Гидрохимический режим реки Урал и ее притоков

Приведены результаты гидрохимических анализов водотоков Урало-Каспийского бассейна, проведенные в 2009-2011 годах.

В Урало-Каспийском бассейне имеется более 200 рек, в т.ч. 12 рек протяженностью более 200 км (включая р. Урал), около 300 водохранилищ, а также казахстанская часть Каспийского моря.

Реки изучаемого района по условиям водного режима относятся к Казахстанскому типу с резко выраженным преобладанием стока в весенний период. Наибольшие   годовые расходы воды чаще всего наблюдаются во второй половине апреля и лишь изредка в начале мая. На реках, имеющих сток в течение всего года, минимальные расходы наблюдаются в декабре-марте.

Основным водотоком является р. Урал, своей средней и нижней частью протекающая по территории бассейна. В среднем течении река принимает множество левобережных притоков, основными из которых являются реки Илек и Орь. Через Прикаспийскую низменность р. Урал течет, не получая дополнительного питания и теряя на пути  к морю часть своих вод на фильтрацию и испарение. Пойма р. Урал в нижнем течении переходит в морскую террасу.

Формирование химического состава вод является очень сложным процессом и зависит от огромного количества факторов. При этом следует отметить, что все факторы, воздействующие на этот процесс, выступают не как изолированные единичные воздействия, а как сложная взаимосвязанная, взаимозависимая система [1].

В рамках выполнения фундаментальных исследований по республиканской программе №0109РК00415, зарегистрированной в 2009 году, в 2009-2011 годах мною, совместно с учеными Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана, выполнены работы по оценке развития гидроэкологической ситуации в Урало-Каспийском природно-хозяйственном бассейне. Анализ результатов гидрохимического анализа воды реки Урал и ее притоков за эти годы позволяет отметить некоторые особенности их физико-химического состава и характера загрязнения.

Гидрохимическое опробование указанных водотоков производилось в период паводка (апрель-май), летней межени (июль-август) и осенней межени (октябрь). Отбор проб производился в соответствии с ГОСТ 51592-2003 г.

Контрольными точками для отбора проб воды являлись:

  • на реке Урал: в верхнем течении на территории Западного Казахстана – у населенного пункта Жарсуат; в среднем течении – у п.п. Январцево, Кушум; в нижнем течении – у п. Индер;
  • на реке Илек – п. Шынгырлау;
  • на реке Шаган – п. Каменный.

Химические анализы проб воды осуществлялись в химико-аналитических лабораториях ТОО «Жайыкгидрогеология», ТОО «Аспан» и лаборатории «Научно- исследовательской лаборатории ЗКАТУ им. Жангир хана». Анализ воды производился химическими и физико-химическими методами, согласно принятым методико- нормативным документам.

По данным лабораторных определений, минерализация паводковой воды в р. Урал изменяется от 0,3 до 0,6 г/л, общая жесткость от 3,2 до 5,8 мг-экв/л, рН 7,9-8,0. Несмотря на малую минерализацию и стабильные физические показатели, химический состав воды по течению реки, на протяжении 761 км, претерпевает существенные изменения [2].

В казахстанскую часть Урало-Каспийского бассейна поступает по р. Урал, ниже устья р. Илек (п. Жарсуат), смешанная по составу гидрокарбонатно-хлоридно-сульфатная кальциево-магниевая вода. Ниже по течению, на удалении 180 км (п. Январцево),  ее состав изменяется на гидрокарбонатно-сульфатный магниево-кальциевый. Далее по течению, ниже устья р. Шаган (п. Кушум), паводковая вода практически сохраняет свой состав, являясь гидрокарбонатно-сульфатной кальциево-магниевой. И только у границы с Атырауской областью (п. Индер) состав воды становится гидрокарбонатным кальциево- натриевым.

На химический состав воды в реке Урал значительное влияние оказывают его крупные притоки Илек и Шаган. По реке Илек поступает несколько более минерализованная (до 0,6 г/дм3) и более жесткая (6,2 мг-экв/л) вода аномального хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатного кальциево-натриево-магниевого состава.

При низком положении паводкового уровня 2009 года (407 см) отмечался более широкий спектр и высокие концентрации органоминеральных загрязнений. Наряду с повышенным содержанием отдельных минеральных загрязнений (например, фтор – до 1,7 ПДК, бор до 3,4 ПДК) в водах часто присутствуют микроэлементы тяжелых металлов (цинк, свинец, хром, марганец, алюминий и т.д.), но в концентрациях ниже предельно- допустимых (для анализа ПДК взята для хозпитьевой воды, ПДК для рыбохозяйственных водоемов для большинства микроэлементов ставит более жесткие требования). Из органических примесей часто встречаются нитраты, нитриты, аммоний, нефтепродукты и метанол, но в концентрациях также ниже предельно допустимых [3].

Нами сделана попытка найти наиболее стабильно присутствующие загрязняющие элементы в водах трансграничных водотоков за период исследовании с 2009 по 2011 годы. При этом анализ и осреднение величин проводился в отдельности по сезонам года. Характер и степень минерально-органического загрязнения трансграничных рек в паводковый период показан в таблице 1. В ней приведены шесть микрокомпонентов, содержание которых превышало допустимые концентрации для хозяйственно-питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов в различные периоды исследований.

Среди микроэлементов тяжелых металлов в повышенных концентрациях присутствуют: цинк, свинец, никель, кобальт, кадмий. Пределы  изменений  их содержания в водотоках в различные годы приведены в таблице 1. В реке Урал значения свинца изменялись максимальные и минимальные значения равные 0,05 и 0,01 мг/дм3 соответственно, цинка - от 0,1 до 0,24 мг/дм3, кадмия - от 0,42 до 0,006 мг/дм3, никеля – от 1,69 до 0,06 мг/дм3.

Летне-меженная вода отличается более узким спектром и несколько пониженным содержанием минерально-органических примесей. При этом в воде не обнаруживаются столь характерные для паводковых вод органические компоненты –аммоний, нитраты, нитриты, а из галогенных компонентов - йод и бром. Из присутствующих микрокомпонентов тяжелых и редких металлов большая часть их встречается в концентрациях ниже допустимой. 

Таблица 1. Максимальные и минимальные значения микроэлементов в паводковых водах в реке Урал и ее притоках в период весеннего половодья, мг/дм3

   Максимальные и минимальные значения микроэлементов в паводковых водах в реке Урал и ее притоках в период весеннего половодья, мг/дм3

В повышенных концентрациях присутствуют: цинк, свинец, никель, кобальт, кадмий. В реке Урал значения свинца имели максимальные и минимальные значения равные 0,068 и 0,01 мг/дм3 соответственно, цинка - от 0,282 до 0,016 мг/дм3, кадмия - от 0,028 мг/дм3 до нулевых значений, никеля – от 0,396 до 0,006 мг/дм3 (таблица 2). 

Таблица 2. Максимальные и минимальные значения микроэлементов в реке Урал и ее притоках в период летней межени, мг/дм3

Максимальные и минимальные значения микроэлементов в реке Урал и ее притоках в период летней межени, мг/дм3

 

По результатам изучения микрокомпонентного состава осенне-меженная вода отличается меньшей органоминеральной загрязненностью, даже в сравнении с летне- меженной (таблица 3).

Таблица 3. Максимальные и минимальные значения микроэлементов в реке Урал и ее притоках в период осенней межени, мг/дм3

 Максимальные и минимальные значения микроэлементов в реке Урал и ее притоках в период осенней межени, мг/дм3

Среди микроэлементов тяжелых металлов в повышенных концентрациях присутствуют: цинк, свинец, никель, кобальт, кадмий. В реке Урал значения свинца имели максимальные и минимальные значения равные 0,04 и 0,01  мг/дм3 соответственно,  цинка - от 0,356 до 0,01 мг/дм3, кадмия - от 0,007 мг/дм3 до нулевых значений, никеля – от 0,22 мг/дм3 до нулевых значений.Таким образом, в исследованных водотоках, наряду с изменением минерализации, физических свойств и химического состава воды во времени, наблюдается изменение и по ее длине. Изменение физических свойств и химического состава реки Урал по длине обусловлено химическим составом вод его притоков. Для реки Урал характерно также заметное изменение состава наиболее распространенных и преобладающих загрязнений. В целом же спектр распространения преобладающих органоминеральных веществ снижается от паводкового стока к водам глубокой осенней межени. Содержание и характер изменения загрязнений требует более глубокого изучения их происхождения. Во избежание техногенного загрязнения главной водной артерии Урало-Каспийского природно-хозяйственного региона – реки Урал, промышленными, сельскохозяйственными и коммунально-бытовыми стоками и отходами, представляющими угрозу для сохранения экосистемы трансграничных водотоков, своевременный и постоянный контроль состояния водных объектов остается одной из актуальных задач республиканского масштаба.

 

Литература

  1. Курмангалиев, Р.М. Экологические проблемы трансграничного водотока – реки Урал и пути их решения / Р.М. Курмангалиев // Fылым жaне білім. – 2008. - № – С. 91-97.
  2. Курмангалиев, Р.М. Оценка гидроэкологической ситуации в бассейне реки Урал и ее влияние на формирование биоресурсов / Р.М. Курмангалиев, М.Х. Онаев, С.М. Жумин // Fылым жaне білім. –  № 3. – 2009. – С. 135-140.
  3. Онаев, М.К. Гидрохимический состав и техногенное загрязнение реки Урал / М.К. Онаев // Fылым жaне білім. – 2010. - № – С. 235-238. 
Год: 2011
Город: Алматы