АТМОСФЕРНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ НСО3- В МЕЖДУРЕЧЬЕ РР. ПЕЧОРА И СЕВЕРНАЯ ДВИНА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РЕЧНОЙ СТОК
Копотева Т.Н. Федорова В.А.
Докладчик: Копотева Т.Н.
Процессы, происходящие в атмосфере, как известно, оказывают существенное влияние на химический состав речных вод и сток растворенных веществ. Понимание механизма атмогеохимических преобразований позволяет выявить факторы, определяющие эколого-геохимическое состояние поверхностных вод.
Целью данной работы является оценка вклада атмосферных выпадений гид-рокарбонат-ионов в процесс формирования речного стока данного компонента на севере Русской равнины за период 1962 – 2007 гг. В качестве исходных материалов принимались результаты многолетних наблюдений за химическим составом атмосферных осадков и поверхностных вод суши, полученные на 3 метеорологических станциях (МС) (Сура, Мудьюг, Ухта) и 9 постах гидрологической сети, располо-женных в междуречье рр. Северная Двина и Печора.
Годовой квазицикл поверхностных вод традиционно подразделялся на зимнюю межень, весеннее половодье и летне-осенний период. Сток гидрокарбонатов по ним рассчитывался как средневзвешенный по водному стоку, что позволяет учесть изменения водности.
Анализ поступлений гидрокарбонат-ионов с осадками также проводился по указанным гидрологическим сезонам. Модуль выпадений осадков определялся для каждого месяца как произведение их количества по каждой МС на концентрацию ионов.
Наибольшее количество выпадений гидрокарбонатов наблюдается на МС Ухта, где годовые показатели в 7 и 30 раз превышают аналогичные значения, отме-чающиеся на МС Мудьюг и Сура соответственно. Данный факт обусловлен высоким содержанием НСО3- в осадках на МС Ухта (11,8 – 37,8 мг/л) по сравнению с 2 дру-гими метеостанциями, где концентрация данного аниона составляет 0,25 – 7,0 мг/л.
Принимая во внимание тот факт, что содержание НСО3- в осадках является индикатором уровня СО2, указанные особенности пространственного распределения концентрации и выпадений гидрокарбонатов можно объяснить отсутствием развитой промышленности вблизи МС Сура. Основными источниками загрязнения воз-душного бассейна в непосредственной близости от МС Ухта являются предприятия угледобывающей, газовой, нефтедобывающей, теплоэнергетической и других отрас-лей промышленности, располагающиеся в гг. Ухта и Сосногорск.
Анализ внутригодового распределения выпадений НСО3- показал, что на всех исследованных метеостанциях наибольшее количество гидрокарбонатов выпадает в течение летне-осеннего сезона, т.к. именно в этот период повсеместно наблюдаются максимальные на протяжении всего года значения концентрации указанного аниона.
В работе был определен вклад выпадений гидрокарбонат-ионов с атмосфер-ными осадками в формирование речного стока данного ингредиента.
В период зимней межени лидирующие позиции по показателям стока НСО3- занимают рр.Сояна, Мудьюга и р.Ижма (свх. Изваильский), воды которых за указан-ный сезон переносят 14,78 – 18,63 т/км2 гидрокарбонат-ионов. Данный факт объяс-няется тем, что эти реки дренируют легко растворимые породы (известняки, доло-миты и др.). Наименьшее значение стока НСО3- отмечается на р.Седью, что обусловлено сложением водосбора данной реки преимущественно сульфатными породами (гипсами, ангидритами и др.).
Следует отметить, что существенный вклад атмосферных осадков (20,1 – 66%) в процесс формирования зимнего стока гидрокарбонат-ионов фиксируется на постах, расположенных в бассейне р.Ижма. На реках же, расположенных в бассейне р. Пинега, атмосферные выпадения обуславливают лишь 0,7 – 0,8 % стока гидрокарбонат-ионов.
В период весеннего половодья на всех гидропостах показатели стока гидро-карбонат-ионов в 1,3-2,5 раза меньше по сравнению с зимним периодом, что объяс-няется активным участием в питании рек талых и дождевых вод, которые, как из-вестно, характеризуются относительно невысокой минерализацией по сравнению с подземными водами, питающими водотоки во время зимней межени.
Доля гидрокарбонат-ионов атмосферного происхождения в речном стоке в период весеннего половодья по сравнению с зимней меженью снижается в 2,4 – 2,9 раза. Так, в бассейне р. Ижма данный показатель изменяется от 8,4 до 22,7%. Ис-ключение составляет р. Пинега, где вклад атмосферных осадков на протяжении весеннего половодья в 1,5 – 2 раза превышает показатели зимней межени.
С наступлением летне-осеннего периода на всех реках происходит увеличение стока гидрокарбонатов до значений зимней межени или выше. В начале этого сезона в период паводков активное участие в питании рек принимают атмосферные осадки, концентрация гидрокарбонат-ионов в которых повышается к теплому сезону. Именно в летне-осенний период отмечается наиболее высокий вклад атмосферных осадков в процессы формирования речного стока гидрокарбонатов. Данный показатель в 1,2 – 6,0 раза превышает аналогичные значения других гидрологических сезонов.
Максимальный вклад атмосферных осадков в процесс формирования речного стока НСО3- на протяжении летне-осеннего периода составляет 78,7 – 82,2% и отме-чается на р. Ижме (д.Картайоль) и р.Седью (пос.Седью).
Таким образом, доля атмосферных осадков, принимающих участие в форми-ровании стока гидрокарбонатов, в различные гидрологические сезоны отличается. Так, максимальные значения приходятся на летне-осенний период, а минимальные преимущественно - на весеннее половодье.
В данной работе атмосферные осадки рассматриваются как один из факторов формирования ионного стока рек. Значение этого фактора изменяется в пространстве и во времени. Количество и мощность промышленных объектов – источников выбросов СО2 определяют концентрацию НСО3- в осадках, с ростом которой увеличиваются выпадения иона на территорию водосбора и их доля в формировании речного стока гидрокарбонат-ионов.
