Сравнительный анализ физикохимических параметров холодных источников Северного Прибайкалья

Дамбинова Екатерина Цыдыпжаповна; Банзаракцаева Туяна Геннадьевна; Хахинов Вячеслав Викторович

УДК 579.26

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ХОЛОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ СЕВЕРНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ*

* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта МОН РФ № 1990, РФФИ № 15-04-01275

© Банзаракцаева Туяна Геннадьевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории микробиологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, e-mail: khakhinov@mail.ru

Проведен анализ гидрохимических показателей 8 холодных источников Северного Прибайкалья. Выявлены различия химического состава воды, связанные с характером местности разгрузки.

Ключевые слова: холодные источники, физико-химические параметры, анионы, химический состав воды, Северное Прибайкалье, гидрохимия.

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PHYSICAL-CHEMICAL PARAMETERS IN COLD SPRINGS OF NORTH PRIBAIKALYE

Dambinova Ekaterina Ts., postgraduate, Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS 6, Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

Banzaraktsaeva Tuyana G., candidate of biological sciences, senior researcher, Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS 6, Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

Khakhinov Vyacheslav V., doctor of chemical sciences, Professor, Baikal Institute of Nature Management SB RAS

6, Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

The analyses of hydrochemical parameters of 8 cold springs of North Pribaikalye were investigated. The differences in water chemistry related to the nature of the terrain output were revealed.

Keywords: cold springs, physical-chemical parameters, anions, chemical composition of water related, North Pribaikalye, hydrochemistry.

На территории Бурятии распространены холодные минеральные источники [1]. Закономерности в распространении той или иной разновидности минеральных вод обусловлены главным образом геологией и геоструктурными особенностями территории, вещественным составом водовмещающих горных пород, гидрогеохимическими процессами, происходящими в земной коре, геотермическим, климатическими и другими условиями [2].

Цель исследования: сравнительный анализ гидрохимических показателей холодных источников Северного Прибайкалья.

Объекты и методы исследования

Объектами исследований были холодные минеральные источники Северного Прибайкалья: Кучи-гер (Ky-14 - гл), два выхода источника Иликчин (Ил-14 - глазной; Ил-14 - желудочный) и комплекс из пяти выходов источника Буксыхен (Бу-14 - глазной; Бу-14 - щитовидный; Бу-14 - сердечный; Бу-14 - желудочный; Бу-14 - печеночный). Места разгрузки исследуемых источников различаются по характеру местности. Так, источники Буксыхен берут начало из-под скального выступа. Воды источников Иликчин и Кучигер выходят из почвенных грунтов.

Е. Ц. Дамбинова, Т. Г. Банзаракцаева, В. В. Хахинов. Сравнительный анализ физико-химических параметров холодных источников Северного Прибайкалья_

Пробы воды для гидрохимического анализа были отобраны в июле 2014 г. Физико-химические параметры воды измеряли in situ с помощью портативных приборов: температуру - сенсорным электротермометром Prima (Португалия), кислотность среды (pH) - потенциометрическим рН-метром pHep2 (Португалия), общее количество растворенных в воде соединений (TDS) - тестер-кондуктометром Dist 1 (Hanna Instruments, Румыния), окислительно-восстановительный потенциал -ОВП-метром (Hanna Instruments, Румыния).

Содержание карбонатов и гидрокарбонатов определяли титриметрическим методом [3], концентрацию S2-, SO42-, кремния (SiO2), NO3-, NO2-, NH4+ - с помощью портативного колориметра НАСН DR-890 (Hanna Instruments, Германия).

Результаты и обсуждение

Все исследуемые источники характеризовались низкой температурой (табл. 1). Максимальные значения температуры воды на выходе наблюдали в источнике Буксыхен «Печеночный» +9,7 0С. Минимальная температура была зафиксирована в источнике Кучигер «Глазной» +3,5 0C. Все источники имели щелочную реакцию воды, значения pH были в пределах 8,01-8,72. Практически во всех источниках окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) был положительный и достигал +410 мВ, исключение - Кучигерский источник, отличающийся восстановленными условиями, значение Eh не превышало 25 мВ. Полученные данные по ОВП подтвердились и при определении содержания сульфида именно в источнике Кучигер было обнаружено наличие анионов S2- в воде (рис. 1). Измерение общего количества растворенных в воде соединений показало, что воды пяти Буксыхенских источников наименее концентрированные, TDS составляло 53-59 ppm, то есть в этих водах содержится наименьшее количество всех химических соединений, растворенных в воде.

Определение карбонатов и гидрокарбонатов в пробах воды источников показало полное отсутствие С032- и преобладание среди исследуемых анионов НС03"-ионов. Содержание гидрокарбонатов было в пределах 36-183 мг/дм3.

Таблица 1

Физико-химическая характеристика холодных источников Северного Прибайкалья

Источник T, 0C pH Eh, мВ TDS, мг/дм3 CO32-, мг/дм3 HCO3-, мг/дм3

Бу-14 - гл 7,5 8,09 410 59 - 61

Бу-14 - щ 7,8 8,01 361 55 - 61

Бу-14 - сер 6,6 8,16 351 53 - 36

Бу-14 - жел 6,9 8,34 335 53 - 61

Бу-14 - печ 9,7 8,29 334 53 - 61

Ил-14 - жел 6,9 8,8 407 119 - 183

Ил-14 - гл 8,2 8,62 327 195 - 183

Ку-14 - гл 3,5 8,72 25 98 - 61

Известно, что ионная форма 8042" характерна только для маломинерализованных вод. Изучение анионного состава показало наличие сульфатов в большинстве исследуемых источников, их количество варьировало от 1 до 22 мг/дм3 (рис. 1). В источнике Ку-14 - 1 сульфаты не обнаружены, поскольку при отсутствии кислорода под действием сульфатредуцирующих бактерий они восстанавливаются до сероводорода и сульфидов.

Кремний является постоянным компонентом состава природных вод и существует в форме диссоциированной и молекулярной ортокремниевой кислоты и молекул 8Ю2, что определяется величиной рН, концентрацией кремнезема, отношением содержания щелочного металла и кремния. Кремнекис-лота поступает за счет силикатов, в первую очередь полевых шпатов, растворение и гидролиз которых возрастает с повышением температуры вод. Поскольку температура во всех исследуемых источниках низкая, соответственно явного накопления кремния мы не наблюдаем, его содержание не превышало 36 мг/дм3.

Азотсодержащие вещества (ионы КН4 , N02 и N0^) образуются в воде преимущественно в результате разложения органических веществ - белков. Первым продуктом распада является аммиак

(аммонийный азот). По результатам анализа воды на содержание КН было установлено, что во всех буксыхенских источниках он отсутствует, вероятно, это связано с прохождением воды через твердые породы. В источниках Иликчин и Кучигер, разгрузка которых происходит из толщи почвенных грунтов, аммонийный азот присутствовал в количестве 0,04-0,15 мг/дм3 (рис. 2). Поскольку образование нитрита результат окисления аммиачных соединений, то соответственно соли азотистой кислоты были обнаружены в незначительном количестве опять же только в источниках Иликчин и Кучигер. Во всех исследуемых пробах был обнаружен нитрат, его содержание было в пределах 0,4-2,2 мг/дм3.

40 35 ЗО 25 20 15 io 5

Бу-14-г л Бу-14-щ Бу-14-сер Бу-14-ж Бу-14-печ Ил-14-ж И/1-14- ГЛ Ку-14-гл

■ сульфиды, мг/л О О О О О О О О, 5

О сульфаты, ллг/л 2 1 1 1 1 22 20 О

□ кремний (Si02), глг/л 16,4 21,9 17,8 16,1 24,3 25,4 24,8 36

Рис. 1. Содержание Б2-, Б042-, кремния (БЮ2) в воде холодных источников Северного Прибайкалья

¿ю

35

зо

25

15 Ю

S

О Бу-14-гл Бу-14-щ Бу-14-сер Бу-14-ж Бу-14-печ Ил-14-ж Ил-14-гл Ку-14-гл

■ сульфиды, мг/л О О О О О О О 0,5

[ 1 сульфаты, ллг/л 2 1 1 1 1 22 20 О

СИ кремний (5Ю2), ллг/л 16,4 21,9 17,8 16,1 24,3 25,4 24,8 36

Рис. 2. Содержание NO3-, NO2-, NH4+ в воде холодных источников Северного Прибайкалья

Таким образом, сравнительный анализ ряда холодных источников Северного Прибайкалья выявил, что исследуемые источники являются холодными, слабощелочными, с преобладанием гидрокарбонатов в анионном составе и присутствием кремния. Большинство представленных источников имеет высокий окислительно-восстановительный потенциал, исключение составил источник Кучигер. В результате здесь мы наблюдаем, наличие восстановленной серы в виде сульфидов, в других источниках присутствие кислорода способствует окислению соединений серы до сульфатов. Отличительной чертой комплекса источников Буксыхен было отсутствие аммония и нитритов в воде, что очевидно связано с выходом источников из скальных пород, обедненных органическим веществом.

Литература

1. Атлас Забайкалья (Бурятская АССР и Читинская область). - М.; Иркутск: Управление геодезии и картографии, 1967. - С. 25-75.

2. Алекин О. А., Семенов А. Д., Скопинцев Б. А. Руководство по химическому анализу вод суши. - Л.: Гидрометеоиз-дат, 1973. - 269 с.

3. Геохимическая деятельность микроорганизмов гидротерм Байкальской рифтовой зоны / В. В. Хахинов [и др.]. - Новосибирск: Гео, 2011. - С. 70-88.

Referenes

1. Atlas Zabaikal'ya (Buryatskaya ASSR i Chitinskaya oblast') [Transbaikal Atlas (Buryat ASSR and the Chita region)]. Moscow-Irkutsk: Department of Geodesy and Cartography, 1967. P. 25-75.

2. Alekin O. A., Semenov A. D., Skopintsev B. A. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu vod sushi [Guidance on chemical

analysis of surface water]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1973. 269 p.

3. Namsaraev B. B., Barkhutova D. D., Khakhinov V. V. et al. Geokhimicheskaya deyatel'nost' mikroorganizmov gidroterm Bai-

kal'skoi riftovoi zony [Geochemical activity of microorganisms of Baikal Rift Zone hydroterms]. Novosibirsk: Geo, 2011. Pp. 70-88.

Текст научной работы на тему «Сравнительный анализ физикохимических параметров холодных источников Северного Прибайкалья»