WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

II.3 ТРАНСГРАНИЧНЫЙ ПЕРЕНОС ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И МЫШЬЯКА (НА ПРИМЕРЕ ДЕЛЬТЫ Р. ТЕРЕК И ПРИБРЕЖНЫХ УЧАСТКОВ АКВАТОРИИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ) II.3.1 Дельта реки Терек. Путь трансграничного переноса тяжелых металлов из реки в Каспийское море Условия нахождения загрязняющих веществ в Каспийском море существенно определяются характером распространения терского и сулакского стоков, с которыми в Средний Каспий вносится огромное количество взвесей. Средний многолетний расход наносов у с. Степного равен 540 кг/с. До сооружения прорези и обсыхания северной части Аграханского залива в море выносилось 3 млн. т. в год после открытия прорези почти все наносы Терека, поступающие к Аликазгану, выносятся в море (Байдин С.С. и др., 1986).

Между тем, механизм влияния речных стоков на гидрологические и гидрохимические условия водоема, а также на условия загрязнение, формирование биологической продуктивности в различных районах, включая шельфовую зону Дагестана, где этот сток активно переносится, до сих пор изучен недостаточно. На сегодняшний день нами накоплен значительный опыт по исследованию загрязнения устьевых областей Терека и Сулака в период после катастрофического паводка 2002 года.

II.3.2 Гидрология реки Терек Дельта Терека является одной из наиболее динамичной дельт на морском побережье юга России. Проведенные гидрологические исследования показали, что к концу ХХ в. в дельте Терека созрели условия для начала нового цикла дельтообразования.

Катастрофический паводок 2002 г. мог положить начало новому этапу развития дельты, но искусственное перекрытие образовавшихся проранов остановило естественное развитие этого природного процесса. Вмешательство человека привело к тому, что в настоящее время в дельте р. Терек впервые вместо естественного начала очередного цикла дельтообразования наблюдается продолжение цикла, начавшегося в 1914 г. с Каргалинского прорыва. В низовьях дельты р. Терек, благодаря сложившимся гидролого-морфологическим условиям, обычно завершающая цикл дельтообразования стадия развития малорукавной наложенопричлененной дельты не закончилась ее отмиранием. После паводка 2002 года началась новая стадия развития многорукавной наложенной дельты на территории бывшей дельты Аликазгана, существовавшей до сооружения прорези через Аграханский п-ов (Горелиц О.В.

и др., 2006; Землянов И.В. и др., 2006). Экспедиционные работы позволили оценить пропускную способность и регулирующий потенциал существующих постоянных и временных водотоков, отводящих сток от русла магистрального рукава в Северный Аграхан и в Южный Аграхан. Анализ полученных нами результатов показал, что существующая в настоящее время русловая сеть может пропускать значительные объемы стока – до 750 м3/с.

При расходах воды до 500 м3/с по г/п Аликазган на исследуемом участке теряется в целом до 50% стока, причем потери распределяются равномерно по правому и левому берегу. На левом берегу основные потери стока – около 26% – происходят по системе Кубякинского банка, питающего Северный Аграхан, и постоянным и временным водотокам, которые образовались в последние 3-4 года. На правом берегу основные потери – около 23% – происходят плоскостным стоком на всем протяжении Батмаклинского участка по направлению бывшего русла Батмаклинского банка, полностью отмершего в 1980-1990-х гг.

При расходах воды около 220 м3/с по г/п Аликазган потери стока на исследуемом участке снижаются до 26%, их пространственное распределение существенно изменяется. До 18% стока г/п Аликазган уходит по Кубякинскому банку в Северный Аграхан. Часть мелких временных водотоков при таком значительном уменьшении расходов и снижении уровней воды отшнуровывается от основного русла. Этим объясняется снижение доли плоскостного стока правобережья на Батмаклинском участке – при низких расходах воды здесь теряется менее 10% стока г/п Аликазган. Экспедиционные работы в период паводка 2005 г., позволили оценить объемы потерь стока при расходах воды до 750 м3/с по г/п Аликазган. В этих условиях из русла Терека в Северный Аграхан по Кубякинскому банку уходило до м3/с, на Батмаклинском участке в Южный Аграхан плоскостным стоком может уходить 200250 м3/с, расходы воды 250-260 м3/с зафиксированы на пике паводка в основном русле на г/п Дамба (таблица 1). Послепаводковое экспедиционное обследование дельты в 2002 году показало, что мощность слоя свежего ила на левобережных территориях дельты Терека достигала вблизи русла 50 – 70 см, в северных районах дельты, на побережье Кизлярского залива – 5 – 10 см. Таким образом с учетом скоростей, уровней и расходов (таблица 1) Южный Аграхан является естественным аккумулятором взвешенного вещества, которое в свою очередь осаждается на дно.

Таблица 1. Измеренные расходы воды в октябре 2004 г.

Расход Скорость, м/с Глубина, м Уровень, Ширина, Дата Q Площадь, мV Н, см м Vcp H cp H max м3/с max Аликазган 24.10 221 224 265 0,85 1,09 111 2,39 4,26.10 221 214 254 0,84 1,09 111 2,29 4,Дамба 24.10 481 162 174- 0,93 1,27 75,0 2,32 3,27.10 - 0,97 2,99 0,32 0,36 6,5 0,46 0,Устье Терека 25.10 Лв. протока 44,0 70,7 0,62 45,0 1,57 2, Пр. протока 127 232 0,55 126 1,84 3,Южный Аграхан I протока 24.10 - 6,27 25,2 0,25 0,34 22,5 1,12 1,Южный Аграхан - шлюз 24.10 - 10,1 30,7 0,33 16,0 1,Южный Аграхан - мост 24.10 - 7,25 46,6 0,16 0,34 27,0 1,72 2,II.3.3 Анализ тяжелых металлов и мышьяка в воде и донных отложениях устья р. Терек Хром - средние аналитические концентрации хрома в воде с 2003 по 2004 год уменьшились с 8,4 мкг/л до 6,2 мкг/л. Максимальные концентрации осенью 2003 года достигли 32 мкг/л, минимальные 1,5 мкг/л. Осенью 2004 года максимальная концентрация заметно снизилась и составила всего 8 мкг/л, однако минимальная концентрация увеличилась почти в три раза и составила 4,6 мкг/л. Самые низкие концентрации за наблюденный период зафиксированы весной 2004 года где средние концентрации составили 1,3 мкг/л, максимум - 3,8 мкг/л., минимум около предела обнаружения, а именно 0,3 мкг/л.

Такое понижение концентраций объясняется увеличением водности реки Терек обусловленное тянь-шаньским типом питания с половодьем в мае – июле.

Средние аналитические концентрации хрома в донных отложениях осенью 2002 и весной 2003 составляли соответственно 37 мкг элемента на 1 г сухих донных отложений (далее «мкг/г»), осенью 2003 года средняя концентрация снизилась до 25 мкг/г (рис. 9).

Весной 2004 года по сравнению с осенью 2003 года средние концентрации увеличились в раза и составили 56 мкг/г. Максимальные концентрации уменьшились с 150 мкг/г в году до 67 мкг/г весной 2003 года. Осенью 2003 года и весной 2004 максимумы были примерно равны. Минимальные концентрации имеют тенденцию к увеличению: за 3 года минимальные концентрации повысились в 10 раз (с 3 мкг/г в 2002 году до 31 мкг/г в году).

Ni Cr 100 80 60 60 40 3 Cd 2002осень 2003весна 2003осень 2004весна 2004осень 2002осень 2003весна 2003осень 2004весна 0, Pb As 0, 2002осень 2003весна 2003осень 2004весна 2004осень 12 2002осень 2003весна 2003осень 2004весна 2004осень 2003весна 2003осень 2004весна 2004осень Рис. 9. Динамика концентраций тяжелых металлов, и мышьяка в донных отложениях [1]-средние, [2]- максимальные, [3]- минимальные (мкг/на 1г сухих донных отложений), n= 87, 0,9.

Никель - динамика концентраций никеля в воде несколько иная, в целом с 2003 по 2004 год средние концентрации изменялись от 16 мкг/л до 21 мкг/л. Минимальные концентрации в 2003 и 2004 году были одинаковыми 1 - 2 мкг/л. Максимальные концентрации весной 2004 года достигали 70 мкг/л, осенью 2003 и 2004 года максимальные концентрации составляли около 45 мкг/л.

Средние концентрации никеля в донных отложениях осенью 2002 года и весной года и 2004 года практически одинаковы и составляют 40 мкг/г (рис. 9). Осенью 2003 и годов наблюдалось понижение концентраций и соответственно составляло 21 мкг/г и мкг/г. Максимумы с 2002 по 2004 заметно уменьшились со 150 мкг/г до 24 мкг/г.

Минимальные концентрации варьировали от 1 мкг/г весной 2003 года до 14 мкг/г, достигая наибольшего значения осенью 2003 года. Осенью 2004 года и осенью 2002 года минимальные концентрации составляли около 7 мкг/г.

Кадмий - средние концентрации кадмия в воде изменялись от 0,60 мкг/л до 1,04 мкг/л.

В 2003 году концентрации кадмия изменялись от 0,07 мкг/л в до 4,54 мкг/л, в 2004 году концентрации кадмия не превышали 1,3 мкг/л, минимальные концентрации весной и осенью изменялись от 0,10 мкг/л до 0,31 мкг/л.

Средние концентрации кадмия в донных отложениях не превышали 0,4 мкг/г и изменялись от 0,08 мкг/г до 0,3 мкг/г. В целом концентрации за исследуемый период варьировали от 0,01 мкг/ до 2 мкг/г.

Свинец - средние концентрации свинца в воде увеличились с 6 мкг/л осенью года до 16 мкг/л весной 2004 года, осенью того же года концентрации немного понизились и составили 11 мкг/л.

мкг/г мкг/г мкг/г мкг/г мкг/г Средние концентрации свинца в донных отложениях с осени 2002 года по осень года выросли в 3 раза (рис. 9): с 6 мкг/г до 19 мкг/г. С весны 2003 года по весну следующего года средние концентрации оставались постоянными 11 - 12 мкг/г. Минимальные значения с 2002 по 2003 год варьировали от 0,5 мкг/г до 1 мкг/г. Весной 2004 года содержание свинца в донных отложениях увеличились почти в 5 раз, а уже осенью в 10 раз. Максимальные концентрации в осенний период 2003 года составили 31 мкг/г, в 2004 году максимумы изменялись от 23 мкг/г до 27 мкг/г. Осенью 2002 года максимальные концентрации составляли всего 16 мкг/г.

Мышьяк - средние концентрации мышьяка (рис. 9) с весны 2003 года по осень года практически не менялись и составляли 8 мкг/г - 9 мкг/г. Осенью 2003 года концентрации мышьяка заметно уменьшились. Так максимальные концентрации не превышали уровня средних концентраций зафиксированные в другие сезоны, а минимальные концентрации оказались самыми низкими (0,2 мкг/г) за эти два года. Максимальные значения весной и осенью 2004 году примерно равны и составляют около 12 мкг/г.

II.3.4 Методология экспресс-определения фонового загрязнения Нами предложен новый подход для определения наиболее вероятных фоновых концентраций, различных веществ в воде и донных отложений. Этот подход основан на спектральном выявлении групп станций с определенной частотой встречаемости концентрации тяжелых металлов (рис. 10).

Предполагается, что фоновые значения 2002 осень 2003 весна 70 содержания тяжелых металлов - наиболее часто встречаемые концентрации, т.е.

станции проботбора, где обнаружено фоновая концентрация – большинство (при условии, что выполняется требование по 10 значимому географическому охвату территории).

0 20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 80 100 120 140 мкг/г мкг/г Максимумы на частотном спектре отражают выборку загрязненных станций 2004 весна 2003 осень 70 или станций с пониженным содержанием элемента. В диссертации представлена динамика и пространственное распределение фоновых концентраций тяжелых металлов, в том числе, в 10 специальном приложении.

0 20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 80 100 120 140 мкг/г мкг/г Рис. 10. Частотные спектры содержания хрома в донных отложениях Терека.

Стрелкой показан предполагаемый фон, n=87.

II.3.5 Содержание тяжелых металлов, алюминия и мышьяка в морских аэрозолях дагестанского побережья Каспийского моря Содержание загрязняющих веществ (ЗВ) в морских аэрозолях отражают интегральное загрязнение акватории, прилегающей к месту сбора в районе 10 кв. миль (Бугаев и др 2004).

Путь ЗВ, попавших в морскую воду с речным стоком, коммунальными сбросами и т.п., проходит через стадию концентрирования в ПМС. Как видно из рисунка 11 содержание хрома, марганца и никеля превышает ПДК для воздуха рабочей зоны от нескольких раз до двух порядков, в зависимости от места сбора. Такие данные не обнаружены при судовом сборе морских аэрозолей в ноябре 2002 года на открытых участках акватории Северного и частота,% частота,% частота,% частота,% Среднего Каспия. С нашей точки зрения повышению содержания ЗВ в морских аэрозолях способствует интенсивное штормовое волнение, приводящее к выходу в объемную воду ЗВ, попавших в прибрежные донные отложения после катастрофического паводка 2002 года. Это подтверждает высокое содержание мышьяка и кадмия, обычно отсутствующих в морских аэрозолях Каспийского и Черного морей. Хром, никель, марганец и цинк поступают в аэрозоли собственно из морской среды (рис. 11). Их поступление при выветривании прилегающих участков суши и дальнем атмосферном переносе на 2-3 порядка меньше.

Рис.11. Содержание тяжелых металлов, 100000 алюминия и мышьяка в морских аэрозолях прибрежной зоны устья р. Терек.

Стрелками указаны значения ПДК для воздуха рабочих зон промпредприятий. Для сравнения даны малые треугольники которые отражают интервал содержания элементов в морских аэрозолях Черного моря в 2003 году при отсутствии шторма.

Малые ромбики обозначают содержание элементов в городских аэрозолях центра Москвы. Такое различие значков обусловлено различными независимыми циклами проботбора.

0,0,Al Cr Mn Ni Cu Zn As Cd Pb II.4 ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ:

ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ –– ПОВЕРХНОСТНЫЙ МИКРОСЛОЙ – МОРСКОЙ АЭРОЗОЛЬ II.4.1 Определение динамики содержания тяжелых металлов и мышьяка в донных отложениях Прибрежные зоны российской части Черного моря характеризуются крайней гидродинамической неустойчивостью. Поэтому динамика содержания загрязняющих веществ и тяжелых металлов в воде недостаточно характеризует их экологическое состояние. Концентрация загрязняющих веществ в донных отложениях, довольно четко отражает специфику источников загрязнении водных объектов. (Никаноров А.М. и др., 2007). Определение тяжелых металлов в верхнем (1 – см) слое донных отложений Черного моря служит (с учетом особенностей осадконакопления) характеристикой годового процесса накопления загрязняющих веществ.

Динамика содержания ряда тяжелых металлов и мышьяка в донных отложениях в 2003-2005 годах представлено на рис. 12. Следует отметь возрастание после 2003 года концентрации хрома и никеля, а также незначительный рост концентрации мышьяка с по 2005 год.

нг / м 70 2003 60 50 40 30 20 10 0,2 0,0,0 0,Cr i Cu As Cd Pb Cr i Cu As Cd Pb Cr i Cu As Cd Pb Рис. 12. Содержания ряда тяжелых металлов и мышьяка в донных отложениях в 2003-2005 годах.

Концентрации элементов указаны для суммарной фракции сухих донных отложений с размерами частиц менее 1 мм. Линии около среднего значения показаны среднеквадратичные отклонения. Черточки показывают максимальные и минимальные значения. Количество проанализированных проб: в 2003 году – 19, в 2004 году – 33, в 2005 году – 15. Точки элементного профиля соединяет мнимая линия.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.