9Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН № 4 (48) 2012
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 556.12:550.46
ЗАВИСИМОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ БАЛАНСА МАССЫ ЛЕДНИКОВ (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОГО СЕКТОРА ОЛЕДЕНЕНИЯ ЭЛЬБРУСА)
А.М. КЕРИМОВ1, Л.П. ГУЩИНА2, А.А. КЕРИМОВ1, А.М. ХУТУЕВ1
:Цешр географических исследований Кабардино-Балкарского научного центра РАН 360002, КБР, г. Нальчик, ул. Балкарова, 2 E-mail: kerimov. a. m@mail.ru
2ГУ Высокогорный геофизический институт 360030, КБР, г. Нальчик, пр. Ленина, 2 E-mail: vgikbr@rambler.ru
В статье определяется баланс тяжелых металлов в южном секторе оледенения Эльбруса для ледников Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау. Рассматриваются накопление, миграция и баланс тяжелых металлов для зоны максимального снегонакопления для данных ледников: 3,8-4,2 км. Приведены результаты исследований за период с 1996 г. по 2002 г. Выявлена зависимость накопления и миграций тяжелых металлов от баланса массы ледников.
Ключевые слова: ледник, удельная аккумуляция, удельная абляция, баланс, тяжелые металлы, снегонакопление, концентрация.
Введение
Баланс массы горных ледников Кавказа изучается в последние 50-60 лет достаточно подробно, особенно начиная с международного геофизического года (1957-1958 гг.). Большое внимание уделяется ледникам таких крупных узлов оледенения, как Эльбрусский, Безенгийский, Казбекский. Работы по химическому составу ледников единичны, относятся к 60-70-м годам прошлого столетия. В этих работах в основном определялись макропримеси [1, 2, 3]. Результаты исследований некоторых авторов носят противоречивый характер. Например [3], наиболее подробно изучавший химический состав ледников южного склона Большого Кавказа, пришел к выводу, что ледники умеренных широт не могут служить индикаторами загрязнения окружающей среды. Такой результат исследований объясняется тем, что высотный интервал, в котором проводились работы, не соответствует для корректной интерпретации содержания примесей и их миграции при таянии ледника.
Вопрос баланса химических примесей в ледниках в литературе практически не освещен. На данный момент имеется лишь одна наша статья по балансу макрохимического состава ледника Эльбруса - Гарабаши [4]. Баланс же тяжелых металлов (ТМ) для всего ледника и тем более для нескольких ледников до сих пор не рассматривался.
Методика исследований В данной работе приводятся результаты экспериментальных исследований баланса ТМ на ледниках южного сектора Эльбруса - Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау. Рассматриваются следующие ТМ: Ag, Cr, Ni, Mn, Pb, V, Zn, Mo - приоритетные загрязнители окружающей природной среды. Химический анализ образцов выполнялся в Высокогорном геофизическом институте (г. Нальчик).
Здесь имеется комплексная установка для эмиссионного спектрального анализа, состоящая из двух спектрографов и штатива с автоматическим передвижением электродов и
генератора дуги. Входные щели спектрографов расположены на одной оптической оси. Оба спектрографа отечественного производства: ДФС-8-3 с дифракционной решеткой (1800 штрих/мм); ИСП-30 - с кварцевой призмой. Пределы обнаружения (ТМ) Л§ - 0,08; Сг - 0,42; N1 - 0,36; Мп - 0,03; РЬ - 0,24;У - 0,11; 2п - 1,5; Мо - 0,21 [5].
Накопление ТМ и их миграция при абляции ледников представлены для высотной зоны 3800-4200 м н.у.м. Этот интервал выбран из следующих соображений:
а) максимальное количество осадков и снегонакопление соответствуют этому интервалу;
б) уровень 4000 м соответствует средней тропосфере и нижней границе влагонесущих воздушных масс дальнего переноса. В холодный период, когда склоны покрыты снегом, загрязнение от местных источников минимально;
в) указанному интервалу соответствует наибольшее количество экспериментального геохимического материала;
г) в интервале высот 3800-4200 м н.у.м. при деградации оледенения южного сектора Эльбруса площадь этой зоны практически не изменилась [7].
При расчетах концентрации ТМ взяты для уровня 4000 м. То есть сделано допущение, что выше и ниже указанной высоты на 200 м концентрации ТМ в сезонной толще снега до периода максимального снегонакопления принимались приблизительно одинаковыми. Это допущение, так как при измерении концентрации ТМ в свежевыпавших осадках по высотному профилю от конца языка ледника Гарабаши до скал Пастухова содержание ТМ иногда менялось скачками.
Результаты исследований
В высотном интервале 3,8-4,2 км рассмотрены для каждого ледника две 200-метровые зоны, имеющие разную площадь. Период расчета составляет шесть балансовых лет - от 1996/1997 гг. до 2001/2002 гг. Первый и последний балансовые годы были благоприятными для ледников южного сектора Эльбруса - баланс массы был положительным [7]. Промежуток между указанными годами для ледников был весьма неблагоприятным, наблюдалось катастрофическое таяние. Накопление и миграция ТМ в снежно-фирновой толще ледников определялись следующим образом. Рассчитывалось количество выпавшего и стаявшего снега по высотным зонам 3800-4000 м и 4000-4200 м по удельным аккумуляциям и абляциям, измеренным на леднике Гарабаши.
Масса выпавшего снега определяется как произведение удельной аккумуляции на площадь зоны. Масса стаявшего снега рассчитывается как произведение удельной абляции на площадь соответствующей зоны [4]. Масса каждого ТМ, выпавшего по высотным зонам, определяется как произведение средней концентрации ТМ (в мкг/л) в сезонной толще на количество отложенного снега в соответствующей зоне. Количество ТМ, мигрирующих со стоком при абляции, определяется из соотношения между стаявшим и выпавшим снегом.
Это еще одно допущение: снегонакопление и абляцию на ледниках Малый Азау и Большой Азау приняли, как и на Гарабаши.
Рассчитывалась масса отложенного и стаявшего снега в высотных зонах 3800-4000 м и 4000-4200 м. Определялись средние концентрации ТМ по всей толще сезонного снегонакопления.
Для рассматриваемых ледников рассчитывается среднее значение концентрации ТМ к периоду максимального снегонакопления на границе питания ледников, чтобы исключить изменения содержания металлов их фильтрацией в нижележащий слой. Для ледника Гарабаши все расчеты сделаны с перепадом абсолютной высоты в 100 м, т.к. для этого ледника известны площади зон с таким интервалом [7]. Для ледников Малый Азау и Большой Азау площади соответствующих высотных зон взяты из [8].
Таблица 1.
Удельные аккумуляции, абляции, зимний баланс и абляция ледников Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау
Сезон Ледник ДН, км Б, км2 с, г/см2 а, г/см2 С„105, кг А!,105, кг
1996/1997 Гарабаши 3,8-3,9 0,635 160 106 10160 6731
3,9-4,0 0,628 187 53 11744 3328
4,0-4,1 0,422 158 27 6668 1139
4,1-4,2 0,263 98 26 2577 684
Малый Азау 3,8-4,0 1,08 173,5 79,5 18738 8586
4,0-4,2 0,88 128 26,5 11264 2332
Большой Азау 3,8-4,0 1,7 173,5 79,5 29495 13515
4,0-4,2 1,97 128 26,5 25216 5221
1997/1998 Гарабаши 3,8-3,9 0,635 132 300 8382 19050
3,9-4,0 0,628 165 166 10362 10425
4,0-4,1 0,422 135 83 5697 3503
4,1-4,2 0,263 63 71 1657 1867
Малый Азау 3,8-4,0 1,08 148 233 16038 25164
4,0-4,2 0,88 99 77 8712 6776
Большой Азау 3,8-4,0 1,7 148 233 25245 39610
4,0-4,2 1,97 99 77 19503 15169
1998/1999 Гарабаши 3,8-3,9 0,635 145 229 9207,5 14541,5
3,9-4,0 0,628 173 121 10864 7598,8
4,0-4,1 0,422 121 60 5106,2 2532
4,1-4,2 0,263 69 48 1814,7 1262,4
Малый Азау 3,8-4,0 1,08 159 175 17172 18900
4,0-4,2 0,88 95 54 8360 4752
Большой Азау 3,8-4,0 1,7 159 175 27030 29750
4,0-4,2 1,97 95 54 18715 10638
1999/2000 Гарабаши 3,8-3,9 0,635 121 227 7683,5 14414,5
3,9-4,0 0,628 140 127 8792 7975,6
4,0-4,1 0,422 98 68 4135,6 2869,6
4,1-4,2 0,263 51 56 1341,3 1472,8
Малый Азау 3,8-4,0 1,08 130,5 177 14094 19116
4,0-4,2 0,88 74,5 62 6556 5456
Большой Азау 3,8-4,0 1,7 130,5 177 22185 30090
4,0-4,2 1,97 74,5 62 14677 12214
2000/2001 Гарабаши 3,8-3,9 0,635 137 217 8699,5 13779,5
3,9-4,0 0,628 173 115 10864 7222
4,0-4,1 0,422 142 55 5992,4 2321
4,1-4,2 0,263 63 43 1656,9 1130,9
Малый Азау 3,8-4,0 1,08 155 166 16740 17928
4,0-4,2 0,88 102,5 49 9020 4312
Большой Азау 3,8-4,0 1,7 155 166 26350 28220
4,0-4,2 1,97 102,5 49 20193 9653
2001/2002 Гарабаши 3,8-3,9 0,635 165 106 10478 6731
3,9-4,0 0,628 213 58 13376 3642,4
4,0-4,1 0,422 137 33 5781,4 1392,6
4,1-4,2 0,263 88 27 2314,4 710,1
Малый Азау 3,8-4,0 1,08 189 82 20412 8856
4,0-4,2 0,88 112,5 30 9900 2640
Большой Азау 3,8-4,0 1,7 189 82 32130 13940
4,0-4,2 1,97 112,5 30 22163 5910
В табл. 1 приводятся параметры баланса массы ледников по высотным зонам, где ДН и Б - абсолютная высота и площадь зоны, с и а - удельная аккумуляция и удельная абляция соответственно, С№ - зимняя аккумуляция, А! - абляция.
Таблица 2.
Суммарное содержание ТМ по высотным зонам в ледниках Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау, кг
Сезон Ледник Н ,км АЕ Сг N1 Мп РЬ V гп Мо X тм
19961997 Гара -баши 3,8-3,9 0,053 21,13 8,29 34,9 14,16 7,44 54,67 5,72 146,363
3,9-4,0 0,061 24,43 9,59 40,35 16,38 8,6 64,21 6,61 170,23
4,0-4,1 0,035 13,87 5,44 22,91 9,3 4,82 35,88 3,75 96,01
4,1-4,2 0,013 5,36 2,11 8,85 3,59 1,86 13,87 1,45 37,103
Малый Азау 3,8-4,0 0,097 38,975 15,29 64,365 26,177 13,716 100,829 10,549 269,998
4,0-4,2 0,059 23,429 9,191 38,692 15,702 8,245 60,612 6,342 162,272
Большой Азау 3,8-4,0 0,153 61,35 24,068 101,315 41,116 21,59 158,713 16,606 424,911
4,0-4,2 0,131 52,449 20,576 86,617 35,151 18,458 135,668 14,197 363,247
19971998 Гара -баши 3,8-3,9 0,083 1,676 1,366 3,068 1,24 0,218 1,584 - 9,235
3,9-4,0 0,103 2,072 1,689 3,732 1,533 0,269 1,958 - 11,356
4,0-4,1 0,0564 1,139 0,929 2,085 0,8436 0,148 1,077 - 6,278
4,1-4,2 0,016 0,331 0,27 0,606 0,245 0,043 0,313 - 1,824
Малый Азау 3,8-4,0 0,158 3,208 2,614 5,87 2,374 0,417 3,031 - 17,672
4,0-4,2 0,086 1,982 2,119 3,188 1,283 0,226 1,647 - 10,531
Большой Азау 3,8-4,0 0,25 5,049 4,115 9,24 3,736 0,656 4,771 - 27,817
4,0-4,2 0,193 3,9 3,179 7,138 2,886 0,507 3,686 - 21,489
19981999 Гара -баши 3,8-3,9 0,017 1,09 1,09 2,514 2,717 1,043 4,393 0,124 12,864
3,9-4,0 0,0195 1,286 1,286 2,967 3,206 1,231 5,183 0,147 15,326
4,0-4,1 0,009 0,604 0,604 1,394 1,506 0,578 2,436 0,069 7,2
4,1-4,2 0,003 0,215 0,215 0,496 0,536 0,206 0,866 0,025 2,526
Малый Азау 3,8-4,0 0,031 2,033 2,033 4,49 5,067 1,946 8,193 0,232 24,025
4,0-4,2 0,015 0,99 0,99 2,283 2,467 0,947 3,989 0,113 11,794
Большой Азау 3,8-4,0 0,487 3,2 3,2 7,382 7,977 3,062 12,896 0,365 38,569
4,0-4,2 0,034 2,216 2,216 5,111 5,523 2,12 8,929 0,253 26,402
19992000 Гара -баши 3,8-3,9 0,018 3,009 0,916 6,103 1,478 1,135 49,632 - 61,138
3,9-4,0 0,021 3,443 1,048 6,983 1,692 1,299 56,793 - 69,959
4,0-4,1 0,01 1,62 0,493 3,285 0,796 0,611 26,714 - 32,908
4,1-4,2 0,003 0,525 0,16 1,065 0,258 0,198 8,664 - 10,672
Малый Азау 3,8-4,0 0,034 5,519 1,68 11,195 2,712 2,082 91,042 - 114,264
4,0-4,2 0,016 2,567 1,101 5,207 1,261 0,968 42,349 - 53,469
Большой Азау 3,8-4,0 0,053 8,688 2,644 17,621 4,268 3,277 143,306 - 179,857
4,0-4,2 0,035 5,747 1,749 11,658 2,84 2,168 94,804 - 119,001
20002001 Гара -баши 3,8-3,9 не опр 1,917 0,489 13,949 1,347 не опр не опр 4,107 21,809
3,9-4,0 неопр 2,395 0,611 17,42 1,682 неопр не опр 5,132 27,24
4,0-4,1 не опр 1,321 0,337 9,608 0,928 не опр не опр 2,831 15,025
4,1-4,2 не опр 0,365 0,093 2,657 0,256 не опр не опр 0,783 4,154
Малый Азау 3,8-4,0 не опр 3,689 0,941 26,841 2,591 не опр не опр 7,908 41,97
4,0-4,2 не опр 1,988 0,507 14,463 1,396 не опр не опр 4,261 22,615
Большой Азау 3,8-4,0 не опр 5,807 1,481 42,25 4,079 не опр не опр 12,448 66,065
4,0-4,2 не опр 4,45 1,135 32,377 3,126 не опр не опр 9,539 50,627
20012002 Гара -баши 3,8-3,9 0,039 1,949 1,161 10,1 1,292 не опр 65,018 - 79,559
3,9-4,0 0,051 2,488 1,482 12,895 1,649 неопр 83,007 - 101,572
4,0-4,1 0,022 1,075 0,641 5,573 0,713 не опр 35,88 - 43,904
4,1-4,2 0,009 0,43 0,256 2,231 0,285 не опр 14,362 - 17,573
Малый Азау 3,8-4,0 0,078 3,797 2,262 19,677 2,517 не опр 126,667 - 154,998
4,0-4,2 0,038 1,841 1,097 9,544 1,221 не опр 61,434 - 75,175
Большой Азау 3,8-4,0 0,122 5,976 3,56 30,973 3,962 не опр 199,383 - 243,976
4,0-4,2 0,084 4,122 2,456 21,365 2,733 не опр 137,529 - 168,289
В таб. 2 представлено количество ТМ, содержащихся в снежной толще зимнего накопления по высотным зонам для каждого ледника. Данные последнего столбца соответству-
ют общему накоплению ТМ в соответствующих высотных зонах. Из таб. 2 следует крайне неравномерное распределение ТМ в снежной толще. Серебро попадает только в результате антропогенной деятельности. Вклад серебра в общую массу не существенен. Порядок содержания А§ за весь рассмотренный период не меняется существенно, но содержание таких ТМ, как Мп и гп меняется на один порядок, в некоторых сезонах даже на два порядка. Природными источниками этих металлов в окружающей среде являются ветровая пыль, лесные пожары, вулканический материал, растительность, морские соли [9, 10]. Для рассматриваемых ледников такое повышенное содержание указанных элементов, по нашему мнению, связано с деятельностью Эльбрусского вулканического центра (ЭВЦ). В работе [9] Мп отмечается как породообразующий минерал для района ЭВЦ.
Таблица 3.
СУММАРНОЕ НАКОПЛЕНИЕ ТМ ПО ВЫСОТНЫМ ЗОНАМ
Балансовый год Высотная зона, км Суммарное накопление ТМ, кг
Ав Сг N1 Мп РЬ V гп Мо М, сумма за год, кг
19961997 3,8-4,0 0,364 145,885 57,238 240,93 97,833 53,346 378,422 39,485 1670,13
4,0-4,2 0,238 95,108 37,317 157,069 63,743 33,383 246,03 25,739
3,8-4,2 0,602 240,993 94,555 397,999 161,576 84,729 624,452 65,224
19971998 3,8-4,0 0,594 12,005 9,787 21,97 8,883 1,56 11,344 - 106,27
4,0-4,2 0,351 7,352 6,497 13,017 5,263 0,924 6,723 -
3,8-4,2 0,945 19,357 16,284 34,987 14,146 2,484 18,067 -
19981999 3,8-4,0 0,554 7,609 7,609 17,353 18,967 7,282 30,665 0,868 138,865
4,0-4,2 0,061 4,025 4,025 9,284 10,032 3,851 16,22 0,46
3,8-4,2 0,615 11,634 11,634 26,637 28,999 11,133 46,885 1,328
19992000 3,8-4,0 0,126 20,659 6,288 41,902 10,15 7,793 340,773 - 644,563
4,0-4,2 0,064 10,459 3,503 21,215 5,155 3,945 172,531 -
3,8-4,2 0,19 31,118 9,791 63,117 15,305 11,738 513,304 -
20002001 3,8-4,0 не опр. 13,808 3,522 100,46 9,699 не опр. не опр. 29,595 249,505
4,0-4,2 не опр. 8,124 2,072 59,105 5,706 не опр. не опр. 17,414
3,8-4,2 не опр. 21,932 5,594 159,565 15,405 не опр. не опр. 47,009
20012002 3,8-4,0 0,29 14,21 8,465 73,645 9,42 не опр. 474,075 - 885,046
4,0-4,2 0,153 7,468 4,45 38,713 4,952 не опр. 249,205 -
3,8-4,2 0,443 21,678 12,915 112,358 14,372 не опр. 723,28 -
Примечания: не опр. - обозначает, что данный ТМ в этот сезон не определялся;
для Мо обозначает, что в сезонной толще концентрация Мо была ниже предела определения данного ТМ по методу эмиссионного спектрального анализа. В таблице представлено суммарное накопление ТМ для южного сектора оледенения Эльбруса по сезонам.
В табл. 3 подробно представлено по высотным зонам суммарное содержание ТМ за рассматриваемый период. Интересно отметить, что из 6 сезонов в трех содержание молибдена в снежной толще было ниже предела обнаружения по данной методике [5]. Последние два сезона не представлены всеми рассматриваемыми ТМ.
Возвращаясь к молибдену, следует обратить внимание на то, что крупнейшее месторождение молибдена находится в 15-20 км к востоку от зоны пробоотбора, но его содержание в сезонной толще снега по сравнению с другими ТМ незначительно. Этот факт свидетельствует о том, что химический состав снежной толщи формируется в основном влаго-несущими воздушными массами западных румбов.
Таблица 4.
Суммарное значение поступивших и ушедших в сток ТМ по высотным зонам
Сезон А Н км Б км С„105,кг Ль105,кг С!,105,кг ММ],кг М2, кг М3, кг
1996-97 3,8-4,0 4,043 70137 32160 37977 1011,499 1670,131 463,772 45,85%
4,0-4,2 3,535 45725 9376 36349 658,632 135,085 20,51%
1997-98 3,8-4,0 4,043 60027 94249 -342222 66,14 106,267 100%
4,0-4,2 3,535 36069 27315 8754 40,127 27,063 56,43%
1998-99 3,8-4,0 4,043 64273,9 70790,3 -6516,4 90,907 138,865 100%
4,0-4,2 3,535 33995,9 19184,4 14811,5 47,958 43,69 47,25%
1999-00 3,8-4,0 4,043 52754,5 71596,1 -18841,6 427,691 644,563 100%
4,0-4,2 3,535 26709,4 22012,4 4697 216,872 30,388
2000-01 3,8-4,0 4,043 62653,9 67149,5 -4495,6 157,084 249,505 100%
4,0-4,2 3,535 36861,8 17416,9 19444,9 92,421 178,72 82,41%
2001-02 3,8-4,0 4,043 76395,9 33169,4 43226,5 580,105 885,046 62,206 43,42%
4,0-4,2 3,535 40158,3 10652,7 29505,6 304,941 24,519 26,53%
С! - баланс массы системы ледников в соответствующих высотных зонах; значения А Н, Б, Л1 совпадают с табл. 1.
В табл. 4 дана оценка соотношения ТМ, поступивших на ледники и ушедших в сток при абляции по высотным зонам. С - баланс массы ледника высотной зоны, М1 - масса ТМ, выпавшая на ледники по высотным зонам; М2 - масса ТМ, выпавшая на высотный пояс 3,8-4,2 км, и М3 - масса ТМ, ушедшая в сток. Проценты в столбце М3 - доля ТМ, ушедшая в сток, для соответствующей высотной зоны.
Анализ таблиц 1-4 показывает:
1. В годы с положительным балансом ледников наблюдается наибольшее накопление ТМ в снежной толще, иногда на порядок.
2. Для всех рассматриваемых ТМ накопление в высотной зоне 3800-4000 м больше почти в 1,5 раза, чем в зоне 4000-4200 м, хотя отношение площади второй зоны к первой составляет 87,44%. Если учесть то, что суммарное накопление рассчитано до начала таяния на этом уровне, то можно предположить, что полученные значения ТМ характеризуют в основном вымывание примесей осадками.
3. В годы с отрицательным балансом ледников в высотном поясе 3800-4000 м ТМ, выпавшие на ледники, уходят в сток полностью.
4. Наибольшим содержанием выделяется 2п - 723 кг на площади 7,578 км в 2001/2002 балансовом году. В остальные годы также в основном превалирует содержание этого ТМ. За 2п следует Мп, содержание которого достигает 398 кг. Наименьшее содержание соответствует Л§.
Свинец, никель, цинк, ТМ, обладающие высокой токсичностью и высокой биохимической активностью, представляют наибольший интерес.
Следует отметить, что формы поступления ТМ в различные природные системы изучены достаточно подробно. Миграция же их в снежно-фирново-ледниковой толще практически не изучена. При постоянно существующих отрицательных или околонулевых температурах физико-химические процессы протекают по другим сценариям. Например, в
рекристаллизационной и холодной фирновой зоне все количество примесей, выпадающих на поверхность ледника, аккумулируется в толще, соответствующей годовому накоплению. В теплой фирновой зоне, в зависимости от снегонакопления, часть примесей также накапливается в нижележащей фирново-ледяной толще. В этой зоне полностью уходит в сток только на той части ледника, где отрицательный баланс.
Из табл. 4 следует, что в годы с положительным балансом в зоне 3,8-4,0 км уходит в сток менее половины ТМ, содержащихся в сезонной толще снега. В верхней зоне (4,0-4,2 км) уходит в сток менее 30% ТМ. В годы с отрицательным балансом в нижней зоне вся масса ТМ, поступившая на ледник, уходит в сток. В верхней зоне уходит в сток от 47% до 82% содержащихся в снежной толще ТМ.
Степень миграции рассмотренных ТМ в различных средах разная. В водорастворимой форме Pb, как правило, содержится 10-30%; Zn - 15-65%; Ni - 50% [10]. По нашим экспериментальным данным, около 40% Cr и 70% Mn находятся в водорастворимой форме [11]. Следовательно, если весь отложившийся снег стаивает и уходит в сток за пределы ледника, как, например, с правого борта ледника Гарабаши, то и вся масса ТМ вместе с талыми водами уходит с поверхности ледника. В случае положительного баланса часть ТМ в снежной толще при абляции фильтруется в нижележащую фирновую толщу.
Часть же ТМ накапливается в годовом остатке. В любом случае в зоне аккумуляции ледника из года в год идет накопление загрязняющих ледник примесей. Степень накопления ТМ в леднике зависит от многих факторов: от структурно-стратиграфических характеристик снежно-фирновой толщи, от снегонакопления, от крутизны ледника, от наличия ледяных прослоек, являющихся водоупорными горизонтами, от мощности самой снежно-фирновой толщи, от зоны льдообразования, где расположена рассматриваемая часть ледника. На данном этапе выполнения исследования не было определено внутреннее питание ледников на данной высотной зоне.
Выводы
Несмотря на практически повсеместное потепление, наблюдается региональное изменение баланса массы ледников. Так, за период продолжительностью шесть балансовых лет - с 1996/1997 гг. по 2001/2002 гг. - встречаются годы с положительным и отрицательным балансом для рассматриваемых ледников. Первый и последний годы были с положительным балансом. Четыре года - с 1997 г. по 2001 г. - были исключительно неблагоприятными для оледенения южного сектора Эльбруса.
Впервые для ледниковой системы рассчитан баланс тяжелых металлов в зоне максимального снегонакопления для южного сектора оледенения Эльбруса (ледники Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау) в интервале от 3800 м н.у.м до 4200 м н.у.м.
Выявлено крайне неравномерное распределение ТМ год от года. Наибольшее накопление ТМ характерно в годы с положительным балансом ледников. Содержание Zn и Mn на один, иногда на два порядка превышает концентрацию других рассмотренных ТМ. Вероятно, это результат влияния местного источника - Эльбрусского вулканического центра.
Выявлен характер накопления и миграции тяжелых металлов в зависимости от абсолютной высоты и баланса массы ледниковой системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Блинова В.Л. Сравнение химического состава некоторых ледников Кавказа и Средней Азии. МГИ, 1962. Вып. 6. С. 144-148.
2. Матвеев А.А. Химический состав снега, льда и атмосферных осадков района оледенения Эльбруса. // Гидрохимические материалы, 1964. Вып. 37. С. 10-22.
3. Супаташвили Г.Д. Гидрохимия ледников Кавказа и возможность оценки химического и изотопного состава атмосферных осадков прошлого. МГИ, 1984. Вып. 51. С. 201205.
4. Керимов А.М., Рототаева О.В., Хмелевской И.Ф. Оценка баланса химических примесей в леднике. МГИ, 2001. № 90. С. 130-133.
5. Бурцев И.И., Бурцева Л.В., Воробьева Т.И и др. Методика определения микроэлементов в природных объектах при проведении геофизических исследований // Тр. ВГИ, 1980. Вып. 45. С. 51-66.
6. Керимов А.М., Рототаева О.В., Хмелевской И.Ф. Распределение тяжелых металлов в поверхностных слоях снежно-фирновой толщи на южном склоне Эльбруса // Лед и снег, 2011. № 2(114). С. 24-34.
7. Рототаева О.В., Носенко Г.А., Хмелевской И. Ф., Тарасова Л.Н. Балансовое состояние ледника Гарабаши (Эльбрус) в 80-х и 90-х годах ХХ столетия. МГИ, 2003. Вып. 95. С.111-121.
8. Боровик Е.С., Кравцова В.И. Каталог ледников СССР. Том 8. Северный Кавказ. Часть 5. Бассейны рек Малка и Баксан. Л: Гидрометеоиздат, 1970. 146 с.
9. Новейший и современный вулканизм на территории России / Отв. ред. Н.П. Лаве-ров. М.: Наука, 2005. 604 с.
10. Роева Н.Н., Ровинский Ф.Я., Кононов Э.Я. Специфические особенности поведения тяжелых металлов в различных природных средах // Журнал аналитической химии, 1996. Т. 51. № 4. С. 384-397.
11. Керимов А.М., Залиханов М.Ч., Степанов Г.В., Черняк М.М., Урумбаев Н.А. Методика и некоторые результаты исследований загрязнения сезонных слоев Приэльбрусья // Тр. ВГИ, 1984. Вып. 54. С. 134-144.
DEPENDENCE OF ACCUMULATION OF HEAVY METALS FROM GLACIERS' MASS BALANCE (ON EXAMPLE OF THE SOUTHERN SECTOR OF GLACIATION
OF MOUNT ELBRUS)
A.M. KERIMOV1, L.P. GUSCHINA2, A.A. KERIMOV1, A.M. KHUTUYEV1
1Centre of geographical researches of the KBSC of RAS 3600002, KBR, Nalchik, 2, Balkarova strit.
Ph. 8(8662)72-08-71 E-mail: kbncran@mail.ru
2High - mountainous Geophysical Institute 360030, KBR, Nalchik, 2, Lenina avenue.
E-mail: vgikbr@rambler.ru
Article deals with a balance of heavy metals in the southern sector of the glaciation of Mount Elbrus: glaciers Garabashi, Small Azau and Great Azau. Accumulation, migration and balance of heavy metals for the zone of maximum snow accumulation for these glaciers: 3.8-4.2 km is discussed. The results of research for the period from 1996 till 2002 are presented. A dependence of accumulation and migration of heavy metals from the mass balance of glaciers is detected.
Key words: glacier, specific accumulation, specific ablation, balance, heavy metals, snow accumulation, concentration.
Работа поступила 18. 06. 2012 г. 88 Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН № 4 (48) 2012
