The Banners System on F.E.G.I.
Приморье Реки

ПОВЕРХНОСТНЫЕ  ВОДЫ  ПРИМОРЬЯ
(гидрохимический очерк)
 
Поверхностные воды рассматриваются, исходя из четырех аспектов:
Вынос вещества с речным стоком в прилегающую морскую акваторию

     Приморье представляет собой континентальную окраину, обращенную к Японскому морю. Однако большая часть территории относится к бассейну р.Амур, несущей твердый и растворенный материал в Охотское море.
   В общей проблеме изучения  закономерностей зоны перехода  от континента к океану перенос вещества с поверхностным стоком  является важным звеном , характеризующим процессы эрозии на водосборах и вынос вещества за его пределы, в частности, в акватории окраинных морей.
   Речной сток растворенных и твердых веществ с континента привлекает большое внимание геологов, геохимиков и океанологов, т.к.:

1). Изучение современных процессов поступления осадочного материала с областей сноса помогает вскрыть влияние на седиментогенез таких факторов, которые трудно уловить при исследовании древних осадочных толщ;
2). Исследование геохимических особенностей материала, поступающего с областей сноса, способствует пониманию процессов перераспределения  и концентрирования его в бассейне осадконакопления;
3). Интенсивность поступления растворенных веществ является основой биологической продуктивности прилегающих акваторий, а в конечном счете - биогенного осадконакопления;
4). Вынос с речным стоком рудных элементов при совокупном действии других факторов благоприятствует формированию россыпных месторождений.
   В связи с этим детальное и целенаправленное изучение отдельных составляющих поверхностного стока является важным звеном для изучения закономерностей переноса вещества с поверхностным стоком, его специфики в пределах данного региона количественной и качественной оценки вещества, выносимого в прилегающие морские акватории.
    В нашей стране, и в том числе в Приморье,  изучение качества поверхностных вод осуществлялось наряду с научно-исследовательскими подразделениями в системе Гидрометслужбы, ныне трансформированной в Управление мониторинга качества среды и охватывает стандартный круг компонентов. В последние годы, к сожалению, количество пунктов наблюдений и наблюдаемых параметров неуклонно сокращается, а результаты наблюдений перестали публиковаться.
    Качественный состав взвешенных веществ никогда не рассматривался, в то время, как он дает важную информацию о характере денудационных процессов на территории.
   Автором в течении продолжительного периода времени проводилось изучение состава и некоторых закономерностей  поверхностного стока Приморья, которое было положено в основу кандидатской диссертации «Особенности питания дальневосточных морей речным осадочным материалом » и последующих работ.
     Важная роль поверхностного стока в океанском осадочном процессе была впервые оценена в работах  академика Н.М.Страхова. В последующем, критически переоцененная на основании новых данных академиком А.П.Лисицыным и его учениками теория океанической седиментации, тем не менее отводила важную роль поверхностному сносу вещества при исследовании процессов «лавинной седиментации в океанах». В этой области работы автора, впервые выполненные, до настоящего времени являются единственными, посвященными выносу вещества в окраинные моря Дальнего Востока и, прежде всего, Японское море.
     Автором обобщен большой фактический материал по растворенным составляющим и стоку взвесей рек япономорского водосбора как на основании пересчета данных гидрологических ежегодников, так и материалов, собранных в экспедициях (фото 1-4).
   Западный водосборный бассейн Японского моря вытянут узкой полосой вдоль побережья Японского моря (рис.1-1). Речная сеть хорошо развита, но представлена преимущественно небольшими реками с площадью водосборов 2-4 тыс.км2. На характер отдельных составляющих стока накладывает отпечаток своеобразие природно-климатических условий: муссонный климат, значительная расчлененность рельефа, развитие устойчивых к выветриванию вулканогенных толщ и залесенность водосборов Восточного Сихотэ-Алиня. Все это обусловливает небольшую мутность большинства рек и невысокую минерализацию речных вод.
   Твердый и растворенный вынос вещества реками западной части япономорского бассейна оценивался на основании среднемноголетних характеристик отдельных водотоков, модулей стока и теоретически выведенных величин, характеризующих отдельные составляющие стока.
   Вынос продуктов эрозии с западного (Российского) водосбора Японского моря  оценивается в 4.3 млн.т ежегодно, из них растворенных веществ (включая пять групп по Алекину, Бражниковой, 1964, рис.1-2) 2.7, твердых - 1.6 млн.т. в год. Преимущественный вынос растворенных веществ реками приходится на период с апреля по октябрь. Внутригодовые изменения стока взвешенных наносов в общих чертах повторяют водный сток и в наиболее водные месяцы (апрель-сентябрь (октябрь)) вынос составляет 90-98% от годового. Более подробно см.: В.А.Чудаева «Вещественная характеристика речного стока западной части Япономорского бассейна» в кн. Геохимия и минералогия осадочных комплексов Дальнего Востока, Владивосток,1979.
   Комплексное изучение состава речного стока для для более, чем 20 рек Япономорского водосбора (рис.1-3) показало, что для растворенной фазы свойственны сравнительно низкая минерализация и невысокие содержания группы тяжелых металлов за исключением цинка при некотором различии в уровнях их содержаний для рек Восточного Сихотэ-Алиня и южной зоны (водосбора Амурского и Уссурийского заливов).
   Для взвесей и влекомых наносов рек региона характерен достаточно грубый механический состав (рис.1-4). Минералогический состав крупных фракций взвесей и влекомых наносов в целом отражает состав пород водосбора. В геологическом строении региона участвуют кислые, средние, смешанные (кислые и средние), иногда основные эффузивы, гранитные интрузии, а также разновозрастные осадочные отложения. В немагнитной фракции взвесей и влекомых наносов преобладают  кварц, полевой шпат, обломки эффузивов. Основная роль среди электромагнитных минералов принадлежит пироксенам, слюдам, лимониту, амфиболу, хлориту, иногда встречается магнетит (до 5%). Незначительно в пробах взвесей и влекомых наносов встречены эпидот, гранат, лейкоксен, ильменит, сфен, роговая обманка, оливин, турмалин, моноцит, мусковит. Существенных различий в минеральном составе крупных фракций взвесей и влекомых наносов рек Восточного Сихотэ-Алиня и южной части Япономорского водосбора не встречено. Основную массу тонких фракций составляют глинистые минералы, среди которых наиболее характерны гидрослюда и хлорит. В небольшом количестве присутствуют каолинит и монтмориллонит и характерны только для южной зоны. Подробнее см. в статье В.А.Чудаева, О.В.Чудаев «Некоторые черты твердого материала рек юго-Васточного Приморья» в кн. Современное осадконакопление и четвертичный морфолитогенез Дальнего Востока. Владивосток, 1982. В целом, глинистые минералы рек, в равной степени и влекомых наносов отражают физико-географическую обстановку водосборного бассейна, состав размываемых пород и слабую степень их переработки. Как следствие глинистые минералы поверхностных осадков Японского моря (Приморское побережье) представлены гидрослюда-хлоритовой ассоциацией (Курносов,1975).
   В целом для твердого вещества речного стока западного япономорского водосбора свойственны повышенные содержания цинка, меди, никеля, свинца, кадмия в сравнении со средними данными для рек Мира, обобщенными Гордеевым В.В., Лисициным А.П. (ДАН СССР, 238, №1, 1978), что является следствием металлогенической специфики региона. Четкая гранулометрическая дифференциация элементов на участке речной миграции отсутствует. Абсолютный вынос рассмотренных элементов отдельными фракциями взвесей и влекомых наносов определяется соотношением самих фракций (рис.1-5). Отношение взвешенной формы к растворенной в миграции элементов соответствует ряду: Fe>Mn>Cr>Cu>Ni>Zn. Последовательные вытяжки разными агентами показали различное соотношение элементов в подвижной форме во взвешенном веществе (рис.1-5). Подробнее см. В.А.Чудаева, В.В.Гордеев, Л.С.Фомина «Фазовое состояние элементов во взвесях некоторых рек бассейна Японского моря» Геохимия, №4, 1982.
   Концентрации Сорг в твердом веществе стока рек составляли 2.1-10.2%. Отмечена отрицательная корреляция органического вещества и взвешенных веществ (рис.1-6). В южной зоне (водосбор Амурского и Уссурийского заливов) концентрация Сорг во взвесях несколько ниже, чем в реках Восточного Сихотэ-Алиня.
   Основной формой S во взвесях, вероятно, является органическая, судя по высоким содержаниям в твердом веществе и положительной корреляции Сорг взв и Sвзв (рис.1-7).
    При переходе от континента к океану происходит значительное изменение содержаний и форм элементов как в зоне смешения (см. В.В. Гордеев, В.А.Чудаева, В.М.Шулькин, Геохимия №2,1985) так и в морских шельфовых осадках, где происходит не только общее снижение содержаний тяжелых металлов, но и уменьшение доли их подвижной формы. Более подробно эту информацию можно найти в книге В.Ф.Игнатовой, В.А.Чудаевой «Твердый сток рек и осадки Японского моря», Владивосток, 1983.
Оценка качественного состава поверхностных вод Приморья

    Для оценки качества вод Приморья были использованы как критически переоцененные данные Гидрометслужбы, так и собственные данные автора, полученные в экспедициях, включая взвешенные и растворенные формы ряда элементов, изученные методами указанными выше. Эти результаты включены в «Экологическую программу Приморского края» 1994. В целом схема состояния поверхностных вод (рис.2-1) показывает, что можно выделить районы, где воздействие на поверхностные воды практически отсутствует. Это северное Приморье, где население минимально на больших площадях, а также области высокогорных участков водосборов (фото 5-7). Южнее, с увеличением плотности населения, развитием промышленного и сельскохозяйственного производства степень воздействия на водотоки увеличивается. В наибольшей степени страдают реки южного Приморья, особенно Раздольная, Спассовка, а также р.Рудная. Характер воздействия на состав речного стока различен и отражается как в растворенных так и во взвешенных формах миграции химических компонентов. В частности, для р.Рудной данные по соотношению элементов во взвешенных веществах, полученные несколько лет назад, свидетельствуют о заметном превышении содержаний в сравнении с фоном для региона (рис.2-2). Наблюдаются некоторые различия и в фазовом распределении компонентов во взвеси (рис.2-3). В последний период принципиального улучшения в составе стока этой реки не произошло.
    Кроме того, в последние годы на базе зарубежных химических лабораторий ( в рамках проекта INTAS при участии В.М.Эдмундса и П.Шанда - Британская геологическая служба), а также В.Исфординга (Университет Южной Алабамы) получены новые данные  по широкому кругу химических компонентов для ряда водотоков Приморья, которые также подтверждают схему, полученную ранее. Кроме того, новые уникальные сведения позволяют получить представление о распределении ряда редких и рассеянных элементов в водотоках Приморья. На рис.2-4, в частности, приведены данные по распределению лантана.
 
 

Состав поверхностных вод района, примыкающего к бассейну р.Туманган
 

       Южная часть Приморья в последнее время привлекает особое внимание в связи с дискуссией вокруг настоящего и будущего района нижнего течения р.Туманган, являющейся пограничной рекой для трех государств. К сожалению, данных по химическому составу воды, относящихся непосредственно к реке Туманган, очень мало. Поэтому, чтобы получить более полную картину, целесообразно охарактеризовать район, относящийся к тому же горному массиву, что и прилегающая водосборная площадь р.Туманган с китайской стороны. На основании обработки опубликованных ранее в системе Гидрометслужбы данных, а также авторских материалов (В.А.Чудаева, А.Н.Челноков, О.В.Чудаев «Гидрохимия юга Приморья», Деп. ВИНИТИ, 1997) можно сказать следующее.   Характерная особенность поверхностных вод этого района - малая минерализация вод во все фазы водного режима, высокое насыщение кислородом, незначительное содержание органических веществ (2-12 мг/л), состав вод гидрокарбонатно-кальциевый (рис.3-2), сохраняющийся на протяжении всего периода  максимального стока, как можно проследить на примере р.Цукановки (рис.3-3).
    Усредненный расчет среднегодового выноса основных ионов с речным стоком с южных склонов Черных гор на примере отдельных рек позволяет говорить о том, что основное количество (более 80%) приходится на теплое время года (рис.3-4, 3-5) и соответствует стоку воды с этой территории (рис.3-6).
   Химический состав воды р.Туманган соответствует пресным поверхностным водам сопредельной Российской территории. Общая минерализация на период отбора около 200 мг/л при рН=6.8. Состав воды гидрокарбонатный кальциевый.

    Исследования, проведенные в этом районе в процессе изучения состава речного стока в целом по Приморью показали, что здесь содержания Cu, Zn, Ni, Pb, Cd невысокие относительно р.Раздольной (наиболее загрязненной реки юга Приморья).
   В результате исследования фазового распределения элементов во взвешенных веществах было установлено, что основной формой нахождения железа является кристаллическая (рис.3-7), марганца- наиболее подвижная и кристаллическая, хотя другие формы также играют заметную роль (рис.3-8); цинк находится во взвеси больше всего в легко сорбированной форме, иногда малоподвижные формы играют заметное значение (рис.3-9); для меди характерны все формы, связанные с Fe и Mn, а также органическая и легко подвижная (рис.3-10). 
 

Гидрохимическое изучение бассейна оз.Ханка

     Особое место в изучении поверхностных вод занимает оз.Ханка с площадью водосбора 15400 км2 и водным зеркалом 4070 км2. Это довольно мелководное озеро с глубинами  до 5-7 м. Пять рек и несколько малых водотоков впадают в озеро и одна река берет в озере начало,  унося воду в обширный бассейн р.Амур. Озеро является пограничным с Китаем, однако основная часть водосбора и зеркала озера находится на Российской территории. Большая часть территории, прилегающая к оз.Ханка, имеет сельскохозяйственное освоение (рис.4-1), с которым в течение продолжительного времени были связаны основные проблемы загрязнения вод озера как компонентами удобрений, так и пестицидами. Последнее было особенно актуально в связи с рисосеянием на прилегающей территории, где активно использовались ядохимикаты.
    Проведенные автором в 1976-1978гг. исследования, как независимо (фото 8), так и  совместно с Лабораторией загрязнения поверхностных вод суши Госкомгидромета показали, что максимальное пестицидное загрязнение (по сумме ДДТ, ДДЕ, ДДД, линдана) было найдено в четырех водотоках: р.Спасовке, р.Большие Усачи, Второй Ерик и Казачий Ерик (до 0.5-1 мкг/л, рис.4-2). Содержания 0.1-0.5 мкг/л были найдены в большинстве озерных проб и более 0.5 мкг/л вблизи устья р.Спасовки. Специальные исследования на содержание пестицидов в рыбе оз.Ханка позволили выявить накопление ядохимикатов в крупных особях рыб, особенно в жировых тканях.
   Поверхностными водами выносились в озеро компоненты удобрений (рис.4-3, 4-4). В реках водосбора и озере было обнаружено увеличение во времени растворенного фосфора (РО4). Экспедиционные исследования показали, что содержания растворенного и взвешенного фосфора в озере, как правило выше, чем в водотоках. Относительно высокие концентрации азота были найдены во всех реках водосбора и озерной воде с превышением в несколько раз допустимых концентраций для рыбохозяйственных водоемов по российским стандартам. В реках Большие Усачи и Спассовка концентрации биогенных веществ (N, Cорг)  были также экстремально высокими. Огрубленный (из-за отсутствия точных данных) расчет выноса азота и фосфора в озеро и его разгрузки через р.Сунгач показывает, что значительная часть биогенов остается в озере, что ведет к эвтрофированию водоема. Вероятно, что высокие концентрации взвешенных веществ в озере являются фактором, сдерживающим процесс эвтрофирования озера.
   Другой вид химического загрязнения связан с тяжелыми металлами. Существуют природные закономерности, определяющие поступление и формы миграции тяжелых металлов в водоем. Однако часть тяжелых металлов поступает в озеро с индустриальными и муниципальными стоками, прежде всего г.Спасска. В озерной воде суммарные содержания отдельных элементов (растворенные и взвешенные их формы) были найдены выше, чем в реках.
   Экономический спад последующего периода несколько ослабил антропогенный пресс на оз.Ханку. В последующие годы отмечалось улучшение ситуации по некоторым химическим показателям, как свидетельствуют результаты мониторинговых наблюдений, проводимых в настоящее время в некоторых точках озера Лабораторией контроля загрязнения вод Госкомгидромета.

ЧУДАЕВА В.А., ведущий научный сотрудник лаборатории геохимии Тихоокеанского институтат географии  РАН

Яндекс.Метрика