Глава 25. ГЕОХИМИЯ АКВАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Аквальные ландшафты рек

Поступление техногенных потоков определяет индикационное значение рек, так как, обладая значительной протяженностью, они содержат ценную информацию о контрастности и динамике загрязнения обширных речных бассейнов как единых ландшафтно-геохимических систем.

Малые реки. Природные и техногенные потоки поступают в первую очередь в каскадные системы низких порядков — в малые реки длиной около 100 км. Водосборные бассейны играют здесь основную роль в формировании стока воды, наносов, минерального и органического вещества.

Для оценки особенностей формирования и качества аквального ландшафта изучают каскадные системы малых рек без сильного техногенного воздействия. Как правило, воды, донные отложения и речные организмы загрязнены слабо и распределение химических элементов в них определяется ландшафтными особенностями бассейна, химическим составом вод, литолого-геохимическими свойствами илов и строением их профиля, систематикой гидробионтов. Так, изучение донных отложений реки Усы в Среднем Поволжье показало, что на расстоянии всей ее длины до впадения в Волгу (около 70 км) содержание микроэлементов варьирует слабо. Сельские поселения и сельскохозяйственная деятельность здесь ведут к незначительному повышению рН и минерализации воды, увеличению содержания тяжелых металлов в водах и илах. Контрастнее гидрохимические аномалии фосфора, аммонийного и особенно нитритного азота (до 3 — 10 раз выше уровня в залесенных верховьях). Накопления подвижных форм микроэлементов при агротехногенезе особенно проявляется в илисто- алевритовых илах. Песчаные осадки, напротив, содержат минимальные концентрации металлов на всем протяжении реки (25.7.) и, таким образом, хуже фиксируют слабое загрязнение.Сильное техногенное воздействие испытывают малые реки в районах добычи и переработки полезных ископаемых, а также в промышленных городах оно проявляется в формировании техногенных илов, загрязнении всех компонентов аквального ландшафта, почти полном уничтожении биоты.

В районах рудных полей, окисляющихся сульфидных месторождений в донных гидрокарбонатно-кальциевые трансаккумулятивные на крупных алевритах (по В.А. Алексеенко и А.Д. Хованскому отложениях формируются контрастные (десятки и сотни единиц фонов) потоки рассеяния тяжелых металлов — цинка, свинца, меди, ртути, кадмия (Г.А. Голева, В.В. Поликарпочкин и др.). При открытой разработке этих руд в илах рек формируются еще более контрастные техногенные потоки рассеяния типоморфных металлов (П.В. Елпатьевский и др.).

В промышленных городах поступление основных элементов-загрязнителей в местные водоемы происходит с ливневым (цинк, свинец, медь, кадмий) и канализационным (олово, хром, кадмий, медь) стоком (25.8.). Геохимия донных илов определяется промышленной специализацией города (табл. 25.8.).

Влияние небольших и средних промышленных городов без крупных и токсичных производств проявляется в донных илах, как правило, на протяжении 4 — 5 км по течению реки, причем содержание основных загрязнителей уменьшается в несколько раз. Обычно выделяются универсальные элементы- индикаторы промышленного загрязнения (в бассейне р. Струма — серебро, олово) и частные (специальные) индикаторы, указывающие на специализацию отдельных промышленных центров: для Кюстендила — это медь (приборостроение, электротехника, деревообработка, бумажная и текстильная промышленность), для Сандански — цинк, никель (бумажная и пищевая промышленность, приборостроение).

Объемы техногенных потоков и концентрации загрязняющих веществ в некоторых городах настолько велики, что содержание элементов в илах превышает фон в сотни и тысячи раз (техногенные геохимические аномалии)

Исследования Е.П. Янина загрязнения малых рек ртутью и другими металлами в Подольске (р. Пахра), Саранске (р. Инсар) и Темир-Тау (р. Нура) показали, что в техногенезе при общем преобладании растворенных форм резко возрастает доля взвешенных форм миграции металлов. Техногенные илы на территории промышленных городов с мощными токсичными производствами представляют собой вторичные источники загрязнения, как бы "химические бомбы замедленного действия" (В. Стиглиани). При изменении гидрологического режима, химических параметров воды и др. условий среды может начаться неконтролируемая быстрая мобилизация поллютантров из илов, загрязнение вод и гидробионтов.

Средние и крупные реки. Геохимические особенности аквальных ландшафтов речных бассейнов более высоких порядков определяются составом вод, поступающих с притоками из верхней части магистральной реки и влиянием местных техногенных источников. Эколого-геохимическая оценка территории в этом случае базируется на анализе природных и техногенных потоков вещества в каскадных системах разного порядка. Оптимально сочетание исследований геохимии аквальных ландшафтов магистральной водной артерии, AJ1 ее притоков

Такой "бассейновый подход" применили Р. Пенин и Н.С. Касимов при оценке эколого-геохимического состояния территории Юго-Западной Болгарии, почти полностью расположенной в бассейне р. Струмы. Она берет начало в массиве Витоша, протекает в отрогах Рила-Пиринского и Осогово-Беласицкого массивов, Краищенских гор и впадает в Орфанский залив Эгейского моря. Длина реки 415 км, в том числе на территории Болгарии — 290 км. Бассейн представляет собой чередование средне- и низкогорных массивов с хвойными и широколиственными лесами и горными лугами (Рила, Пирин, Витоша, Осогово-Беласица, Конявская и Земенская планины) и котловин (Перникская, Радомирская, Кюстендильская, Благоевградская и др.).

Бассейн р. Струмы — один из наиболее индустриальных районов Болгарии, где расположены промышленные комплексы Перник-Темелково-Радомир, Кюстендил, Станке — Димитров, Благоевград, Сандански и др. Основными источниками загрязнения являются промышленные и неутилизованные коммунально-бытовые отходы и стоки, а также средства химизации хорошо развитого сельского хозяйства.

Для оценки состояния бассейна отбирались пробы глинисто-алевритовой фракции донных отложений р. Струмы и 25 ее притоков, а также изучалась ландшафтно-геохимическая структура заповедных и других охраняемых территорий в бассейне (25.10.).

В бассейне р. Струмы, как и в других достаточно больших по площади бассейнах, выделяются 3 группы рек или отдельных их участков:

на всем протяжении или в замыкающих створах, влияния локальных техногенных источников и ландшафтно-геохимического изучения водосборов.

Фоновые — практически не подверженные техногенезу. К ним относятся верховья многих малых рек, начинающихся в горных массивах, обрамляющих бассейн Струмы. Формула геохимической специализации этих рек отражает в основном хром-молибденовую металлогеническую специализацию территории (в кларках концентрации)

Слабозагрязненные — более интенсивно используемые средние и нижние части долин, в которых развито сельское хозяйство и выше плотность населения. Их формула указывает на слабое свинцово-серебряное загрязнение: Ag4,Pb3,Sn,Cr2,Zn,Moi?5

Геохимически аномальные аквальные ландшафты формируются в речных долинах, куда поступают отходы, выбросы и стоки промышленных городов. Донные осадки и другие компоненты аквального ландшафта изучаются выше промышленного узла, непосредственно на его территории и ниже по течению реки. Техногенная геохимическая специализация города четко отражается в составе донных осадков (25.11.).

В магистральной реке фиксируется загрязнение от промышленных центров, расположенных в ее долине или от наиболее загрязненных притоков. Более загрязнена металлами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) верхняя и средняя часть бассейна, где сосредоточены промышленные центры (точки 5 — 13 на 25.10., 25.12.и 25.13.). Ниже г. Благоевграда контрастность техногенных аномалий в донных осадках уменьшается из-за увеличения водности потока, разбавления загрязняющих веществ и уменьшения промышленного воздействия. ПАУ образуют более контрастные аномалии, чем тяжелые металлы (25.13.), и являются лучшими индикаторами загрязнения.

Техногенные аномалии в аквальных ландшафтах крупных равнинных рек обычно формируются на геохимических барьерах — биогеохимическом, сорбционном карбонатном, глеевом, сульфидном. В промышленных районах встречаемость аномалий и барьеров выше, они лучше выражены в низовьях рек, куда поступают загрязнители со всего бассейна. Так, воды и донные осадки Рейна и Дона наиболее загрязнены в самом нижнем течении.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов