Научная статья на тему 'Подземные источники балки Пещерная озера Баскунчак: гидрохимические особенности и эмиссия парниковых газов'

Подземные источники балки Пещерная озера Баскунчак: гидрохимические особенности и эмиссия парниковых газов Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
5
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
рассолы / донные отложения / катион-анионный состав / Eh / рН / Сорг / метан / диоксид углерода / сероводород / концентрация / распределение / эмиссия / изотопный состав / brines / bottom sediments / cation-anionic composition / Eh / pH / Sorg / methane / carbon dioxide / hydrogen sulfide / concentration / distribution / emission / isotopic composition

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

Впервые для источников подземных вод, разгружающихся в долине ручья балки Пещерная, расположенной на северо-западе озера Баскунчак, в летний период проведены натурные измерения эмиссии метана и диоксида углерода камерным методом. В воде источников определены значения рН, концентрации СН4, основных ионов, валовых Fe и Mn; в различных слоях донных отложений (до 27 см) – концентрации СН4, H2S, Сорг, значения Eh и рН, плотность и влажность. Выполнено детальное описание выявленных источников подземных вод, измерены их первичные морфометрические и морфологические характеристики, а также дебит. Установлено, что в балке Пещерная разгружаются более 10 восходящих карстовых источников подземных вод, 5 из которых в период исследований были активны и в основном приурочены к левому отвершку балки. Действующие источники левого отвершка балки характеризуются небольшим дебитом и представляют собой хлоридно-натриевые рассолы с минерализацией 93,9–107,1 г/л. Для донных отложений, накапливающихся в карстовых воронках подземных источников, характерны нейтральная кислотно-щелочная среда и восстановительные условия. Концентрации СН4 и ∑H2S в отложениях источников изменялись, соответственно, в пределах 0,08–0,77 мкг/г вл.о. и 0,023–2,63 мг/г вл.о. с минимальными значениями для обоих газов в нижнем менее восстановленном слое с низким содержанием Сорг. Концентрация метана в воде активных источников варьировалась от 26,3 до 38,4 мкл/л и была в среднем в 2 раза выше, чем в водах питаемого ими ручья и недействующего источника. Удельный поток метана с поверхности воды активных источников варьировался в диапазоне 0,6–1,5 мг СН4/(м2∙ч), что на 2 порядка ниже удельного потока СО2, составляющего 46,4–106,1 мг СО2/(м2∙ч). Изотопный состав углерода (δ13С) СН4 и СО2, измеренный в поднимавшихся со дна газовых пузырьках одного из восходящих источников, указывает на современный биохимический генезис данных парниковых газов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

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

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

Underground Sources of the Peshchernaya Beam of Lake Baskunchak: Hydrochemical Features and Greenhouse Gas Emissions

For the first time, full-scale measurements of methane and carbon dioxide emissions by the chamber method were carried out in summer for groundwater sources discharged in the valley of the Peshernaya Gulch creek, located in the north-west of Lake Baskunchak. pH values, concentrations of CH4, basic ions, gross Fe and Mn were determined in the water of the sources; concentrations of CH4, H2S, organic matter, Eh and pH values, density and humidity were determined in various layers of bottom sediments (up to 27 cm). A detailed description of the identified groundwater sources was carried out, their primary morphometric and morphological characteristics were measured, as well as the flow rate. It was found that more than 10 ascending karst sources of groundwater are discharged in the Peshchernaya beam, 5 of which were active during the research period and mainly confined to the left screw of the beam. The active sources of the left screw of the beam are characterized by a small flow rate and are sodium chloride brines with a mineralization of 93.9–107.1 g/l. The bottom sediments accumulating in the sinkholes of underground sources are characterized by a neutral acid-base environment and restorative conditions. The concentrations of CH4 and ∑H2S in the sediments of the sources varied, respectively, in the range of 0.08–0.77 µg/g vl.o. and 0.023–2.63 mg/g vl.o. with minimal values for both gases in the lower less reduced layer with a low content of Sorg. The concentration of methane in the water of active sources varied from 26.3 up to 38.4 µl/l and was on average 2 times higher than in the waters of a stream fed by them and an inactive source. The specific methane flux from the water surface of active sources varied in the range of 0.6–1.5 mg/(m2∙h), which is 2 orders of magnitude lower than the specific CO2 flux of 46.4–106.1 mg/(m2∙h). The isotopic composition of carbon (δ13C) CH4 and CO2 measured in gas bubbles rising from the bottom of one of the ascending sources indicates the modern biochemical genesis of these greenhouse gases.

Текст научной работы на тему «Подземные источники балки Пещерная озера Баскунчак: гидрохимические особенности и эмиссия парниковых газов»

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 1

НАУКИ О ЗЕМЛЕ SCIENCES OF EARTH

Научная статья УДК 911.2:556.11

doi: 10.18522/1026-2237-2024-1-63-75

ПОДЗЕМНЫЕ ИСТОЧНИКИ БАЛКИ ПЕЩЕРНАЯ ОЗЕРА БАСКУНЧАК: ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ЭМИССИЯ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Д.Н. Гарькуша1^, Ю.А. Федоров2, Е.А. Ковалев3, Б.В. Талпа4, Ю.А. Андреев5, Н.С. Тамбиева6, Е.А. Краснова7

1,2, з, 4 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия 5 6Гидрохимический институт, Ростов-на-Дону, Россия

7Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

7Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, Россия

1gardim 1@yandex. ruB

2fedorov@sfedu. ru

3evkova@sfedu. ru

4talpabv@gmail.com

5y. аndreev@gidrohim.mecom. ru

7e. krasnova@oilmsu. ru

Аннотация. Впервые для источников подземных вод, разгружающихся в долине ручья балки Пещерная, расположенной на северо-западе озера Баскунчак, в летний период проведены натурные измерения эмиссии метана и диоксида углерода камерным методом. В воде источников определены значения рН, концентрации СН4, основных ионов, валовых Fe и Mn; в различных слоях донных отложений (до 27 см) - концентрации СН4, H2S, Сорг, значения Eh и рН, плотность и влажность. Выполнено детальное описание выявленных источников подземных вод, измерены их первичные морфометрические и морфологические характеристики, а также дебит. Установлено, что в балке Пещерная разгружаются более 10 восходящих карстовых источников подземных вод, 5 из которых в период исследований были активны и в основном приурочены к левому отвертку балки. Действующие источники левого отвертка балки характеризуются небольшим дебитом и представляют собой хлоридно-натриевые рассолы с минерализацией 93,9-107,1 г/л. Для донных отложений, накапливающихся в карстовых воронках подземных источников, характерны нейтральная кислотно-щелочная среда и восстановительные условия. Концентрации СН4 и Yfl2S в отложениях источников изменялись, соответственно, в пределах 0,08-0,77мкг/г вл.о. и 0,023-2,63 мг/г вл.о. с минимальными значениями для обоих газов в нижнем менее восстановленном слое с низким содержанием Сорг. Концентрация метана в воде активных источников варьировалась от 26,3 до 38,4 мкл/л и была в среднем в 2 раза выше, чем в водах питаемого ими ручья и недействующего источника. Удельный поток метана с поверхности воды активных источников варьировался в диапазоне 0,6-1,5 мг СН4/(м2^ч), что на 2 порядка ниже удельного потока СО2, составляющего 46,4-106,1 мг СО2/(м2-ч). Изотопный состав углерода (813С) СН4 и СО2, измеренный в поднимавшихся со дна газовых пузырьках одного из восходящих источников, указывает на современный биохимический генезис данных парниковых газов.

Ключевые слова: рассолы, донные отложения, катион-анионный состав, Eh, рН, Сорг, метан, диоксид углерода, сероводород, концентрация, распределение, эмиссия, изотопный состав

Для цитирования:Гарькуша Д.Н., ФедоровЮ.А., Ковалев Е.А., ТалпаБ.В., АндреевЮ.А., Тамбиева Н.С., Краснова Е.А. Подземные источники балки Пещерная озера Баскунчак: гидрохимические особенности и эмиссия парниковых газов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2024. № 1. С. 63-75.

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

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

© ГарькушаД.Н., ФедоровЮА., КовалевЕА., Талпа Б.В., АндреевЮ.А., Тамбиева Н.С., Краснова ЕА., 2024

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 1

Original article

UNDERGROUND SOURCES OF THE PESHCHERNAYA BEAM OF LAKE BASKUNCHAK: HYDROCHEMICAL FEATURES AND GREENHOUSE GAS EMISSIONS

D.N. Garkusha1B, Yu.A. Fedorov2, E.A. Kovalev3, B.V. Talpa4, Yu.A. Andreev5, N.S. Tambieva6, E.A. Krasnova7

12•3- Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia 5 6Hydrochemical Institute, Rostov-on-Don, Russia 7Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

7V.I. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAN, Moscow, Russia

1gardim1@yandex. ruB

2fedorov@sfedu. ru

3evkova@sfedu. ru

4talpabv@gmail.com

5y. andreev@gidrohim.mecom. ru

7e. krasnova@oilmsu. ru

Abstract. For the first time, full-scale measurements of methane and carbon dioxide emissions by the chamber method were carried out in summer for groundwater sources discharged in the valley of the Peshernaya Gulch creek, located in the north-west of Lake Baskunchak. pH values, concentrations of CH4, basic ions, gross Fe and Mn were determined in the water of the sources; concentrations of CH4, H2S, organic matter, Eh and pH values, density and humidity were determined in various layers of bottom sediments (up to 27 cm). A detailed description of the identified groundwater sources was carried out, their primary morphometric and morphological characteristics were measured, as well as the flow rate. It was found that more than 10 ascending karst sources of groundwater are discharged in the Peshchernaya beam, 5 of which were active during the research period and mainly confined to the left screw of the beam. The active sources of the left screw of the beam are characterized by a small flow rate and are sodium chloride brines with a mineralization of93.9-107.1 g/l. The bottom sediments accumulating in the sinkholes of underground sources are characterized by a neutral acid-base environment and restorative conditions. The concentrations of CH4 and YH2S in the sediments of the sources varied, respectively, in the range of 0.08-0.77 ¡g/g vl.o. and 0.023-2.63 mg/g vl.o. with minimal values for both gases in the lower less reduced layer with a low content of Sorg. The concentration of methane in the water of active sources varied from 26.3 up to 38.4 xl/l and was on average 2 times higher than in the waters of a stream fed by them and an inactive source. The specific methane flux from the water surface of active sources varied in the range of 0.6-1.5 mg/(m2h), which is 2 orders of magnitude lower than the specific CO2 flux of46.4-106.1 mg/(m2h). The isotopic composition of carbon (813C) CH4 and CO2 measured in gas bubbles rising from the bottom of one of the ascending sources indicates the modern biochemical genesis of these greenhouse gases.

Keywords: brines, bottom sediments, cation-anionic composition, Eh, pH, Sorg, methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, concentration, distribution, emission, isotopic composition

For citation: Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Kovalev E.A., Talpa B.V., Andreev Yu.A., Tambieva N.S., Krasnova E.A. Underground Sources of the Peshchernaya Beam of Lake Baskunchak: Hydrochemical Features and Greenhouse Gas Emissions. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2024;(l):63-75. (In Russ.).

Acknowledgments: the study was carried out under the grant of the Russian Science Foundation No. 23-2700330, https://rscf.ru/project/23-27-00330/, at the Southern Federal University.

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY4.0).

Введение

Баскунчак - это крупное, бессточное, самосадочное, соленое озеро, расположенное на Прикаспийской низменности, примерно в 270 км к северу от Каспийского моря и в 53 км к востоку от р. Волга. Площадь озера составляет 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 Каспийского моря.

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 [1]. 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 10 до 80 м. Глубина залегания «гипсовой шляпы» меняется от 0 до 50 м [1].

Соленость оз. Баскунчак в среднем составляет около 300 г/л, что связано как с поступлением в озеро высокоминерализованных вод ручьев, так и с аридным климатом, обусловливающим высокую испаряемость воды [2]. Особенно крупные ручьи формируются на северо-западном и северном побережье озера за счет мощных восходящих источников. Эти источники, как правило, несут высокоминерализованные воды, которые насыщаются солью при циркуляции в зоне соляных штоков, а также обогащаются сульфатами при восхождении к дневной поверхности по перекрывающим соляные купола сильнозакарстованным гипсоносным отложениям пермского возраста [3, 4]. В отдельных работах (например, [5, 6]) отмечается, что во многих этих источниках, наряду с разгрузкой вод, наблюдается выделение струй газов различной интенсивности.

На настоящий момент восходящие источники (родники), питающие притоки оз. Баскунчак, плохо изучены. В научной литературе сведения о местоположении данных источников, их количестве, дебите, морфометрических и морфологических характеристиках, химическом и газовом составе вод, гранулометрическом и минералогическом составе накапливающихся в них донных отложений, компонентном составе выделяющихся в атмосферу из источников газов, их концентрациях и потоках отсутствуют либо единичны. Так, единичные измерения удельного потока метана в атмосферу с поверхности воды активно дегазирующего источника в нижнем течении ручья Улан-Благ показали [5] достаточно большие его значения - в среднем около 2 мг/(м2-ч). Воды исследованных восходящих подземных источников также содержали высокие концентрации метана (до 215 мкл/л), которые на 1-2 порядка превышали его концентрации в рапе оз. Баскунчак.

Слабая изученность относится и к источникам, питающим достаточно крупный ручей балки Пещерная, расположенной на северо-западе оз. Баскунчак. Расход воды в ручье составляет около 3 % от общего стока Северной группы ручьев [4]. Согласно единичным сведениям [3, 7], по химическому составу воды карстовых источников, питающих ручей балки Пещерная, представляют собой хлоридно-натриевые рассолы с минерализацией около 85 г/л. По происхождению это рассолы выщелачивания, образовавшиеся в результате взаимодействия инфильтрационных вод с галитом соляных штоков и гипсоносных отложений пермского возраста при участии процессов молекулярной диффузии [7].

Целью настоящего исследования является изучение химического и газового состава вод и донных отложений, а также потоков метана (СН4) и диоксида углерода (СО2) в восходящих источниках подземных вод, разгружающихся в балке Пещерная.

Материалы и методы исследования

В конце июня 2023 г. в балке Пещерная проведены рекогносцировочные работы с целью нахождения подземных источников, питающих ручей, и их картирования. Помимо рекогносцировки, авторами проведен отбор проб воды и донных отложений из подземных источников, а также в ручье, питаемом ими (рис. 1). В воде определены значения рН, температуры, концентрации СН4, основных ионов, валовых Fe и Mn; в различных горизонтах донных отложений - концентрации СН4, сероводорода (XH2S), органического вещества (Сорг), значения Eh и рН, плотность и влажность. Выполнено подробное описание выявленных источников подземных вод, измерены их первичные морфометрические и морфологические характеристики и дебит, с помощью 2-метрового щупа определена мощность накопленных отложений. В источниках подземных вод № 2 и 11 проведены натурные измерения удельных потоков СН4 и СО2 в атмосферу. Кроме этого, в источнике № 2 (т. 2) для определения изотопного значения углерода СН4 и СО2 в бутыль объемом 0,5 л отобраны пробы поднимавшихся со дна пузырьков газа методом вытеснения с использованием пересыщенного раствора NaCl в качестве буфера.

Донные отложения отобраны с помощью полипропиленовой трубки длиной 500 мм и диаметром 45 мм с остро заточенными краями и поршнем для выдавливания керна. При отборе проб трубку с максимальным усилием вдавливали в отложения до упора.

Отбор проб воды и донных отложений и последующее определение СЩ и XH2S в них проведены согласно аттестованным методикам [8-10]. Измерение значений pH, Eh и температуры выполнено с помощью иономера «Экотест 2000» сразу после отбора проб. Концентрации основных ионов определены по общепринятым в системе Росгидромета стандартным методикам [11], валовые содержания Fe и Mn - по [12]. Определение концентрации Сорг в отложениях выполнено по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-2021). Одновременно с отбором проб отложений в заранее взвешенные и пронумерованные бюксы отбирали навеску отложений для определения их плотности и влажности и последующего пересчета концентраций СН4 и XH2S на влажный и сухой вес осадка.

«6,817 16.818 46.813 «6.820 46,821 46.822 46.823 46.824

16.817 46.818 46.В19 46-820 46,821 46.822 46.823 46,824

Рис. 1. Местоположение точек наблюдения в балке Пещерная в июне 2023 г.

/ Fig. 1. Location of observation points in the Peshchernaya beam in June 2023

Удельный поток СЩ и СО2 рассчитан по скорости изменения их концентрации в воздушной фазе камер с учетом «холостых» проб, отбираемых сразу после установки ловушек (экспозиция 0 мин).

Для определения концентраций СО2 в воздушной фазе камер использован переносной газоанализатор инфракрасный ПГА-1 с калибровочной камерой, силиконовым шлангом и грушей для принудительного забора газовой фазы. Диапазон измерений объемной доли СО2 составляет от 0 до 2 об. %.

Отбор проб газовой смеси воздушной фазы камер проведен согласно методическим приемам, описанным в работах [5, 13-16].

Определение метана в отобранных пробах воды, донных отложений и воздушной фазе выполнено на газовом хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.2» с дозатором равновесного пара на пламенно-ионизационном детекторе по методикам [9, 10].

Изотопный состав углерода (513С) СН4 и СО2 измерялся на масс-спектрометре изотопных отношений Delta V Advantage (Finnigan, Бремен, Германия) с пробоподготовкой на линии GC Isolink, включающей газовый хроматограф Trace GC Ultra и приставку Isolink с окислительным реактором по методике, описанной в работе [17, 18]. Данные по изотопному составу углерода представлены относительно стандарта PDB [19].

Результаты исследования и их обсуждение

Балка Пещерная протягивается с северо-запада на юго-восток примерно на 3,3 км. Авторами была исследована нижняя километровая часть балки, где ее долина резко расширяется (от 4-10 до 100 м), а глубина вреза увеличивается до 6-8 м (рис. 1, врезка I). По направлению к устью ширина балки несколько возрастает, достигая в устьевой части 120-130 м. По тальвегу нижней широкой части балки в зарослях тростника протекает небольшой ручей шириной до 2-3 м, берущий начало от подземного источника, расположенного в 0,8 км выше устья. Балка в нижней части имеет два крупных ответвления (левый и правый отвершки). Левый отвершек, ответвляющийся от балки на расстоянии 360 м от устья, имеет длину 300 м и ширину до 90 м в верхней его части. По его дну также протекает небольшой ручей шириной до 0,3 м. Расход ручья в устье левого отвершка составляет 0,001 м3/с. Правый отвершек длиной до 150 м и шириной до 50 м ответвляется от балки в 200 м от устья и в период наблюдения имел сухую ложбину стока. В устьевой части ручья балки Пещерная сток воды в озеро купируется дамбой (до 2-2,5 м высотой) с заделанной в ее теле трубой диаметром 0,5 м (т. 15), через которую сбрасываются воды ручья. В период исследования водопропускное отверстие не обеспечивало беспрепятственного стока воды, вследствие чего перед дамбой образовался разлив воды до 120 м в длину и до 10 м в ширину. Расход воды в ручье в 90 м выше дамбы (т. 14) составлял 0,005 м3/с, что близко к значениям, приведенным в работе [4].

В верхней части балки Пещерная, в 0,8 км выше устья, имеется каптированный действующий источник № 1 - колодец с сильно разрушенным деревянным каптажем, обустроенный в прошлом столетии для питья животных. Вода прозрачная, ее вкус сладковатый, без запаха. Температура воды в период исследования составляла 16,4 °С, рН 7,39, минерализация - 4,0 г/л, концентрация СН4 - 26,3 мкл/л, концентрация валового железа и марганца - 1,0 и 0,64 мг/л соответственно (табл. 1). В воде развиваются нитчатые водоросли и личинки комаров. Сток избытка воды из колодца в балку осуществляется через сливное отверстие в верхней его части, давая начало ручью, который практически на всем протяжении от истока до соединения с ручьем левого отвершка (около 500 м) протекает в зарослях тростника шириной до 10-20 м.

В верхней части днища левого отвершка балки Пещерная расположено дебитное поле (рис. 1, врезка II) размером 60x50 м, пересекаемое с севера на юг тремя хорошо проявленными ложбинами стока, дающими начало ручью в данном ответвлении балки. В период наблюдения только в 2 из 3 ложбин стока поступала вода от 2 действующих источников.

Источник № 2 приурочен к наполненной зеленоватой водой (рапой) кратерообразной карстовой воронке с размером чаши 4,9x3,1x0,7 м (длина, ширина, глубина) и столбом воды до 0,7 м (рис. 2). Минерализация рапы в данном источнике составляла 107,1 г/л (рассолы), температура 25,6 °С, рН 6,87, концентрация валового железа и марганца - 1,10 и 0,64 мг/л соответственно. По химическому составу воды источника № 2 в соответствии с классификацией [20] относятся к классу хлоридных вод, группе натриевых вод, третьему типу. Для его вод формула Курлова, в которой перечисляются ионы по содержанию их в % экв. от большего к меньшему (из расчета к 50 % сумм анионов и катионов раздельно), имеет следующий вид:

.. (Cl)47,17(SO4)2,73(HCO3)0,10 ыГг очЛтГ^С ^Л М107,1 = ■ ^-7?ТЛ--РН(6,87)Т(25,6).

, (Na + K)47,02(Ca)2,65(Mg)0,33

Мощность рыхлых отложений, измеренная специальным 2-метровым щупом в карстовой воронке источника № 2, достигала 1 ,1 м. В данном источнике основные физико-химические показатели исследованного слоя донных отложений (до 24 см) следующие (табл. 2): влажность - 36,261,1 %; плотность - 1,35-1,70 г/см3; pH 7,01-7,09 (нейтральная среда); Eh -167,7...-70,0 мВ (восстановительная обстановка); концентрации Сорг - 1,90-2,70 мг/г сухого осадка (с.о.). Концентрации СН4 и XH2S в донных отложениях, представленных влажными глинистыми илами с заметным вкладом песчано-алевритового материала, варьировались в пределах 0,12-0,77 мкг/г влажного осадка (вл.о.) (в среднем 0,46 мкг/г) и 0,043-0,172 мг/г вл.о. (в среднем 0,125 мг/г) соответственно. Максимальные содержания обоих газов приурочены к промежуточным горизонтам (2-5 и 5-10 см) отложений, минимальные - к нижнему наиболее плотному (20-24 см) слою с наименьшим содержанием Сорг.

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 1

Таблица 1 / Table 1

Результаты определения физико-химических показателей воды подземных источников и ручья балки Пещерная и удельных потоков СН4 и СО2 в атмосферу / Results of determination of physical and chemical parameters of water of underground sources and the stream of the Peshchernaya beam and specific fluxes of CH4 and CO2 into the atmosphere

Номер и местоположение точки отбора проб Координаты, с.ш./в.д. Температура, °С / рН Минерализация, мг/л / концентрация СН4, мкл/л мг/л / МПвал, мг/л Скорость потока, мг СН4/(м2- ч) / мг СО2/(м2- ч)

1. Каптированный действующий источник № 1 (колодец с сильно разрушенным деревянным каптажем) 48°16'23.74" / 46°49'01.12" 16,4 7,39 40 26,3 1,00 0,64 _ *

2. Действующий источник № 2 в карстовой воронке, расположенной в дебитном поле в верхней части днища левого отвершка балки Пещерная 48°16'21.90" / 46°49'15.70" 25,6 6,87 107,1 29,8 1,10 0,64 0,60-0,75 (2) 106,13

4. Недействующий источник воды № 4 в карстовой воронке, расположенной в дебитном поле в верхней части днища левого отвершка балки Пещерная 48°16'21.93" / 46°49'15.38" 26,1 12,5 - _

11. Действующий источник № 11 в карстовой воронке, в 25 м выше слияния ручьев в балке Пещерная 48°16'16.18" / 46°49'20.52" 15,3 6,89 93,9 32,5-38,4 (2) 0,80 0,06 1,17-1,52 (2) 46,37

12. Действующий источник № 12 в карстовой воронке, в 8 м ниже источника № 11 в балке Пещерная 48°16'16.37" / 46°49'20.52" - 35,7 - -

13. Ручей в балке Пещерная, в зоне слияния ручьев основной балки и левого отвершка 48°16'15.52" / 46°49'20.65" 21,0 7,27 59,4 13,6 1,26 0,12 -

Примечание. * - в скобках приведено количество измерений; прочерк - измерения не проводились.

Таблица 2 / Table 2

Результаты определения физико-химических показателей донных отложений подземных источников и ручья балки Пещерная / Results of determination of physical and chemical parameters of bottom sediments of underground sources and the stream of the Peshchernaya beam

№ точки отбора проб Горизонт, см СН4, мкг/г вл.о. / с.о. XH2S, мг/г вл.о. / с.о. pH / Eh, мВ Плотность, г/мл / влажность, % Сорг., мг/г с.о. Визуальное описание донных отложений

2 0-2 0,18 0,46 0,136 0,350 7,01 -167,7 1,354 61,1 2,70 Темно-коричневый, влажный глинистый ил с заметным вкладом песчано-алерито-вого материала

2-5 0,77 1,80 0,150 0,346 7,04 -123,4 1,479 56,7 2,53

5-10 0,77 1,70 0,172 0,373 7,09 -77,3 1,417 53,9 2,50 Темно-серый, влажный, мягкий глинистый ил с зеленоватым оттенком

20-24 0,12 0,18 0,043 0,067 7,07 -70,0 1,703 36,2 1,90

11 0-2 0,45 0,99 2,63 5,80 6,71 -154,8 1,359 54,7 2,62 Темно-серый, влажный глинистый ил с заметным вкладом песчано-алеритового материала. Книзу сильно уплотняется. Запах И2§ в верхнем слое 0-5 см

2-5 0,46 1,01 1,81 4,04 6,72 -150,5 1,402 55,2 2,70

5-10 0,08 0,14 0,356 0,657 6,68 -124,1 1,416 45,8 2,27

23-24 0,11 0,14 0,023 0,029 7,08 -50,9 2,189 21,6 0,84

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 1

Окончание табл. 2

№ точки от- Горизонт, СН4, мкг/г XH2S, мг/г pH / Плотность, г/мл Сорг., Визуальное описание

бора проб см вл.о. / с.о. вл.о. / с.о. Eh, мВ / влажность, % мг/г с.о. донных отложений

0-2 0,46 0,72 3,74 5,82 6,90 -184,4 1,385 35,7 2,58 Сверху (2-3 мм) светло-коричневая бактериаль-

2-5 1,80 2,55 4,10 5,80 7,12 -347,6 1,411 29,3 2,47 ная пленка, под которой черный (до 15 см) гли-

13 5-10 1,19 1,64 2,70 3,73 7,27 -350,0 1,620 27,6 2,26 нисто-алевритовый ил с примесью песчаной фракции. Запах

Темно-серый, мягкий,

22-27 0,39 0,52 0,22 0,29 6,90 -177,3 1,597 24,6 1,89 глинисто-алевритовый ил с незначительной примесью песка

Рис. 2. Действующие и неактивные подземные источники верхней части днища левого отвершка балки Пещерная, июнь 2023 г. / Fig. 2. Active and inactive underground sources of the upper part of the bottom of the left hole of the Peshchernaya beam, June 2023

Концентрация СН4 в рапе источника № 2 в период исследования составляла 29,8 мкл/л. При этом значения удельных потоков СН4 и СО2 с поверхности воды этого источника, по данным натурных измерений, составили 0,60-0,75 мг СЩ/(м2ч) и 106,13 мг СО2/(м2ч) соответственно. Изотопный состав углерода (513С) СН4 и СО2 в газовых пузырьках, поднимавшихся со дна карстовой воронки данного источника, характеризуется изотопным отношением -88,10 %о для СН4 и -14,10 %о для СО2, что указывает на их современный биохимический генезис [19].

Из карстовой воронки источника № 2 по водоэрозионной рытвине рапа с дебитом 1 л/мин переливается в 2 м южнее расположенную ложбину стока, протягивающуюся ближе к правому борту левого отвершка балки. В период наблюдений выше впадения вод данного источника ложбина стока была хорошо проявлена, однако была сухой и более заросшей растительностью.

В 10 м восточнее источника № 2 наблюдается примерно такой же по дебиту источник № 3, просачивающийся из-под солевой корки в центральной ложбине стока (рис. 2). Третья ложбина стока, протягивающаяся ближе к левому борту отвершка, в период наблюдений была сухой.

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

В радиусе до 10 м от действующего источника № 2 выделяется еще 6 источников в карстовых воронках (блюдцах, лунках) различного размера (от 0,5 до 4 м), из которых на момент проведения исследований разгрузка вод уже не происходила. В воронках уровень воды был различным: от практически предельной наполненности до полной сухости. При этом наличие воды в чашах большинства недействующих источников свидетельствует об относительно недавнем прекращении разгрузки вод из них.

В 3 м севернее от действующего источника № 2 в кратерообразной, почти до краев наполненной рассолом карстовой воронке с размером чаши 3,6x3,3x0,7 м и столбом воды до 0,65 м расположен близкий по площади и форме недействующий источник № 4, концентрация СН4 в воде которого была в 2,4 раза ниже (12,5 мкл/л), чем в действующем источнике № 2; температура составляла 26,1 °С. Мощность рыхлых отложений в карстовой воронке источника № 4 достигала 1,3 м. В обеих кратерных воронках источников № 2 и 4 северный борт чаши более пологий, а в их воде активно развиваются галофильные организмы - жаброногие рачки Artemia salina и мухи-береговушки. Асимметрия карстовых воронок объясняется [21] влиянием таяния снега и уклонов днища балки.

В 3 м юго-восточнее и 3-4 м восточнее от действующего источника № 2 в карстовых воронках изометричной формы расположены еще два недействующих источника - № 5 и 6 с размерами чаш 1,23x1,20x0,30 и 1,12x0,9x0,27 м и уровнем воды 14 и 2 см соответственно. Еще 3 источника (№ 7-9) расположены в небольших лунках округлой и овальной формы по северному периметру недействующего источника № 4 в 4 м от него и в 1-3 м друг от друга. При этом в лунке № 7 (размером 0,9x0,8x0,17 м), расположенной западнее всех источников, было немного воды (3 см), в средней лунке № 8 (размером 0,46x0,66x0,12 м) воды уже не было, однако влажность ее дна и хорошо видимое выводное отверстие свидетельствуют о недавнем ее испарении. Лунка № 9 (размером 0,8 x0,5 x0,1 м), расположенная севернее и гипсометрически выше всех источников, имела признаки давно недействующего источника, поросшего по периметру галофильной растительностью.

В 15 м северо-восточнее от действующего источника № 2, в наиболее верхней, северной части днища балки, вблизи тростниковых зарослей шириной до 20 м, оконтуривающих подошву склона, расположена крупная блюдцеобразная воронка диаметром до 6-7 м и глубиной до 0,10,2 м (источник № 10). Она имеет ярко выраженную ложбину стока, выстланную розовато-коричневой солевой коркой, сложенной почковидными агрегатами. Отсутствие воды в данном блюдце и сильновыветренный характер солей на ее дне позволяет предположить, что как в год наблюдений, так и в предшествующие несколько лет разгрузка вод из данного источника не происходила.

Вся поверхность дебитного поля левого отвершка балки Пещерная выстлана солевой коркой 2-3 см (белого, серого, желто-серого и коричнево-серого цветов), которая вокруг действующих и недействующих источников и их потоков сложена почковидными агрегатами диаметром до 12 см. Внутри почковидной солевой корки местами наблюдается тонкая ярко-зелёная прослойка, предположительно образованная простейшими галофильными водорослями.

В 180 м ниже описанного дебитного поля (II) в зоне соединения левого отвершка с основной балкой имеется еще одно дебитное поле (III), состоящее из двух действующих в период наблюдения малодебитных источников - № 11 и 12, расположенных на расстоянии 8 м друг от друга и в 15-23 м выше слияния ручьев левого отвершка и основной балки (рис. 3). Данные источники разгружаются в небольших чашеобразных карстовых воронках с коническим углублением посередине. При хождении вблизи источников фиксируется выделение пузырьков газа, при поднесении горящей спички к которым воспламенения не происходит. На поверхности рассола обоих источников наблюдается хорошо выраженная пленка желто-коричневого цвета, происхождение которой может быть обусловлено окислением кислородом воздуха Fe(II) подземных вод до Fe(III).

Размеры чаши большей воронки (источник № 11) составляют 0,74x0,72x0,5 м, столб воды - до 0,5 м. В данном источнике размеры поля изливания вод, представленного 2-3-сантиметровой коркой выпаренной соли, сложенной желтовато-коричневыми почковидными агрегатами, достигали 8,4x7,8 м. Минерализация рапы в источнике № 11 в период исследования составляла 93,9 г/л

(рассолы), температура 15,3 °С, рН 6,89, концентрация валового железа и марганца - 0,80 и 0,06 мг/л соответственно. По химическому составу воды данного источника близки к водам источника № 2, расположенного гипсометрически выше, и по классификации [20] относятся к классу хло-ридных вод, группе натриевых вод, второму типу. Формула Курлова для вод источника № 11 имеет следующий вид:

Рис. 3. Действующие подземные источники и точки наблюдения в зоне соединения левого отвершка с основной балкой, июнь 2023 г. / Fig. 3. Operating underground sources and observation points in the area of connection of the left screw with the main beam, June 2023

В целом полученные результаты по минерализации и химическому составу исследованных источников в левом отвершке балки Пещерная согласуются с данными [3, 7].

Мощность рыхлых отложений в карстовой воронке источника № 11 не превышала 0,6 м. В данном источнике основные физико-химические показатели исследованного слоя донных отложений (до 24 см) следующие (табл. 2): влажность - 21,6-55,2 %; плотность - 1,36-2,19 г/см3; pH 6,68-7,08 (нейтральная среда); Eh -154,8...-50,9 мВ (восстановительная обстановка); концентрации Сорг - 0,84-2,70 мг/г с.о. Концентрации СН4 и XH2S в донных отложениях, представленных, как и в источнике № 2, уплотняющимися книзу глинистыми илами со значительной долей песчано-алевритового материала, находились в пределах 0,08-0,45 мкг/г вл.о. (в среднем 0,28 мкг/г) и 0,023-2,63 мг/г вл.о. (в среднем 1,21 мг/г) соответственно. То есть в отложениях данного источника было в среднем в 1,6 раза меньше СН4 и в 9,6 раза больше XH2S по сравнению с источником № 2. Максимальные концентрации обоих газов приурочены к верхним (0-2 и 2-5 см) наиболее восстановленным горизонтам отложений, содержащим повышенное количество Сорг, минимальные - к нижним более плотным слоям с наименьшим содержанием Сорг.

Л/Т (Cl)45 ,94 ISU4J3 ,87

™59,3 - ^^-—--рН(7,27) Т (21,0).

Концентрация метана в 2 пробах рапы, отобранных в источнике № 11, составляла 32,538,4 мкл/л. Удельные потоки СН4 и СО2 с поверхности данного источника варьировались в пределах 1,17-1,52 мг СЩ/(м2ч) и 46,37 мг СО2/(м2ч) соответственно.

Расположенный в 8 м ниже источник № 12 разгружается в карстовой воронке с размером чаши 0,52x0,52x0,5 м и столбом воды до 0,5 м. Размеры поля изливания вод из данного источника составляют 3,3x3,0 м, мощность рыхлых отложений в карстовой воронке достигает 1,2 м. Концентрация метана в воде этого источника (35,7 мкл/л) входит в диапазон варьирования его концентраций в воде источника № 11, что может свидетельствовать об общем генезисе их вод.

В ручье балки Пещерная, в 2 м ниже зоны слияния вод ручьев левого отвершка и основной балки, минерализация воды в период исследования составляла 59,4 г/л (рассолы), температура 21,1 °С, рН 7,27, концентрация валового железа и марганца - 1,26 и 0,12 мг/л соответственно. Концентрация СН4 в воде ручья балки Пещерная составляла 13,6 мкл/л, что близко к его концентрации, измеренной в водах неактивного источника № 4, и заметно ниже, чем в водах исследованных действующих источников. По химическому составу воды ручья, так же как и источника № 11, по классификации [20] относятся к классу хлоридных вод, группе натриевых вод, второму типу. Меньшая минерализация вод ручья, по сравнению с исследованными подземными источниками в левом отвершке, обусловлена разгрузкой менее соленых источников в долине ручья основной балки, в частности источника № 1, минерализация вод которого в период наблюдений была 4,0 г/л. Формула Курлова для вод ручья балки Пещерная ниже зоны слияния вод ручьев левого отвершка и основной балки имеет следующий вид:

(Cl)45 ,94 (SO4)3 ,87 (НСОз)о ,19 , (Na + K)45,99(Ca)3,58(Mg)o,43

В ручье балки Пещерная основные физико-химические показатели исследованного слоя донных отложений (до 27 см) следующие (табл. 2): несколько меньшая, чем в источниках, влажность -24,6-35,7 %; сопоставимые плотность -1,39-1,62 г/мл, pH 6,90-7,27 и концентрации Сорг - 1,892,58 мг/г с.о.; однако существенно более отрицательные значения Eh -350,0...-177,3 мВ (резко восстановительная обстановка). Концентрации СН4 и XH2S в донных отложениях, представленных черными и темно-серыми глинисто-алевритовыми илами с примесью песка, находились в пределах 0,39-1,80 мкг/г вл.о. (в среднем 0,86 мкг/г) и 0,22-4,10 мг/г вл.о. (в среднем 2,69 мг/г) соответственно и были заметно выше, чем в исследованных источниках. При этом так же, как и в источниках, минимальные концентрации обоих газов фиксируются в нижнем (25-27 см) более плотном и менее восстановленном горизонте отложений с наименьшим содержанием Сорг.

Заключение

В балке Пещерная разгружаются более 10 восходящих карстовых источников подземных вод, из которых в период исследований были активны 5. В основной балке выявлен один достаточно крупный действующий источник с солоноватой водой (минерализация 4 г/л), дающий начало ручью балки Пещерная. Остальные источники приурочены к левому ответвлению балки и характеризуются относительно небольшим дебитом, по химическому составу представляют собой хлоридно-натрие-вые рассолы с минерализацией 93,9-107,1 г/л. Валовые концентрации железа и марганца в исследованных источниках варьровались в пределах 0,80-1,10 и 0,06-0,64 мг/л сооответственно. Концентрация метана в воде активных источников изменялась в диапазоне 26,3-38,4 мкл/л (среднее значение 32,5 мкл/л) и была в 2 раза выше по сравнению с водами питаемого ими ручья балки Пещерная и недействующего источника.

Мощность рыхлых отложений, накопившихся в карстовых воронках исследованных подземных источников, достигает 1,3 м. Изученные горизонты донных отложений (до 24 см) представлены глинистыми илами со значительной долей песчано-алевритовой фракции, для которых характерны нейтральная кислотно-щелочная среда (рН от 6,68 до 7,09) и восстановительная обстановка (Eh от -167,7 до -50,9 мВ). Концентрации СН4 и XH2S в отложениях источников изменяются, соответственно, в пределах 0,08-0,77 мкг/г вл.о. и 0,023-2,63 мг/г вл.о. Концентрации Сорг варьируются от 0,84 до 2,70 мг/г с.о., заметно снижаясь в нижних менее восстановленных слоях отложений.

Донные отложения ручья балки Пещерная характеризуются сопоставимыми с отложениями подземных источников значениями рН и концентрациями Сорг, меньшей влажностью и резко восстановительными значениями Eh (-177,3.-350,0 мВ), которые и обусловливают, вероятно, более высокие, чем в исследованных источниках, концентрации СН4 и XH2S (0,39-1,80 мкг/г вл.о. и 0,224,10 мг/г вл.о. соответственно). При этом в отложениях как ручья, так и источников минимальные концентрации обоих газов фиксируются в нижнем более плотном и менее восстановленном слое отложений с наименьшим содержанием Сорг.

Удельный поток метана с поверхности воды активных источников варьировался в диапазоне 0,60-1,52 мг СЩ/(м2ч) и на 2 порядка был ниже удельного потока СО2, составляющего 46,4-106,1 мг СО2/(м2ч). Просматривается тенденция снижения потока СН4 с увеличением потока СО2. Изотопный состав углерода (513С) СН4 и СО2, измеренный в поднимавшихся со дна газовых пузырьках одного из восходящих источников, указывает на современный биохимический генезис данных парниковых газов.

Список источников

1. 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.

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

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

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. Гарькуша Д.Н., Федоров Ю.А., Трубник Р.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. 79-91.

6. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Talpa B. V., TrubnikR.G., Kovalev E.A. The first data on methane concentrations in degassing griffins of Lake Baskunchak // E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 407. Article 02012. P. 1-8.

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

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

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

10. 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.

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

12. РД 52.24.377-2021. Массовая концентрация алюминия, бериллия, ванадия, железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, свинца, серебра, хрома и цинка в водах. Методика выполнения измерений атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией проб. Ростов н/Д.: Гидрохим. ин-т, 2021. 38 с.

13. ФёдоровЮ.А., ГарькушаД.Н., ШипковаГ.В. Эмиссия метана торфяными залежами верховых болот Псковской области // География и природные ресурсы. 2015. № 1. С. 88-97.

14. ГарькушаД.Н., ФёдоровЮ.А., ТамбиеваН.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.

15. GarkushaD.N., Sukhorukov V.V. Methane Emissions by Reed Formations on the Azov Sea Coast // OnLine J. of Biological Sciences. 2019. Vol. 19, № 4. P. 286-295.

16. Гарькуша Д.Н., Фёдоров Ю.А., Тамбиева Н.С., Мельников Е.В. Эмиссия метана рисовыми полями Ростовской области // Почвоведение. 2023. № 8. С. 889-902.

17. Краснова Е.А., Юрченко А.Ю., Калмыков А.Г., ФоминаМ.М. Изотопно-геохимические особенности распределения газообразных углеводородов в разрезе баженовской свиты (южная часть Западной Сибири) // Георесурсы. 2019. Т. 21, № 2. С. 153-158.

18. Rice A.L., Gotoh A.A., Ajie H.O., Tyler S.C. High-precision continuous-flowmeasurement of 513C and 5D of atmospheric CH4 // Analytical Chemistry. 2001. Vol. 73, № 17. P. 4104-4110.

19. Федоров Ю.А. Стабильные изотопы и эволюция гидросферы. М.: Истина, 1999. 370 с.

20.Алекин O.A. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.

21. Головачев И.В. Рельеф // Состояние и многолетние изменения природной среды на территории Бог-динско-Баскунчакского заповедника / под ред. И.Н. Сафроновой, П.И. Бухарицина, А.В. Бармина. Волгоград: Царицын, 2012. С. 59-60.

References

1. 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.).

2. 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.).

3. 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.).

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. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Trubnik R.G., Talpa B.V., Kovalev E.A. Concentration and emission of methane and hydrogen sulfide in Baskunchak Lake, Ulan-Blag Beam creek and degassing groundwater sources in spring. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki = Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2023;(3):79-91. (In Russ.).

6. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Talpa B.V., Trubnik R.G., Kovalev E.A. The first data on methane concentrations in degassing griffins of Lake Baskunchak. E3S Web of Conferences. 2023;407(02012):1-8.

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. 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.).

9. 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.).

10. 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.).

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

12. RD 52.24.377-2021. The mass concentration of aluminum, beryllium, vanadium, iron, cadmium, cobalt, manganese, copper, molybdenum, nickel, lead, silver, chromium and zinc in the waters. The method of performing measurements by atomic absorption method with electrothermal atomization of samples. Rostov-on-Don: Hydrochemical Institute Press; 2021. 38 p. (In Russ.).

13. Fedorov Yu.A., Garkusha D.N., Shipkova G.V. Methane emission from peat deposits of the upper marshes of the Pskov region. Geografiya i prirodnye resursy = Geography and Natural Resources. 2015;(1):88-97. (In Russ.).

14. 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.).

15. Gar'kusha D.N., Sukhorukov V.V. Methane Emissions by Reed Formations on the Azov Sea Coast. OnLine Journal of Biological Sciences. 2019;19(4):286-295.

16. Garkusha D.N., Fedorov Yu.A., Tambieva N.S., Melnikov E.V. Methane emission by rice fields of the Rostov region. Pochvovedenie = Soil Science. 2023;(8):889-902. (In Russ.).

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 1

17. Krasnova E.A., Yurchenko A.Yu., Kalmykov A.G., Fomina M.M. Isotope-geochemical features of the distribution of gaseous hydrocarbons in the section of the Bazhenov formation (southern part of Western Siberia). Georesursy = Geo Resources. 2019;21(2):153-158. (In Russ.).

18. Rice A.L., Gotoh A.A., Ajie H.O., Tyler S.C. High-precision continuous-flowmeasurement of 513C and 5D of atmospheric CH4. Analytical Chemistry. 2001;73(17):4104-4110.

19. Fedorov Yu.A. Stable isotopes and the evolution of the hydrosphere. Moscow: Istina Publ.; 1999. 370 p. (In Russ.).

20. Alekin O.A. Fundamentals of hydrochemistry. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ.; 1970. 444 p. (In Russ.).

21. Golovachev I.V. Relief. The state and long-term changes of the natural environment on the territory of the Bogdinsk-BaskunchakReserve. Ed. by I. N. Safronova, P. I. Bukharitsin, A.V. Barmin. Volgograd: Tsaritsyn Publ.; 2012:59-60. (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 Федоров - доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой физической географии, экологии и охраны природы, Институт наук о Земле.

Евгений Анатольевич Ковалев - аспирант, кафедра физической географии, экологии и охраны природы, Институт наук о Земле.

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

Юрий Александрович Андреев - кандидат химических наук, заведующий лабораторией методов и технических средств анализа вод.

Наталья Сергеевна Тамбиева - старший научный сотрудник, лаборатория методов и технических средств анализа вод.

Елизавета Андреевна Краснова - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, МГУ; старший научный сотрудник, лаборатория геохимии магматических и метаморфических пород, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского.

Information about the authors

Dmitry N. Garkusha - Candidate of Science (Geography), Associate Professor, Department of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences.

Yury A. Fedorov - Doctor of Science (Geography), Professor, Head of Department of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences.

Evgeny A. Kovalev - Postgraduate Student, Department of Physical Geography, Ecology and Environment Protection, Institute of Earth Sciences.

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

Yuri A. Andreev - Candidate of Science (Chemistry), Head of the Laboratory of Methods and Technical Means of Water Analysis.

Natalia S. Tambieva - Senior Researcher, Laboratory of Methods and Technical Means of Water Analysis. Elizaveta A. Krasnova - Candidate of Science (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Department of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals, MSU; Senior Researcher, Laboratory of Geochemistry of Igneous and Metamorphic Rocks, Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry.

Статья поступила в редакцию 28.11.2023; одобрена после рецензирования 14.12.2023; принята к публикации 19.02.2024. The article was submitted 28.11.2023; approved after reviewing 14.12.2023; accepted for publication 19.02.2024.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.