CC BY
58
СЕКЦИЯ 6. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
6.1. ГЕОЭКОЛОГИЯ
ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ ЮЖНОЙ ЯКУТИИ
Кузнецова Любовь Ивановна
ст. лаборант, ИБПК СО РАН, г. Якутск E-mail: likkol@;yandex. ru
Чевычелов Александр Павлович
д-р биол. наук, зав. лаб. ИБПК СО РАН,
г. Якутск E-mail: chev. soil@list. ru
ESTIMATE OF CHEMICAL ANALYSIS AND PROPERTIES OF SURFACE NATURAL WATER LANDSCAPES OF SOUTH YAKUTIA
Kuznetsova Lubov Ivanovna
senior lab assistant, IBPC SB RAS,
Yakutsk
Chevychelov Alexander Pavlovich
doctor of Biology, lab chief, IBPC SB RAS,
Yakutsk
АННОТАЦИЯ
Целью данного исследования являлась оценка условий формирования, а также химического состава и свойств поверхностных вод естественных ландшафтов Южной Якутии. При этом использовались общепринятые геоэкологические и гидрохимические методы исследований. На основе изучения литолого-геохимических и ландшафтно-климатических особенностей исследуемого региона, а также химического состава и свойств поверхностных вод Южной Якутии предложено выделение здесь трех различных эколого-гидрохимических районов: Лено-Алданского, Алданского и Чульманского.
ABSTRACT
Estimate of environment and chemical composition and properties of surface waters of natural landscapes from South Yakutia is the objective of this research. We used conventional geo-ecological and hydrochemical methods of testing. Basing on the study of lithologic-geochemical and landscape-climatic patterns of the region under investigation as well as chemical analysis and properties of surface waters in South Yakutia we suggest three different ecologo-hydrochemical provinces beestablished: Lena-Aldan, Aldan and Chulman.
Ключевые слова: поверхностные воды; состав и свойства.
Keywords: surface waters; composition and properties.
Рассматриваемый нами район исследований охватывает обширный регион — Южную Якутию. Область исследований примерно может быть ограничена географическими координатами 56—60° с. ш. и 120-130° в. д. В пределах данной территории, исходя из её литолого-геоморфологических особенностей, наши исследования проводились на Лено-Алданском плато, Алданском нагорье и в Чульманской впадине. При этом применялись общепринятые географические методы — сравнительно-географический и геохимический [2]. При определении химических показателей исследуемых вод использовался ряд стандартных аналитических методов [3]. При этом качественная оценка исследуемых поверхностных вод проводилась на основе классификации О.А. Алёкина [1].
Лено-Алданское плато характеризуется более-менее пологим рельефом, абсолютные отметки местности изменяются в пределах 400—600 м, климат резко континентальный с нормальным увлажнением (Ку*~1 (* Значение коэффициента увлажнения по Н.Н. Иванову)), в растительном покрове распространены средне-
таежные лиственничные и сосновые леса относительно высокого бонитета. В составе горных пород абсолютно преобладают кембрийские осадочные карбонатные породы: доломиты и известняки, многолетняя мерзлота распространена повсеместно. В почвенном покрове преимущественное распространение имеют остаточно-карбонатные почвы — дерново- и перегнойно-карбонатные.
Рельеф Алданского нагорья преимущественно низко-и среднегорный, абсолютные высоты местности колеблются в пределах 700—1200 м, а отдельных гольцовых групп даже выше. Климат нагорья резко континентальный гумидный и супергумидный (Ку>1,5), в растительном покрове преобладает низкобонитетная горнотаежная и горно-тундровая растительность, отмечается вертикальная поясность почвенно-растительного покрова. В составе горных пород преимущественное распространение имеют кислые магматические породы архейского возраста — гранито-гнейсы, многолетняя мерзлота имеет прерывистый характер [4]. В почвенном покрове преобладают кислые, не насыщенные обменными основаниями почвы элювиального ряда — подбуры и подзолистые почвы.
Чульманская впадина — это плоскогорье, относительно врезанное в рельеф Алданского нагорья. Абсолютные отметки днища впадины находятся на уровне 600—700 м. Климат впадины резко континентальный гумидный (Ку=1,4), в растительном покрове преобладают среднетаежные лиственничные леса и мари, развитые по верховым и переходным болотам. В составе горных пород абсолютно преобладают юрские осадочные породы — песчаники, алевролиты и аргиллиты, вмещающие пласты каменных углей. Многолетняя мерзлота носит прерывистый характер. В почвенном покрове абсолютно преобладают кислые не насыщенные обменными основаниями подзолистые типичные и альфегумусовые почвы.
По значениям показателя рН и минерализации (табл. 1) речные воды Лено-Алданского плато относятся к слабощелочным со средней минерализацией, в то время как таковые Алданского нагорья и Чульманской впадины — к нейтральным с очень малой минерализацией. По общей жесткости данные воды всех трех районов характеризуются как мягкие.
Химический состав и свойства поверхностных вод Южной Якутии в летне-осеннюю межень, мг/л
Наименование района рн Ионы, мг/л Сумма ионов, мг/л
Са2+ Mg2+ ]а+ НСОз" Б042" С1"
Лено- Алданское плато 7,4-7,9* 7,7 24,3-52,1 34,1 11,4-22,7 15,1 3,0-11,0 5,4 122,0-268,5 167,2 12,6-29,7 20,4 0,7-1,0 0,8 174,0-382,5 243,2
Алданское нагорье 6,6-7,9 7,5 1,8-15,0 7,7 1,3-7,8 3,8 1,0-6,0 1,8 6,1-61,0 30,2 2,1-27,9 12,8 0,3-1,4 0,8 21,3-105,0 56,0
Чульманская впадина 6,4-7,9 7,3 3,2-25,1 11,2 0,6-5,1 2,9 1,0-10,0 4,4 12,2-64,1 44,4 5,5-22,1 12,1 0,3-2,1 0,9 35,2-151,2 76,3
Примечание: * Здесь и далее над чертой приведены пределы изменения значений (содержаний), под чертой — среднее значение (содержание)
Таблица 2.
Содержание биогенных веществ в поверхностных водах Южной Якутии в летне-осеннюю межень, мг/л
Наименование ]Ш4+ N02" N03" РО43" Рбобщее
района минеральный общий
Лено- Алданское плато 0,195-0,500 0,0014-0,1038 0,100-0,207 0,0015-0,0050 0,0052-0,0322 0,05-0,15 2,04-2,52
0,358 0,0334 0,148 0,0040 0,0135 0,09 2,24
Алданское 0,210-0,400 0,0012-0,0610 0,020-0,080 0,0015-0,0050 0,0050-0,0160 0,05-0,51 3,46-7,06
нагорье 0,278 0,0199 0,043 0,0038 0,0072 0,19 4,72
Чульманская 0,040-0,710 0,0030-0,0272 0,015-0,245 0,0015-0,0116 0,0050-0,0512 0,05-1,57 3,02-6,76
впадина 0,219 0,1040 0,099 0,0063 0,0232 0,45 4,46
По содержанию биогенных веществ в частности по аммонийному азоту ЖД более высокое среднее значение, равное 0,358 мг/л было определено в реках Лено-Алданского плато. В реках Алданского нагорья средняя концентрация КН4+ составляла 0,278 мг/л, и самый низкий показатель последнего был обнаружен в реках Чульманской впадины 0,219 мг/л. Высокие средние показатели нитратов были определены в реках Лено-Алданского плато — 0,148 мг/л и в реках Чульманской впадины — 0,099 мг/л, а низкое содержание последних отмечалось в реках Алданского нагорья и составляло 0,043 мг/л (табл. 2).
Самое низкое среднее содержание минерального и общего фосфора было обнаружено в реках Алданского нагорья и составляло соответственно 0,0038 и 0,0072 мг/л. В то время как в реках Лено-Алданского плато таковые были равны 0,0040 и 0,0135 мг/л соответственно. Высокое содержание данных форм фосфора отмечалось в реках Чульманской впадины и составляло соответственно 0,0063 и 0,0232 мг/л.
По содержанию железа самое низкое среднее количество такового было зафиксировано в водах рек Лено-Алданского плато и было равно 0,09 мг/л, а более высокие средние концентрации железа отмечались в реках Алданского нагорья и Чульманской впадины и составляли соответственно 0,19 и 0,45 мг/л.
Самая высокая средняя концентрация кремния, равная 4,72 мг/л, была определена в реках Алданского нагорья, а более низкие, составляющие 4,46 и 2,24 мг/л, отмечались соответственно в реках Чульманской впадины и Лено-Алданского плато.
По бихроматной окисляемости воды рек Лено-Алданского плато относятся к слабоповышенным со средним значением, равным 24,1 мг/л, Алданского нагорья с таковым, составляющим 13,8 мг/л — к средним, а воды Чульманской впадины — к малым со средней концентрацией ХПК, равной 8,9 мг/л (табл. 3).
Более высокое среднее значение содержания алюминия было выявлено для рек Алданского нагорья 7,4 мкг/л, более низкое 5,8 мкг/л — для рек Чульманской впадины, а минимальное 1,1 мкг/л — для водотоков Лено-Алданского плато (табл. 4). Более высокая средняя концентрация марганца была обнаружена в реках Чульман-ской впадины и составляла 0,60 мкг/л, а более низкие значения 0,22 и 0,20 мкг/л отмечались, соответственно, в реках Алданского нагорья и Лено-Алданского плато.
Содержание загрязняющих веществ органического происхождения в поверхностных водах Южной Якутии в летне-осеннюю межень, мг/л
Наименование района Сорг. Рорг. ХПК Органическое вещество
Лено-Алданское плато 6,0-12,0 9,0 0,0006-0,0272 0,0095 16,0-32,0 24,1 12,0-24,0 18,1
Алданское нагорье 1,9-9,6 5,2 0,0006-0,0127 0,0056 5,0-25,6 13,8 3,8-19,2 10,4
Чульманская впадина 1,9-6,5 3,4 0,0037-0,0429 0,0237 5,0-17,3 8,9 3,8-13,0 6,7
Таблица 4.
Содержание Al, Mn и значения ОВП в поверхностных водах Южной Якутии в летне-осеннюю межень
Наименование района Al, мкг/л Mn, мкг/л Eh, мВ
Лено-Алданское 1,0-1,2 0,10-0,32 225,0-265,6
плато 1,1 0,20 243,8
Алданское 1,8-18,1 0,10-0,47 270,2-330,2
нагорье 7,4 0,22 307,8
Чульманская 1,0-14,5 0,39-0,75 296,0-321,0
впадина 5,8 0,60 303,5
На основе литолого-геохимических и ландшафтно-климатических особенностей данных геоморфологических районов, а также с учетом значений всего комплекса вышеотмеченных химических показателей исследуемых поверхностных вод Южной Якутии, представляется возможным на исследуемой территории выделить три эколого-гидрохимических района: Лено-Алданский, Алданский и Чульманский.
Воды Лено-Алданского района относятся к слабощелочным, мягким со средней минерализацией. В них отмечается наиболее высокое содержание растворенного органического вещества (РОВ), анионов: гидрокарбонатов, сульфатов и катионов: кальция, магния, натрия, азотистых соединений: аммонийного, нитритного, нитратного азота, а также минимальные количества кремния, железа,
алюминия, марганца и значения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП).
Воды Алданского района характеризуются как нейтральные, очень мягкие, с очень малой минерализацией. В них отмечается максимальное значение ОВП, а также содержание кремния, алюминия и минимальное количество нитритного и нитратного азота.
Воды Чульманского района относятся к нейтральным, очень мягким, с очень малой минерализацией. В них отмечается наиболее высокое содержание железа, марганца, общего и минерального фосфора, а также минимальное количество РОВ и аммонийного азота.
Список литературы:
1. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 443 с.
2. Гагина Н.В., Федорцова Т.А. Методы геоэкологических исследований: Курс лекций. Минск: БГУ, 2002. — 98 с.
3. Семенов А.Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 542 с.
4. Южная Якутия: мерзлотно-гидрологические и инженерно-геологические условия Алданского горнопромышленного района. М.: Изд-во МГУ, 1975. — 444 с.
