Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Аквальные ландшафты рек




Поступление техногенных потоков определяет индикационное значение таккак, обладая значительной протяженностью, они содержат ценную информацию о контрастности и динамике загрязнения обширных речных бассейнов как единых ландшафтно-геохимических систем.

Малыереки. Природные и техногенные потоки поступают в первую очередь. в каскадные системы низких порядков - в малые реки длиной около 100 км. Водосборные бассейны играют здесь основную роль в формировании стока воды, наносов, минерального и органического вещества.

Для оценки особенностей формирования и качества АЛ изучают каскадные системы малых рек без сильного техногенного воздействия. Как правило, воды, донные отложения и речные организмы загрязнены слабо и распределение химических элементов в них определяется ландшафтными особенностями бассейна, химическим составом вод, литолого-геохимическими свойствами илов и строением их профиля, систематикой гидробионтов. Так, изучение донных отложений реки Усы в Среднем Поволжье показало, что на расстоянии всей ее длины до впадения в Волгу (около 70 км) содержание микроэлементов варьирует слабо. Сельские поселения и сельскохозяйственная деятельность здесь ведут к незначительному повышению рН и минерализации воды, увеличению содержания тяжелых металлов в водах и илах. Контрастнее гидрохимические аномалии фосфора, аммонийного и особенно нитритного азота (до 3 - 10 раз выше уровня в залесенных верховьях). Накопления подвижных форм микроэлементов при агротехногенезе особенно проявляется в илисто-алевритовых илах. Песчаные осадки, напротив, содержат минимальные концентрации металлов на всем протяжении реки и, таким образом, хуже фиксируют слабое загрязнение.

Сильное техногенное воздействие испытывают малые реки в районах добычи и переработки полезных ископаемых, а также в промышленных городах, что проявляется в формировании техногенных илов, загрязнении всех компонентов аквального ландшафта, почти полном уничтожении биоты.

В районах рудных полей, окисляющихся сульфидных месторождений в донных отложениях формируются контрастные потоки рассеяния тяжелых металлов - цинка, свинца, меди, ртути, кадмия. При открытой разработке, этих руд в илах рек формируются еще более контрастные техногенные потоки рассеяния типоморфных металлов.

В промышленных городах поступление основных элементов-загрязнителей в местные водоемы происходит с ливневым (цинк, свинец, медь, кадмий) и канализационным (олово, хром, кадмий, медь) стоком. Геохимия донных илов определяется промышленной специализацией города.

Влияние небольших и средних промышленных городов без крупных и токсичных производств проявляется в донных илах, как правило, на протяжении 4 - 5 км по течению реки, причем содержание основных загрязнителей уменьшается в несколько раз. Обычно выделяются универсальные элементы-индикаторы промышленного загрязнения (в бассейне р. Струма - серебро, олово) и частные (специальные) индикаторы, указывающие на специализацию отдельныхпромышленных центров:

Исследования Е.П. Янина загрязнения малых рек ртутью и другими металлами в Подольске (р. Пахра), Саранске (р. Инсар) и Темир-Тау (р. Нура) показали, что в техногенезе при общем преобладании растворенных форм резко возрастает доля взвешенных форм миграции металлов. Техногенные илы на территории промышленных городов с мощными токсичными производствами представляют собой вторичные источники загрязнения, как бы «химические бомбы замедленного действия» (В. Стиглиани). При изменении гидрологического режима, химических параметров воды и др. условий среды может начаться не контролируемая быстрая мобилизация поллютантов из илов, загрязнение вод и гидробионтов.

Средние и крупные реки. Геохимические особенности аквальных ландшафтов речных бассейнов более высоких порядков определяются составом вод, поступающих с притоками из верхней части магистральной реки и влиянием местных техногенных источников. Эколого-геохимическая оценка территории в этом случае базируется на анализе природных и техногенных потоков вещества в каскадных системах разного порядка. Оптимально сочетание исследований геохимии аквальных ландшафтов магистральной водной артерии, АЛ ее притоков на всем протяжении или в замыкающих створах, влияния локальных техногенных источников и ландшафтно-геохимического изучения водосборов.

Такой "бассейновый подход" применили Р. Пенин и Н.с. Касимов при щенке эколого-геохимического состояния территории Юго-Западной Болгарии, почти полностью расположенной в бассейне р. Струмы. Длина реки 415 км. В том числе на территории Болгарии – 290 км.

Бассейн представляет собой чередование среднe- и низкогoрных массивов с хвойными широколиственными лесами и горными лугами (Рила, Пирпин, Витоша, Осогово- Беласица, Конявская и 3еменская планины) и котловин (Перникская, Радомирекая, Кюстендильская, Благоевградская и др.).

Бассейн р. Струмы - один из наиболее индустриальных районов Болгарии. Основными источниками загрязнения являются промышленные и неутилизованные коммунально-бытовые отходы и стоки, а также средства химизации развитого сельского хозяйства.

Для оценки состояния бассейна отбирались пробы глинисто-алевритовой фракции донных отложений р. Струмы и 25 ее притоков, а также изучалась --ландшафтно-геохимическая структура заповедных и других охраняемых территорий в бассейне.

В крупных бассейнах выделяются 3 группы рек или отдельных их участков:

~ Фоновые - практически не подверженные техногенезу. К ним относятся верховья многих малых рек, начинающихся в горных массивах. Формула геохимической специализации этих рек отражает ~. основном хром-молибденовую металлогеническую специализацию территории (в кларках концентрации): Cr, Mo2, Ag, Sn,V, Pb)

Слабозаrpязненные - более интенсивно используемые средние и нижние части долин, в которых развито сельское хозяйство и выше плотность населения. Их формула указывает на слабое свинцово-серебряное загрязнение: Ag4, Pb3, Sn, Cr2, Zn, Mo.

Геохимически аномальные аквальные ландшафты формируются в речных долинах, куда поступают отходы, выбросы и стоки промышленных городов. Донные осадки и другие компоненты аквального ландшафта изучаются выше промышленного узла, непосредственно на его территории и ниже по течению реки. Техногенная геохимическая специализация города четко отражается в составе донных осадков.

В магистральной реке фиксируется загрязнение от промышленных центров, расположенных в ее долине или от наиболее загрязненных притоков

Техногенные аномалии в аквальных ландшафтах крупных равнинных рек обычно формируются на геохимических барьерах - биогеохимическом, сорбционном карбонатном, глеевом, сульфидном. В промышленных районах встречаемость аномалий и барьеров выше, они лучше выражены в низовьях рек, куда поступают загрязнители со всего бассейна. Так, воды и донные осадки Рейна и Дона наиболее загрязнены в самом нижнем течении

Водохранилища

Строительство плотин и гидроэлектростанций на реках имеет ряд эколого-геохимических последствий. Изменение гидрологического и гидрохимического режима приводит к замедлению движения водной массы, усилению процессов седиментации, затоплению пойм рек. Формируется новый геохимический профиль донных осадков, в илах и организмах концентрируются многие поллютанты, поступающие из верхних звеньев каскада и окружаю щи водосборов. Строительство плотин вблизи городов, например, Волжской ГЭС в Тольятти ведет к накоплению загрязняющих веществ в приплотинной, наиболее геохимически подчиненной части водохранилища. Являясь приемником природных и техно­генных потоков с обширной территории, водохранилища могут служить объектами регионального геохимического мониторинга.

Процессы механической миграции и аккумуляции вещества во многом определяются гидрологичecкими и геоморфологическими особенностями водохранилища. Например, для волжских водохранилищ - это резкая асимметрия долины р. Волги. Крутой правый берег имеет глубокие, но укороченные долины небольших притоков, оврагов и балок. Левый берег равнинный, с мелко врезанными заливами, его извилистость в полтора раза больше.

Рельеф дна способствует накоплению загрязнителей на участках, где резко:снижается кинетическая энергия потоков, в частности сбрасываемых сточных вод. Сложный рельеф дна является важным фактором, определяющим неоднородность распределения загрязняющих веществ, основная часть которых накапливается в многочисленных понижениях дна вдоль аккумулятивных берегов. По В.В. Батояну и О.В. Моисеенкову, в тонкодисперсных илах здесь обычно депонируются основные запасы тяжелых металлов, представляющих опасность в случае залпового вторичного загрязнения водохранилища.

В местах впадения рек, интенсивного развития фитопланктона формируются геохимические барьерные зоны с резким изменением физико-химических параметров и условиями для перехода элементов из растворенного состояния во взвешенное с последующим осаждением взвеси в осадок. Особенно контрастные барьерные зоны образуются при слиянии рек, бассейны которых расположены в разных природных зонах (например, лесной и степной), а также в местах сбросов техногенных стоков.

В отличие от озер и рек илы искусственных водоемов отличаются широким разнообразием литологических, морфологических и геохимических характеристик. Так, здесь встречаются затопленные пойменные почвы, русловые аллювиальные отложения, большей частью перекрытые илисто алевритовыми донными осадками.

Пространственная геохимическая неоднородность донных осадков, тип их геохимического профиля зависят от особенностей миграции и накопления элементов в системе вода - дно, стабильности аквального ландшафта. Так, в Куйбышевском водохранилище на основной части дна приплотинного плеса распространены окислительные илы с контрастным геохимическим профилем. В Новодевиченском плесе геохимическая контрастность профиля илов ниже за счет более широкого развития донных осадков и гумусо­вых горизонтов затопленных почв со слабо- и сильновосстановительными условиями. Для Черемшанского залива более характерны восстановительные не контрастные геохимические профили, которые обусловлены восстановленными лонными осадками и затопленными почвами. Каждый из плесов и заливов характеризуется особым набором геохимических типов грунтов, различными условиями накопления элементов в илах (В.В. Батоян).

,В илах фоновых акваторий Куйбышевского водохранилища кларки концентрации Ga, Zn, Мо, Ag, У, Sn и Со относительно литосферы составляют 2,2 - 4 и более. КК Сг, Li, Zr, Рb составляют 1,5 - 2 КК. Тi, Си, Р и Мп характеризуются околокларковыми концентрациями. Большинство микроэлементов накапливается в глинистых и алевритово-глинистых илах, для песчаных осадков характерны более низкие содержания.

Высокие содержания подвижных форм металлов приурочены к окисленным горизонтам илов, в восстановительных горизонтах первой стадии диагенеза содержание подвижных форм микроэлементов меньше. Еще меньше их на контакте окисленных и восстановленных горизонтов, представляющих собойдвусторонние кислородные, глеевые и сульфидные барьеры. Здесь элементы переходят в менее мобиль­ную форму.

Для крупных равнинных водохранилищ типа Куйбышевского, Горьковского на Волге характерны три типа площадных геохимических аномалий. Первый - техногенные аномалии вблизи прибрежных городов, откуда поступают загрязненные промышленные, муниципальные и ливневые стоки. Такие аномалии особенно контрастны, но занимают сравнительно небольшие площади. Второй тип - это аномалии, формирующиеся на участках впадения в водохранилище крупных притоков. Изменение гидрохимического и гидродинамического режим, при водит здесь к формированию контрастных "устьевых" аномалий в илах и других компонентах аквального ландшафта. Третий тип аномалий особенно характерный для волжскоro каскада, приурочен к приплотинным плесам - своеобразным "отстойникам" взвешенных влекомых наносов, поступающих из верхних звеньев каскада и рас положенных вблизи ГЭС крупны промышленных городов (Тольятти и др.). Перед плотинами образуются мощные толщи загрязненных тонкодисперсных илов, содержащих значительные запасы тяжелых металлов и других поллютантов. Создается опасность их вторичной мобилизации из илов и загрязнения вод этих частей акваторий.

Ниже водохранилищ донные отложения рек, как правило, менее загрязнены. Поэтому водохранилища способствуют самоочищению рек от значительной части загрязняющих веществ, уменьшают опасность куммулятивного загрязнения нижних звеньев речного бассейна.

Дельты

Многие геохимические особенности супераквальных и аквальных ландшафтов дельт определяются их положением в конечном звене каскадных ландшафтно-геохимических систем, что определяет привнос с речным стоком взвешенных и растворенных веществ природного и антропогенного происхождения.

Следующие главные факторы формируют ландшафты дельт:

- сток вод, определяющий сезонные колебания уровня реки, характер заиливания, скорость течения и др.;

- сток наносов, создающий материальную основу тела дельты;

- влияние моря - приливов и отливов, обеспечивающих разнонаправленный транспорт воды и наносов во многих дельтах;

- геологические факторы, преимущественно тектонические опускания, определяющие мощность и литологический состав дельтовых отложений;

- климат, влияющий на количество и режим атмосферных осадков, характер почвенного и растительного покрова, процессы засоления, эоловые процессы, сток воды и наносов с водосборной площади (во влажном климате сток с еди­ницы площади бассейна всегда больше, чем в аридном и субаридном климатах).

Благоприятные условия для земледелия определили интенсивное освоение дельт крупнейших рек мира, их большую роль в истории цивилизации (дельты Нила, Меконга, Ганга и др.).

Геохимия дельтовых ландшафтов определяется как процессами в расположенных выше звеньях каскадной системы – количеством и составом твердого и растворенного стока, зависящего от природной зональности в составе пород областей сноса, интенсивностью антропогенной деятельности в бассейне, наличием речных водохранилищ, где осаждается твердая часть стока и др., так и условиями ландшафтообразования самой дельты, строением и гидрологическими особенностями ее рукавов, литогеохимией аллювиальных отложений и илов, геохимической структурой профиля супераквальных и подводных почв, контрастностью геохимических барьеров, наличием гидротехнических сооружений, местных сельскохозяйственных и промышленных источников загрязнения и многими другими.

Находясь в конечном звене каскадной системы речного бассейна, дельты в значительной степени отражают характер и степень техногенеза на водосбора. Однако здесь часто нет прямой корреляции, так как связь между интенсивностью антропогенного воздействия на бассейн и загрязнением дельты не прямая и зависит от многих других факторов помимо промышленного и сельскохозяйственного производства на территории бассейна. Это длительность. техногенной нагрузки, размещение токсичных производств непосредственно на берегах магистральной реки, величина жидкого и твердого стока, его зарегулированность - наличие водохранилищ (резервуаров-отстойников). Литолого-геохимическая специализация горных пород бассейна, структура водотоков дельты и другие природные и техногенные факторы. Важна и стройноcть экологического законодательства на территории бассейна.

Наиболее загрязнены дельты рек, дренирующих промышленные страны Западной и Центральной Европы, впадающие в Северное и Балтийское моря Сены, Рейна, Эльбы, Одера, Вислы, испытывающих техногенное воздействие евpoпейской цивилизации на протяжении сотен лет. Существенное влияние на уровне содержания химических элементов в осадках дельт этих рек оказывает широкoe развитие в бассейне массивно-кристаллических и осадочных горных пород с достаточно высокими средними (околокларковыми) и повышенными (38 счет рудоносности горных массивов) концентрациями многих химических элементов.

Дельта Волги служит примером слабозагрязненной устьевой области крупной реки. Это аллювиальная равнина с густой сетью рукавов, протоков (ериков), множеством островов, озер (ильменей), заливов (култуков). Местами распространены т.н. бэровские бугры. Самые крупные рукава - Бахтемир, Бузан, Старая Волга, Камызяк, Болда, Рычан, Ахтуба. К морскому краю дельты подходит около 900 водотоков. Аквальные ландшафты дельты отличаются большой динамичностью и пространственной изменчивостью. Дельта является конечным звеном каскадной ландшафтно-геохимической системы и испытывает суммарное природное и техногенное воздействие всего Волжского бассейна. Изменчивый уровень границы река - море предопределяет большую неоднородность и сложность миграции и аккумуляции элементов во всех компонентах дельтовыхландшафтов.

С 1978 г. подъем уровня Каспийского моря привел к частичному затоплениюморского края дельты, подпору грунтовых вод, подтоплению и местами засолению почв, сложному взаимодействию пресных речных и соленых морских вод.

Большинство тяжелых металлов, за исключением Zn, мигрирует в водах дельты преимущественно во взвешенной форме. Их содержание в волжскойвзвеси меньше, чем в осредненном поверхностном стоке в Мировой Океан (рис. 25.23). Поступая в вершину дельты Волги, металлы распределяются по сложной системе водотоков совместно со стоком воды и взвешенных наносов.

Геохимическое своеобразие ландшафтов дельт как конечного звена волжской каскадной системы проявляется и в химическом составе донных отложений. Формирование илисто-алевритовых осадков мощностью до 2 - 3 м происходит главным образом в слабопроточных ериках. В рукавах и протоках с относительно большой скоростью течения преобладают песчаные отложения без консолидированного профиля.

Детальные ландшафтно-геохимические исследования в Астраханском биосферном заповеднике показали, что донные отложения в приморской части дельты практически не загрязнены тяжелыми металлами и полициклическими ароматическими углеводородами, содержание которых, как правило, ниже кларковых значений (табл. 25.10.). Сходные низкие уровни содержания микроэлементов характерны и для илов других районов дельты. Минимальны содержания тяжелых металлов в донных осадках устьевого взморья и проточных водотоков (из-за промытости). В ериках и култуках содержания повышаются, что связано с тяжелым механическим составом и усиленной аккумуляцией в осадках органического вещества. Высокие концентрации металлов. В устьях ериков связаны с формированием комплекса геохимических барьеров - механических, сорбционных и кислородных.

В фоновых ландшафтах пространственное распределение элементов в водных растениях сходно с донными отложениями. Максимальны концентрации в устьях ериков и култуков (средние концентрации в растениях больше в 2 - 10раз), минимальные - во флоре проточных водотоков и авандельты.

На доступность тяжелых металлов водным растениям большое влияние оказывают их местообитание и морфологическое строение. Концентрации возрастают от жестких прибрежных растений (тростник, ежеголовник, рогоз) к погруженным мелколистным растениям (роголистник). Промежуточное положение занимают растения с плавающими листьями, причем концентрации растут от крупнoлиcтныx видов (лотос. кувшинка, кубышка, нимфейник) к разнолистным (чилим, рдеет) и особен­но к мелколистным (сальвиния). Так, в роголистнике среднее содержание металлов на порядок выше, чем в тростнике. Расчет кларков концентрации и коэффициентов биологического поглощения установил Мn – Cd специализацию роголистника и сальвинии и Мn - Ni - Cd – рдеста.

Во многих случаях загрязнение по химическому составу водных растений индицируется лучше, чем по донным отложениям. Например, в Астраханском заповеднике донные отложения не загрязнены тяжелыми металлами, а растения поглощают их даже из слабо загрязненных волжских вод (низкие и средние уровни загрязнения).

Содержание металлов в фоновых илах дельты Волги еще не достигло (кроме кадмия) уровня дельты Рейна конца XVIIl века и во много раз ниже, чем в современных илах этой реки. Низкие содержания микроэлементов в дельте Волги связаны с ее удаленностью от местных техногенных источников, разбавлением D больших водных массах, низким содержанием металлов в почвах и почвообразуюших породах бассейна (преобладанием аллювиальных, флювиогляциальных, моренных, покровных и лессовидных легких по гранулометрии отложений), наличием нескольких водохранилищ, где в приплотинных плесах осаждаются металлосодержащие взвеси (см. выше). Повышенное содержание в илах As связано с применением пестицидов, а Cd - фосфорных удобрений.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных