ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОДНОРОДНОСТЬ ИОННО-СОЛЕВОГО СОСТАВА ВОДЫ БАЛХАШ-ИЛЕЙСКОГО И АРАЛО-СЫРДАРЬИНСКОГО БАССЕЙНОВ
Авторы:
1.
Балхашский филиал Казахского научно-исследовательского института рыбного хозяйства
2.
Казахский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства, Балхашский филиал
Тип:
Статья
Страницы:
с 111
по 115
Статус:
Опубликован
Получено:
05.06.2013
Одобрено:
25.06.2013
Опубликовано:
25.06.2013
Классификаторы:
УДК 26.221.1:26.222.61
ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
ББК 556.11:550.4
ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
ББК 556.11:550.4
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
токсиканты, загрязнение, бентофаги, биокумуляция, биоресурсы, бионакопление
Аннотация (русский):
Малый Арал и оз. Балхаш относятся к крупнейшим водоемам Казахстана. Их водными артериями являются реки Сырдарья и Иле. К наиболее важным гидрохимическим параметрам естественных водоемов относится ионно-солевой режим. Особенностью состава воды оз. Балхаш и опресненной зоны Малого Арала, при минерализации от 2600–6000 мг/дм3, является преобладание среди анионов сульфатных ионов, в катионном составе происходит увеличение концентрации щелочных металлов. Ионный состав воды характеризуется индексом SІІNa. Дальнейший рост минерализации воды в пределах 5000–11700 мг/дм3 приводит к формированию воды смешанного состава, затем к доминированию сульфатных и хлоридных ионов. Состав воды приобретает индекс SІІNa → SCIІІNa → CIІІNa.
Малый Арал и оз. Балхаш относятся к крупнейшим водоемам Казахстана. Их водными артериями являются реки Сырдарья и Иле. К наиболее важным гидрохимическим параметрам естественных водоемов относится ионно-солевой режим. Особенностью состава воды оз. Балхаш и опресненной зоны Малого Арала, при минерализации от 2600–6000 мг/дм3, является преобладание среди анионов сульфатных ионов, в катионном составе происходит увеличение концентрации щелочных металлов. Ионный состав воды характеризуется индексом SІІNa. Дальнейший рост минерализации воды в пределах 5000–11700 мг/дм3 приводит к формированию воды смешанного состава, затем к доминированию сульфатных и хлоридных ионов. Состав воды приобретает индекс SІІNa → SCIІІNa → CIІІNa.
Ключевые слова:
токсиканты, загрязнение, бентофаги, биокумуляция, биоресурсы, бионакопление
токсиканты, загрязнение, бентофаги, биокумуляция, биоресурсы, бионакопление
Аральское море и оз. Балхаш относятся к крупнейшим материковым водоемам Казахстана. Главными водными артериями Малого Арала и оз. Балхаш являются реки Сырдарья и Иле, берущие начало за пределами Казахстана, в северо-западной части Центрального Тянь-Шаня. Сырдарья и Иле – трансграничные реки, поэтому формирование гидрохимического режима их водной среды происходит под воздействием природных и антропогенных факторов, обусловливающих их загрязнение как с территории Казахстана, так и с территории сопредельных государств. Наиболее важным параметром в гидрохимии водоемов является солевой режим. В связи с этим основная цель исследований заключалась в анализе и регистрации антропогенной и генетической природы ионно-солевого состава воды в двух крупнейших водоемах республики. Изучение и анализ последствий антропогенного вмешательства, в результате которого нарушаются водный режим и солеобмен водоемов, являются актуальными на современном этапе. Формирование гидрохимического режима и качественных показателей воды рек Иле и Сырдарьи, по мнению ряда исследователей [1, 2], происходит в основном в двух зонах. Зоной природного формирования стока считается верхнее течение рек, расположенное в незагрязненной, неорошаемой части бассейна. По результатам многолетних исследований [3, 4] и данным гидрометеорологических наблюдений [5] в верховьях обеих рек минерализация воды составляет 200–500 мг/дм3, что позволяет отнести ее к категории слабоминерализованных вод. По соотношению ионов вода рек в этой зоне принадлежит к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе. В зонах рассеивания и транзита стока, расположенных в среднем и нижнем течении рек, формирование солевого состава и минерализации определяется в основном антропогенными факторами – влиянием возвратных вод с полей орошения, различных промышленных и бытовых стоков, коллекторно-дренажных вод. Результатом антропогенного воздействия является повышение уровня минерализации воды на нижних участках рек. В приустьевой зоне, по данным [2], минерализация воды р. Сырдарьи колеблется в диапазоне 1200–2800 мг/дм3, по результатам исследований 2012 г. – в диапазоне 1095–2122 мг/дм3. Темп роста минерализации воды вниз по течению при впадении в Малый Арал увеличивается в 3,5–5,6 раза. В р. Сырдарье от истока до устья показатель анионного состава перемещается от гидрокарбонатного класса к сульфатному. В катионном составе вниз по течению увеличивается содержание щелочных металлов – примерно в 10 раз, магния – в 7,5 раза, а кальция – лишь в 2,0–2,5 раза. В процессе транзита воды вниз по течению рост минерализации воды в р. Иле значительно ниже, чем в р. Сырдарье, т. к. она менее подвержена антропогенному загрязнению, и увеличивается по пути следования от 200–330 до 400–540 мг/дм3, т. е. в 1,6–2,0 раза. В приустьевых участках р. Иле и ее протоков Нарына, Жидели, Ийр минерализация, в зависимости от водности и сезона, составляет 600–1000 мг/дм3. По ионному составу вода р. Иле от истока до устья относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу, что характерно для слабоминерализованных речных вод. В приустьевых участках рек вода классифицируется уже как сульфатно-натриевая. Сезонные и межгодовые вариации основных компонентов минерализации обусловлены не только нестабильным проявлением антропогенных факторов, но и многолетней ритмикой уровенного режима. Наиболее низкие концентрации солей соответствуют многоводным гидрологическим циклам. В таблице представлены значения минерализации и процент-эквивалентное содержание ионов в воде изучаемых объектов. Соленость воды оз. Балхаш отличается большой неоднородностью по акватории. Минерализация воды Западного Балхаша меняется в интервале 680–2200 мг/дм3, в центральной части озера она составляет 2400–3100 мг/дм3, в последнем районе Восточного Балхаша соленость повышается до 4900–5600 мг/дм3. По сумме растворенных солей ниже 1 000 мг/дм3 вода в районе влияния р. Иле является пресной, в остальных районах Западного и Восточного Балхаша, с минерализацией больше 1 000 мг/дм3, вода классифицируется как солоноватая. Минерализация и процент-эквивалентное содержание ионов воды исследуемых водоемов ВодоемΣионов, мг/дм3Процент-эквивалентное содержание главных ионовИндекс воды НСО3SO4CICaMgNa + K Река Иле41424,917,39,323,810,514,2СІІСа Устье р. Иле85314,820,815,010,214,324,8SIINa Река Сырдарья1 0957,434,97,7215,916,417,6SIINaMg Устье р. Сырдарьи2 1223,3132,114,59,5216,824,0SIINa Малый Арал Тип 1 Тип 2 Тип 3 Тип 4 Тип 56 3071,324,224,58,2215,326,4SCIIINa 6 7841,324,624,18,514,427,1SCIIINa 9 0681,0424,524,57,215,527,4SCIIINa 9 7811,023,725,37,214,828,0CISІІNa 10 3961,123,825,17,513,029,5CISІІNa Озеро Балхаш 1 район 2 район 3 район 4 район 5 район 6 район 7 район 8 район89214,520,815,058,9115,2025,5SIINa 86414,920,714,98,0616,425,06SIINa 1 39111,1422,6716,494,6316,8028,27SIINa 1 74610,4523,8316,864,4116,3028,11SIINa 2 7358,8123,3918,222,3317,1930,0SIINa 3 1698,8423,2120,021,6216,7129,6SCIIINa 3 9498,6920,7621,031,0516,3432,1CISIINa 4 9837,9319,0720,871,5915,6134,93CISIINa Средняя соленость воды распресненной части Малого Арала в исследуемый весенний период составляла 5700 мг/дм3, осенью повысилась до 7400 мг/дм3. Максимальные значения минерализации (9000–11700 мг/дм3) характерны для центральной части и осолоненной воды залива Бутакова. Минимальные показатели (4000–6300 мг/дм3) наблюдались в приустьевой и в восточной части моря. По сумме растворенных солей вода относится к солоноватой. Анализ полученных данных подтверждает факт метаморфизации ионно-солевого состава воды в экосистемах изучаемых водоемов. Расчеты коэффициентов сравнения в процент-эквивалентом выражении (табл.) позволяют количественно оценить изменение соотношений ионов и судить о направлении процессов, приводящих к метаморфизации. Характер этих изменений и направленность процессов метаморфизации в водных системах наглядно отражают треугольники Фере (рис.). По ионному составу вода рек Иле и Сырдарья в верхнем течении с минерализацией 200–400 мг/дм3 принадлежит к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, второму типу. Гидрокарбонатные ионы составляют 24–32 процент-эквивалентов от суммы солей, ионы кальция – 20–25 процент-эквивалентов. Фигуративные точки данного состава воды отражены на треугольниках Фере. Точки анионного состава располагаются в верхнем гидрокарбонатном треугольнике, точки катионного состава – в верхнем кальциевом треугольнике. Ca HCO3 50 % 50 % 10 40 10 40 20 30 20 30 Na + K Ca Cl HCO3 30 20 30 20 40 10 40 10 50 % 10 20 30 40 50% 50 % 10 20 30 40 50% Na + K Mg Cl SO4 Mg SO4 – фигуративные точки ионно-солевого состава воды Малого Арала – фигуративные точки ионно-солевого состава воды оз. Балхаш – фигуративные точки ионно-солевого состава воды рек Иле и Сырдарья Метаморфизация ионно-солевого состава воды Балхаш-Илейского и Арало-Сырдарьинского бассейнов В среднем и нижнем течении рек при росте минерализации с 400 до 1000 мг/дм3 содержание сульфатов возрастает с 18 до 24 процент-эквивалентов, щелочных металлов – с 10 до 17 процент-эквивалентов. Концентрация гидрокарбонатов снижается от 7 до 15 процент-эквивалентов. Показатели катионного состава перемещаются в сторону натриевого треугольника, а анионного состава – от гидрокарбонатного треугольника к сульфатному. В приустьевых участках при росте минерализации до 2100 мг/дм3 метаморфизация катионного состава воды происходит в направлении дальнейшего увеличения содержания щелочных металлов с 17 до 24 процент-эквивалентов, сульфатных ионов – с 23 до 32 процент-эквивалентов. Фигуративные точки данного состава воды располагаются в сульфатном треугольнике, катионного состава – в центральном треугольнике, занимая верхнюю левую часть. Особенностью состава воды оз. Балхаш и опресненной зоны Малого Арала при минерализации от 2100 до 6000 мг/дм3 является преобладание среди анионов сульфатных ионов – от 21 до 26 процент-эквивалентов, о чем свидетельствуют фигуративные точки, компактно расположенные в сульфатном треугольнике. В катионном составе происходит увеличение концентрации щелочных металлов с 27 до 36 процент-эквивалентов, фигуративные точки располагаются в натриевом треугольнике. При диапазоне минерализации от 5000 до 11700 мг/дм3 метаморфизация ионно-солевого состава характеризуется увеличением относительного содержания хлора и натрия. Процент-эквивалентное содержание хлора приближается к процент-эквивалентному содержанию сульфатов и характеризуется значениями 20–26, при процент-эквивалентном содержании сульфатов 21–24. Отметим, что одновременно происходит снижение концентрации кальция и гидрокарбонатов до 1,0 и 24,0 процент-эквивалентов соответственно. Фигуративные точки анионного состава воды Малого Арала перемещаются в правый нижний угол хлоридного треугольника, а фигуративные точки оз. Балхаш расположились на границе смешанного и хлоридного треугольников. Фигуративные точки катионного состава воды обоих водоемов располагаются в натриевом треугольнике. Таким образом, многообразие природных и антропогенных факторов обусловливает глубокие изменения в ионном составе речных вод, что приводит к определенным процессам метаморфизации. Причиной роста и изменения минерализации вниз по течению рек является влияние в бассейнах орошаемого земледелия, при этом р. Сырдарья в большей степени подвержена антропогенному загрязнению. Возвратные воды с полей орошения способствуют трансформации ионного состава воды с гидрокарбонатно-кальциевого в сульфатно-натриевый класс. Индекс воды переходит от СІІСа через СІІСаNa к SІІNa. Дальнейший рост минерализации воды в оз. Балхаш и Малом Арале направленно приводит к формированию воды смешанного анионного состава, затем к доминированию сульфатных и хлоридных ионов. В катионном составе происходит рост концентрации щелочных металлов, ионный состав воды приобретает индексы SІІNa → SCIІІNa → CIІІNa . Генетическая однородность состава вод оз. Балхаш и Малого Арала заключается в том, что вода обоих водоемов характеризуется резким преобладанием щелочных металлов, в анионном составе доминируют сульфатные и хлоридные ионы.
1. Амиргалиев Н. А. Арало-Сырдарьинский бассейн: гидрохимия, проблемы водной токсикологии / Н. А. Амиргалиев. Алматы, 2007. 224 с.
2. Амиргалиев Н. А. Режим гидрохимических показателей реки Сырдарьи в условиях антропогенных воздействий / Н. А. Амиргалиев, Л. А. Гоголь, Е. Жексенбай, С. Е. Саянов // Экология и гидрофауна водоемов трансграничных бассейнов Казахстана. Алматы, 2008. С. 82-91.
3. Шаухарбаева Д. С. Гидрохимические параметры реки Иле в среднем и нижнем течении / Д. С. Шаухарбаева, Т. Я. Лопарева // Экология и гидрофауна водоемов трансграничных бассейнов Казахстана. Алматы, 2008. С. 185-191.
4. Ревина С. К. Метаморфизация солевого состава аральской воды при ее концентрировании в природных условиях / С. К. Ревина // Химические ресурсы морей и океанов. М.: Наука, 1970. С. 12-17.
5. Кипшакбаев Н. К. Региональные проблемы водного хозяйства / Н. К. Кипшакбаев. Алматы: ТОО РПИК «Дәуір», 2004. 466 с.
