется [18]. Существенное доминирование процессов сульфатредукции над ме-таногенезом в исследованных отложениях выражается низким коэффициентом метанизации КСн4 [16], который варьирует в пределах от 0,010 до 0,398 (в среднем 0,064 %), несколько возрастая к нижним горизонтам (табл. 2).

Скорость потока метана с дебитного поля грифонов (т. 1 -2) по данным двух измерений составила 1,97-2,07 мг/м2-ч) (в среднем 2,02 мг/(м2ч)). В устьевой части ручья балки Улан-Благ (т. 1 -1) скорость потока метана была в среднем в 1,4 раза ниже, составляя 1,421,54 мг/(м2-ч) (в среднем 1,48 мг/(м2-ч)). Снижение величины потока коррелирует с уменьшением (в среднем в 1,3 раза) концентраций метана в рапе устьевой части ручья (т. 1 -1) относительно его концентраций в дебитном поле грифонов (т. 1-2).

Заключение

Экспериментально измеренные потоки метана в атмосферу с поверхности рапы одного из дегазирующих дебитных полей, где происходит разгрузка высокоминерализованных подземных вод, питающих ручей Улан-Благ (минерализация 149,9 г/дм3), варьируют в пределах 1,97-2,07 мг/(м2ч). Концентрация метана в рапе исследованных подземных дегазирующих источников составляет 46,9-215,0 мкл/дм3, что превышает на 1-2 порядка его концентрацию (0,47-2,85 мкл/дм3) в рапе оз. Баскунчак (минерализация 312,3 г/дм3).

Сопоставление с другими озерами России показывает, что концентрации метана в воде оз. Баскунчак характеризуются одними из самых низких значений. Это, вероятно, связано с незначительным потоком метана из донных отложений в воду из-за наличия соляной корки, препятствующей его эмиссии, а также вследствие низких концентраций данного газа в верхних горизонтах отложений озера (0,01 мкг/г влажного осадка). Низкие концентрации метана, несмотря на восстановительные условия, также характерны для отложений устья ручья Улан-Благ (0,04-0,32 мкг/г), что при относительно высоких концентрациях в них XH2S (0,06-1,32 мг/г), по всей видимости, обусловлено подавлением в донных отложениях образования метана процессом сульфатредукции. Вышесказанное свидетельствует о второстепенной роли современных отложений в формировании высоких концентраций метана в рапе исследованных дегазирующих подземных источников. В целом распределение концентраций СН4 и по вертикали отложений достаточно синхронно (г = 0,64) и коррелирует с распределением значений ЕЬ.

0,5 1,0

£H2S, мг/г

Рис. 3. Зависимость между концентрациями СН4 и XH2S и величинами Eh в донных отложениях устья ручья Улан-Благ / Fig. 3. Dependence between concentrations of CH4 and XH2S and Eh values in bottom sediments of the mouth of the Ulan-Blag stream

Список источников

1. Еремин Н.И. Неметаллические полезные ископаемые. М.: МГУ; Академкнига, 2007. 459 с.

2. Куриленко В.В., Зеленковский П. С. Месторождение минеральных солей оз. Баскунчак: геология, особенности современного соленакопления, механизмы природо- и недропользования // Вестн. Санкт-Петербургского ун-та. Серия 7: Геология. География. 2008. № 3. С. 17-32.

3. Литовский В.В. Гравиогеография соленых озер Урала и сопредельных территорий. III: Особенности геохимии и генезиса // Геогр. вестн. 2018. № 4 (47). С. 11-20.

4. Зеленковский П.С., Куриленко В.В. Природно-техногенная система соляного озера Баскунчак и особенности эксплуатации её ресурсов // Вестн. Санкт-Петербургского ун-та. Серия 7: Геология. География. 2013. № 4. С. 33-52.

5. Кучерук Т.А., Амельченко В.Н. Подземные трещинно-карстовые воды кунгурского яруса // Геология, география и глобальная энергия. 2008. № 4 (31). С. 73-75.

6. Поздняков Ш.Р., Иванова Е.В., Лапенков А.Е., Гузева А.В., Ревунова А.О. Современное гидрологическое состояние озера Баскунчак // Изв. Алтайск. отд-ния РГО. 2020. № 4 (59). С. 58-67.

7. МязинаН.Г. Генезис и геохимия карстовых вод района озера Баскунчак // Южн-Рос. вестн. геологии, географии и глобальной энергии. 2006. № 4 (17). С. 170-172.

8. Головачев И.В., Ермолина А.В. Гидрогеологическая характеристика карстовых вод в окрестностях озера Баскунчак // Геология, география и глобальная энергия. 2018. № 4 (71). С. 25-32.

9. Умралиева А.С., Кутлусурина Г.В. Качественный состав водных объектов Богдинско-Баскунчак-ского заповедника // Настоящее и будущее современных научных направлений. Геология, география: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. Кемерово: ЗапСибНЦ, 2020. С. 31-34.

10. РД 52.24.525-2011. Массовая доля сульфидной серы в донных отложениях. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с М,М-диметил-п-фенилендиамином. Ростов н/Д.: Гидрохим. ин-т, 2011. 26 с.

11. РД 52.24.512-2012. Объемная концентрация метана в водах. Методика измерений газохромато-графическим методом с использованием анализа равновесного пара. Ростов н/Д.: Гидрохим. ин-т, 2012. 23 с.

12. РД 52.24.511-2013. Массовая доля метана в донных отложениях. Методика измерений газохромато-графическим методом с использованием анализа равновесного пара. Ростов н/Д.: Гидрохим. ин-т, 2013. 19 с.

13. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / под ред. Л. В. Боевой. Ростов н/Д. : НОК, 2009. Ч. 1. 1037 с.

14. Гарькуша Д.Н., Федоров Ю.А., Плигин А.С. Эмиссия метана на основных этапах технологического цикла очистки сточных вод канализации Ростовской станции аэрации (по экспериментальным данным) // Метеорология и гидрология. 2011. № 7. С. 40-48.

15.Гарькуша Д.Н., Фёдоров Ю.А., Тамбиева Н.С. Расчет элементов баланса метана в водных экосистемах Азовского моря и Мирового океана на основе эмпирических формул // Метеорология и гидрология. 2016. № 6. С. 48-58.

16. Гарькуша Д.Н., Федоров Ю.А. Метан и сероводород в донных отложениях водохранилищ и прудов бассейна Азовского моря // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2022. № 3. С. 37-53.

17. Алекин O.A. Основы гидрохимии. Л., 1970. 444 с.

18. Knittel K., Wegener G., Boetius A. Anaerobic methane oxidizers // Microbial Communities Utilizing Hydrocarbons and Lipids: Members, Metagenomics and Ecophysiology. Ed. T.J. McGenity. Cham: Springer, 2018. Р. 1-21.

19. Гарькуша Д.Н., Федоров Ю.А., Трубник Р.Г., Доценко Н.В. Метан и сероводород в донных отложениях лиманов Азово-Черноморского бассейна // Антропогенная трансформация природной среды. 2022. Т. 8, № 1. С. 6-20.

20. Иванов М.В., Русанов И.И., Пименов Н.В., Байрамов И.Т., Юсупов С.К., Саввичев А.С., Леин А.Ю., Сапожников В.В. Микробные процессы цикла углерода и серы в озере Могильном // Микробиология. 2001. Т. 70, № 5. С. 675-686.

21. ФёдоровЮ.А., ТамбиеваН.С., Гарькуша Д.Н. Метан как показатель экологического состояния пресноводных водоёмов (на примере озёр Валдай и Ужин) // Метеорология и гидрология. 2004. № 6. С. 88-96.

22. Федоров Ю.А., Тамбиева Н.С., Гарькуша Д.Н. Влияние природных и антропогенных факторов и процессов на распределение концентрации метана в воде и донных отложениях Ладожского озера // Геоэкология. 2006. № 5. С. 412-424.

23. Федоров Ю.А., Тамбиева Н.С., Гарькуша Д.Н., Хорошевская В.О. Метан в водных экосистемах. Ростов н/Д.; М.: Ростиздат, 2007. С. 179-230.

24. ФедоровЮ.А., Гарькуша Д.Н., Доценко И.В., Афанасьев К.А. Метан и сероводород в лечебных сульфидных грязях (на примере озера Большой Тамбукан) // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2014. № 3. С. 102-109.

25.ГарькушаД.Н., ФёдоровЮ.А., ТамбиеваН.С., АндреевЮ.А., АджиевР.А. Распределение метана по акватории и глубине озера Байкал // Водные ресурсы. 2023. Т. 50, № 3. С. 308-328.

26. Schönheit P., Kristjansson J.K., Thauer R.K. Kinetic mechanism for the ability of sulfate reducers to outcompete methanogens for acetate // Arch. Microbiol. 1982. Vol. 132. Р. 285-288.

27. ГарькушаД.Н., ФёдоровЮ.А. Особенности распределения содержания метана в прибрежных участках Петрозаводской губы Онежского озера // Водные ресурсы. 2015. Т. 42, № 3. С. 288-297.

28.Гальченко В.Ф., Дулов Л.Е., Крамер Б., Конова Н.И., Барышева С.В. Биогеохимические процессы цикла метана в почвах, болотах и озёрах Западной Сибири // Микробиология. 2001. Т. 70, № 2. С. 215-225.

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2023. No. 3

References

1. Eremin N.I. Nonmetallic minerals. Moscow: Moscow State University Press; Akademkniga Publ.; 2007. 459 p. (In Russ.).

2. Kurilenko V.V., Zelenkovsky P.S. Mineral salt deposit of Lake Baskunchak: geology, features of modern salt accumulation, mechanisms of natural and subsurface use. Vestn. Sankt-Peterburgskogo un-ta. Seriya 7: Ge-ologiya. Geografiya = Bulletin of the St. Petersburg University. Series 7. Geology. Geography. 2008;(3):17-32. (In Russ.).

3. Litovsky V.V. Graviogeography of the salt lakes of the Urals and adjacent territories. III: Features of geochemistry and genesis. Geogr. vestn. = Geographical Bulletin. 2018;(4):11-20. (In Russ.).

4. Zelenkovsky P.S., Kurilenko V.V. The natural-technogenic system of the Baskunchak salt lake and the peculiarities of exploitation of its resources. Vestn. Sankt-Peterburgskogo un-ta. Seriya 7: Geologiya. Geografiya = Bulletin of the St. Petersburg University. Series 7. Geology. Geography. 2013;(4):33-52. (In Russ.).

5. Kucheruk T.A., Amelchenko V.N. Underground fractured karst waters of the Kungursky tier. Geologiya, geografiya i global'naya energiya = Geology, Geography and Global Energy. 2008;(4):73-75. (In Russ.).

6. Pozdnyakov Sh.R., Ivanova E.V., Lapenkov A.E., Guzeva A.V., Revunova A.O. Modern hydrological state of Lake Baskunchak. Izv. Altaisk. otd-niya RGO = Bulletin of the Altay Branch of the Russian Geographical Society. 2020;(4):58-67. (In Russ.).

7. Myazina N.G. Genesis and geochemistry of karst waters of the Baskunchak Lake area. Yuzhn.-Ros. vestn. geologii, geografii i global'noi energii = South-Russian Bulletin of Geology, Geography and Global Energy. 2006;(4):170-172. (In Russ.).

8. Golovachev I.V., Ermolina A.V. Hydrogeological characteristics of karst waters in the vicinity of Lake Baskunchak. Geologiya, geografiya i global'naya energiya = Geology, Geography and Global Energy. 2018;(4):25-32. (In Russ.).

9. Umralieva A.S., Kutlusurina G.V. Qualitative composition of water bodies of the Bogdinsk-Baskunchak reserve. Present and future of modern scientific directions. Geology, geography: collection of materials of the International Scientific and Practical Conference. Kemerovo: West Siberian Scientific Center Press; 2020:31-34. (In Russ.).

10. RD 52.24.525-2011. The mass fraction of sulfide sulfur in bottom sediments. The method of performing measurements by photometric method with N,N-dimethyl-p-phenylenediamine. Rostov-on-Don: Hydrochemical Institute Press; 2011. 26 p. (In Russ.).

11. RD 52.24.512-2012. The volume concentration of methane in the waters. Measurement technique by gas chromatographic method using equilibrium vapor analysis. Rostov-on-Don: Hydrochemical Institute Press; 2012. 23 p. (In Russ.).

12. RD 52.24.511-2013. The mass fraction of methane in bottom sediments. Measurement technique by gas chromatographic method using equilibrium vapor analysis. Rostov-on-Don: Hydrochemical Institute Press; 2013. 19 p. (In Russ.).

13. Boeva L. V., ed. Manual on chemical analysis of surface waters of the land. Rostov-on-Don: NOK Publ.; 2009. Part 1. 1037 p. (In Russ.).

14. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Pligin A.S. Methane emission at the main stages of the technological cycle of sewage treatment of the Rostov aeration station (according to experimental data). Meteorologiya i gidrologiya = Meteorology and Hydrology. 2011;(7):40-48. (In Russ.).

15. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Tambieva N.S. Calculation of methane balance elements in aquatic ecosystems of the Sea of Azov and the World Ocean based on empirical formulas. Meteorologiya i gidrologiya = Meteorology and Hydrology. 2016;(6):48-58. (In Russ.).

16. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A. Methane and hydrogen sulfide in bottom sediments of reservoirs and ponds of the Azov Sea basin. Izv. vuzov. Sev. -Kavk. region. Estestv. nauki = Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2022;(3):37-53. (In Russ.).

17. Alekin O.A. Fundamentals of hydrochemistry. Leningrad, 1970. 444 p. (In Russ.).

18. Knittel K., Wegener G., Boetius A. Anaerobic methane oxidizers. Microbial Communities Utilizing Hydrocarbons and Lipids: Members, Metagenomics and Ecophysiology. Ed. T.J. McGenity. Cham: Springer Publ.; 2018:1-21.

19. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Trubnik R.G., Dotsenko N.V. Methane and hydrogen sulfide in bottom sediments of estuaries of the Azov-Black Sea basin. Antropogennaya transformatsiya prirodnoi sredy = Anthropogenic Transformation of the Natural Environment. 2022;8(1):6-20. (In Russ.).

20. Ivanov M.V., Rusanov I.I., Pimenov N.V., Bayramov I.T., Yusupov S.K., Savvichev A.S., Lein A.Yu., Sapozhnikov V.V. Microbial processes of the carbon and sulfur cycle in Lake Mogilny. Mikrobiologiya = Microbiology. 2001 ;70(5):675-686. (In Russ.).

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2023. No. 3

21. Fedorov Yu.A., Tambieva N.S., Garkusha D.N. Methane as an indicator of the ecological state of freshwater reservoirs (on the example of lakes Valdai and Uzhin). Meteorologiya i gidrologiya = Meteorology and Hydrology. 2004;(6):88-96. (In Russ.).

22. Fedorov Yu.A., Tambieva N.S., Garkusha D.N. The influence of natural and anthropogenic factors and processes on the distribution of methane concentration in the water and bottom sediments of Lake Ladoga. Ge-oekologiya = Geoecology. 2006;(5):412-424. (In Russ.).

23. Fedorov Yu.A., Tambieva N.S., Garkusha D.N., Khoroshevskaya V.O. Methane in aquatic ecosystems. Rostov-on-Don; Moscow: Rostizdat Publ.; 2007:179-230. (In Russ.).

24. Fedorov Yu.A., Garkusha D.N., Dotsenko I.V., Afanasyev K.A. Methane and hydrogen sulfide in therapeutic sulfide mud (on the example of Lake Bolshoy Tambukan). Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki = Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2014;(3):102-109. (In Russ.).

25. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Tambieva N.S., Andreev Yu.A., Adzhiev R.A. Distribution of methane in the water area and depth of Lake Baikal. Vodnye resursy = Water Resources. 2023;50(3):308-328. (In Russ.).

26. Schönheit P., Kristjansson J.K., Thauer R.K. Kinetic mechanism for the ability of sulfate reducers to outcompete methanogens for acetate. Arch. Microbiol. 1982;132:285-288.

27. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A. Features of the distribution of methane content in the coastal areas of the Petrozavodsk Bay of Lake Onega. Vodnye resursy = Water Resources. 2015;42(3):288-297. (In Russ.).

28. Galchenko V.F., Dulov L.E., Kramer B., Konova N.I., Barysheva S.V. Biogeochemical processes of the methane cycle in soils, swamps and lakes of Western Siberia. Mikrobiologiya = Microbiology. 2001;70(2):215-225. (In Russ.).

Информация об авторах

Дмитрий Николаевич Гарькуша - кандидат географических наук, доцент, кафедра физической географии, экологии и охраны природы, Институт наук о Земле.

Юрий Александрович Фёдоров - доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой физической географии, экологии и охраны природы, Институт наук о Земле. Роман Геннадьевич Трубник - научный сотрудник, Институт наук о Земле.

Борис Васильевич Талпа - кандидат геолого-минералогических наук, доцент, кафедра физической географии, экологии и охраны природы, Институт наук о Земле.

Евгений Анатольевич Ковалев - аспирант, специалист по учебно-методической работе, кафедра физической географии, экологии и охраны природы, Институт наук о Земле.

Information about the authors

Dmitry N. Gar'kusha - Candidate of Science (Geography), Associate Professor, Departament of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences.

Yuri A. Fedorov - Doctor of Science (Geography), Professor, Head of Departament of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences. Roman G. Trubnik - Researcher, Institute of Earth Sciences.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Boris V. Talpa - Candidate of Science (Geology and Mineralogy), Associate Professor, Departament of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences.

Evgeny A. Kovalev - Postgraduate Student, Specialist in Educational and Methodical Work, Departament of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences.

Статья поступила в редакцию 23.04.2023; одобрена после рецензирования 24.05.2023; принята к публикации 20.06.2023. The article was submitted 23.04.2023; approved after reviewing 24.05.2023; accepted for publication 20.06.2023.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.