RESULTS OF ELECTROMETRIC ANALYSIS OF WATER SAMPLES OF THE RIVER SELENGA WITH ITS TRIBUTARIES AND THE LAKE BAIKAL WATER AREA

Texto integral

Данных об электропроводности воды реки Селен- целесообразность широкого использования удельного ги и оз. Байкал в литературе немного [1-5]. Знание электрического сопротивления УЭС (УЭС - величина, этих характеристик необходимо при решении ряда обратная удельной электропроводности воды, измеря-практических задач геофизической электродинамики ется в Ом · м.) природных вод ρ при геофизических, и физической экологии. В работах [6-8] показана геологических и гидрологических исследованиях. Цель Работа подготовлена при финансовой поддержке Междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН №11 и гран тов РФФИ № 12-02-98002, №12-02-98007, №12-05-98051, № 12-01-98010. 146 Вестник СибГАУ. N 5 (51). 2013 проведенного исследования - определение радиофизических индикаторов состояния экосистемы дельты р. Селенга. Экспериментальные исследования проводились методами электрометрии и лабораторного анализа проб воды и льда с использованием кондуктометра ММЗЧ-04 с датчиком УК-0.2/1, кондуктометра DIST WP3 фирмы Hanna Instruments и измерителя температуры и минерализации Primo-3. УЭС проб воды, взятых в дельте р. Селенга, заливе Сор-Запорная губа и других местах Байкальского региона, приведены в табл. 1. Данные таблицы указывают на существенную изменчивость УЭС проб воды в различных точках их взятия как на р. Селенга, так и в других водоемах и грунтовых водах из-за различной минерализации воды. Установлено низкое УЭС грунтовых вод, взятых из колодцев, лежащих в районе дельты р. Селенга. Горные реки Хаим, Г орная и некоторые другие имеют более высокие УЭС воды, чем байкальская вода. Сезонные вариации УЭС воды р. Селенга в районе г. Улан-Удэ представлены на рис. 1. Пробы брались ежемесячно, начиная с августа 1998 г. Максимальные значения УЭС наблюдаются в зимние месяцы, когда сток воды минимален. Минимальное УЭС имеет место в весенний период (конец марта -апрель - начало мая), когда происходит интенсивное таяние снега и сток загрязненных поверхностных вод в реку. Сезонный ход УЭС имеет устойчивый характер с годичным ритмом. Летние значения УЭС также достаточно стабильны от года к году. Изменение УЭС воды от лета к зиме находится в интервале от 80 до 170 Ом м, т. е. более двух раз в сторону увеличения. Следует отметить нелинейность зависимости p(t). Для всех проб воды проведена аппроксимация измеренных зависимостей p(t) полиномом 2-й степени: p(t) = ρι5[1 + a(t - t15) + ß(t - t15)2] и определены коэффициенты α и β, характеризующие температурный коэффициент УЭС (табл. 1). Для девяти проб воды, взятых в заливе Сор-Запорная губа оз. Байкал, линейный член α изменяется в пределах - (2,3-2,8) · 10-2 град-1, а квадратичный член β в пределах (4,8-8,6) · 10-4 град-1. Некоторые температурные зависимости УЭС проб воды для р. Селенга и других водоемов, а также грунтовых вод, представлены на рис. 2. По данным изме рений р. Селенга имеет более низкое УЭС, чем байкальская вода в глубоководных частях акватории. Так, по данным работ [3; 5], приведенное к 18 °С УЭС в верхнем 100-метровом слое воды оз. Байкал изменяется от 83 до 105 Ом-м и в среднем составляет 91 Ом · м. Температура байкальской воды в слое 0-200 м изменяется в течение года от 0,1 до 15-23 °С. На больших глубинах она постоянна в течение года и равна 3,2-3,8 °С. Сезонные изменения температуры воды, достигающие 15-18 °С, приводят к образованию градиентной геоэлектрической среды, обусловленной хорошо выраженной температурной слоистостью водной массы. При этом разница сопротивлений между слоями воды может достигать 35-40 Ом · м. Изучена миграция солевых включений в ледовом покрове оз. Байкал. Концентрация солей изменяется от 18 до 2,5 мг/л (при минерализации воды 120 мг/л). При невысоком снежном покрове лед озера сильно опресняется и в середине зимы при толщине льда около 1 м распределение концентрации солей по высоте имеет минимум 2,5 мг/л в центральной и нижней части керна. Верхний слой 0-4 см имеет концентрацию 18 мг/л (для сравнения дистиллированная вода имеет 10 мг/л). УЭС воды из керна льда при температуре 2 °С изменяется от 1 670 до 8 640 Ом · м в слое 40-50 см (верхний предел значительно выше УЭС бидистиллиро-ванной воды). Данные кондуктометрических исследований водной среды р. Селенга и акватории оз. Байкал показывают существенную изменчивость УЭС в различных пунктах взятия проб воды из-за различной ее минерализации. Установлено низкое УЭС грунтовых вод, взятых из колодцев, расположенных в районе дельты р. Селенга. В результате ежемесячных измерений УЭС проб воды в р. Селенга в районе г. Улан-Удэ получен сезонный ход УЭС воды с годичным ритмом. Изменение УЭС воды, приведенное к одной температуре (4 °С), от лета к зиме составляет 20-25 % в сторону увеличения. Абсолютные значения естественного хода УЭС воды от лета к зиме составляют 80-170 Ом · м, т. е. увеличиваются более чем в 2 раза. Рис. 1. Сезонные вариации УЭС воды р. Селенга в районе г. Улан-Удэ (дебаркадер Речного порта) 147 Раздел 2. Радиофизические методы диагностики окружающей среды. Алгоритмы, инструменты и результаты 1 — р. Горная, с Мостовка, 30.08 01 2— р. Турка 3—р. Селенга, г. Улан-Удэ, 10.01.01 4—Байкал р-н п. Горячинск 5 — р. Селен га, с Ранжурово, 30.08.01 6—р. Селенга, г. Улан-Удэ, 20.04.01 7— Проба 5, залив Сор-Запорная губа, 28.08.01 8 —залив Провал 9—Колодец Рыб. Завод п. Оймур 10 — Колодец, с. Истомино, (база ЛДЗ), 28.08.01 11 — Колодец, с. Ранжурово, 30.08.01 12 — Отстой Селенгинского ЦКК О 5 10 15 20 25 T10C Рис. 2. Температурные зависимости УЭС проб воды, взятых в дельте р. Селенга и других водоемах Байкальского региона УЭЗ проб воды № пробы Место взятия пробы воды ρ15, Ом-м α 10 2, град 1 'з & т , 0 β 1 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 1, 52°08'33"N, 106 17'28'Έ, 29.08.01 81 -2,8 5,1 2 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 2, 52°08'55"N, 106 17'08"E, 29.08.01 82,3 -2,6 5,5 3 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 3, 52°09'12"N, 106 16'50"E, 29.08.01 78,5 -2,7 5,1 4 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 4, 52°09'43"N, 106 16'01"E, 29.08.01 84,2 -2,7 4,8 5 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 5, 52°10'15"N, 106 15'34"E, 29.08.01 74,4 -2,4 8,3 6 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 6, 52°10'30"N, 106 15'07"E, 29.08.01 84,4 -2,6 6,3 7 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 8, 52°09'16"N, 106 17'41"E, 29.08.01 82,6 -2,4 8,6 8 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 9, 52°09'34"N, 106 18'33"E, 29.08.01 84,1 -2,3 8,3 9 Байкал, р-он с. Истомино, залив Сор-Запорная губа, проба 10, 52°07'57"N, 106 17'19"E, 29.08.01 73,6 -2,4 8,2 10 р. Селенга, г. Улан-Удэ, 25.08.01 90,3 -2,6 6,9 11 р. Селенга, р-он с. М.Колесово, 30.08.01 82,1 -2,6 5,9 12 р. Селенга, р-он с. Ранжурово, 29.08.01 84,9 -2,2 9,4 13 р. Селенга, с. Фофаново 70,8 -2,1 10,2 14 р. Селенга, с. Красный Яр 67,9 -1,4 18,3 15 р. Селенга, протока Лобаниха 77,2 -2,8 2,6 16 р. Горная, р-он с. Мостовка, 30.08.01 207,7 -2,6 7,3 17 р. Турка, 25.08.02 175 -2,1 14,5 18 р. Хаим, 25.08.02 256 -1,7 6,8 19 Байкал, пирс в с. Истомино, 52°09'12"N, 106°19'25"E 67,9 -2,3 9,4 20 Байкал, р-он п. Горячинск, 25.08.02 106,7 -3,9 7,0 21 Колодец в с. Истомино, h = 6 м (база ЛДЗ), 28.08.01 29,9 -2,5 8,2 22 Колодец в с. Истомино, h = 6 м, 28.08.01 19,1 -2,4 9,4 23 Колодец в с. Ранжурово, 52°10'41"N, 106°25'30"E, 30.08.01 16,4 -2,2 6,5 24 Колодец с. Оймур, 52°19'14"N, 106°48'41"E, 17.03.02 49 2,4 3,8 25 Озеро у радиостанции РВ-63 вблизи п. Селенгинск, 27.08.01 98,2 -2,1 13,6 Температурные зависимости УЭС воды р, ОМ'М 148 Вестник СибГАУ. N 5 (51). 2013 Библиографические ссылки

Sobre autores

Yu. Bashkuev

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

Email: buddich@mail.ru
6 Sakhyanovoy st., Ulan-Ude, 670047, Russia

V. Khaptanov

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

6 Sakhyanovoy st., Ulan-Ude, 670047, Russia

M. Dembelov

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

6 Sakhyanovoy st., Ulan-Ude, 670047, Russia

D. Buyanova

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

6 Sakhyanovoy st., Ulan-Ude, 670047, Russia

L. Angarkhaeva

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

6 Sakhyanovoy st., Ulan-Ude, 670047, Russia

Bibliografia

Arquivos suplementares