ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ВОДЕ МАЛЫХ РЕК ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА С ПРЕОБЛАДАНИЕМ ГРУНТОВОГО ПИТАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 502.51

Атабиева Ф.А.

кандидат химических наук Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт,

КБР, г. Нальчик, Отарова А.С.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт,

КБР, г. Нальчик

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ВОДЕ МАЛЫХ РЕК ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА С ПРЕОБЛАДАНИЕМ ГРУНТОВОГО ПИТАНИЯ

Аннотация

Введение. Изучение концентраций тяжелых металлов, являющихся веществами двойного генезиса, в поверхностных водах суши и причин повышения их концентраций на региональном уровне является одной из актуальных проблем экологии. Концентрации тяжелых металлов в водных объектах (при отсутствии каких- либо непосредственных источников загрязнения) отражают региональные особенности содержания их в воде. Истоки изучаемых рек (Нальчик, Куркужин, Лескен) расположены на северных склонах Скалистого и Мелового хребтов. Эти хребты значительно ниже Главного Кавказского и не имеют современного оледенения. Поэтому в этих реках у истоков преобладает подземное и грунтовое питание. В воде указанных рек проведен анализ уровня содержания соединений тяжелых металлов Сг, М, Мо, Мп, Zn, РЬ, V, Cd, Си. Материалы и методы исследований. Концентрации растворенных форм соединений тяжелых металлов измерялись методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) с применением электротермической атомизации с использованием спектрометра «МГА-915М». Результаты исследований и их обсуждение. Проведен анализ уровня содержания соединений тяжелых металлов Сг, Мо, Мп, Zn, РЬ, V, Cd, Си в малых реках Центрального Кавказа (Нальчик, Куркужин и Лескен) с преобладанием грунтового питания. Максимальные значения концентраций: соединений молибдена 15,66 мкг/дм3 зафиксированы в нижнем течении р. Куркужин, марганца в нижнем течении р. Лескен 37,05 мкг/дм3, меди в среднем течении р. Куркужин 8,3 мкг/дм3. Выводы. На исследуемой территории отсутствуют предприятия горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии, поэтому постоянное превышение ПДК по соединениям молибдена, марганца, меди в воде малых рек с преобладанием грунтового питания имеет, явно, природный характер. В воде рек с преобладанием ледникового питания концентрации указанных соединений в летнее половодье (июль) значительно уменьшаются за счет разбавления воды рек талыми водами. В воде рек с преобладанием грунтового питания такая закономерность не прослеживается.

Ключевые слова:

поверхностные воды, концентрация, тяжелые металлы, загрязненность, грунтовое питание Введение

В настоящее время остро стоит проблема качества поверхностных вод суши, на которую влияют не только антропогенные нагрузки, но и природные факторы локального, регионального масштабов. Изучение концентраций тяжелых металлов, являющихся веществами двойного генезиса, в поверхностных водах суши и причин повышения их концентраций на региональном уровне является одной из актуальных проблем экологии. Концентрации тяжелых металлов в водных объектах (при отсутствии каких либо

непосредственных источников загрязнения) отражают региональные особенности содержания их в воде. Истоки изучаемых рек (Нальчик, Куркужин, Лескен) расположены на северных склонах Скалистого и Мелового хребтов. Эти хребты значительно ниже Главного Кавказского и не имеют современного оледенения. Поэтому в этих реках у истоков преобладает подземное и грунтовое питание. В Скалистом и Меловом хребтах чаще всего представлены известняки, известковистые песчаники, доломиты, мергели и продукты их выветривания [4]. Горные условия обусловливают высокую интенсивность эрозионных процессов на водосборах, в связи, с чем уровень содержания соединений тяжелых металлов имеет широкий диапазон изменчивости. Основной целью данной работы является оценка уровня содержания соединений тяжелых металлов Сг, М, Мо, Мп, Zn, РЬ, V, Cd, Си в малых реках Центрального Кавказа с преобладанием грунтового питания.

Материалы и методы исследования

В основу работы легло обобщение результатов исследований уровня содержания кислоторастворимых форм соединений металлов в воде малых рек бассейна Терек за 2022 год. Объектом исследования являются малые реки Центрального Кавказа: Нальчик, Куркужин, Лескен в среднем и нижнем течении. Истоки изучаемых рек расположены на северных склонах Пастбищного, Лесистого и Скалистого хребтов. Эти хребты значительно ниже Главного Кавказского и не имеют современного оледенения (рис.1).

Рисунок 1 - Карта-схема хребтов северного склона Центрального Кавказа

Поэтому реки отличаются преобладанием грунтового питания, а основу питания составляют подземные воды и атмосферные осадки. Фазы водного режима рек Нальчик, Куркужин и Лескен имеют ярко выраженные черты сезонности: межень в холодное время года (январь, февраль) и половодье в теплый период (июнь, июль). Летом в результате выпадения ливневых дождей возникают паводковые ситуации, которые накладываются на повышенный весенне-летний уровень воды. Пики паводков приходятся на период с 15 июня по 10 июля [2]. Отбор проб воды проводился в постоянных створах. Створ

I для каждой реки располагался в предгорной зоне (среднее течение), а створ II - в равнинной части (нижнее течение). Постоянные пункты наблюдений приведены в таблице 1.

Концентрации кислоторастворимых форм соединений тяжелых металлов определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) с применением электротермической атомизации с использованием спектрометра «МГА-915М» [3].

Таблица 1

Перечень пунктов отбора проб воды рек Центрального Кавказа, 2022 год

Водный объект, (длина) Расстояние от истока, км с.ш., в.д. Пункт отбора Местоположение створа

1 2 3 4 5

р. Куркужин (65 км) 40 43.775639 43.424446 с. Куба-Таба 0,2 км выше села

64 43.806146 43.751889 с. Карагач 0,5 км до устья

р. Нальчик (45 км) 30 43.464673 43.595142 г. Нальчик Долинск

43 43.503528 43.682406 с. Нартан 0,5 км до устья

р. Лескен (61км) 38 43.37394143.954478 с. Лескен напротив села

61 43.496389 44.065278 ст. Александровская после станицы

Для консервации пробы фильтровали через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм. Полученный фильтрат консервировали азотной кислотой из расчета 0,1 мл на 100 мл воды.

Результаты исследований и их обсуждение

Максимальные значения концентраций: соединений молибдена 15,66 мкг/дм3 зафиксированы в нижнем течении р. Куркужин, марганца обнаружены в нижнем течении р. Лескен 37,05 мкг/дм3, меди в среднем течении р. Куркужин 8,3 мкг/дм3 в среднем течении.

В воде почти всех рек по соединениям марганца, молибдена и меди наблюдаются превышения ПДК. По соединениям цинка и свинца зафиксированы единичные случаи превышения ПДК, по соединениям хрома, никеля, ванадия и кадмия превышения не обнаружены. Результаты измерений в виде средних значений и диапазонов колебаний концентраций, загрязняющих веществ в воде рек даны только для тех соединений, концентрации которых превышают значения ПДК (таблица 2)

Таблица 2

Средние значения концентраций марганца, меди, молибдена и их диапазоны в воде рек с

преобладанием грунтового питания в среднем и нижнем течении в 2022 году

Показатель, единица измерения Среднее течение Нижнее течение ПДК, единица измерения

Хср Xmin-Xmax Хср Xmin-Xmax

р. Нальчик

Mn, мкг/дм3 9,53 6,62-16,25 8,27 5,05-11,25 10, мкг/дм3

Cu, мкг/дм3 3,04 0,70-4,66 3,48 1,75-5,27 1, мкг/дм3

Mo, мкг/дм3 3,02 0,10-6,82 2,61 0,74-4,48 1, мкг/дм3

р. Лескен

Mn, мкг/дм3 11,88 3,32-23,80 13,09 2,27-37,05 10, мкг/дм3

Cu, мкг/дм3 3,56 0,84-8,14 2,47 0,74-4,43 1, мкг/дм3

Mo, мкг/дм3 1,33 0,1-2,73 1,82 0,10-4,00 1, мкг/дм3

р. Куркужин

Mn, мкг/дм3 45,02 7,81-95,60 13,56 2,33-32,35 10, мкг/дм3

Cu, мкг/дм3 4,37 1,04-8,30 2,50 0,50-6,02 1, мкг/дм3

Mo, мкг/дм3 4,12 2,65-5,36 6,20 2,36-15,66 1, мкг/дм3

Постоянное превышение предельно допустимых концентраций молибдена, марганца и меди в воде рек бассейна Терека, явно, объясняется природным гидрогеохимическим фоном, в связи, с чем ПДК этих загрязняющих веществ не могут быть соблюдены.

Рисунок 2 - Концентрация меди в воде рек с преобладанием грунтового питания : а - среднее течение, б - нижнее течение

Рисунок 3

Концентрация молибдена в воде рек с преобладанием грунтового питания: а - среднее течение, б - нижнее течение

Рисунок 4 - Концентрация марганца в воде рек с преобладанием грунтового питания:

а - среднее течение, б - нижнее течение

Выводы

Вниз по течению рек концентрации соединений меди и марганца уменьшаются (рис.2 и 4),

возможно из растворенного состояния они переходят во взвешенное. Концентрация молибдена особенно в зимнюю межень вниз по течению повышается (рис.3). В данном случае на уровень содержания молибдена может оказывать влияние расход воды и минерализация. В воде рек с преобладанием ледникового питания концентрации указанных соединений в летнее половодье (июль) значительно уменьшаются [1] за счет разбавления воды рек талыми водами. В воде рек с преобладанием грунтового питания (рис.3-5) такая закономерность не прослеживается.

Список использованной литературы:

1.Атабиева Ф.А., Отарова А.С. Пространственно-временная изменчивость уровня содержания тяжелых металлов в реках Центрального Кавказа // Международный научный журнал Инновационная наука. 2023. № 10-2. - С.82-86. ISSN 2410-6070.

2.Емузова Л.З. Оценка современного состояния защитной гидротехнической системы реки Нальчик // Вестник ВГУ, серия: География. Геоэкология. 2016. № 2. С.50-55

3. Методика выполнения измерений массовых концентраций А1, Ва, Ве, V, Fe, Cd, Со, Li, Мп, Си, Мо, As, М, Sn, РЬ, Se, Sr, Т^ Сг, Zn в природных и сточных водах методом атомно-абсорбционной спектроскопии с использованием атомно-абсорбционного спектрометра с электротермической атомизацией «МГА-915». -М., 2009.

4. Чаицкий В.П., Попков В.И., Попков И. В., Пинчук Т.Н. Триас Северного Кавказа // Геология, география и глобальная энергия. 2020. № 2 (77). С.11-21.

© Атабиева Ф.А., Отарова А.С., 2023

УДК 551.582

Бадахова Г.Х.

СКФУ, доцент г. Ставрополь, РФ

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ТЕНДЕНЦИИ РЕЖИМА ОСАДКОВ ЛЕТНЕГО ПЕРИОДА В ВОСТОЧНОЙ ЗОНЕ СТАВРОПОЛЬЯ

Аннотация

На основе данных за два полных 10-летия нового века рассматриваются средние и экстремальные характеристики режима осадков календарного лета: сезонные и месячные суммы осадков, общее число дней с осадками, число дней с количеством осадков на уровне неблагоприятного и опасного явления. Динамика изменения характеристик режима осадков оценивается посредством сравнения их с показателями за два многолетних периода ХХ века.

Показано, что имеет место уменьшение доли летних осадков в годовой сумме, происходящее на фоне значительного повышения температурного фона, что приводит к ухудшению условий увлажнения территории полупустынных ландшафтов Ставропольского края.

Ключевые слова:

Количество осадков, число дней с осадками, температура воздуха, увлажнение.