Chemical composition of shallow groundwater of the Poyang Lake catchment (China).pdf Самое крупное пресное озеро в Китае - оз. Поянху - представляет собой уникальную экосистему, которая, является не только средой обитания редких видов животных и птиц, но и важной частью хозяйственной жизни провинции Цзянси, где оно расположено. Ресурсы пресных вод используются здесь как в бытовых, так и в промышленных и сельскохозяйственных целях. Обширные территории в пределах бассейна оз. Поянху орошаются для выращивания риса. Эти факторы обусловливают значительную антропогенную нагрузку на экосистему района. Кроме этого, на экологическую ситуацию значительное влияние оказывает высокая плотность населения. Вероятно, происходит существенное изменение химического состава неглубоко залегающих грунтовых вод, которые в некоторых районах используются населением в питьевых целях. При значительном объеме информации о химическом составе поверхностных вод района исследований [1-7] данные о грунтовых водах практически отсутствуют. В сложившейся ситуации всестороннее изучение химического состава грунтовых вод и условий его формирования является, на наш взгляд, приоритетным направлением исследований для данного региона, поскольку это позволит разработать эффективные методы экологической оценки качества водных ресурсов и организовать мониторинг динамики изменений их химического состава. 1. Описание района исследований. Район исследований, расположенный на территории ЮгоВосточного Китая, приурочен к северной части водосборного бассейна оз. Поянху. В свою очередь оз. Поянху является основной гидрологической подсистемой р. Янцзы и служит для нее естественным регулятором стока. Географически водоем разделен на две части горой Соньмэньшань: обширная мелководная южная часть и вытянутая глубокая северная, где через протоку осуществляется водообмен с р. Янцзы. Площадь водосборного бассейна оз. Поянху составляет порядка 162 225 км2 [8]. Рассматриваемый район приурочен к провинции субтропического климата и характеризуется обильными осадками, порядка 1 400-2 400 мм/год [9]. Распределение осадков по сезонам года крайне неравномерно, поскольку контролируется влиянием восточноазиатского муссона. Влажный сезон продолжается с марта-апреля по июнь, в это время обильные дожди обеспечивают большой объем поверхностного стока в озеро. С июля по сентябрь количество осадков резко снижается, а значения испарения достигают своего максимума [10], и приблизительно с середины сентября в регионе устанавливается сухой сезон, который длится до декабря-февраля, в этот период поверхностный сток очень низок [11]. Рельеф водосборного бассейна оз. Поянху весьма разнообразен - от горных массивов максимальной высотой до 2 200 м над уровнем моря, приуроченных главным образом к краевым частям бассейна, до аллювиальных равнин, расположенных в пониженных участках рельефа, преимущественно в долинах рек [10, 12]. Само оз. Поянху расположено в пределах депрессии с крайне низкими абсолютными отметками, наименьшая из которых составляет 32 м над уровнем моря [12]. Район исследований относится к Янцыйскому гидрогеологическому району и охватывает главным образом территорию Наньчанского и, в меньшей степени, Восточно-Наньчанского артезианских бассейнов (рис. 1). Подземные воды внешней области питания формируются в зоне экзогенной трещиноватости, в зонах разрывных нарушений, а в зоне развития известняках, кроме того, и в карстовых полостях [13]. Однако первые от поверхности водоносные горизонты карбонатного состава распространены в районе исследований только локально, преимущественно к северу-западу от оз. Поянху. Во внутренних областях питания артезианских бассейнов водоносными являются рыхлые и пористые толщи песчано-глинистых и эффузивных пород мезозойского, палеогенового, неогенового и четвертичного возраста, а также трещинно-пористые отложения красноцветных кор выветривания. Четвертичные отложения внутренних областей питания бассейнов характеризуются невыдержанностью состава в разрезе и по простиранию, что обусловливает их неравномерную водоносность [13]. 2. Методика исследований. Гидрогеохимическое опробование на территории водосборной площади оз. Поянху осуществлялось в ноябре 2011 г., при этом были опробованы бытовые колодцы и скважины, вскрывшие неглубокозалегающие грунтовые воды. Расположение точек пробоотбора показано на рис. 2. Район опробования, главным образом, располагается к северу от оз. Поянху и в бассейнах рр. Ганьцзян и Сюшуй к западу от озера. В каждой точке отбирали 1 л воды в пластиковые бутылки для определения основных компонентов химического состава (HCO3-, SO42-, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, NO3). Удельная электрическая проводимость, темпе- ского геологического университета (г. Пекин) меторатура и pH были измерены in situ. Химический со- дами титриметрии и ионной хроматографии (Dionexстав природных вод исследован в лаборатории Китай- 900). Общее количество проб составило 54. Рис. 1. Схема гидрогеологического районирования восточной части Янцзыйского гидрогеологического района [13]. Артезианские бассейны: 1 - Наньчанский; 2 - Восточно-Наньчанский; 3 - Сюйцзянский; 4 - Верхне-Ганьцзянский; 5 - Средне-Ганьцзянский; 6 - Восточно-Хэньянский; 7 - Хэньянский При обработке результатов химического состава грунтовых вод весь массив данных был разделен на типы исходя из особенностей их химического состава, а также приуроченности к территориям с различным уровнем экономического и сельскохозяйственного развития. С целью выявления функциональных зависимостей между поведением основных компонентов подземных вод в программе Statistica 8 были рассчитаны коэффициенты линейной корреляции Пирсона при заданном уровне значимости p < 0,01 для компонентов pH, Eh, Cl-, SO42-, HCO3-, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NO3-и минерализации. 3. Результаты. Подземные воды района оз. Поянху являются ультрапресными (минерализация до 200 мг/л) и умеренно пресными (минерализация 200500 мг/л), лишь в нескольких точках минерализация вод превышает 500 мг/л. Среднее значение минерализации для вод района исследований составляет 229 мг/л. Кислотно-щелочные свойства среды изменяются в широких пределах, рН варьирует от 4,75 до 7,26, т.е. среда изменяется от кислой до нейтральной. Среднее значение рН исследуемых вод составляет 6,20. По мере роста минерализации вод рН возрастает, при этом в ультрапресных водах отмечается резкое увеличение рН, а в водах с более высокой минерализацией этот рост замедляется (рис. 3). Результаты анализа общего химического состава грунтовых вод приведены в табл. 1. Катионный состав рассматриваемых вод в целом соответствует составу грунтовых вод провинции субтропического климата. В водах отмечается примерно равное содержание натрия и кальция, концентрация которых составляет 1,0-53,0 и 1,8-98,0 мг/л соответственно. В отдельных точках (J2, J3, J6, J11, J32) отмечаются аномально высокие концентрации калия, достигающие 57,4, 40,5, 39,0, 38,0 и 21,5 мг/л соответственно. Согласно рис. 4 с ростом минерализации закономерно увеличиваются концентрации практически всех катионов. При этом в ультрапресных водах невозможно выделить доминирующий катион, однако в водах с минерализацией более 200 мг/л преобладающим катионом является кальций. Подобное явление может быть обусловлено тем, что катионный состав вод на начальных стадиях формирования хи- особенность поведения иона Mg2+, концентрация мического состава во многом определяется составом которого незначительно, но очевидно, снижается при вмещающих горных пород [14]. Следует отметить повышении минерализации до 600 мг/л. Рис. 2. Карта расположения точек опробования грунтовых вод 7.5 7 5.5 1 6 5.5 5 4.5 0 200 4GD £0G 800 Минерализация, мг/л Рис. 3. Зависимость между значением рН и общей минерализацией грунтовых вод Рис. 4. Диаграммы зависимости концентрации основных катионов (а) и анионов (б) в грунтовых водах от их общей минерализации Анионный состав рассматриваемых вод не столь типичен для вод провинции субтропического климата. В рассматриваемых водах отмечаются высокие концентрации сульфат-иона, хлорид-иона, нитрат-иона, однако доминирующим анионом все же является гидрокарбонат-ион (рис. 4). Концентрации сульфат-иона изменяются от 1,36 до 147,9 мг/л при среднем 12 мг/л. Воды с повышенными содержаниями сульфат-иона приурочены к северной и восточной частям района исследований. Содержание хлорид-иона изменяется от 1,23 до 101,8 мг/л. При этом воды с вышефоновыми концентрациями хлорид-иона характеризуются практически повсеместным распространением. Отличительной особенностью рассматриваемых вод является значительное содержание нитрат-иона. Повышенные относительно среднего значения концентрации нитратов (12,9 мг/л) отмечаются более чем в половине точек опробования. Относительно среднего содержания в водах провинции субтропического и тропического климата, по данным С.Л. Шварцева [14], превышение характерно для подавляющего большинства точек опробования. Максимальная концентрация NO3- наблюдается в точке J11 и составляет 206,3 мг/л. С ростом минерализации концентрация NO3- , как и всех анионов, увеличивается (рис. 4). Наличие на территории исследований вод с повышенными концентрациями SO42-, Cl-, NO3- и K+ обусловило выделение здесь химических типов вод, которые не являются характерными для данной геохимической провинции, а именно хлоридно-нит-ратных, нитратно-хлоридных, нитратных, сульфатногидрокарбонатных и сульфатно-хлоридно-гидрокар-бонатных по анионному составу; калиево-натриевокальциевых, кальциево-калиевых, кальциево-натриево-калиевых по катионному составу (рис. 5). Т а б л и ц а 1 Химический состав грунтовых вод водосборной площади оз. Поянху № пробы T pH Cl' SO42- NO3- HCO3- Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Min1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ед. измерения °С Ед. рН мг/л J1 18,2 6,26 8,42 13,87 9,35 48,3 18,77 1,43 3,82 8,00 112,0 J2 19,3 6,64 37,01 75,78 42,15 140,8 35,58 57,38 11,69 38,69 439,0 J3 21,3 6,57 34,52 46,55 24,50 175,4 31,44 40,52 12,82 42,18 407,9 J4 18,3 6,41 70,88 68,54 80,18 92,0 44,42 8,70 20,78 47,74 433,3 J5 19,2 4,75 25,62 12,94 80,66 5,41 11,85 3,64 11,20 15,13 166,5 J6 20,2 6,53 69,38 147,9 89,94 244,7 52,72 38,99 26,33 98,21 768,2 J7 18,6 5,87 37,53 24,44 66,94 42,2 18,81 1,81 15,08 32,09 238,9 J8 18,1 5,59 4,80 5,31 14,19 11,9 3,70 2,28 1,89 5,37 49,5 J9 17,4 5,38 25,98 5,14 47,24 11,7 22,65 1,70 4,99 8,40 127,8 J10 17,3 6,10 2,78 3,15 10,34 22,7 5,66 0,99 2,14 5,74 53,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 J11 19,0 6,80 51,16 82,06 206,3 155,3 51,22 38,03 30,54 94,52 709,1 J13 18,7 6,67 30,28 11,58 9,78 217,9 25,18 8,44 17,61 37,74 358,5 J14 17,0 6,60 10,20 1,36 54,26 6,06 10,08 2,97 5,16 7,12 97,2 J15 21,0 5,73 32,98 11,34 24,42 24,9 25,45 4,60 2,86 11,90 138,5 J16 20,3 6,85 5,12 8,36 0,10 34,7 4,83 1,40 2,64 8,95 66,1 J17 19,0 6,60 3,24 6,62 Н.д. 68,9 4,73 1,60 6,00 13,03 104,1 J18 17,8 6,27 1,45 1,49 Н.д. 100,7 17,61 0,95 5,38 11,21 138,8 J19 18,8 5,04 15,37 11,90 35,48 6,50 10,54 0,93 4,46 5,25 90,4 J20 20,0 6,15 23,04 12,98 2,39 333,5 18,82 1,46 29,61 61,22 483,0 J21 18,5 5,23 7,47 3,56 1,10 6,28 7,56 0,58 1,07 1,77 29,4 J22 20,4 6,29 27,68 34,98 30,74 81,0 13,78 2,06 14,88 29,92 235,0 J23 21,9 6,57 7,87 4,01 35,41 8,88 5,76 8,98 1,83 5,94 78,7 J24 21,7 6,65 33,34 14,97 3,21 225,2 17,95 6,40 11,63 67,61 380,3 № пробы T pH Cl- SO42- NO3- HCO3- Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Min1 J25 22,0 7,16 3,60 2,76 7,52 3,25 1,04 1,53 1,14 3,20 24,0 J26 20,6 7,17 1,23 1,94 0,68 35,7 2,91 10,61 0,23 5,30 58,6 J27 21,7 6,42 10,57 10,26 8,41 21,7 6,96 12,00 1,26 5,07 76,2 J29 21,2 5,52 24,99 11,17 24,23 16,5 11,75 1,23 5,73 12,31 107,9 J30 21,5 6,34 12,80 12,20 13,45 26,0 11,09 2,87 2,21 11,44 92,1 J31 20,7 6,26 19,52 3,04 35,15 16,2 11,87 1,16 3,49 12,45 102,9 J32 23,0 7,13 57,81 31,24 73,83 89,2 36,34 21,52 3,77 49,07 362,8 J33 22,0 6,37 6,11 2,99 12,89 10,8 3,90 1,79 0,77 6,68 46,0 J34 21,3 6,30 2,14 3,05 0,57 47,0 4,81 0,91 2,09 9,33 69,9 J35 22,5 6,70 2,57 2,02 2,32 89,0 2,19 0,81 3,37 25,01 127,3 J36 19,3 6,90 23,77 29,96 34,74 122,4 17,12 4,17 11,16 42,63 285,9 J37 19,3 6,80 42,55 8,92 75,54 13,2 37,96 4,32 4,80 14,46 201,8 J38 20,4 6,46 57,63 20,05 17,42 191,4 28,70 2,26 15,91 57,03 390,4 J51 19,4 6,34 23,51 30,58 15,93 93,1 22,17 2,95 8,46 25,74 222,5 J52 19,9 7,30 13,58 19,19 3,42 142,9 12,96 2,91 6,21 42,06 243,3 J53 17,6 6,34 1,62 1,98 2,03 76,4 7,77 0,95 3,11 14,11 108,0 J54 21,0 7,26 44,54 43,15 1,00 353,0 20,22 1,82 31,58 67,06 562,4 J55 19,0 7,25 2,24 3,65 1,95 21,7 4,71 0,61 1,26 3,28 39,4 J56 19,8 7,06 9,68 10,42 И. д. 137,9 11,77 2,41 7,77 29,27 209,3 J57 19,6 6,32 17,70 21,39 11,31 78,2 17,26 1,57 6,02 19,04 172,5 J58 18,8 7,61 22,93 57,47 5,55 175,6 22,41 2,99 13,37 53,97 354,3 J59 18,7 6,71 101,8 111,4 60,99 176,9 51,26 3,56 31,33 83,68 621,0 J60 18,9 6,62 32,47 27,15 16,07 111,2 20,39 0,89 15,28 29,33 252,7 J61 17,7 6,78 19,41 86,14 21,71 154,7 18,20 0,93 20,84 53,43 375,3 J62 19,1 6,89 16,07 58,40 9,43 135,8 13,88 0,63 20,98 45,55 300,8 J63 17,8 7,17 24,91 52,74 И. д. 243,2 31,06 3,79 16,24 62,22 434,2 J64 19,5 8,41 13,45 26,56 32,72 94,9 11,92 7,30 7,98 34,04 228,9 J65 18,4 6,70 45,44 17,26 9,30 215,8 19,87 0,77 21,70 55,05 385,2 J66 17,2 5,38 10,12 3,16 15,35 7,81 12,29 1,07 1,17 2,93 53,9 J67 15,8 5,38 2,09 2,05 12,60 12,2 3,99 0,85 0,97 3,29 38,0 J68 16,7 5,15 11,50 9,73 33,02 28,1 13,39 5,21 2,97 11,07 115,0 Кларк по С.Л. Шварцеву2 И. д. 6,4 7,35 7,10 1,52 109 10,9 2,25 8,07 16,6 185 1 Минерализация; 2 средний химический состав грунтовых вод провинции тропического и субтропического климата [14]; «И.д.» - нет данных. Рис. 5. Диаграмма Пайпера с нанесением данных по составу подземных вод водосборного бассейна оз. Поянху Однако более целесообразным является деление вод на типы в соответствии с ландшафтно-геохимическими условиями. Так, на территории водосборной площади оз. Поянху выделяются два основных типа вод. Первый тип - относительно чистые грунтовые воды - приурочен преимущественно к природным объектам, корам выветривания, а также территориям, не претерпевшим значительных изменений в результате хозяйственной деятельности человека. Он формируется преимущественно под влиянием природных факторов. В то время как второй тип - условно загрязненные грунтовые воды - относится к активно возделываемым и часто заводняемым территориям, которые мы предлагаем, вслед за А.И. Перельманом [15], называть агроландшафтами. Сравнительная характеристика упомянутых типов вод приведена в табл. 2. Т а б л и ц а 2 Средний химический состав грунтовых вод водосборной площади оз. Поянху, мг/л Концентрация pH NO3" HCO3- SO42- Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ K+ Min* Относительно чистые грунтовые воды (32 точки опробования) Минимальная 4,75 0,10 3,25 1,36 1,23 1,77 0,23 1,04 0,58 24,0 Максимальная 6,70 80,7 142,9 35,0 42,6 42,1 14,9 38,0 12,0 243,3 Средняя 5,87 19,4 36,8 8,57 12,1 11,4 3,86 11,0 2,73 105,8 Условно загрязненные грунтовые воды (22 точки опробования) Минимальная 5,87 1,00 42,2 10,4 9,68 29,3 3,77 11,8 0,63 209,3 Максимальная 7,26 206,3 353,0 147,9 101,8 98,2 31,6 52,7 57,4 768,2 Средняя 6,68 36,7 174,0 48,0 39,0 53,7 17,9 27,2 11,6 408,2 Грунтовые воды провинции тропического и субтропического климата [14] Средняя 6,4 1,52 109 7,10 7,35 16,6 8,07 10,9 2,25 185 Минерализация. Относительно чистые грунтовые воды характеризуются преимущественно кислой средой, хотя рН изменяется от 4,75 до 6,70, среднее значение находится на уровне 5,87. Средние концентрации основных ионов в целом соответствуют среднему для провинции субтропического климата [14]. Обращают на себя внимание достаточно низкие концентрации гидрокарбонат-иона, которые изменяются от 3,25 до 142,9 мг/л при среднем значении 36,8 мг/л. Средняя концентрация иона хлора в рассматриваемом типе вод несколько выше, чем в водах провинции субтропического климата - 12,1 мг/л. Наиболее значительные превышения характерны для нитрат-иона, концентрация которого изменяется в широких пределах - от 0,10 до 80,7 мг/л при среднем значении 19,4 мг/л. Также следует отметить достаточно высокие максимальные концентрации сульфат-иона, натрия и калия - 35,0, 38,0 и 12,0 мг/л соответственно. Условно загрязненные грунтовые воды имеют более высокое значение pH по сравнению со вторым типом - относительно чистыми грунтовыми водами, значения pH изменяются от 5,87 до 7,26, среднее значение 6,68 соответствует нейтральной среде, что несколько выше среднего провинции субтропического климата. Концентрации основных компонентов химического состава и значение минерализации значительно превышают средние провинции субтропического климата. В некоторых случаях даже минимальные значения концентрации ионов выше упомянутого среднего значения, так, концентрация SO42- изменяется от 10,4 до 147,9 мг/л, концентрация Cl- - от 9,68 до 101,8, Ca2+ - от 29,3 до 98,2 мг/л, Na+ - от 11,8 до Т а б л и ц а 3 Значения коэффициентов линейной корреляции Пирсона для компонентов химического состава грунтовых вод водосборной площади оз. Поянху pH CT SO42- NO3- HCO3- Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Min pH 1,00 Cl- 0,11 1,00 SO42- 0,27 0,72 1,00 NO3- -0,05 0,55 0,49 1,00 HCO3- 0,44 0,49 0,54 0,01 1,00 Na+ 0,16 0,89 0,78 0,67 0,50 1,00 K+ 0,16 0,40 0,56 0,50 0,25 0,57 1,00 Mg+ 0,24 0,72 0,74 0,39 0,82 0,68 0,26 1,00 Ca+ 0,41 0,75 0,80 0,43 0,85 0,76 0,42 0,89 1,00 Минерализация (Min) 0,34 0,81 0,84 0,50 0,83 0,84 0,53 0,91 0,97 1,00 Примечание. Жирным шрифтом отмечены коэффициенты корреляции с уровнем значимости а < 0,01. 52,7 мг/л. Содержание нитратов изменяется от 1,00 до 206,3 мг/л при среднем значении 36,7 мг/л. Все это свидетельствует о значительной нагрузке на природную экосистему, которая ведет к серьезным изменениям химического состава грунтовых вод. Очевидно, что относительно чистые грунтовые воды, приуроченные к территориям, в меньшей степени подверженным хозяйственной деятельности человека, являются более кислыми и имеют в целом более низкие содержания всех основных ионов и, соответственно, минерализацию, по сравнению с условно загрязненными грунтовыми водами агроландшафтов. 4. Обсуждение. 4.1. Корреляционная взаимосвязь между основными ионами. Значительные вариации химического состава рассматриваемых вод свидетельствуют о сложном влиянии на процессы формирования их состава как природных, так и антропогенных факторов. Полученные значения коэффициентов корреляции Пирсона (табл. 3) подтверждают высокую степень линейной взаимосвязи между значением минерализации и концентрацией основных компонентов раствора (HCO3-, SO42-, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+), r > 0,8. Меньшие, но статистически значимые коэффициенты корреляции (г > 0,5) обнаружены также между минерализацией и K+, минерализацией и NO3-, однако на рис. 3 зависимости не наблюдается. Таким образом, достаточно высокие значения коэффициентов корреляции между K+, NO3- и минерализацией обусловлены, вероятно, значительным вкладом этих компонентов в величину минерализации, а не функциональной зависимостью между рассматриваемыми показателями. Относительно высокие положительные значения коэффициентов корреляции (г > 0,4) наблюдаются между SO42-, Cl-, NO3-, К+, Na+, что свидетельствует о наличии единого процесса обогащения вод этими элементами, наиболее вероятным является их поступление вследствие антропогенного воздействия. Однако не следует исключать влияние природных процессов на обогащения вод SO42-, Cl-, Na+, так как отмечается положительная корреляция между этими элементами и HCO3-, Ca2+, Mg2+. 4.2. Механизмы, контролирующие поведение основных ионов. Обогащение природных вод химическими элементами может происходить за счет поступления атмосферных осадков, при выветривании горных пород и испарительном концентрировании, а также в результате антропогенного воздействия. Привноса значительного количества солей в подземные воды с атмосферными осадками в исследуемом районе не может наблюдаться из-за его удаленности от морского бассейна. Однако в распределении осадков в течение года наблюдается выраженная сезонность. Опробование вод производилось во время сухого сезона, в ноябре, т. е. непосредстенно по окончании периода, когда величина испарения достигает своего максимума и превышает количество атмосферных осадков [11]. В этой связи испарительное концентрирование может оказывать значительное влияние на формирование химического состава рассматриваемых вод. При этом согласно [16] испарительное концентрирование должно приводить к пропорциональному росту концентраций хлорид-иона и других компонентов химического состава. На рис. 6 такая зависимость четко проявляется для иона натрия, в меньшей степени для ионов кальция и магния. Также можно отметить, что тенденция концентрирования более заметна для относительно чистых грунтовых вод, приуроченых к корам выветривания, нежели для условно загрязненных грунтовых вод агроландшафтов, исключение составляют лишь подземные воды с концентрацией хлорид-иона менее 0,1 мг-экв/л. Полным отсутствием тенденции к простому концентрированию характеризуется поведением гидрокарбонат-иона и иона калия (рис 6, а, г). Точки на рис. 6, е и рис. 6, ж лежат несколько выше и ниже линии, соответсвующей пропорциональному концентрированию, однако тенденция роста концентраций все же отмечается. Подобная тенденция, но более сильная, характерна и для сульфат-иона (рис. 6, б), особенно это характерно для относительно чистых грунтовых вод. Итересно также отметить, что слабая тенденция к пропорциональному концентрированию нитрат-иона проявляется исключительно в относительно чистых грунтовых водах, и совсем не характерна для условно загрязненных грунтовых вод (рис. 6, в). Вероятно, это обусловлено преобладающим влиянием антропогенных факторов на процессы формирования химического состава условно загрязненных грунтовых вод. Одним из основных механизмов обогащения вод химическими элементами, пожалуй, являются процессы взаимодействия с горными породами. Основные катионы могут поступать в раствор за счет растворения алюмосиликатных, карбонатных пород, а также эвапоритов. В пределах исследуемой территории не отмечается значительных толщ эва-поритов, поэтому основным возможным источником катионов при выветривании горных пород могут быть только карбонатные и алюмосиликатные породы. Растворение сульфатных минералов, например гипса и ангидрита, как основной механизм обогащения вод химическими элементами также маловероятно, о чем свидетельствует зависимость на рис. 7, а. Однако согласно зависимости на рис. 7, б обогащение вод сульфат-ионом, а также хлорид-ионом происходит в том числе и за счет взаимодействия вод с горными породами, о чем свидетельствует пропорциональный рост их концентрации с увеличением концентрации катионов. Вероятным является поступление части сульфат-иона за счет окисления сульфидных минералов, при этом образующиеся при диссоциации серной кислоты ионы водорода несколько нейтрализуются гидроксильными ионами, образующимися при гидролизе алюмосиликатных минералов. Растворение карбонатных пород в пределах исследуемой территории, как один из процессов обогащения вод химическими элементами, исключать нельзя, однако он не вляется в данном случае определяющим (рис. 7, в). При этом согласно рис. 7, г обогащение рассматриваемых подземных вод ионами кальция и магния происходит быстрее, чем ионами натрия и калия. Степень обогащения вод химическими элементами при взаимодействии с горными породами кроме всего прочего определяется характером водообмена. Именно водообмен является главенствующим фактором, контролирующим процессы формирования химического состава грунтовых вод бассейна оз. По-янху, как и подземных вод зоны гипергенеза в целом. На изучаемой территории водообмен формируется под влиянием как природных, так и антропогенных факторов. Об этом свидетельствуют различия между двумя выделенными типами грунтовых вод. Судя по характеру этих различий глубокий отпечаток на формирование химического состава условно загрязненных грунтовых вод, приуроченных к агроландшафтам, накладывают процессы заводнения и ирригации, которые существенным образом влияют на водообмен, замедляя его и тем самым приводя к увеличению времени взаимодействия в системе вода - порода (почва). а ю о дг:3 ? rva ♦ ♦ 44 4 • V' 3 4 ► 01 0 С 1 | мг-экв/л □ Г о о ♦4^ ♦Vgfc ♦ QC 4 а 4 Tl- О со ш ш i.Ti 0.1 вщ 7iT 0.01 Q 10 т 1 й.л Е 0,1 'о О; 0,01 0.001 0,01 ш о 0.01 0,01 е ю ш >т:> о 0,1 0,01 0,01 ж ш Г) 0,01 +-о,1 |Т5 \jjjb й 4 4 4 у/ 4 ► ,01 Q С 1 1 1 мг-экв/л ■Едс 4 * 4 ♦ 44 яаЯ /^у « ♦о 4 Г ^4 0.1 CI', мг-экв/л I

Скачать электронную версию публикации