09
ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДЫ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПАВЛОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
© 2018 г. Р. Ф. Абдрахманов, А. О. Полева, С. А. Валитов
http://doi.org/10.31084/2619-0087/2018-3-9
Реферат.
В статье анализируются результаты многолетних исследований Павловского водохранилища на р. Уфа. Водохранилище построено в 1959–61 гг. на сильно закарстованных породах. В ходе исследований изучались особенности ионно-солевого, микрокомпонентного, газового составов воды водохранилища, переработка берегов, изучалась также геохимия донных отложений, выполнены натурные экспериментальные исследования по влиянию затопленной древесины на качество воды. Химический состав речных и подземных вод в регионе обусловлен составом пород, слагающих водосборы этих рек. Большая часть водосбора в верховьях, где происходит питание рек, сложена слаборастворимыми верхнепротерозойскими, нижнепалеозойскими метаморфическими (в пределах Уральских гор) и нижнепермскими осадочными карбонатно-терригенными (Уфимское плато) породами. И лишь в пределах Юрюзано-Айского понижения в речную сеть разгружаются подземные воды с минерализацией до 2 г/дм3, обогащенные сульфатом кальция, из нижнепермских карбонатно-сульфатных пород. Химический состав воды Павловского водохранилища на всем его протяжении исключительно однороден и характеризуется сульфатно-гидрокарбонатным составом с минерализацией 0.2–0.4 г/дм3. Основными источниками поступления в водохранилище техногенных веществ являются: сельскохозяйственные, коммунальные, промышленные стоки Челябинской, Свердловской, Пермской областей и Башкортостана, водный транспорт, затопленная древесина, и др. Проведенные нами натурные экспериментальные исследования показали, что при попадании древесины в воду на фоне возрастания ХПК и БПК5 происходит резкое снижение концентрации O2 и повышение концентрации СО2 в воде, а также увеличение содержания ионов NH4+, NO2– и NO3–. Максимальные объемы загрязняющих веществ от затопленной древесины поступают в первые 2–4 года нахождения ее в воде. По численности фитопланктона водоем относится к мезотрофным, по биомассе — к эвтрофным и высокоэвтрофным. В водохранилище сформировалась в основном β-мезосапробная зона. В химическом составе воды отмечены значительные концентрации тяжелых металлов (медь, цинк, железо, никель, хром, мышьяк, ртуть и др.). Поступление их главным образом связано со сбросом стоков промышленными предприятиями Челябинской и Свердловской областей в реки Уфа, Юрюзань, Ай. Результаты многолетних мониторинговых эколого-гидрохимических, гидробиологических исследований ориентированы на охрану и рациональное использование водных ресурсов Павловского водохранилища, т.к. ниже по течению расположены водозаборы г. Уфы и других населенных пунктов.
Ключевые слова: водохранилище, гидрохимия, донные отложения, экологическое состояние, антропогенное загрязнение, биогенные элементы, затопленная древесина.
FORMATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF WATER AND BOTTOM SEDIMENTS OF THE PAVLOVSKOE RESERVOIR
Autors
Abstract.
The article analyzes the results of long-term studies of Pavlovskoe reservoir on Ufa river. The reservoir was built in 1959–61 on strongly karstified substrate. In the course of the research, the peculiarities of the ionic salt, microcomponents, gas composition of the reservoir water, coastal processes were studied, geochemistry of bottom sediments was also studied, and full-scale experimental studies were conducted on the effect of flooded timber on the quality of water. Geochemistry of river and groundwater in the region is due to the composition of the rocks that form the catchments of these rivers. Most of the catchment in the upper reaches, where the rivers feed, is composed of poorly soluble Upper Proterozoic, Lower Paleozoic metamorphic (within the Ural Mountains) and Lower Permian sedimentary carbonate-terrigenous (Ufa plateau) rocks. And only within the Yuruzan-Ai depression, groundwater with mineralization up to 2 g/dm3 enriched with calcium sulphate, from the Lower Permian carbonate-sulphate rocks, is discharged into the river network. The chemical composition of the water of Pavlovskoe reservoir is extremely homogeneous throughout its entire length and is characterized by sulfate-hydrocarbonate composition with a salinity of 0.2–0.4 g/dm3. The main sources of inputs into the reservoir of man-made substances are agricultural, municipal, industrial effluents of the Chelyabinsk, Sverdlovsk, Perm and Bashkortostan provinces, water transport, flooded wood, etc. The field experiments conducted by us have shown that when wood enters the water against the background of an increase in COD and BOD5 there is a sharp decrease in O2 concentration and an increase in the concentration of CO2 in water, as well as an increase in the content of NH4+, NO2– and NO3– ions. The maximum volume of pollutants from flooded wood comes in the first 2–4 years of its presence in the water. By the number of phytoplankton, the reservoir refers to mesotrophic, from biomass to eutrophic and highly eutrophic. In the reservoir, the β-mesosaprobic zone was mainly formed. The chemical composition of water indicates significant concentrations of heavy metals (copper, zinc, iron, nickel, chromium, arsenic, mercury, etc.). Their arrival is mainly connected with the discharge of sewage by industrial enterprises of the Chelyabinsk and Sverdlovsk regions into the river Ufa, Yuruzan, Ai. The results of long-term monitoring ecological-hydrochemical, hydrobiological research, are oriented to the protection and rational use of the water resources of the Pavlovskoe reservoir, because downstream there are water intakes of Ufa and other settlements.
Keywords: reservoir, hydrochemistry, bottom sediments, ecological state, anthropogenic pollution, biogenic elements, flooded wood.