Качество воды Сытыканского водохранилища

УДК 556.551

Качество воды Сытыканского водохранилища

М.И. Ксенофонтова

Приведены результаты гидрохимических исследований воды Сытыканского водохранилища. Дается оценка качества воды и динамика изменения химического состава водохранилища.

Results ofhydrochemical researches of water of Sytykan water basin are resulted. The estimation of quality of water and dynamics of change of a chemical compound of a water basin is given.

Ключевые слова: Сытыканское водохранилище, гидрохимия, Удачнинский ГОК, водосброс.

Водохранилище на р. Сытыкан является водоемом многоцелевого пользования, обеспечивающим хозяйственно-питьевое водоснабжение двух населенных пунктов (г. Удачный и п. Полярный), а также производственные нужды алмазодобывающих предприятий Удачнинского ГОКа Республики Саха (Якутия) (рис. 1). Строительство гидроузла на р. Сытыкан было завершено в 1977 г. В его состав входят грунтовая плотина мерзлого типа, саморегулирующийся водосброс, водохранилище и насосная станция.

По фондовым материалам ФАО ФГНУ ИПЭС Сытыканское водохранилище имеет следующие характеристики (табл.1).

По проектной схеме ежегодно водохранилище к маю опорожняется до отметок не ниже мертвого объема и затем наполняется до отметки НПУ весенне-осенним паводком.

Материалом для исследования послужили гидрохимические данные, полученные в июле 2007 г. в ходе комплексной экспедиции ФАО ФГНУ «Институт прикладной экологии Севера». Гидрохимическое опробование проведено по 11 станциям:

- по р. Сытыкан выше и ниже водохранилища;

- по водохранилищу (середина, выше и около плотины);

- по ручьям Чужой, Ыраас Юрях, Безымянный.

Анализ химического состава воды произведен в лаборатории физико-химических методов анализа ФАО ФГНУ ИПЭС. Макрокомпонентный состав воды определен методом капиллярного электрофореза с помощью прибора «Капель-105». Данный метод основан на разделении компонентов сложной смеси в кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля

КСЕНОФОНТОВА Марта Ивановна - м.н.с. лаборатории физико-химических методов анализа ФГНУ ИПЭС.

[3]. Определение микроэлементного состава воды произведено атомно-абсорбционным методом на спектрометре «МГА-915». Все определения выполнены не менее чем в двух повторностях. Анализы на содержание нефтепродуктов и фенолов произведены в санитарно-гигиенической лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по РС (Я)». Непосредственно на месте отбора проб измерялись температура воды и газовый режим (содержание растворенного кислорода и свободной двуокиси).

Детальные исследования физико-химического режима вод водохранилища различными организациями проводились нерегулярно. В сводной табл. 2 приведены данные химического состава Сытыканского водохранилища по данным геохимиков Центральной комплексной тематической экспедиции Якутского геологического управления, проводивших исследования в районе (Тимченко и др., 1975 г.) и ученых Института мерзлотоведения СО РАН (1999-2003 гг.). По этим данным гидрогеохимический фон в бассейне р. Далдын и в

Рис. 1. Сытыканское водохранилище

Таблица 1

Гидрографические и гидрологические характеристики Сытыканского водохранилища

Характеристика Данные

Географические координаты, ф, X 660 21/ 22//, 112007/ 45//

Средняя высота бассейна над уровнем моря, Н 328

Площадь водосборного бассейна, км2 880

Общий объем водохранилища, мнл. м3 34,1

Полезный объем, мнл. м3 27,7

Площадь акватотории, км2

при нормальном подпорном уровне при уровне мертвого объема 6,18 2,15

Глубина: максимальная, И 7 мах 17

средняя, И т.п 7

Таблица 2

Химический состав воды Сытыканского водохранилища, мг/л

Дата рн Са2+ Mg2+ №+ К+ НС03 Б042- С1- Ж4+ Реобщ Минерализация

08.1993 7,5 20,8 11,7 0,5 Не опр. 107 3,8 0,5 0,23 0,075 90

07.1995 7,23 30,3 14,1 4,5 0,8 171 2,1 3,8 0,05 Не опр. 141

08.1996 7,2 60 40 6,45 0,7 380 1,0 4,0 0,05 - ' ' - 302

09.2003 8,04 44,2 24,6 9,0 3,6 132 19,8 62,5 0,10 2,3 243

районе Сытыканского гидроузла характеризуется распространением маломинерализованных гидрокарбонатных магниево-кальциевых, нейтральных или слабощелочных поверхностных вод. В поверхностных водах широко распространены Мп, Си, 2п, РЬ, Т1, Сг, N1, реже встречаются - V, Оа, В, Мо, Со, Л§, Л8. Повышенные содержания никеля, хрома, марганца, титана, цинка наблюдаются и в водах ручьев, омывающих в верхнем течении р. Сытыкан серию даек и межпластовых тел долеритового состава [2].

Результаты гидрохимических исследований Сытыканского водохранилища за летний период 2007 г. приведены в табл. 3 и 4.

Для более детального исследования в двух точках водохранилища были отобраны поверхностные и придонные пробы. Результаты анализов показывают, что в период данного исследования газовый режим водохранилища соответствует нормативу летнего периода. Вероятно, это связано с хорошей аэрацией, многоводностью и повышенным водообменом. Химический состав вод исследованных участков водохранилища по классификации О.А.Алекина [1] в летний период оставался преимущественно гидрокарбонатно-кальциевым. Минерализация воды Сытыканского водохранилища изменяется весьма незначительно и остается на всех исследованных участках маломинерализованной, рН меняется незначительно и

соответствует слабощелочной среде. Однако наблюдается изменение среды в сторону нейтральной от поверхности ко дну:

- водохранилище середина - от 7,58 до 7,34;

- водохранилище 1,5 км выше плотины - от 7,62 до 7,48.

По жесткости исследованные воды относятся к мягким водам (до 2,2 мг.экв/л). Биологическая продуктивность водоемов в значительной степени зависит от содержания биогенных веществ (Р03-4,

Наличие их определяет жизнедеятельность бактерий и фитопланктона, а через них и других водных организмов. И, наоборот, в формировании режима биогенных соединений определенную роль играют водные организмы. Содержание ионов аммония в пробах соответствует нормативам ПДКвр. Нитраты и нитриты в пробах со всех исследованных участков не обнаружены, концентрация Реобщ небольшая. В Сытыканском водохранилище концентрация фосфатов остается постоянной и соответствует нормативам ПДКвр. Фториды в исследованных водах варьируют незначительно и также не превышают значения ПДКвр. Содержание нефтепродуктов и фенолов находится в пределах нормативов ПДКвр.

По микроэлементному составу элементы второго класса опасности (мышьяк, свинец, кадмий) находятся ниже предела обнаружения. Из элемен-

Таблица 3

Макроэлементный состав воды Сытыканского водохранилища

Сытыканское водохранилище

Показатель Середина 1,5 км выше Около плотины

поверх дно плотины поверх дно

Температура воды, 0С 20,1 12,1 17,9 16,7 12,6

Растворенный кислород, мг/л 9,8 - 11,9 13,1 -

Двуокись углерода, мг/л 8,8 - 8,8 8,8 -

рН 7,58 7,34 7,69 7,62 7,48

Минерализация, мг/л 195,75 183,21 203,52 194,99 176,61

Жесткость, мг-экв/л 2,04 1,95 2,19 2,00 1,84

Ca2+ 24,00 22,65 24,45 22,00 20,70

§ о Mg2+ 10,25 10,00 11,80 11,00 9,75

Na+ 0,54 0,64 0,67 0,71 0,33

K+ Не обн. 0,20 0,15 Не обн. 0,68

й « HN4+ 0,17 0,22 0,22 0,20 0,35

Fe б общ 0,02 0,02 0,03 0,01 0,03

HCO3- 158,60 146,40 164,70 158,60 140,30

.Н CI- 0,64 0,65 0,38 1,15 2,38

is no2- Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.

§ SO42- 1,14 2,18 0,96 1,16 1,90

о NO3- Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.

< F- 0,06 0,09 0,06 0,07 0,07

PO43- 0,14 Не обн. 0,11 0,09 0,14

Нефтепродукты 0,015 - 0,008 0,018 -

Фенолы <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005

Таблица 4

Микроэлементный состав воды Сытыканского водохранилища, мг/л

Элемент Ni Co Zn Mn Cr Cd Pb As

Предел обнаружения 0,001 0,001 0,01 0,0003 0,0005 0,0001 0,0005 0,01

ПДКр 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,005 0,006 0,05

Класс опасности 3 3 3 4 3 2 2 2

Сытыканское водохранилище

Середина поверхность нпо нпо нпо 0,00055 нпо нпо нпо нпо

Середина дно 0,0015 - ' ' - - ' ' - нпо - ' ' - - ' ' - - ' ' - - ' ' -

1,5 км выше плотины 0,0013 ' ' - ' ' - - ' ' - 0,00054 - ' ' - - ' ' - - ' ' -

Около плотины поверх 0,0013 - ' ' - - ' ' - - ' ' - нпо - ' ' - - ' ' - - ' ' -

Около плотины дно 0,001 - ' ' - - ' ' - - ' ' - нпо - ' ' - - ' ' - - ' ' -

тов третьего класса опасности в большинстве исследованных точках водохранилища встречается только N1, но его содержание ниже норматива ПДКвр только в единичных пробах встречаются такие элементы как Сг (VI) и Мп. Хром зафиксирован в 1,5 км выше от плотины и его концентрация незначительна. Марганец встречается в поверхностном слое середины водохранилища и его содержание очень мало.

Основными питающими водохранилище водотоками являются р. Сытыкан и ее притоки, под воздействием которых происходит формирование химического состава водохранилища. Химический состав воды притоков представлен в табл. 5 и 6.

Река Сытыкан - правый приток р. Дал-дын. На данном водотоке исследовано 2 станции: 500м выше водохранилища и 500 м ниже плотины. Газовый режим соответствовал летним нор-

Таблица 5

Макрокомпонентный состав воды притоков, мг/л

Показатель р. Сытыкан руч. Чужой руч. Ыраас- руч. Без.-2

выше вдхр ниже плотины выше устья устье Юрях

Температура воды, 0С 15,5 17,1 12,1 11,6 14,5 12,1

Растворенный кислород, мг/л 13,1 13,1 13 11,9 13,1 13,1

Двуокись углерода, мг/л 8,8 4,4 8,8 8,8 8,8 8,8

рН 7,68 7,63 7,67 7,83 7,85 8,38

Минерализация, мг/л 212,21 212,25 353,28 319,81 269,13 301,78

Жесткость, мг-экв/л 2,36 2,40 4,07 3,85 3,26 3,68

Ca2+ 26,40 27,15 53,10 49,28 36,30 42,84

§ о Mg2+ 12,60 12,65 17,20 16,90 17,55 18,75

Na+ 0,49 0,77 1,14 0,42 0,99 1,06

K+ н/о 0,33 0,40 0,25 0,26 0,27

й « hn4+ 0,09 0,25 0,26 0,36 0,13 0,23

Fe б 0,02 0,04 0,5 н/о 0,01 0,02

HCO3- 170,80 164,70 256,20 237,90 213,50 237,90

CI- 0,42 3,42 1,61 1,67 н/о н/о

no2- н/о н/о н/о н/о н/о н/о

g SO42- 1,22 2,76 2,10 1,74 0,21 0,51

< NO3- н/о н/о 20,70 11,20 0,07 н/о

F- 0,07 н/о 0,08 0,09 0,11 0,10

PO43- н/о 0,18 н/о н/о н/о 0,11

Нефтепродукты 0,048 0,021 0,092 0,031 0,047 0,817

Фенолы <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005

Примечание. Жирным шрифтом выделены показатели, содержания которых превышают ПДК вр.

Таблица 6

Микроэлементный состав воды Сытыканского водохранилища, мг/л

Элемент Ni Co Zn Mn Cr Cd Pb As

Предел обнаружения 0,001 0,001 0,01 0,0003 0,0005 0,0001 0,0005 0,01

ПДКвр 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,005 0,006 0,05

Класс опасности 3 3 3 4 3 2 2 2

р. Сытыкан выше вдхр нпо нпо нпо нпо нпо нпо нпо нпо

р. Сытыкан ниже плотины ' ' ! ! 11 11 0,0033 ! ! 1 1 11

руч. Чужой устье 0,0014 ! ! 11 11 0,00052 ! ! 1 1 11

руч. Чужой выше устье нпо ! ! 11 11 нпо ! ! 1 1 11

руч. Ыраас-Юрях устье 0,0013 ! ! 11 11 ' ' ! ! 1 1 11

руч. Без-2 устье нпо ! ! 11 11 ! ! 1 1 11

мативам ПДКвр. Состав воды преимущественно гидрокарбонатно-кальциевый, слабощелочной, мягкий, средней минерализации. Концентрация иона-аммония, железа в точке 500 м выше водохранилища составляет 0,09 и 0,02 мг/л, ниже плотины

- 0,25 и 0,04 мг/л, соответственно. То есть наблюдается повышение показателей данных биогенных элементов, но в пределах норм ПДКвр. На участке 500 м выше водохранилища зафиксированы фториды, содержание которых составляет 0,06 мг/л,

ниже плотины они отсутствуют. В целом, кроме иона-аммония и железа, различий в химическом составе воды на двух исследованных станциях не наблюдается. Концентрации нефтепродуктов и фенолов находятся в пределах норм ПДКвр.

Все изученные элементы второго и третьего класса опасности находятся ниже предела обнаружения. Зафиксирована незначительная концентрация хрома в точке 500 м ниже плотины, соответствующая нормативу ПДКвр.

Руч. Чужой - правый приток, впадающий в водохранилище. Всего было исследовано 2 точки (устьевая часть и 1 км выше ее). Содержание растворенного кислорода соответствует нормативам летнего периода. Состав воды гидрокарбонатно-кальциевый. Реакция среды слабощелочная, вода средней минерализации и средней жесткости. Содержание ионов аммония в пробах изменяется незначительно. Концентрация нитрат-ионов ниже ПДКвр, нитриты и фосфаты в пробах не обнаружены. Сравнительно высокая концентрация железа обнаружена в воде руч. Чужой в точке 1 км выше устья, превышающая нормативы ПДК до 5 раз. Но ближе к устью отмечено резкое снижение содержания данного биогенного элемента. Вероятно, это связано с выносом со дна и вымыванием его соединений из почвенных слоев водосбора. Незначительная концентрация фторид-ионов, соответствует нормативам ПДКвр. Содержание фенолов находится ниже предела обнаружения. Следует отметить, что в точке 1 км выше устья выявлено высокое содержание нефтепродуктов, превышающее нормативы ПДКвр до 1,8 раз. Вероятно, это связано с растворением почвенной органики, которую зафиксировали в ходе выполнения анализа.

Содержание в воде руч. Чужой микроэлементов второго и третьего классов опасности находится в «следовых» количествах, не превышающих ПДК или ниже предела обнаружения анализа (табл.6).

Руч. Ыраас Юрях. Концентрация растворенного кислорода и диоксида углерода в пределах нормативов летнего периода. Изученная вода преимущественно гидрокарбонатно-кальциевая, слабощелочная, средней жесткости и средней минерализации. Отмечено отсутствие хлоридов. Концентрация биогенных элементов и фторидов в пределах нормативов ПДКвр. Наблюдается отсутствие фосфатов в данном водотоке. Содержание нефтепродуктов и фенолов находится в пределах допустимых нормативов.

Концентрация изученных микроэлементов находится ниже предела обнаружения анализа.

Руч. Безымянный-2. Газовый режим благоприятен для летнего периода. Состав воды гидрокарбонатно-кальциевый, слабощелочной, средней жесткости и средней минерализации. Хлориды отсутствуют. Превышений норм ПДКвр по биогенным элементам не зафиксировано. Концентрация фенолов находится в пределах норм ПДКвр. Из всех исследованных точек, в данном водотоке отмечено аномально высокое содержание органических веществ (ОВ), превышающее нормативы ПДКвр до 16 раз. Так как фактическое нефтяное загрязнение отсутствует, мы предположили, что обусловлена её поступлением аномально высокая концентрация ОВ из водосборной части водохранилища.

Концентрации всех исследованных микроэлементов N1, Со, Сг, Мп, С^ Л8, РЬ, 2п находятся ниже предела обнаружения.

Рис.2. Динамика рН и минерализации Сытыканского водохранилища

ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ГРУППЫ В СИНТАКСОНОМИИ

В целом, химический состав притоков, питающих Сытыканское водохранилище, однороден. Следует отметить, что ручьи Чужой и Безымянный-2 привносят значительное количество органического вещества из водосборного бассейна. И факты превышения нормативов ПДКвр по нефтепродуктам, вероятно, связаны с тем, что в ходе флуометрического анализа зафиксирована почвенная органика из водосборной площади водохранилища, а не нефтепродукты.

По сравнению с прошлыми годами (табл. 2) химический состав воды постоянен - гидрокар-бонатно-кальциево-магниевый. Реакция среды в целом слабощелочная, отмечается увеличение водородного показателя в сторону щелочной среды в осенний период (сентябрь 2003 г.). В августе-сентябре наблюдается повышение минерального состава воды за счет увеличения концентрации катионов натрия и калия, и аниона хлорида (рис.2). Вероятно, это связано с сезонными колебаниями содержания главных ионов.

Таким образом, качество воды Сытыканско-го водохранилища отвечает требованиям норм хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного водопользования. Следует отметить, что необходима организация постоянного мониторинга за качеством воды, так как водохранилище является единственным источником питьевой воды для близлежащих поселков и находится в районе интенсивного освоения территории алмазодобывающими предприятиями.

Литература

1. Алекин О.А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидро-метеоиздат, 1953.-295 с.

2. Оценка воздействия на окружающую природную среду к проекту Удачнинского ГОКа. Восстановление напорного фронта гидроузла на р. Сытыкан / Отв. испол. В.А. Шерстов. ИГДС СО РАН. - Якутск, 2004

3. Система капиллярного электрофореза. Основы метода. Аппаратура. Примеры использования систем капиллярного электрофореза «Капель-103, -104, -105». - СПб: Петрополис, 2001. - 65 с.

УДК 574.4:582

Эколого-фитоценотические группы в синтаксономии лесной и кустарниковой растительности долины средней Лены

А.П. Ефимова

В видовом составе лесов и кустарниковых сообществ растительности долины средней Лены выделено 18 сопряженных эколого-фитоценотических групп. Группы справедливы для лесной и кустарниковой долинной растительности Центральной Якутии и могут быть использованы для выполнения различных флористико-геоботанических задач.

Eighteen associated ecological-phytocoenotical groups have been revealed in a floristic composition of forest and shrub communities of the Middle Lena valley vegetation. The groups are true for a forest and shrub valley vegetation of the Central Yakutia and can be used for a realization of various floristical-geobotanical tasks.

Ключевые слова: синтаксономия, флористика, средняя Лена, эколого-фитоценотические группы.

В отечественной и зарубежной геоботанике применение сопряженных видов признано как один из наиболее значимых аналитических элементов в экологической, фитоценотической интерпретации сообществ и с успехом используется в классификации низших синтаксономических

ЕФИМОВА Айталина Павловна - к.б.н., н.с. лаборатории мерзлотного лесоведения ИБПК СО РАН.

единиц растительности [1-5]. Наш опыт использования этого метода показал его эффективность для классификации, сочетающей доминантный принцип с некоторыми методами флористического подхода, выполненной нами для лесной и кустарниковой растительности долины средней Лены.

Исследования проведены вдоль поперечной и продольной трансект на низкой, средней и вы-