ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ВОД РЕКИ СОЧИ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ РОССИИ В ПАВОДОК И МЕЖЕНЬ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Элементный состав вод р. Сочи подвержен резким изменениям при смене фаз водного режима. В период паводка он довольно богатый, в межень сравнительно бедный. В паводок воды реки относительно средних содержаний в речной воде континентов (кларков) обогащены 19 химическими элементами, а в период межени лишь 7. Суммарные содержания избыточных химических элементов в разные фазы водного режима, напротив, выше в межень за счет присутствия в водах реки в составе избыточных элементов Са и Mg, абсолютные содержания которых на два порядка выше, чем концентрации приоритетных паводковых макроэлементов (Fe и Al). Эта особенность отражается на общей минерализации вод. В межень общая минерализация речных вод в среднем для реки (109 мг/л) выше в 1.4 раза, чем в паводок (80 мг/л). В паводок воды реки существенно насыщаются редкоземельными элементами, а также Sn, Fe, Al, Mn, Zr, Cs, Pb, Th, Be, Ti, Co, Cu, Tl, V, Bi, As. Активное поступление перечисленных химических элементов в воды реки в паводок обусловлено обильным почвенным стоком и способностью этих элементов образовывать органические и неорганические комплексы, прочно связываться с коллоидами железа и сорбироваться на поверхности почвенных коллоидов. В более сухой период межени, когда питание подземными водами вносит больший вклад в формирование стока реки, содержания большинства элементов, в том числе редкоземельных элементов, снижаются. При контрастных геологических условиях изученной территории, при которых наблюдается неоднократная смена нейтральных артиллитов на щелочные мергели, большее влияние на состав вод в межень оказывают геохимически обедненные карбонатные породы. Сравнительный анализ состава вод в паводок и межень позволил выделить вторую группу элементов – Ba, Sb, B, S, Na, U, Mo, K, Sr, Ca, Mg, Li, Re, Rb, Si, Zn, поступление которых в воды реки связано с подземным питанием и, соответственно, спецификой горных пород. Изучение вариаций элементного состава вод р. Сочи в разные фазы водного режима позволило выявить группы элементов, повышенные содержания которых при определенной фазе режима будут связаны не с техногенной нагрузкой, а с фактором состава пород геологического основания (в межень) или обильного почвенного стока (в паводок).

Об авторах

П. С Лесникова

Федеральный исследовательский центр "Субтропический научный центр Российской академии наук"

Email: lesnikovaps@yandex.ru
Сочи, Россия

Л. В Захарихина

Федеральный исследовательский центр "Субтропический научный центр Российской академии наук"

Сочи, Россия

Список литературы

  1. Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов (АИС ГМВО). https://gmvo.skniivh.ru/
  2. Алексеев И.И., Марицкий Д.В., Калперман П.К., Торонов П.А., Школьный Д.И., Белякова П.А. Наводнения на Черноморском побережье Краснодарского края // Вод. ресурсы. 2016. Т. 43. № 1. С. 3—17
  3. Аржанова В.С. Геохимия, функционирование и динамика горных геосистем Сихотэ-Алина (for Дальнего Востока России). Владивосток: Дальнаука, 2005. 247 с.
  4. Битюков Н.А. Особенности гидрологии Сочинского Причерноморья // Устойчивое развитие особо охраняемых природных территорий. Сочи: Природный орнитологический парк в Имеретинской низменности, 2018. С. 50—61.
  5. Богуш И.А., Черкаши В.И. Металлоносность юрских осадочных комплексов Кавказа // Тр. Ин-та геологии Дагестан. НЦ РАН. 2012. № 58. С. 7—13.
  6. Виноградов А.П. Введение в геохимию океана. М.: Наука, 1967. 216 с.
  7. Газаев М.А., Асеев Э.А., Газаев Х.М., Нигишев А.Б. Формирование микроэлементного состава вод р. Черек-Балкарский в период зимней межени // Устойчивое развитие горных территорий. 2016. Т. 8. № 1. С. 65—72.
  8. Газаев В.М., Гурбанов А.Г., Кондрашов И.А. Палеогеновая базальт-трахитовая формация Западного Кавказа: геохимическая специфика, вопросы петрогенезиса, геодинамическая типизация, металлогения // Геология и геофизика Юга России. 2018. № 4. С. 18–32.
  9. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии. М.: Наука, 1983. 152 с.
  10. Гордеев В.В., Лисицын А.П. Средний химический состав взвесей рек мира и питание океанов речным осадочным материалом // ДАН СССР. 1978. Т. 238 (1). С. 225–228.
  11. ГОСТ 31957-2012 Вода. Методы определения щелочности и массовой концентрации карбонатов и гидрокарбонатов. М.: Стандартинформ, 2019. 30 с.
  12. ГОСТ 4245-72 Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2010. 6 с.
  13. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Гидрогеологическая карта. 1 : 1 000 000. Л. К-37 (Сочи) / Под ред. Н.И. Пруцкого, В.М. Юбко. СПб.: ВСЕГЕИ, 2011.
  14. Государственная геологическая карта Российской Федерации. 1: 200000. Сер. Кавказская. Л. К-37-V / Под ред. Н.И. Пруцкого. СПб.: ВСЕГЕИ, 2002.
  15. Дребот В.В., Лепокурова О.Е. Равновесно-неравновесное состояние природных вод территории Торейских озер (восточное Забайкалье) с ведущими минералами вмещающих пород // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 9. С. 99–112.
  16. Захарихина Л.В., Гуч А.К., Лесникова П.С. Временная трансформация фракционирования редкоземельных элементов в почвах при городской нагрузке на территории влажных субтропиков России // Вестн. КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2023. № 3 (59). С. 94–103.
  17. Карапдашев В.К., Лейкин А.Ю., Хвостиков В.А., Куцева Н.К., Пирогова С.В. Анализ вод методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 5. С. 5–18.
  18. Карелина Е.В., Марков В.Е., Блоков В.И. Перспективность Краснополянского района города Сочи на благороднометальное оруденение // Вестн. Рос. ун-та дружбы народов. Сер. Инженерные исследования. 2017. Т. 18. № 4. С. 497–504.
  19. Кожевников Н.К., Болбеску А.Г., Луценко Т.Н., Шамов В.В., Еловский Е.В., Касуров Д.А. Микроэлементы в речных водах горно-лесных бассейнов (юг Дальнего Востока России) // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 6. С. 190–205.
  20. Лесникова П.С. Изменение макроэлементного состава речных вод в контрастных геологических условиях, река Сочи Черноморского побережья России // Вестн. Воронежского гос. ун-та. Сер. География. Геоэкология. 2023. № 3. С. 47–56.
  21. Лесникова П.С., Захарихина Л.В. Взаимозависимое влияние естественного (горные породы) и техногенного (городской нагрузка) факторов на состав речных вод // Изв. Субтроп. НЦ РАН. 2023. № 3–1. С. 123–133.
  22. ПНД Ф 14.1:2:4.114-97 Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации сухого остатка в питьевых, поверхностных и сточных водах гравиметрическим методом. М.: ФЦАО, 2011. 14 с.
  23. РД 52.24.405–2018 Массовая концентрация сульфатов в водах. Методика измерений турбидиметрическим методом. Ростов-на-Дону: Ростидромет, ГХИ, 2018. 26 с.
  24. РД 52.24.495–2017 Водородный показатель вод. Методика измерений потенциометрическим методом. Ростов-на-Дону: Ростидромет, ГХИ, 2017. 15 с.
  25. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 355 с.
  26. Чудаева В.А., Чудаев О.В. Особенности накопления и фракционирования редкоземельных элементов в поверхностных водах Дальнего Востока в условиях природных и антропогенных аномалий // Геохимия. 2011. № 5. С. 523–549.
  27. Шварцев С.Л., Замана Л.В., Плюсин А.М., Токаренко О.Г. Равновесное азотных терм Байкальской рифтовой зоны с минералами водовмещающих пород как основа для выявления механизмов их формирования // Геохимия. 2015. Т. 2015. № 8. С. 720–733.
  28. Шестеркин В.П., Синькова Н.С., Шестеркина Н.М. Особенности качества воды малых рек Хабаровска во время половодья. 1. Основные ионы и биогенные вещества // Вод. ресурсы. 2024. Т. 51. № 3. С. 336–344.
  29. Anderson K., Dahlqvist R., Turner D., Stolpe B., Larsson T., Ingri J., Andersson P. Colloidal rare earth elements in a boreal river: Changing sources and distributions during the spring flood // Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. V. 70. № 13. P. 3261–3274.
  30. Chen B.-B., Li S.-L., von Strandmann P.A.E.P., Wilson D.J., Zhong J., Ma T.-T., Sun J., Liu C.-Q. Behaviour of Sr, Ca, and Mg isotopes under variable hydrological conditions in high-relief large river systems // Geochim. Cosmochim. Acta. 2023. V. 343. P. 142–160.
  31. Elderfield H., Upstill-Goddard R., Sholkovitz E.R. The rare earth elements in rivers, estuaries, and coastal seas and their significance to the composition of ocean waters // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. V. 54. № 4. P. 971–991.
  32. Fedotov P.S., Rogova O.B., Dzhenloda R.Kh., Karandashev V.K. Metal—organic complexes as a major sink for rare earth elements in soils // Environ. Chem. 2019. V. 16. Iss. 5. P. 323–332.
  33. Gaillardet J., Viers J., Dupré B. Trace Elements in River Waters // Treatise Geochem. 2003. V. 5. P. 225–272.
  34. Godsey S. E., Hartmann J., Kirchner J. W. Catchment chemostasis revisited: Water quality responds differently to variations in weather and climate // Hydrol. Process. 2019. V. 33. № 24. P. 3056–3069.
  35. Grigor’ev N.A. Average concentrations of chemical elements in rocks of the upper continental crust // Geochem. Int. 2003. № 41 (7). P. 711–718.
  36. Knapp J.L.A., von Freyberg J., Studer B., Kiewiet L., Kirchner J.W. Concentration—discharge relationships vary among hydrological events, reflecting differences in event characteristics // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2020. V. 24. № 5. P. 2561–2576.
  37. Laudon H., Hasselquist E.M., Peicht M. et al. Northern landscapes in transition: Evidence, approach and ways forward using the Krycklan Catchment Study // Hydrol. Process. 2021. V. 35. Art. e14170.
  38. Litvinenko Yu.S., Zakharikhina L.V. Geochemistry and Radioccology of Waters and Bottom Sediments of the Mzymta River, the Black Sea Coast // Geochem. Int. 2022. V. 60. P. 379–394.
  39. Pokrovsky O.S., Dupré B., Schott J. Fe—Al—organic Colloids Control of Trace Elements in Peat Soil Solutions: Results of Ultrafiltration and Dialysis // Aquat. Geochem. 2005. V. 11. P. 241–278.
  40. Pokrovsky O. S., Schott J. Iron colloids/organic matter associated transport of major and trace elements in small boreal rivers and their estuaries (NW Russia) // Chem. Geol. 2002. V. 190. Iss. 1–4. P. 141–179.
  41. Qian J., Xue H.B., Sigg L., Albrecht A. Complexation of Cobalt by Natural Ligands in Freshwater // Environ. Sci. Technol. 1998. V. 32. № 14. P. 2043–2050.
  42. Zakharikhina L., Litvinenko Y., Ryadin A., Saburov R., Shevelev S., Vareliyan G. Geochemical Characterization of Natural Groundwater on the Southern Slopes of the Caucasus Mountains on the Russian Black Sea Coast // Water. 2022. V. 14. P. 2170.
  43. Zakharikhina L., Kerimzade V., Litvinenko Y. Elemental Composition of Soils in the Heterogeneous Geological Setting of the Mzymta River Basin on the Russian Black Sea Coast // Environ. Ecol. Res. 2023. V. 11. № 2. P. 225–239.
  44. Zakharikhina L., Rudev P., Paliseva A. Chemical composition and morphology of the Mediterranean mussel, Black Sea coast of Russia // Mar. Pollut. Bull. 2022. V. 179. Art. 113692.
  45. Zakharikhina L., Vinitskaya E. Mirroring Land and Sea: The Geochemistry of Coastal Biomarkers // Ecologica Montenegrina. 2023. V. 64. P. 207–220.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025