АНАЛИЗ МНОГОЛЕТНИХ ДАННЫХ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО АПРОБИРОВАНИЯ РЕКИ УРАЛ
ANALYSIS OF LONG-TERM DATA OF HYDROCHEMICAL TESTING THE URAL RIVER
К.М. Ахмеденов, С.Х. Абишева, Г.К. Бауединова, И.И. Бибишева
K.M. Akhmedenov, S.KH. Abisheva, G.K. Bauyedinova, I.I. Bibisheva
Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им.Жангир хана
(Казахстан, 090009, г. Уральск, ул. Жангир хана, 51)
West Kazakhstan agrarian technical university named after Zhangir khan
(Kazakhstan, 090009, Uralsk, Zhangir knan St., 51)
e-mail: kazhmurat78@mail.ru
В статье приведены результаты систематизации информации о водах реки Урал и их гидрохимического мониторинга в течение 2009-2014 гг. По результатам исследований и анализа многолетних материалов выявлено, что вода р.Урал по различным показателям в целом характеризуется как слабощелочная, маломинерализованная пресная, умеренно жесткая.
Article presents results of the systematization of information about the waters of the Ural River and hydrochemical monitoring for the period 2009-2014. According to the results of many years of research and analysis of materials revealed that the water of the Ural River on various parameters is generally characterized as weakly alkaline, low-mineralized fresh, moderately hard.
Река Урал является уникальным природным объектом и трансграничной водной артерией Российской Федерации и Республики Казахстан. Акватория и пойма реки Урал составляет национальное природное богатство, основу жизнедеятельности населения обширного географического региона двух граничащих государств и является единственным природным нерестилищем осетровых рыб Каспийского бассейна [1]. Река Урал принадлежит к типичным рекам с преобладанием снегового питания. Сток реки формируется в основном в верховье, где сильно развита речная сеть. Ниже г.Уральска до впадения в Каспийское море р.Урал притоков не имеет, кроме маловодной р. Барбастау [2]. Экологические проблемы реки Урал, как и всех рек, обусловлены комплексом естественных антропогенных и техногенных процессов. Оценка качества воды по гидрохимическим показателям проводилась в 2009-2014 гг. в периоды весеннего паводка и летний межени по створам близ п. Январцево и Кушум. Отбор проб осуществлялся в соответствии с ГОСТ 17.1.5.04-81 [3]. Водородный показатель определяли с помощью рН-метра Seven Easy. В отобранных пробах исследовались физико-химические свойства, ионный и биогенный состав. Определение группы по жесткости и класса воды по минерализации и содержанию основных ионов – по О.А. Алекину [4]. Азотсодержащие анионы воды определяли фотометрическим методом: аммонийный азот определяли с применением реактива Несслера, нитриты – с применением реактива Грисса. Определение нитратов проводилось по методу с применением салициловокислого натрия. Определение сухого остатка проводили весовым методом.
Результаты определения гидрохимических показателей за исследуемый период представлены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание некоторых гидрохимических показателей в воде реки Урал
|
Год исследований |
рН |
Минерализация, мг/дм3 |
Сухой остаток, мг/дм3 |
Общая жесткость, мг-экв/л |
Биогенные соединения, мг/дм3 |
|||||||||
|
весенний период |
летний период |
весенний период |
летний период |
весенний период |
летний период |
весенний период |
летний период |
NH4+ |
NO2- |
NO3- |
||||
|
весенний период |
летний период |
весенний период |
летний период |
весенний период |
летний период |
|||||||||
|
р.Урал, п. Январцево |
||||||||||||||
|
2009 |
7,12 |
7,66 |
645 |
740 |
536 |
688 |
5,2 |
5,85 |
0,44 |
0,28 |
0,12 |
0,07 |
6,0 |
4,1 |
|
2010 |
7,94 |
6,62 |
354 |
804 |
288 |
762 |
4,70 |
5,80 |
0,13 |
0,11 |
0,1 |
0,06 |
4,0 |
3,3 |
|
2011 |
7,95 |
7,90 |
298 |
719 |
256 |
680 |
2,90 |
5,20 |
0,28 |
0,20 |
0,22 |
0,13 |
4,8 |
4,2 |
|
2013 |
8,40 |
8,50 |
296 |
760 |
254 |
716 |
3,37 |
5,60 |
0,3 |
н.о. |
0,06 |
0,033 |
3,5 |
4,9 |
|
2014 |
7,91 |
8,15 |
734 |
696 |
688 |
636 |
7,9 |
6,70 |
1,3 |
н.о. |
0,102 |
0,02 |
4,0 |
3,1 |
|
р.Урал, п.Кушум |
||||||||||||||
|
2009 |
7,01 |
7,70 |
436 |
755 |
356 |
716 |
4,0 |
7,7 |
1,3 |
0,93 |
0,15 |
0,11 |
3,1 |
2,8 |
|
2010 |
7,96 |
7,90 |
347 |
831 |
296 |
780 |
4,2 |
5,40 |
0,20 |
0,16 |
0,1 |
0,07 |
2,0 |
1,5 |
|
2011 |
7,63 |
8,0 |
280 |
740 |
224 |
692 |
2,5 |
5,50 |
0,31 |
0,22 |
н.о. |
0,02 |
5,0 |
4,4 |
|
2013 |
8,07 |
8,48 |
378 |
525 |
316 |
484 |
4,08 |
6,6 |
0,6 |
н.о. |
0,08 |
0,06 |
6,2 |
5,7 |
|
2014 |
7,90 |
7,91 |
335 |
663 |
354 |
572 |
4,50 |
6,80 |
1,3 |
0,8 |
0,12 |
0,02 |
4,0 |
3,1 |
|
р.Урал (в целом) |
||||||||||||||
|
2009 |
7,07 |
7,68 |
541 |
748 |
446 |
702 |
4,6 |
6,78 |
0,87 |
0,61 |
0,14 |
0,09 |
4,55 |
3,45 |
|
2010 |
7,95 |
7,26 |
351 |
818 |
292 |
771 |
4,45 |
5,6 |
0,17 |
0,14 |
0,1 |
0,07 |
3,0 |
2,4 |
|
2011 |
7,79 |
7,95 |
289 |
730 |
240 |
686 |
2,7 |
5,35 |
0,30 |
0,21 |
0,11 |
0,08 |
4,9 |
4,3 |
|
2013 |
8,24 |
8,49 |
337 |
643 |
285 |
600 |
3,73 |
6,1 |
0,45 |
н.о. |
0,07 |
0,05 |
4,85 |
5,3 |
|
2014 |
7,91 |
8,03 |
535 |
680 |
521 |
604 |
6,2 |
6,75 |
1,3 |
0,4 |
0,111 |
0,02 |
4,0 |
3,1 |
Как видно из таблицы 1, для реки Урал в целом водородный показатель находится в диапазоне 7,07–8,49, что соответствует нейтральной среде в весенние периоды и слабощелочной – в летний периоды. В летние периоды наблюдается увеличение рН, что было вызвано активно протекающими процессами фотосинтеза микроорганизмов. По общей жесткости в целом вода находится в диапазоне от 2,7-6,78 мг-экв/л. В весенний период вода идентифицируется как мягкая, что возможно связано с паводковым периодом, а в летний период вода идентифицируется как жесткая, что возможно связано с летней меженью.
Вода реки по классификации О.А. Алекина относится к категории маломинерализованных вод гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевого класса, для которого характерно следующее соотношение главных ионов: HCO3-<SO42-<Ca2++Mg2+. Среднестатистические данные реки Урал с 2009 по 2014 годы графически представлены на рисунках 1-4.
Рисунок 1. Минерализация реки Урал в весенний период
Рисунок 2. Минерализация реки Урал в летний период
Как видно из рисунка 1, наибольшая минерализация реки Урал наблюдается в 2009 году, близкое к ней значение также отмечено в 2014 году. В период с 2010 по 2013 годы минерализация воды существенно снижается. Содержание сухого остатка в воде реки Урал снижается и увеличивается в той же последовательности, однако как показатель сухой остаток не превышает концентраций, установленных нормативной документацией. В летний период (рис. 2) с 2009 по 2014 годы скачкообразных изменений минерализации не отмечается. Показатель сухого остатка держится в близком диапазоне значений в течение всего периода исследования. Стоит отметить, что в отличие от весеннего периода, летом 2010 года наблюдается максимальная минерализация реки Урал, замеченная за годы наблюдений. Значение минерализации не превышает концентраций, допустимых нормативными документами, однако приближается к их верхней границе (1000 мг/см3).
Рисунок 3. Содержание биогенных элементов в весенний период
Как можно видеть из рисунка 3, содержание биогенных элементов в воде реки Урал в весенний период также колеблется. Наибольшей концентрацией обладают нитрат-ионы, содержание которых многократно превышает содержание ионов аммония и нитрит-ионов. Максимальная концентрация нитрат-ионов наблюдается в 2011 году, близкое по значению количество ионов обнаруживается в 2009 и 2013 году. В 2010 содержание нитрат-ионов существенно снижается. В этот же период наблюдается снижение концентрации других биогенных элементов. Содержание нитрит-ионов практически не изменяется, однако содержание ионов аммония характеризуется скачкообразным изменением концентрации. Наибольшая концентрация ионов аммония наблюдается в весенний период 2014 года, наименьшая – в 2010 году. Концентрации указанных ионов не превышают значений, установленных нормативными документами. В летний период наблюдается практически идентичная картина.
Рисунок 4. Содержание биогенных элементов в летний период
Как можно видеть из рисунка 4, содержание биогенных элементов в воде реки Урал в летний период колеблется аналогично весеннему периоду. Наибольшей концентрацией обладают нитрат-ионы, содержание которых многократно превышает содержание ионов аммония и нитрит-ионов. Максимальная концентрация нитрат-ионов наблюдается в 2011 году, близкое по значению количество ионов обнаруживается в 2009 и 2013 году. В 2010 содержание нитрат-ионов существенно снижается. В этот же период наблюдается снижение концентрации других биогенных элементов.
Содержание нитрит-ионов практически не изменяется, однако содержание ионов аммония также, как и в весенний период, характеризуется скачкообразным изменением концентрации. Наибольшая концентрация ионов аммония наблюдается в весенний период 2014 года, наименьшая – в 2013 году, так как в воде реки Урал в летний период не обнаружены ионы аммония. Концентрации указанных ионов не превышают значений, установленных нормативными документами.
Таким образом, стоит отметить, что при исследовании показателей реки в весенний период установлено, что в 2010 году наблюдается резкое снижение концентрации биогенных элементов и минерализации вод реки Урал. Уже в 2011 году содержание биогенных элементов начинает увеличиваться, однако минерализация еще некоторое время наблюдается при пониженных значениях.
В летний период картина несколько меняется относительно значения минерализации, однако концентрации биогенных элементов не имеют существенных различий со значениями, полученными при анализе воды в весенний период.
По результатам исследований и анализа многолетних материалов можно сделать вывод, что за исследуемый период времени вода р.Урал по различным показателям в целом характеризуется как слабощелочная, маломинерализованная пресная, умеренно жесткая.
Работа выполнена в рамках инициативной НИР «Состояние земельно-водных ресурсов Западного Казахстана» (№ госрегистрации 0115РК00037) по гранту «Лучший преподаватель ВУЗа 2014» и проекта «Водная безопасность Республики Казахстан – стратегия устойчивого водообеспечения».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: