научная статья по теме ХАРАКТЕР ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ВОДЕ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ) Биология
Текст научной статьи на тему «ХАРАКТЕР ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ВОДЕ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)»
ХАРАКТЕР ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ВОДЕ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)
аспирант, Горно-Алтайский государственный университет, shevchenko_genna@mail.ru
Установлена продольная латеральная зональность в распределении многих показателей химического состава, в том числе уровня присутствия большинства микроэлементов в воде Телецкого озера. Эта закономерность предположительно отражает изменение степени влияния речного стока и смены природных условий на гидрогеохимические особенности озерной воды.
It is established longitudinal lateral zoning in the distribution of many indicators of a chemical compound, including grade presence majority traces in the Telecky lake water. This law presumably reflects gradual change of funoff river influence and change natural condition on hydrogeochemical particularities Telecky lake water.
Ключевые слова: Телецкое озеро, гидрохимическая зональность, микроэлементы.
Keywords: Teletsky lake, hydrochemical zonality, microelements.
Телецкое озеро — уникальное природное образование, включенное ЮНЕСКО в 1998 г. в список природных объектов Мирового Наследия, содержит 40 кубокилометров экологически чистой пресной воды и является одним из основных рекреационных районов Горного Алтая.
Несмотря на многолетний период изучения гидрохимии озера (с 1930-х годов), многие ее аспекты остаются слабо освещенными, в том числе особенности формирования химического состава озерной воды, пространственное распределение ее макро- и микрокомпонентов, характер влияния на них природных условий водосборного бассейна и пр. [1, 2].
Проведенный авторами анализ распределения отдельных природных факторов (геологическое строение, характер рельефа и растительного покрова, режим увлажнения и пр.) в районе Телец-кого озера, опосредованно влияющих на гидрогеохимическую специфику его поверхностных водных объектов, позволяет по их совокупности выделить две отличающиеся между собой зоны озерной акватории — субширотную и субмеридиональную. Первая из них находится в низкогорной гу-мидной зоне, вторая в субаридной среднегорной местности.
Максимум этих отличий проявлен на крайнем южном фланге озера, являющемся областью влияния вод его основного притока р. Чулышман (около 70% стока), в связи с чем она условно рассмотрена как гидрохимически самостоятельная южная зона.
В 2008—2009 гг. авторами методом ISP в ООО «Плазма» (г. Томск) исследован микрохимический состав на 70 элементов для 42 проб озерной воды, взятых на ряде временных постов на отрезке с. Артыбаш — мыс Кырсай, в том числе 16 проб с глубин 10, 50, 100, 200 и 300 м на постах Артыбаш, Яйлю, Кокши, Челюш, Кырсай (рис. 1).
Для вышеотмеченных проб озерной воды также определен общий химический состав и уро-
Рис 1. Посты пробоотбора в широтной (Ш), меридиональной (М) и южной (Ю) частях Телецкого озера
вень присутствия основных экотокси-кантов природного и антропогенного происхождения (фенолы, нефтепродукты, азотистые соединения, взвешенные вещества и др.).
При анализе особенностей пространственного распределения изученных макрокомпонентов и микроэлементов (МЭ) рассчитаны их средние концентрации и отношение на отдельных постах, на разных глубинах и частях озера.
Установлено, что в воде южной части озера среднее содержание большинства изученных МЭ на 5—140% в среднем на 20% выше, чем в меридиональной и широтной частях озера (табл. 1). Это касается, в основном, породообра-
зующих элементов (Б1, М^, Са, Ка, К, Ее) и, в меньшей степени, редких, РЗЭ, лантаноидов (У, Мо, Бс, БЪ и др.)
Для большинства породообразующих элементов и многих МЭ (БЪ, РЪ, Бс, Ва, Си, Мо и др.) отчетливо выражена латеральная продольная (по длине озера) зональность распределения в поверхностном слое воды, проявленная закономерным уменьшением (увеличением) их концентраций на всех изученных временных постах (рис. 2).
Выявленная продольная зональность в распределении МЭ в целом совпадает с однотипной латеральной зональностью распределения показателей макро-химического состава воды [3], которая заключается в увеличении значений показателей с юга на север (ион натрия, сульфат-ион, мутность, окисляемость и др.), либо в обратной тенденции (гидрокарбонат-ион, ион кальция, железо, взвешенные частицы). Это указывает на превалирующую роль транзитного речного стока в формировании химического состава верхнего слоя озерной воды.
Вышеотмеченная зональность вероятно обусловлена влиянием более высоко минерализованных поверхностных вод р. Чулышман, поступающих в озеро с юга, а также различиями гидрохимического состава боковых притоков озера, что нуждается в дальнейшем уточнении.
Таким образом, в пространственном распределении изученных МЭ предварительно выявлен ряд типов их поведения, основные из которых заключаются: 1) в уменьшении (в направлении юг — север) уровня их присутствия в озерной
Среднее содержание микроэлементов в воде Телецкого озера (мкг/дм3)
Элементы Ш М Ю Ю/Ш, ед. Элементы Ш М Ю Ю/Ш, ед.
2526 2619 2752 1,09 Ва 11 12,5 13,7 1,24
иг 2463 2798 2908 1,18 Си 1,64 1,71 2,59 1,58
ш 1444 1618 1708 1,18 РЬ 0,12 0,15 0,20 1,67
Ре 47 68 82 1,74 Яс 0,86 1,17 1,35 1,57
Части озера: Ш — широтная; М — меридиональная; Ю — южная (смешанные воды озера и р. Чулышман).
воде (встречаемость 60%); 2) в увеличении присутствия МЭ в центральной части озера (15%); 3) в повышении содержания МЭ в его широтной части (8%); 4) в стабильном распределении по всей длине озера (13%). Остальные типы распределения МЭ проявлены незначительно.
В поведении многих геохимически близких между собой МЭ также проявлено вышеотмеченное закономерное увеличение (уменьшение) отношения их содержания в озерной воде при движении с севера на юг [4]. Амплитуда изменения отношений МЭ в крайних частях озера варьируется в пределах
±1,1—1,4 раза и в среднем составляет ±20 %, т. е. совпадает с разницей в концентрациях большинства микроэлементов на флангах озера (табл. 2).
Вышеотмеченная гидрогеохимическая специфика широтной, меридиональной и южной частей Телецкого озера отчетливо видна по данным факторного (компонентного) анализа. Так, максимальные значения главной компоненты (выделенной основной группы МЭ) характерны для южной части озера, а минимальные — для его субширотной части (рис. 3). Характерно плавное увеличение величины компоненты в южном направлении, что указывает
Отношение содержания химических элементов в разных частях
Части озера 81/А1 Са/М^ Ш/К Ее/Т1 №/Со Ба/Вг ИЪ/Вг
1. Широтная 184 5,4 2,0 80 15,4 5,1 78
2. Меридиональная 187 5,2 2,1 88 12,8 4,5 76
3. Южная 219 4,9 2,2 113 12,6 3,9 71
Отношение 3/1, ед. 1,19 0,91 1,10 1,41 0,82 0,76 0,91
Среднее содержание микроэлементов в глубинных слоях оз. Телецкое (мкг/дм3)
Глубина Ее Т1 Мп Си 2п РЪ ы Мо Вс
0 м 63 0,68 1,66 1,86 15,7 0,15 0,86 0,44 1,08
10 м 66 0,65 0,79 1,19 1,28 0,07 0,80 0,45 1,12
50 м 67 0,69 0,66 1,25 0,57 0,06 0,79 0,44 1,18
100 м 77 0,75 0,61 1,14 0,57 0,29 0,78 0,43 1,21
200 м 74 0,72 0,59 1,18 0,60 0,69 0,79 0,46 1,23
Рис. 3. Значение главной компоненты основной группы МЭ в изученных пунктах оз. Телецкое
на рост концентраций основной группы МЭ. Ранее отмечено, что для южной части озера проявлено разнонаправленное поведение других групп МЭ, привносимых р. Чулышман [4].
Проведенный анализ среднего содержания изученных микроэлементов в глубинных слоях озера показал, что в их распределении проявлены различные тенденции, основная из которых заключается в уменьшении концентрации МЭ с глубиной (Мп, N1, Си, 7п, Ы и др.). Для некоторых микроэлементов наблюдается тенденция увеличения содержания с глубиной (Ее, Т1, РЪ, Бс). Ряд МЭ ведет себя индифферентно — кобальт, молибден, ртуть и пр. (табл. 3).
Для подавляющего большинства МЭ (особенно халькофилов) характерно преобладание их концентраций в приповерхностном слое над глубинными горизонтами. Обратная ситуация проявлена, в основном, для сидерофильных элементов (Ее, Т1 и др.), а также свинца и некоторых других МЭ. Средняя величина превышения «поверхностного» содержания МЭ над «глубинным» составляет 5—6%, а для меди 1,7 раза, марганца 2,8 раза, цинка 15,7 раза. Выделяется два основных типа распре-
деления МЭ в глубоких слоях озера: 1)субгоризонтальное слоистое; 2) наклонное, предположительно обусловленное погружением вод р. Чулышман (рис. 4).
Охарактеризованная выше продольная зональность в распределении большинства изученных микроэлементов проявлена, хотя и менее отчетливо, в глубинных слоях озерной воды. Так, средние концентрации многих микроэлементов (по всей толще озерной воды) также закономерно изменяются по длине водоема, при этом для основной части МЭ характерно максимальное содержание в южной части озера, превышающее значение на посту «Артыбаш» на 20—40% (табл. 4).
Подобная закономерность в распределении многих макро- и микроэлементов (компонентов) и физико-химических показателей озерной воды вероятно обусловлена как уменьшением влияния речного стока, так и направленным изменением вышеотмеченных природных условий при движении от южной части озера к его северо-западному флангу.
Полученные данные позволяют сделать следующие предварительные выводы:
— постепенное изменение уровня присутствия в воде большинства химических элементов можно рассматривать как латеральную продольную гидрогеохимическую зональность Телец-кого озера, обусловленную изменением объема поступающего речного стока и сменой комплекса природных условий;
— микроэлементный состав воды Телецкого озера свидетельствует о превалирующей роли жидкого речного сто-
Рис. 4. Распределение железа (слева) и меди (справа) на глубине оз. Телецкое (мкг/дм3)
Среднее содержание* микроэлементов в воде постов озера Телецкое (мкг/дм3)
Посты Ее 14 Со N1 Си 2п РЬ Мо 8с
Артыбаш 48 0,52 0,029 0,34 1,26 8,7 0,076 0,40 0,78
Яйлю 55 0,69 0,027 0,40 1,50 4,1 0,079 0,42 1,02
Кокши 70 0,70 0,036 0,43 1,43 4,0 0,085 0,42 1,18
Челюш 76 0,70 0,033 0,41 1,22 1,3 0,098 0,45 1,26
Кырсай 87 0,76 0,037 0,43 1,29 0,6 0,100 0,47 1,36
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.