| Результаты работы полевого отряда |
4. Выполнение задачи 1.Изучение зональных и интразональных почв на субширотном трансекте с медеплавильным производством с отбором проб по генетическим горизонтам почв в пределах почвенных разрезов.В горно-лесной зоне Южного Урала значительные площади занимают темно-серые лесные почвы. Отличительной особенностью темно-серых лесных почв является повышенное содержание гумуса и более темная окраска горизонта А1 по сравнению с серыми и светло-серыми лесными оподзоленными почвами. Степень оподзоленности этих почв невелика. Строение почвенного профиля зависит от геоморфологических условий площадки отбора, вследствие чего обнаруживаются широкие вариации мощности почвенного покрова, а также соотношений мощностей различных генетических горизонтов, что обуславливает разнообразие вариаций состава и распределения физико-химических показателей по профилям почв. Наблюдаются разрезы как с четкими границами перехода одного горизонта в другой (A→B; В→С; С→D), так и почвы с постепенным переходом между основными горизонтами, где были выделены слои АВ, ВС, СD.
Основным зональным типом почв в Башкирском Зауралье являются выщелоченные и неполнопрофильные чернозёмы. В условиях высокой эрозионной способности и дефляции мощность гумусового горизонта составляет менее 40 см. По этому показателю чернозёмовидные почвы относятся к маломощным. Основной объём почв приходится на среднегумусные чернозёмы с содержанием гумуса между 6 и 9%. Характерным признаком черноземов на вулканитах основного состава является «языковатость» профиля, формирующаяся за счет затёков гумуса в иллювиальный горизонт по морозобойным трещинам в условиях редуцированного разреза. Поскольку этот тип почв занимает возвышенные участки рельефа и склоны, то почвенный профиль имеет укороченный вид. Отличается от чернозёмов выщелоченных вскипанием от 10% HCl непосредственно под гумусовым горизонтом, наличием переходного горизонта и его комковатой структурой. В районе, где выполнялся отбор проб, преобладают именно слабокарбонатные чернозёмы с карбонатами в виде присыпки, журавчиков и мелких пятен. Химический состав характеризуется нейтральной реакцией среды и высоким содержанием обменных катионов.
Опробование проводили по генетическим горизонтам почвенных рарезов, с равномерным охватом, для возможности последующего расчета средних содержаний тяжелых металлов в горизонтах А, В и С, оценки физико-химических свойств почв и содержаний в них микроэлементов. Соблюдался основной принцип – обязательное вскрытие и опробование горизонта почвообразующей материнской породы. После препарирования разреза по одной из стенок выполнялось опробование с отбором проб на всю мощность вскрытых горизонтов. Образцы для анализа отбирали в виде средней смешанной пробы из каждого горизонта отдельно из вертикально расположенного выделенного участка профиля (ширина 6–8 см, глубина 5–6 см, высота – глубина горизонта). Вес каждого образца 0.5–0.75 кг.
В целом, на площадках опробования были заложены как маломощные до 35 см, так и полнопрофильные почвенные разрезы мощностью до 1 м, в зависимости от глубины залегания материнской породы. Мощность горизонта лесной подстилки не превышает 3 см, мощность гумусово-аккумулятивного горизонта варьирует от 5 до 30 см (наиболее часто встречаются разрезы с мощностью около 15 см). Аналогичные вариации наблюдаются в мощности иллювиального горизонта, при средних значениях 12 см. Зачастую наблюдаются переходные горизонты типа АВ, ВС, мощность которых варьирует от 10 до 30 см.
В полевой сезон 2016 года заложено 4 полнопрофильных почвенных разреза, отобрано 35 проб почв (рис. 1–4).
Дальнейшие работы с отобранными пробами будут ориентированы на получение следующих данных:
1. Микроэлементый состав черноземовидных почв Башкирского Зауралья и Оренбуржья в сравнении с серыми лесными почвами горно-лесной зоны Южного Урала для характеристики масштабов горнопромышленного техногенеза. Все эти почвы по геохимии будут сопоставляться с почвами в пределах геотехнических систем.
2. Определение потенциальных форм нахождения элементов в зависимости от зонального типа почв с использованием методик последовательных химических экстракций.
3. Оценка изотопных отношений свинца в различных генетических горизонтах почв в бинарной системе 206Pb/207Pb – 206Pb/208Pb для геохимической характеристики горнопромышленного техногенеза.
4. Химико-экспериментальные работы по исследованию потенциальной биодоступности основных элементов (Cu,Zn,Pb,Cd,As,Tl) в растворах, имитирующих желудочный сок и лёгочную жидкость.
Рис. 1. Места заложения почвенных разрезов 2015 года.
К настоящему времени пробы почв находятся в стадии подготовки к анализам.
Рис. 2. Полевая документация почвенного разреза UC(Sl) 645 заложенного в 2015 году.
| R(Sl) 880
|
R(Sl) 881 |
|
| Рис. 3. Фото почвенных разрезов регионального характера. |
|
|
| R(Sl) 882 |
R(Sl) 883 |
| Рис. 4. Фото почвенных разрезов регионального характера. |
Выполнение задачи 2.Отбор проб донных отложений в пределах акватории Аргазинского водохранилища для характеристики пространственных и возрастных особенностей накопления микроэлементов в условиях горнопромышленного техногенеза.
В последнее время актуальным остается вопрос загрязнения окружающей среды антропогенной и техногенной деятельностью. Ярким и наглядным таким примером в Челябинской области является система, сформировавшаяся за многие годы интенсивной деятельности комплекса предприятий по добыче, обогащению и переработке руд цветных металлов на территории г. Карабаша.
В непосредственной близости от г. Карабаш располагается главный гидрологический памятник природы регионального значения – Аргазинское водохранилище. Техногенная нагрузка на водохранилище происходит не только аэральным путем, при газопылевых выбросах медеплавильного производства, но и путем привноса вещества при попадании сточных вод в акваторию. Это обуславливает загрязнение Аргазинского водохранилища тонкодисперсным материалом сульфидных «хвостов», который впоследствии концентрируется в донных отложениях (рис. 5).
|
|
Условные обозначения: |
| Рис. 5. Схема размещения главных источников загрязнения окружающей среды в г. Карабаше (по Нестеренко В.С., Левит А.И. из Левит В.С., 2001) |
Общие сведения об объекте исследования
Аргазинское водохранилище (с тюрк. нар.: ар – «добрый», гужа – «хозяин») расположено на р. Миасс (510 км от устья) в Челябинской области. Водохранилище образовано в 1946 г. плотиной Аргазинской ГЭС высотой 15 м, длиной 1500 м. Площадь водного зеркала 113.5 км2, объем – 966.1 млн. м3, длина – 17.5 км, максимальная ширина – 8.1 км, средняя глубина – 8.5 м, максимальная – 15 м. Длина береговой линии – 108 км. Береговая линия сильно изрезана многочисленными заливами. Северную часть водохранилища отделяет система островов, расположенная в северо-восточном направлении. Аргазинское – крупнейшее водохранилище Челябинской области по полному и полезному объёму.
В настоящее время водохранилище входит в Челябинскую водохозяйственную систему, обеспечивая промышленное и питьевое водоснабжение г. Челябинска и Челябинского промышленного района с населением более 1.5 млн. чел.
В Аргазинское водохранилище впадают реки Аткус и Миасс. На территории водосбора Аргазинского водохранилища располагаются города Миасс и Карабаш. Г. Карабаш – один из крупнейших медеплавильных центров России, известен своей тяжелой экологической ситуацией. Стоки с Карабашского медеплавильного завода и более ранних объектов добычи и обогащения колчеданных руд поступают в р. Сак-Элга – приток р. Миасс, с водами которого в водохранилище постоянно поступают Cuи Zn. Концентрация Cu в верховьях водохранилища может достигать 110 ПДК для рыбохозяйственных водоёмов, в среднем по акватории 7–15 ПДК; Zn – до 35 ПДК в верховьях, в среднем по акватории – 3 ПДК.
Ихтиофауна водоема разнообразна и представлена следующими видами: озерная форель, европейская ряпушка, обыкновенный сиг, обыкновенная щука, лещ, карась, карп, елец, плотва, линь, налим, обыкновенный ерш, речной окунь, чебак, обыкновенный судак.
Растительность в окрестностях водохранилища представлена березовыми лесами с примесью ели, сосны. Вдоль берегов встречаются заросли ивы, разнообразие травянистых растений.
Как на водной поверхности, так и на берегу водохранилища протекает жизнь большого количества живых организмов, включая микроорганизмы, птиц, животных и людей.
Таким образом, водохранилище подвержено биогенной, антропогенной и техногенной нагрузке.
Отбор проб
В период с 20 по 29 июля 2016 г. проводили полевые работы на объекте исследования с непосредственным отбором проб. Данный выезд организован вместе со студентами и научным составом естественно-технологического факультета Южно-Уральского государственного гуманитарно-педагогического университета (ЧГПУ) под руководством к.геогр.н., Дерягина Владимира Владиславовича (рис. 6).
Отобраны пробы воды – придонной (17 шт.×0.5 л) и поверхностной (2 шт.×1.5 л), донных отложений в 17 точках акватории Аргазинского водохранилища, рыбы (окунь – 14 шт., чебак – 9 шт.).
Рис. 6. Участники научной экспедиции под руководством Дерягина В.В., 26.07.2016.
Отбор проб осуществляли равномерно по всей площади акватории водохранилища (площадь – 113.5 км2, длина береговой линии – 108 км) по заранее намеченным точкам на карте (рис. 7). В процессе отбора фиксировали координаты GPS (табл. 1.).
Таблица 1
Координаты точек отбора проб донных отложений Аргазинского водохранилища
| № п/п |
Координаты |
Дата |
Примечания |
| Ar(BS) 1 |
N 55°28.330¢
E 060°20.695¢ |
29.07.2016 |
Отдельный выезд Дерягина В.В., Сотникова В.В. и Аминовой К.Г., для работы на севере водохранилища с установкой лагеря на о. Перевозном |
| Ar (BS) 2 |
N 55°27.388¢
E 060°20.869¢ |
29.07.2016 |
| Ar (BS) 3 |
N 55°27.499¢
E 060°22.508¢ |
29.07.2016 |
| Ar (BS) 4 |
N 55°27.387¢
E 060°23.364¢ |
28.07.2016 |
| Ar (BS) 5 |
N 55°26.489¢
E 060°21.919¢ |
28.07.2016 |
| Ar (BS) 6 |
N 55°26.319¢
E 060°23.876¢ |
28.07.2016 |
| Ar (BS) 7 |
N 55°25.333¢
E 060°23.806¢ |
28.07.2016 |
| Ar (BS) 8 |
N 55°23.669¢
E 060°21.561¢ |
26.07.2016 |
|
| Ar (BS) 9 |
N 55°24.070¢
E 060°24.260¢ |
22.07.2016 |
|
| Ar (BS) 10 |
N 55°23.187¢
E 060°21.535¢ |
26.07.2016 |
|
| Ar (BS) 11 |
N 55°23.522¢
E 060°23.821¢ |
22.07.2016 |
|
| Ar (BS) 12 |
N 55°22.614¢
E 060°21.295¢ |
23.07.2016 |
С установкой колонны на глубину 12.4 м |
| Ar (BS) 13 |
N 55°22.622
E 060°24.791 |
21.07.2016 |
|
| Ar (BS) 14 |
N 55°22.985¢
E 060°26.502¢ |
22.07.2016 |
|
| Ar (BS) 15 |
N 55°20.983¢
E 060°19.528¢ |
20.07.2016 |
|
| Ar (BS) 16 |
N 55°21.815
E 060°22.924 |
21.07.2016 |
|
| Ar (BS) 17 |
N 55°20.536
E 060°21.770 |
21.07.2016 |
|
| Ar (RW) 1 |
N 55°22.214¢
E 060°19.300¢ |
25.07.2016 |
Проба дождя, точка лагеря в первый выезд |
|
| Рис. 7. Схема отбора проб на территории Аргазинского водохранилища (составила, Аминова К.Г.) |
Отбор проб осуществляли с весельных резиновых лодок, поэтому работа требовала безветренной погоды и отсутствия атмосферных осадков. Штиль, позволяющий работать в нормальных условиях наблюдался только в утренние часы, поэтому работы начинали с 4–5 ч утра.
Для отбора и оформления проб донных отложений, придонной и поверхностной воды использовали лодки, батометр Молчанова, стратометр Перфильева, GPSнавигатор, печатную карту, маркированные бутылки (по 0.5 л и 1.5 л), грипперы, линейку, маркеры, ложку для отбора донных отложений, трубку для отбора придонной воды, различные тросы, фотоаппарат.
В отборе проб участвовало две лодки: с одной осуществляли отбор (2 человека), другая была сопроводительная и курсирующая (1 или 2 человека). В день отбирали в среднем около трех проб. Доплыв до точки, отмеченной на карте, держа курс на ориентир, фиксировали координаты GPS. После чего начинается непосредственный пробоотбор. Тросами сцепляли лодки для фиксации пробоотборной лодки на одном месте. Готовили для работы батометр Молчанова. При подъеме аппарата получали два цилиндра, заполненных донными отложениями и водой, которая бывает чистая и с взвесью. Необходимо дождаться осаждения этой взвеси, при этом один человек вертикально держал батометр, а другой направлялся либо на ближайший берег за ветер, либо на следующую точку (в штиль). Если в воде немного плавающих частиц, то отбор проходил сразу, находясь на буксире второй лодки.
Перед началом пробоотбора с помощью трубочки промывали бутылку (0.5 л) водой из цилиндра. Затем этой же трубочкой на расстоянии 1 см от осадка откачивали придонную воду в маркированную емкость (например, Ar (WB) 1) из обоих цилиндров в равных количествах. Остатки воды спускали в водоем, таким образом, в батометре оставались донные отложения. Донные отложения – это донные наносы и твердые частицы, образовавшиеся и осевшие на дно водного объекта в результате внутриводоемных физико-химических и биохимических процессов, происходящих с веществами как естественного, так и техногенного происхождения (Экологический словарь).
Донные отложения, мощностью 5 см, отбирали ложкой из обоих цилиндров и помещали в грипперы, маркированные в соответствии с номером соответствующей точки (например, Ar (BS) 1). По внешнему виду, они имеют консистенцию жидкой и густой сметаны темно-бурого, буровато-оливкового с зеленым оттенком цвета (рис. 8).
Рис. 8. Отбор донных отложений: а – в процессе отбора, б – проба донных отложений.
Стратометр Перфильева использовали только в том случае, когда мощность донных отложений меньше 16 см и конструкция батометра Молчанова не позволяет осуществить их отбор. Таким способом была отобрана только одна проба – Ar (BS) 15.
Поверхностные воды отбирали в северной части Аргазинского водохранилища в двух точках Ar (WS) 1 (1) и Ar (WS) 5 (2). Объем каждой составляет 1.5 л. Процесс отбора также производили с лодки опусканием бутылки на глубину 40 см от поверхности.
В 20-х числах июля была отловлена рыба в северной части Аргазинского водохранилища. Для получения достоверных и наглядных результатов, отобрана рыба двух видов: окунь и чебак, соответственно один относится к отряду хищников, другой питается в основном планктоном и водорослями. Благодаря проведенным анализам, можно будет судить о влиянии Карабашской ГТС на живую составляющую акватории.
Пробоподготовка
Стадия первичной пробоподготовки отобранного материала необходима для проб донных отложений и рыбы. Донные отложения представляют собой неконсолидированный густой ил, состоящий из жидкости (поровых вод) и твердого остатка. Для разделения этой массы на две фракции (твердую и жидкую) использовали установку с гидравлическим прессом (рис. 9).
Пресс представляет собой металлическую установку, состоящую из штатива, поршня, ручки, сосуда для пробы, сложной системой фильтров и автомобильного домкрата, грузоподъемностью 5 тонн. Перед началом работы с каждой пробой, необходимо тщательно промыть все детали установки обычной и дистиллированной водой. Затем осушить фильтровальной бумагой. Далее пробу донных отложений из грипперов помещали в цилиндрический сосуд, сверху устанавливали груз и подвергали давлению, создаваемое домкратом механическим образом с помощью ручки. На один цикл отжатия поровых вод требовалось от 1 до 2-ух часов, за это время набиралось 15 – 30 мл. Для анализов требовалось 50 мл, поэтому операцию проводили дважды, а остатки донных отложений в грипперах помещали в сушильный шкаф (37°С).
Поровые воды помещали в герметичные емкости, «таблетки» донных отложений – в чашки Петри, промаркированные в соответствии с номерами на грипперах (например, Ar (BS) 1). Чашки Петри помещали в сушильный шкаф при температуре 37°С. Через сутки таблетка полностью высыхала (рис. 10а). С помощью фарфоровой ступки и пестика часть высохшего материала весом около 2–3 г растирали до однородной массы, предварительно взвесив сухие таблетки на электронных весах (рис. 10б). Сухой порошок ссыпали в новые, маркированные грипперы размером 40×60 мм вместе с кусочками таблеток.
|
|
|
| Рис. 10. Пробоподготовка сухих донных отложений: а – таблетки, б – процесс их растирания в фарфоровой ступке. |
Отловленную рыбу двух видов – чебак и окунь хранили в морозильной камере, затем размораживали при комнатной температуре в течение 4-х часов. Далее рыбу потрошили. Отбирали три составляющие рыбы – мышцы, печень и жабры. Для работы использовали: разделочную доску, нож, линейку, маркированные чашки Петри. Нумерация проб сквозная, начинается с KA (Fh) 1271 и заканчивается KA(Fh)1293, где KA (Fh) 1271 – KA (Fh) 1284 нумерация для особей окуня, KA (Fh) 1285 – KA (Fh) 1293 для чебака.
Перед началом замеряли длину особей, данные заносили в таблицу (табл. 2), затем отбирали мышцы в усредненной части рыбы, печень и жабры, помещая все части одной особи на расстоянии в чашку Петри (рис. 11).
Таблица 2
Данные по пробам рыбы двух видов – окунь (Perca fluviatilis) и чебак (Rutilus rutilus lacustris)
| Nп.п. |
N пробы |
Вид |
Размер, см |
Мышцы |
Печень |
Жабры |
| 1 |
KA (Fh) 1271 |
окунь |
20 |
KA (Fh) 1271/1 |
KA (Fh) 1271/2 |
KA (Fh) 1271/3 |
| 2 |
KA (Fh) 1272 |
окунь |
19.7 |
KA (Fh) 1272/1 |
KA (Fh) 1272/2 |
KA (Fh) 1272/3 |
| 3 |
KA (Fh) 1273 |
окунь |
18.5 |
KA (Fh) 1273/1 |
KA (Fh) 1273/2 |
KA (Fh) 1273/3 |
| 4 |
KA (Fh) 1274 |
окунь |
17.5 |
KA (Fh) 1274/1 |
KA (Fh) 1274/2 |
KA (Fh) 1274/3 |
| 5 |
KA (Fh) 1275 |
окунь |
18.7 |
KA (Fh) 1275/1 |
KA (Fh) 1275/2 |
KA (Fh) 1275/3 |
| 6 |
KA (Fh) 1276 |
окунь |
17.5 |
KA (Fh) 1276/1 |
KA (Fh) 1276/2 |
KA (Fh) 1276/3 |
| 7 |
KA (Fh) 1277 |
окунь |
17.4 |
KA (Fh) 1277/1 |
KA (Fh) 1277/2 |
KA (Fh) 1277/3 |
| 8 |
KA (Fh) 1278 |
окунь |
17 |
KA (Fh) 1278/1 |
KA (Fh) 1278/2 |
KA (Fh) 1278/3 |
| 9 |
KA (Fh) 1279 |
окунь |
18.4 |
KA (Fh) 1279/1 |
KA (Fh) 1279/2 |
KA (Fh) 1279/3 |
| 10 |
KA (Fh) 1280 |
окунь |
16.3 |
KA (Fh) 1280/1 |
KA (Fh) 1280/2 |
KA (Fh) 1280/3 |
| 11 |
KA (Fh) 1281 |
окунь |
16.3 |
KA (Fh) 1281/1 |
KA (Fh) 1281/2 |
KA (Fh) 1281/3 |
| 12 |
KA (Fh) 1282 |
окунь |
16 |
KA (Fh) 1282/1 |
KA (Fh) 1282/2 |
KA (Fh) 1282/3 |
| 13 |
KA (Fh) 1283 |
окунь |
16.3 |
KA (Fh) 1283/1 |
KA (Fh) 1283/2 |
KA (Fh) 1283/3 |
| 14 |
KA (Fh) 1284 |
окунь |
16.6 |
KA (Fh) 1284/1 |
KA (Fh) 1284/2 |
KA (Fh) 1284/3 |
| 15 |
KA (Fh) 1285 |
чебак |
16.9 |
KA (Fh) 1285/1 |
KA (Fh) 1285/2 |
KA (Fh) 1285/3 |
| 16 |
KA (Fh) 1286 |
чебак |
16.9 |
KA (Fh) 1286/1 |
KA (Fh) 1286/2 |
KA (Fh) 1286/3 |
| 17 |
KA (Fh) 1287 |
чебак |
16.5 |
KA (Fh) 1287/1 |
KA (Fh) 1287/2 |
KA (Fh) 1287/3 |
| 18 |
KA (Fh) 1288 |
чебак |
17 |
KA (Fh) 1288/1 |
KA (Fh) 1288/2 |
KA (Fh) 1288/3 |
| 19 |
KA (Fh) 1289 |
чебак |
16.3 |
KA (Fh) 1289/1 |
KA (Fh) 1289/2 |
KA (Fh) 1289/3 |
| 20 |
KA (Fh) 1290 |
чебак |
14.5 |
KA (Fh) 1290/1 |
KA (Fh) 1290/2 |
KA (Fh) 1290/3 |
| 21 |
KA (Fh) 1291 |
чебак |
13.8 |
KA (Fh) 1291/1 |
KA (Fh) 1291/2 |
KA (Fh) 1291/3 |
| 22 |
KA (Fh) 1292 |
чебак |
13 |
KA (Fh) 1292/1 |
KA (Fh) 1292/2 |
KA (Fh) 1292/3 |
| 23 |
KA (Fh) 1293 |
чебак |
16.5 |
KA (Fh) 1293/1 |
KA (Fh) 1293/2 |
KA (Fh) 1293/3 |
|
|
|
|
|
| Рис. 11. Пробоподготовка рыбы: а – чебак, б – окунь, в – пробы мышц, печени и жабр. |
В течение двух недель пробы рыбы находились в сушильном шкафу при температуре 38°С в отдельном помещении. Для каждой составляющей рыбы сворачивали пакетик из кальки и присваивали соответствующие номера (например, особь 1293 – ее мышцы KA (Fh) 1293/1, печень KA (Fh) 1293/2, жабры KA (Fh) 1293/3). Всего получилось 69 пакетиков с пробами, которые предварительно измельчали в фарфоровой ступке и ножницами (рис. 12).
|
|
|
|
| Рис. 12. Подготовка проб рыбы: а – сухие пробы, б – растирание мышц, в – измельчение жабр. |
К настоящему времени уже получены первые химические анализы – вод придонных, поверхностных, поровых; проведен микроэлементный состав биологических материалов. Остальные пробы готовы к дальнейшим анализам согласно схеме (табл. 3)
Таблица 3
Обобщенная схема аналитических работ с пробами Аргазинского водохранилища
| Отобранные материалы в акватории Аргазинского водохранилища |
| Дождь |
Поверхностные воды |
Придонная вода |
Донные отложения |
Рыба |
| Поровые воды |
Сухой остаток |
окунь |
чебак |
| Маркировка проб |
| Ar (RW) 1 |
Ar (WS) 1 (1),
Ar (WS) 5 (2) |
Ar (WB) 1 – Ar (WB) 17 |
Ar (BS) 1 – Ar (BS) 17 |
KA (Fh) 1271 –
KA (Fh) 1284 |
KA (Fh) 1285 –
KA (Fh) 1293 |
| Химические анализы |
| pH, Eh, электропроводность;
Cl–
SO42-
Ca2+
Mg2+
K+
Na+ |
– |
| HCO3–
NO2–
NO3–
NH4+- |
– |
– |
| Металлы |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4
Химический состав придонных и поверхностных вод Аргазинского водохранилища
| № проб |
Ar (WB)1 |
Ar (WB) 2 |
Ar (WB) 3 |
Ar (WB) 4 |
Ar (WB) 5 |
Ar (WB) 6 |
Ar (WB) 7 |
Ar (WB) 8 |
Ar (WB) 9 |
Ar (WB) 10 |
| рН |
7.35 |
7.44 |
7.52 |
7.58 |
7.56 |
7.60 |
7.46 |
7.45 |
7.45 |
7.75 |
| Eh |
275 |
275 |
270 |
270 |
270 |
265 |
275 |
275 |
275 |
260 |
| g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Анионно-катионный состав (мг/дм3) |
| HCO– |
115.9 |
118.3 |
117.0 |
113.5 |
114.7 |
115.9 |
117.1 |
112.2 |
114.7 |
115.9 |
| Сl– |
8.86 |
7.8 |
7.8 |
9.93 |
9.36 |
8.93 |
9.22 |
6.95 |
8.22 |
9.57 |
| SO2-4 |
75 |
75 |
77 |
73 |
80 |
79 |
71 |
75 |
77 |
80 |
| NO–2 |
0.029 |
0.016 |
0.032 |
0.016 |
0.008 |
0.017 |
0.007 |
0.008 |
0.009 |
0.006 |
| NO–3 |
0.8 |
0.85 |
0.7 |
1.2 |
1.2 |
0.85 |
1.35 |
1.5 |
1.75 |
1.1 |
| NH+4 |
0.34 |
0.33 |
0.48 |
0.26 |
0.17 |
0.21 |
0.22 |
0.26 |
0.17 |
0.34 |
| Са2+ |
29.66 |
29.66 |
31.98 |
28.56 |
29.7 |
29.7 |
31.98 |
29.7 |
29.7 |
29.7 |
| Мg2+ |
20.78 |
19.44 |
16.57 |
18.7 |
18.01 |
18.7 |
16.62 |
18.01 |
18.29 |
18.01 |
| K+ |
2.63 |
2.64 |
2.69 |
2.55 |
2.56 |
2.54 |
2.66 |
2.63 |
2.61 |
2.58 |
| Na+ |
9.6 |
9.4 |
9 |
8.8 |
8.2 |
9.1 |
8.8 |
8.7 |
8.5 |
8.5 |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Li |
2.57 |
2.16 |
2.19 |
2.04 |
1.99 |
1.92 |
1.89 |
1.77 |
1.70 |
1.67 |
| Be |
0.007 |
<п.о. |
<п.о. |
0.003 |
0.003 |
<п.о. |
<п.о. |
0.003 |
<п.о. |
<0.002 |
| Al |
10.9 |
8.78 |
5.35 |
5.86 |
4.80 |
4.69 |
2.58 |
6.58 |
8.04 |
6.48 |
| Sc |
0.596 |
0.602 |
0.494 |
0.433 |
0.454 |
0.334 |
0.394 |
0.443 |
0.430 |
0.283 |
| Ti |
0.77 |
0.75 |
0.98 |
0.61 |
0.55 |
0.40 |
0.38 |
0.60 |
0.64 |
0.57 |
| V |
0.27 |
0.32 |
0.33 |
0.38 |
0.41 |
0.33 |
0.44 |
0.25 |
0.33 |
0.38 |
| Cr |
1.29 |
0.83 |
0.69 |
0.78 |
0.48 |
0.48 |
0.34 |
0.38 |
0.20 |
0.57 |
| Mn |
26.8 |
27.3 |
12.9 |
17.9 |
12.5 |
18.0 |
16.8 |
8.48 |
6.42 |
9.66 |
| Fe |
84.3 |
64.3 |
53.1 |
79.2 |
39.2 |
38.1 |
26.2 |
35.3 |
24.6 |
49.5 |
| Co |
0.053 |
0.052 |
0.048 |
0.084 |
0.060 |
0.045 |
0.050 |
0.064 |
0.034 |
0.048 |
| Ni |
3.90 |
2.85 |
5.28 |
6.81 |
3.31 |
3.22 |
3.09 |
2.79 |
2.14 |
3.97 |
| Cu |
11.4 |
8.54 |
8.13 |
8.35 |
7.43 |
6.88 |
6.64 |
7.32 |
7.56 |
7.15 |
| Zn |
9.53 |
4.05 |
6.38 |
7.16 |
7.85 |
3.32 |
3.63 |
4.19 |
6.27 |
3.97 |
| As |
7.10 |
8.54 |
12.0 |
9.40 |
9.26 |
7.75 |
9.36 |
6.87 |
6.00 |
5.76 |
| Se |
0.61 |
0.24 |
0.49 |
0.28 |
0.09 |
0.37 |
0.24 |
0.34 |
0.28 |
0.15 |
Продолжение таблицы 4
| № проб |
Ar (WB)1 |
Ar (WB) 2 |
Ar (WB) 3 |
Ar (WB) 4 |
Ar (WB) 5 |
Ar (WB) 6 |
Ar (WB) 7 |
Ar (WB) 8 |
Ar (WB) 9 |
Ar (WB) 10 |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Rb |
1.40 |
1.35 |
1.35 |
1.32 |
1.25 |
1.21 |
1.26 |
1.29 |
1.25 |
1.20 |
| Sr |
161 |
159 |
166 |
157 |
156 |
149 |
151 |
151 |
144 |
143 |
| Y |
0.23 |
0.114 |
0.054 |
0.115 |
0.058 |
0.053 |
0.044 |
0.061 |
0.092 |
0.074 |
| Zr |
<0.012 |
<п.о. |
0.022 |
0.067 |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
0.055 |
0.016 |
0.024 |
| Nb |
0.046 |
0.024 |
0.087 |
0.018 |
0.012 |
0.007 |
0.003 |
0.006 |
0.021 |
0.007 |
| Mo |
0.99 |
0.91 |
0.86 |
0.84 |
0.87 |
0.79 |
0.80 |
0.72 |
0.77 |
0.87 |
| Cd |
0.029 |
0.032 |
0.017 |
0.017 |
0.021 |
0.008 |
0.014 |
0.010 |
0.017 |
0.008 |
| Sn |
0.030 |
<п.о. |
<п.о. |
0.25 |
<п.о. |
0.026 |
<п.о. |
0.132 |
0.038 |
0.376 |
| Sb |
0.74 |
0.68 |
0.73 |
0.78 |
0.67 |
0.60 |
0.62 |
0.34 |
0.47 |
0.78 |
| Te |
0.017 |
0.025 |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
<0.014 |
| Cs |
0.008 |
0.005 |
0.004 |
0.004 |
0.003 |
0.002 |
0.003 |
0.003 |
0.004 |
0.002 |
| Ba |
20.9 |
19.3 |
22.5 |
22.7 |
20.7 |
19.6 |
23.9 |
29.7 |
21.4 |
21.6 |
| La |
0.49 |
0.24 |
0.107 |
0.150 |
0.107 |
0.093 |
0.069 |
0.108 |
0.173 |
0.129 |
| Ce |
0.101 |
0.062 |
0.023 |
0.033 |
0.017 |
0.016 |
0.011 |
0.020 |
0.052 |
0.044 |
| Pr |
0.032 |
0.018 |
0.008 |
0.012 |
0.008 |
0.007 |
0.004 |
0.010 |
0.012 |
0.009 |
| Nd |
0.099 |
0.051 |
0.021 |
0.043 |
0.020 |
0.028 |
0.014 |
0.015 |
0.048 |
0.020 |
| Sm |
0.015 |
0.009 |
0.004 |
0.008 |
<п.о. |
<п.о. |
0.004 |
<п.о. |
0.009 |
0.006 |
| Eu |
0.013 |
0.006 |
0.008 |
0.005 |
0.004 |
0.003 |
0.003 |
0.005 |
0.005 |
0.004 |
| Gd |
0.021 |
0.007 |
<п.о. |
0.006 |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
0.007 |
0.011 |
<0.005 |
| Tb |
0.003 |
0.002 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
<п.о. |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
| Dy |
0.018 |
0.009 |
<п.о. |
0.009 |
0.003 |
0.004 |
0.004 |
0.005 |
0.009 |
0.006 |
| Ho |
0.006 |
0.003 |
<п.о. |
0.003 |
0.001 |
0.001 |
<п.о. |
0.001 |
0.002 |
0.002 |
| Er |
0.016 |
0.022 |
<п.о. |
0.006 |
0.004 |
<п.о. |
0.003 |
0.004 |
0.007 |
0.011 |
| Tm |
0.004 |
0.001 |
<п.о. |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
<п.о. |
<п.о. |
0.001 |
0.001 |
| Yb |
0.020 |
0.013 |
<п.о. |
0.009 |
0.006 |
<п.о. |
<п.о. |
0.007 |
0.008 |
0.007 |
| Lu |
0.005 |
0.003 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
<п.о. |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
| Hf |
0.007 |
<п.о. |
0.005 |
0.007 |
0.002 |
<п.о. |
<п.о. |
0.007 |
0.002 |
0.003 |
| Ta |
0.004 |
0.003 |
0.002 |
0.004 |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
<п.о. |
0.006 |
0.001 |
| W |
0.069 |
0.033 |
0.035 |
0.028 |
0.019 |
0.027 |
0.016 |
0.018 |
0.016 |
0.035 |
| Tl |
0.101 |
0.027 |
0.014 |
0.010 |
0.012 |
0.008 |
0.005 |
0.005 |
<п.о. |
0.006 |
| Pb |
0.95 |
0.79 |
0.85 |
0.63 |
0.66 |
0.08 |
0.59 |
0.81 |
1.64 |
0.37 |
| Bi |
0.023 |
0.012 |
0.006 |
0.007 |
0.007 |
0.004 |
0.004 |
<п.о. |
<п.о. |
0.004 |
| Th |
0.018 |
0.007 |
0.004 |
0.017 |
0.004 |
0.002 |
<п.о. |
0.003 |
0.008 |
0.005 |
| U |
0.59 |
0.55 |
0.52 |
0.65 |
0.53 |
0.50 |
0.46 |
0.53 |
0.61 |
0.65 |
Таблица 5
| № проб |
Ar (WB)11 |
Ar (WB) 12 |
Ar (WB) 13 |
Ar (WB) 14 |
Ar (WB) 15 |
Ar (WB) 16 |
Ar (WB) 17 |
Ar (WS) 1 (1) |
Ar (WS) 5 (2) |
| рН |
7.30 |
7.45 |
7.50 |
7.42 |
7.50 |
7.55 |
7.60 |
8.15 |
7.70 |
| Eh |
280 |
275 |
270 |
275 |
270 |
270 |
265 |
235 |
260 |
| γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Анионно-катионный состав (мг/дм3) |
| HCO–3 |
114.70 |
113.50 |
114.70 |
114.70 |
115.90 |
114.70 |
115.90 |
115.9 |
115.9 |
| Сl– |
9.22 |
6.38 |
8.51 |
7.44 |
8.08 |
7.8 |
7.94 |
6.38 |
6.81 |
| SO2-4 |
89 |
80 |
88 |
75 |
84 |
83 |
83 |
84 |
88 |
| NO–2 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
0.011 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
0.003 |
<0.003 |
| NO–3 |
2.1 |
1.75 |
1.65 |
2.05 |
0.75 |
1.6 |
1.35 |
0.25 |
0.4 |
| NH+4 |
0.16 |
0.15 |
0.16 |
0.16 |
0.16 |
0.18 |
0.15 |
0.26 |
0.3 |
| Са2+ |
29.7 |
30.84 |
29.7 |
31.98 |
31.98 |
31.98 |
28.56 |
29.7 |
30.84 |
| Мg2+ |
18.01 |
17.59 |
18.29 |
18.01 |
18.01 |
17.31 |
18.7 |
18.7 |
17.31 |
| K+ |
2.63 |
2.57 |
2.56 |
2.54 |
2.53 |
2.62 |
2.6 |
2.44 |
2.53 |
| Na+ |
8.5 |
8.5 |
8.7 |
8.3 |
8.3 |
8.3 |
8.5 |
8.6 |
8.5 |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Li |
1.60 |
1.56 |
1.53 |
1.49 |
1.52 |
1.48 |
1.50 |
1.50 |
1.56 |
| Be |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
<0.002 |
| Al |
1.82 |
3.69 |
4.96 |
3.33 |
7.93 |
5.24 |
3.18 |
5.45 |
8.02 |
| Sc |
0.445 |
0.443 |
0.437 |
0.477 |
0.163 |
0.369 |
0.279 |
0.063 |
0.055 |
| Ti |
0.43 |
0.45 |
0.64 |
0.75 |
0.50 |
0.56 |
0.40 |
0.23 |
0.29 |
| V |
0.34 |
0.28 |
0.33 |
0.36 |
0.44 |
0.34 |
0.54 |
0.26 |
0.25 |
| Cr |
0.164 |
0.49 |
0.52 |
0.26 |
0.45 |
0.40 |
0.43 |
0.47 |
1.43 |
| Mn |
12.8 |
8.30 |
8.08 |
15.4 |
4.31 |
5.97 |
11.5 |
3.52 |
2.79 |
| Fe |
14.7 |
41.6 |
38.3 |
16.1 |
24.7 |
25.3 |
17.0 |
20.1 |
36.5 |
| Co |
0.034 |
0.048 |
0.040 |
0.029 |
0.031 |
0.032 |
0.028 |
0.83 |
0.035 |
| Ni |
2.61 |
1.67 |
1.90 |
2.64 |
2.74 |
2.27 |
2.28 |
3.95 |
4.01 |
| Cu |
7.23 |
7.13 |
7.02 |
6.33 |
7.35 |
7.09 |
7.18 |
7.10 |
9.04 |
| Zn |
5.06 |
4.02 |
6.14 |
4.50 |
13.96 |
21.14 |
5.04 |
4.89 |
6.10 |
| As |
7.99 |
7.16 |
6.87 |
7.86 |
4.93 |
6.70 |
7.19 |
5.23 |
5.10 |
| Se |
0.24 |
0.34 |
0.31 |
0.28 |
0.24 |
0.21 |
0.34 |
0.21 |
0.18 |
Продолжение таблицы 5
| № проб |
Ar (WB)11 |
Ar (WB) 12 |
Ar (WB) 13 |
Ar (WB) 14 |
Ar (WB) 15 |
Ar (WB) 16 |
Ar (WB) 17 |
Ar (WS) 1 (1) |
Ar (WS) 5 (2) |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Rb |
1.21 |
1.23 |
1.18 |
1.18 |
1.11 |
1.22 |
1.21 |
1.10 |
1.16 |
| Sr |
143 |
144 |
144 |
139 |
146 |
139 |
137 |
148 |
142 |
| Y |
0.056 |
0.066 |
0.064 |
0.066 |
0.128 |
0.115 |
0.092 |
0.041 |
0.172 |
| Zr |
<0.012 |
0.021 |
<0.012 |
<0.012 |
0.096 |
<0.012 |
<0.012 |
0.030 |
<0.012 |
| Nb |
<0.003 |
0.007 |
0.009 |
0.005 |
0.013 |
0.007 |
0.003 |
0.014 |
0.006 |
| Mo |
0.63 |
0.63 |
0.77 |
0.80 |
0.70 |
0.77 |
0.66 |
0.76 |
0.76 |
| Cd |
0.019 |
0.009 |
0.007 |
0.021 |
0.007 |
<0.005 |
0.006 |
0.014 |
0.030 |
| Sn |
<0.010 |
0.49 |
0.136 |
0.015 |
<0.010 |
<0.010 |
0.048 |
0.027 |
0.42 |
| Sb |
0.22 |
0.32 |
0.44 |
0.40 |
0.68 |
0.53 |
0.52 |
0.58 |
0.58 |
| Te |
0.030 |
<0.014 |
0.017 |
0.017 |
0.039 |
<0.014 |
0.017 |
<0.014 |
<0.014 |
| Cs |
0.003 |
0.002 |
0.002 |
0.003 |
0.002 |
0.003 |
<0.001 |
0.003 |
0.002 |
| Ba |
19.2 |
23.1 |
18.8 |
12.9 |
24.7 |
17.2 |
20.2 |
20.5 |
19.0 |
| La |
0.176 |
0.098 |
0.099 |
0.094 |
0.21 |
0.20 |
0.170 |
0.035 |
0.30 |
| Ce |
0.016 |
0.021 |
0.016 |
0.018 |
0.062 |
0.051 |
0.042 |
0.019 |
0.056 |
| Pr |
0.005 |
0.009 |
0.007 |
0.007 |
0.021 |
0.014 |
0.013 |
0.006 |
0.021 |
| Nd |
0.015 |
0.024 |
0.024 |
0.022 |
0.067 |
0.059 |
0.051 |
0.016 |
0.068 |
| Sm |
0.004 |
0.003 |
<0.002 |
0.004 |
0.007 |
0.009 |
0.004 |
0.003 |
0.009 |
| Eu |
0.004 |
0.005 |
0.004 |
0.003 |
0.005 |
0.005 |
0.002 |
0.003 |
0.004 |
| Gd |
0.006 |
0.007 |
<0.005 |
0.007 |
0.012 |
0.011 |
0.008 |
<0.005 |
0.015 |
| Tb |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.002 |
0.001 |
<0.001 |
0.002 |
| Dy |
0.004 |
0.005 |
0.004 |
<0.003 |
0.008 |
0.013 |
0.009 |
<0.003 |
0.013 |
| Ho |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.001 |
0.003 |
0.003 |
0.003 |
0.001 |
0.004 |
| Er |
0.004 |
0.004 |
0.005 |
0.005 |
0.009 |
0.009 |
0.006 |
<0.003 |
0.010 |
| Tm |
<0.001 |
<0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.001 |
0.001 |
<0.001 |
0.003 |
| Yb |
<0.005 |
<0.005 |
0.008 |
0.006 |
0.011 |
0.016 |
0.009 |
<0.005 |
0.016 |
| Lu |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.003 |
0.002 |
0.002 |
<0.001 |
0.004 |
| Hf |
<0.002 |
0.004 |
<0.002 |
<0.002 |
0.003 |
<0.002 |
<0.002 |
0.003 |
<0.002 |
| Ta |
<0.001 |
0.002 |
<0.001 |
<0.001 |
0.002 |
0.003 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
| W |
0.021 |
0.014 |
0.021 |
0.016 |
0.017 |
0.039 |
0.016 |
0.041 |
0.052 |
| Tl |
0.003 |
0.006 |
0.005 |
0.002 |
0.007 |
0.004 |
<0.002 |
0.008 |
0.011 |
| Pb |
0.31 |
0.22 |
0.124 |
1.02 |
0.04 |
1.09 |
1.89 |
<0.013 |
2.08 |
| Bi |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
0.005 |
0.010 |
<0.004 |
| Th |
<0.001 |
0.005 |
0.006 |
<0.001 |
0.004 |
0.003 |
0.002 |
0.004 |
0.003 |
| U |
0.42 |
0.48 |
0.60 |
0.50 |
0.53 |
0.47 |
0.51 |
0.50 |
0.57 |
Поверхностные и придонные воды характеризуются нейтральной реакцией, или немного сдвинутой в щелочную область (pHнаходится в пределах от 7.30 до 7.75). Содержания основных анионов и катионов варьируют с незначительными колебаниями и соответствуют ПДК для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (СанПиН 4630-88).
При сравнении этих же значений с ПДК для вод рыбохозяйственного значения, аномалий не выявлено, и все показатели остаются в норме.
Результаты поэлементного (49 элементов) анализа поверхностных и придонных вод приведены в табл. 4–5. При сравнении полученных данных с ПДК для вод рыбохозяйственного значения, обнаружено несколько аномалий (табл. 6).
Таблица 6
Сравнение средних содержаний некоторых элементов в пробах с ПДК для вод рыбохозяйственного значения
| Элемент |
ПДК рыб., мкг/л |
Ср. знач. для проб, мкг/л |
| Li |
80 |
2 |
| Al |
40 |
6 |
| Ti |
60 |
1 |
| Cr |
70 |
1 |
| Mn |
10 |
12 |
| Fe |
100 |
38 |
| Ni |
10 |
3 |
| Cu |
1 |
8 |
| Zn |
10 |
7 |
| As |
50 |
7 |
| Sr |
400 |
148 |
| Mo |
1 |
0.8 |
| Ba |
740 |
21 |
| Pb |
6 |
1 |
Концентрация Mnпревышает ПДК в 2.7 раз в двух точках Ar (WB) 1 и Ar (WB) 2, в точках Ar (WB) 3 – Ar (WB) 7 его содержания варьируют от 12.5 мкг/л до 18 мкг/л. Данные точки расположены в северной части Аргазинского водохранилища, вблизи источника загрязнения. Превышения также отмечаются в точках Ar (WB) 11 и Ar (WB) 14 на юго-востоке, Ar (WB) 17 на юге водохранилища. В пределах остальной территории содержания Mnв норме.
Повышенные концентрации Cuзафиксированы на всей площади акватории водохранилища, как в поверхностных, так и в придонных водах и составляют в среднем 8 ПДК.
Среднее содержание Zn находится на грани допустимого, а на юге в точках Ar (WB) 15 и Ar (WB) 16 отмечаются 14 мкг/л и 21 мкг/л соответственно, что в 1.5 – 2 раза превышает ПДК.
Донные отложения являются ярким индикатором среды. Они могут концентрировать в себе все, что касается биогенного и техногенного загрязнения. Мощность донных отложений, равная 5 см, характеризует нагрузку, оказанную на водохранилище в течение последних лет.
Общий химический состав поровых вод донных отложений Аргазинского водохранилища представлен в таблице 7.
Таблица 7
Химический состав поровых вод донных отложений Аргазинского водохранилища
| № проб |
Ar(BS) 1 |
Ar(BS) 2 |
Ar(BS) 3 |
Ar(BS) 4 |
Ar(BS) 5 |
Ar(BS) 6 |
Ar(BS) 7 |
Ar(BS) 8 |
| рН |
7.65 |
7.35 |
7.10 |
7.35 |
7.22 |
7.30 |
7.50 |
7.70 |
| Eh |
270 |
285 |
295 |
285 |
290 |
285 |
275 |
265 |
| Анионно-катионный состав (мг/дм3) |
| Сl– |
14.18 |
10.64 |
10.64 |
10.63 |
10.64 |
10.64 |
14.18 |
14.18 |
| SO2-4 |
125 |
225 |
250 |
80 |
80 |
195 |
55 |
75 |
| Са2+ |
42.1 |
35.1 |
47.5 |
30.2 |
28.6 |
38.1 |
35.5 |
30.6 |
| Мg2+ |
26 |
23 |
29 |
20 |
20 |
28 |
22 |
17 |
| K+ |
9.7 |
4.7 |
7.5 |
5.4 |
4.5 |
5.9 |
4.5 |
6 |
| Na+ |
9.5 |
9 |
9.4 |
8.9 |
8.5 |
9.2 |
8.5 |
9.5 |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Li |
3.49 |
3.42 |
4.54 |
3.04 |
2.74 |
2.95 |
2.49 |
2.01 |
| Be |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
0.006 |
<0.003 |
| Al |
2.36 |
7.39 |
2.63 |
2.21 |
4.38 |
3.52 |
2.65 |
1.95 |
| Sc |
2.51 |
3.41 |
3.87 |
3.28 |
3.93 |
3.11 |
3.81 |
2.42 |
| Ti |
1.49 |
2.15 |
2.39 |
2.30 |
2.95 |
1.96 |
2.40 |
1.63 |
| V |
0.25 |
0.56 |
0.153 |
0.59 |
1.60 |
0.38 |
0.77 |
1.01 |
| Cr |
0.96 |
0.27 |
0.074 |
0.42 |
0.68 |
0.33 |
0.73 |
0.53 |
| Mn |
4891 |
7350 |
4371 |
87.5 |
16.2 |
8278 |
5430 |
15.8 |
| Fe |
93.4 |
93.6 |
199 |
96.4 |
45.2 |
77.9 |
124 |
8.7 |
Продолжение таблицы 7
| № проб |
Ar(BS) 1 |
Ar(BS) 2 |
Ar(BS) 3 |
Ar(BS) 4 |
Ar(BS) 5 |
Ar(BS) 6 |
Ar(BS) 7 |
Ar(BS) 8 |
| Co |
3.42 |
2.26 |
1.36 |
0.28 |
0.27 |
2.06 |
1.28 |
0.28 |
| Ni |
13.6 |
11.8 |
9.17 |
2.97 |
2.57 |
7.47 |
7.87 |
1.44 |
| Cu |
26.1 |
40.5 |
12.5 |
8.89 |
9.99 |
11.4 |
14.7 |
11.2 |
| Zn |
3.53 |
12.7 |
3.80 |
2.98 |
1.27 |
4.76 |
12.8 |
2.29 |
| As |
12.5 |
17.8 |
21.5 |
80.6 |
102 |
20.1 |
55.1 |
17.1 |
| Se |
0.76 |
0.54 |
0.24 |
0.146 |
0.27 |
<0.127 |
0.39 |
0.49 |
| Rb |
3.16 |
2.38 |
2.71 |
2.26 |
2.09 |
2.31 |
2.04 |
2.18 |
| Sr |
319 |
295 |
364 |
226 |
235 |
321 |
269 |
212 |
| Y |
0.014 |
0.117 |
0.008 |
0.084 |
0.027 |
0.023 |
0.123 |
0.132 |
| Zr |
0.023 |
0.009 |
<0.006 |
<0.006 |
0.008 |
<0.006 |
0.017 |
0.015 |
| Nb |
0.040 |
0.016 |
0.009 |
0.006 |
0.004 |
0.003 |
0.003 |
0.003 |
| Mo |
5.42 |
2.70 |
1.95 |
1.78 |
2.02 |
1.69 |
3.01 |
6.03 |
| Cd |
0.086 |
0.314 |
0.050 |
0.008 |
0.022 |
0.097 |
0.107 |
0.010 |
| Sn |
0.017 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
| Sb |
0.81 |
1.52 |
0.52 |
0.53 |
0.42 |
0.95 |
0.76 |
2.12 |
| Te |
0.009 |
0.035 |
0.037 |
0.009 |
0.023 |
0.029 |
0.049 |
0.023 |
| Cs |
0.030 |
0.006 |
0.013 |
0.011 |
0.012 |
0.013 |
0.008 |
0.009 |
| Ba |
67.1 |
83.1 |
45.8 |
1.06 |
3.05 |
115 |
74.1 |
14.5 |
| La |
<0.002 |
0.165 |
0.003 |
0.115 |
0.020 |
0.061 |
0.164 |
0.150 |
| Ce |
0.008 |
0.077 |
0.013 |
0.037 |
0.007 |
0.008 |
0.071 |
0.031 |
| Pr |
0.001 |
0.017 |
0.002 |
0.013 |
0.002 |
0.002 |
0.018 |
0.015 |
| Nd |
0.004 |
0.069 |
0.007 |
0.044 |
0.013 |
0.009 |
0.066 |
0.059 |
| Sm |
<0.004 |
0.009 |
<0.004 |
0.008 |
<0.004 |
<0.004 |
0.010 |
0.005 |
| Eu |
0.013 |
0.017 |
0.009 |
0.003 |
<0.001 |
0.014 |
0.012 |
0.003 |
| Gd |
0.004 |
0.013 |
<0.002 |
0.010 |
0.004 |
0.004 |
0.017 |
0.011 |
| Tb |
0.001 |
0.002 |
0.000 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.002 |
| Dy |
0.003 |
0.011 |
<0.002 |
0.009 |
0.005 |
<0.002 |
0.013 |
0.011 |
| Ho |
<0.001 |
0.003 |
<0.001 |
0.002 |
<0.001 |
<0.001 |
0.003 |
0.003 |
| Er |
<0.001 |
0.008 |
<0.001 |
0.005 |
<0.001 |
<0.001 |
0.004 |
0.007 |
| Tm |
<0.001 |
0.001 |
<0.001 |
0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
0.002 |
| Yb |
<0.002 |
0.009 |
0.002 |
0.005 |
0.002 |
0.002 |
0.008 |
0.014 |
| Lu |
0.001 |
0.002 |
0.000 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.002 |
| Hf |
0.006 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
| Ta |
0.005 |
0.002 |
0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
| W |
0.40 |
0.33 |
0.23 |
0.22 |
0.09 |
0.36 |
1.10 |
0.16 |
| Tl |
0.065 |
0.043 |
0.015 |
0.005 |
0.010 |
0.007 |
0.005 |
0.002 |
| Pb |
<0.011 |
0.24 |
0.017 |
<0.011 |
<0.011 |
0.38 |
0.28 |
<0.011 |
| Bi |
0.026 |
0.014 |
0.008 |
0.004 |
0.003 |
<0.002 |
0.006 |
<0.002 |
| Th |
0.011 |
0.007 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
| U |
1.04 |
0.58 |
0.22 |
0.21 |
0.17 |
0.31 |
0.34 |
3.64 |
Таблица 8
| № проб |
Ar(BS) 9 |
Ar(BS) 10 |
Ar(BS) 11 |
Ar(BS) 12 |
Ar(BS) 13 |
Ar(BS) 14 |
Ar(BS) 15 |
Ar(BS) 16 |
Ar(BS) 17 |
| рН |
7.92 |
7.75 |
7.86 |
7.95 |
7.90 |
7.50 |
5.80 |
7.05 |
7.05 |
| Eh |
260 |
265 |
260 |
255 |
260 |
275 |
330 |
300 |
300 |
| Анионно-катионный состав (мг/дм3) |
| Сl– |
10.64 |
10.64 |
10.64 |
8.86 |
8.86 |
10.64 |
17.73 |
8.86 |
10.64 |
| SO2-4 |
175 |
100 |
125 |
115 |
123 |
220 |
950 |
175 |
260 |
| Са2+ |
36.9 |
32.2 |
35.7 |
34.6 |
36.4 |
40.9 |
191 |
29.9 |
28.7 |
| Мg2+ |
23 |
19 |
25 |
22 |
23 |
25 |
82 |
20 |
19 |
| K+ |
6.3 |
5.2 |
5.6 |
4.7 |
5.4 |
4.8 |
22.9 |
4.9 |
8.3 |
| Na+ |
9.7 |
8.8 |
9.2 |
8.5 |
8.9 |
8.9 |
113.3 |
8.5 |
9 |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Li |
2.54 |
2.19 |
3.01 |
2.35 |
3.44 |
2.80 |
10.0 |
2.88 |
3.03 |
| Be |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
0.006 |
<0.003 |
<0.003 |
0.087 |
<0.003 |
0.004 |
| Al |
10.9 |
3.17 |
11.7 |
20.1 |
20.6 |
2.17 |
12.6 |
2.64 |
8.14 |
| Sc |
2.26 |
2.10 |
3.54 |
2.26 |
3.27 |
3.25 |
3.40 |
2.74 |
3.41 |
| Ti |
2.33 |
1.27 |
3.16 |
2.38 |
2.89 |
2.24 |
2.30 |
1.91 |
2.71 |
| V |
0.24 |
0.12 |
0.82 |
0.26 |
0.50 |
0.87 |
0.49 |
0.61 |
0.80 |
| Cr |
0.41 |
0.49 |
0.88 |
1.00 |
0.93 |
0.26 |
<0.035 |
0.102 |
0.20 |
| Mn |
4662 |
2961 |
5769 |
3906 |
7670 |
38.0 |
58545 |
27.8 |
7091 |
| Fe |
30.0 |
7.0 |
102 |
43.3 |
120 |
20.2 |
59.2 |
23.3 |
109 |
| Co |
1.21 |
0.77 |
1.16 |
1.02 |
1.07 |
0.13 |
201.81 |
0.12 |
1.00 |
| Ni |
8.45 |
9.95 |
8.29 |
10.4 |
12.5 |
1.14 |
1361 |
3.97 |
6.89 |
| Cu |
9.96 |
17.7 |
15.6 |
12.3 |
22.6 |
6.96 |
56.5 |
6.99 |
14.6 |
| Zn |
11.0 |
4.52 |
15.9 |
8.56 |
23.4 |
4.21 |
32331 |
4.66 |
10.9 |
| As |
7.77 |
2.54 |
38.1 |
6.48 |
18.4 |
46.6 |
7.11 |
30.5 |
35.4 |
| Se |
0.46 |
<0.127 |
0.41 |
0.78 |
0.41 |
0.24 |
0.66 |
0.56 |
1.17 |
| Rb |
1.95 |
2.73 |
2.44 |
1.85 |
2.51 |
2.08 |
4.54 |
1.97 |
2.01 |
| Sr |
267 |
258 |
284 |
268 |
290 |
300 |
816 |
202 |
216 |
| Y |
0.025 |
0.112 |
0.040 |
0.023 |
0.073 |
0.182 |
0.231 |
0.058 |
0.123 |
| Zr |
0.053 |
0.030 |
0.078 |
0.213 |
0.081 |
<0.006 |
0.018 |
<0.006 |
<0.006 |
| Nb |
0.006 |
0.002 |
0.010 |
0.011 |
0.007 |
<0.001 |
0.002 |
<0.001 |
<0.001 |
| Mo |
4.52 |
8.64 |
3.21 |
5.24 |
2.92 |
1.13 |
0.20 |
0.85 |
0.45 |
| Cd |
0.043 |
0.041 |
0.110 |
0.038 |
0.157 |
<0.007 |
74.0 |
0.027 |
0.173 |
| Sn |
<0.012 |
0.021 |
<0.012 |
0.022 |
0.028 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
<0.012 |
| Sb |
2.45 |
2.16 |
0.97 |
3.62 |
2.59 |
0.42 |
3.99 |
2.74 |
3.08 |
| Te |
0.023 |
0.009 |
0.043 |
0.020 |
0.040 |
0.014 |
0.127 |
0.014 |
0.061 |
| Cs |
0.012 |
0.007 |
0.014 |
0.011 |
0.011 |
0.004 |
0.030 |
0.006 |
0.006 |
| Ba |
163 |
113 |
96.2 |
128 |
143 |
9.99 |
88.8 |
0.81 |
51.2 |
| La |
0.041 |
0.132 |
0.068 |
0.032 |
0.097 |
0.228 |
0.855 |
0.081 |
0.160 |
| Ce |
0.038 |
0.035 |
0.072 |
0.033 |
0.132 |
0.043 |
0.684 |
0.023 |
0.101 |
| Pr |
0.004 |
0.013 |
0.008 |
0.004 |
0.017 |
0.021 |
0.062 |
0.008 |
0.019 |
Продолжение таблицы 8
| № проб |
Ar(BS) 9 |
Ar(BS) 10 |
Ar(BS) 11 |
Ar(BS) 12 |
Ar(BS) 13 |
Ar(BS) 14 |
Ar(BS) 15 |
Ar(BS) 16 |
Ar(BS) 17 |
| Микроэлементы (мкг/дм3) |
| Nd |
0.014 |
0.059 |
0.032 |
0.015 |
0.071 |
0.078 |
0.213 |
0.036 |
0.078 |
| Sm |
<0.004 |
0.005 |
0.011 |
0.005 |
0.016 |
0.010 |
0.029 |
<0.004 |
0.010 |
| Eu |
0.024 |
0.014 |
0.012 |
0.011 |
0.017 |
0.003 |
0.015 |
0.001 |
0.006 |
| Gd |
0.006 |
0.011 |
0.012 |
0.007 |
0.021 |
0.019 |
0.043 |
0.006 |
0.011 |
| Tb |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.004 |
0.002 |
0.003 |
| Dy |
0.004 |
0.009 |
0.004 |
0.004 |
0.009 |
0.012 |
0.028 |
0.005 |
0.013 |
| Ho |
<0.001 |
0.002 |
<0.001 |
<0.001 |
0.002 |
0.004 |
0.004 |
0.001 |
0.003 |
| Er |
0.002 |
0.007 |
0.003 |
<0.001 |
0.003 |
0.009 |
0.014 |
<0.001 |
0.008 |
| Tm |
<0.001 |
0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
0.002 |
0.001 |
<0.001 |
0.001 |
| Yb |
0.002 |
0.009 |
0.004 |
0.002 |
0.005 |
0.015 |
0.014 |
0.006 |
0.015 |
| Lu |
0.001 |
0.002 |
0.001 |
0.000 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.001 |
0.003 |
| Hf |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
0.005 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
<0.003 |
| Ta |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
| W |
0.97 |
2.51 |
1.97 |
1.41 |
1.03 |
0.03 |
0.10 |
0.08 |
0.48 |
| Tl |
0.009 |
0.008 |
0.007 |
0.010 |
0.015 |
0.002 |
0.453 |
0.005 |
0.007 |
| Pb |
0.96 |
<0.011 |
2.11 |
1.02 |
2.31 |
<0.011 |
2.93 |
<0.011 |
0.37 |
| Bi |
0.009 |
0.003 |
0.011 |
0.008 |
0.029 |
<0.002 |
0.004 |
<0.002 |
0.006 |
| Th |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
0.004 |
0.009 |
<0.004 |
0.027 |
<0.004 |
0.004 |
| U |
1.66 |
3.36 |
0.70 |
3.46 |
1.03 |
0.27 |
0.04 |
0.18 |
0.17 |
Рис. 13. График сравнения полученных концентраций основных ионов вод Аргазинского водохранилища с ПДК для вод рыбохозяйственного значения.
Сравнение полученных данных химического анализа поровых вод с некоторыми значениями поверхностных и придонных вод отражено на графике (рис. 13), где указаны значения ПДК основных ионов для вод рыбохозяйственного значения. Из этого следует, что концентрации основных ионов в пробах поровых вод ДО в среднем превышены в 1,5 раза, но их значения не превышают ПДК, за исключением содержания SO42- равного 148.63 мг/л. При этом, кислотно-щелочной баланс поровых вод ДО варьирует в тех же пределах 7.05–7.95.
Поэлементный состав поровых вод донных отложений представлен в таблицах 7–8. Пробы поровых вод характеризуются повешенной концентрацией Mnот 2961 мкг/л до 8279 мкг/л, что соответствуют 30 ПДК и 83 ПДК для вод хозяйственно-бытового значения и 300 ПДК и 830 ПДК для вод рыбохозяйственного значения, по всей акватории водохранилища за малым исключением некоторых точек.
As концентрируется в северной части вдоль системы остров в точках Ar (BS) 4, Ar (BS) 5 и Ar (BS) 7 со значениями 80.6 мкг/л, 102 мкг/л и 55.1 мкг/л соответственно.
Baпреобладает в центре южной части Аргазинского водохранилища с концентрациями в пределах 113–163 мкг/л.
Сравнивая эти же данные поэлементного анализа с ПДК для вод рыбоозяйственного значения, получаем следующие аномалии. Концентрации Cuпревышают ПДК во всех пробах в 7–40 раз. Близко к допустимым концентрациям распространено Fe, охватывая северную и восточную части Аргазинского водохранилища.
Превышенные содержания Znв 1.5–2 раза отмечены в центральной части в точках Ar (BS) 7, Ar (BS) 9, Ar (BS) 11 и Ar (BS) 13, а также на севере Ar (BS) 2 и на юге Ar (BS) 17. Совместно с Znв центральной части преобладает W. Незначительные преобладания Niзафиксированы на севере и в точках Ar (BS) 12 и Ar (BS) 13, в последних двух которых преобладает также Al. Концентрации Moравные 2 ПДК и 8 ПДК отмечены в пробах с Ar (BS) 1 по Ar (BS) 13, не охватывают лишь южные точки Аргазинского водохранилища.
Исходя из данных таблиц 6–8, по всем показателям выделяется единственная проба Ar (BS) 15, отобранная стратометром Перфильева. Возможно, кислая реакция и повышенные содержания ионов и элементов, в 100 и 500 раз превышающие ПДК для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (рис. 14), обусловлены точечным попадаем в какое-либо вещество – сульфидного происхождения (?).
Рис. 14. График, соответствующий пикам концентраций Mn, Zn, Cd и Ni в пробе Ar (Bs) 15.
Дальнейшие исследования
Данный раздел представлен в виде отчета по производственной практике студентки Геологического факультета ЮУрГУ Аминовой Карины Газовны.
В дальнейшем планируется:
1. Дать общую характеристику вод Аргазинского водохранилища.
2. Провести зависимость повышенных содержаний некоторых элементов в поровых водах донных отложений с местоположением и источником концентраций.
3. .Получить и проинтерпретировать данные по распределению элементов твердой фракции донных отложений.
4. Выявить влияние Карабашской ГТС на живую составляющую акватории, в частности рыбу.
5. Сделать выводы о влиянии Карабашской ГТС на акваторию Аргазинского водохранилища.
Полученные полевые материалы и результаты анализов будут использованы для написания дипломной бакалаврской работы.
Выполнение задачи 3. Отбор проб на формирующемся карьерном озере Султановского колчеданного месторождения.
В результате отработки месторождений полезных ископаемых открытым способом ниже уровня грунтовых вод формируется депрессионная воронка, изменяющая контуры водных потоков. После отработки запасов, карьеры заполняются за счет подземных вод и атмосферных осадков, в результате чего формируются техногенные аквальные комплексы – карьерные озера.
Воды карьерных озер, формирующиеся после отработки колчеданных месторождений, характеризуются низкими значениями рН и высоким содержанием металлов. Подобные аквальные системы техногенного происхождения, представляющие большой интерес для многих исследователей по всему миру, требуют постоянного мониторинга для понимания механизмов их функционирования и оценки потенциального воздействия на окружающую среду.
Административное и географическое положение
Султановское месторождение медно-колчеданных руд расположено на восточном склоне Среднего Урала (55 км к северу от г. Челябинска и в 80-83 км южнее г. Каменск-Уральского Свердловской области) в Кунашакском районе, Челябинской области (рис. 15). Султановское месторождение находится между Зауральской эрозионно-абразивной платформы с Западно-Сибирской аккумулятивной равниной и представляет собой плоскую, слабо выраженную равнину с абсолютными отметками от 150 до 200 м, плавно понижающуюся к востоку. Климат района континентальный, основными особенностями климата является холодная и продолжительная зима с частыми метелями, устойчивым снежным покровом. Летом наблюдается вхождение с юга и юго-востока сухого и жаркого континентального воздуха, формирующегося под Средней Азией и Казахстаном. Лето непродолжительное, теплое, иногда жаркое. Район характеризуется недостаточным увлажнением с периодически повторяющейся засухой.
Среднегодовая температура воздуха положительная (+1.1°). Абсолютный максимум составляет +40°С. Амплитуда температуры воздуха достигает 89°С. Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца (января) составляет -17.4°С, самого теплого месяца (июля) +17,9°С. Годовая амплитуда средних месячных температур составляет 35,3°С, что соответствует умеренно-континентальному климату. Вечномерзлые грунты отсутствуют. Нормативная глубина промерзания насыпного грунта 2.61 м; глины и суглинка 1.77 м.
Преобладающее направление ветров в году: период декабрь-февраль – юго-западное, период июнь-август – северо-западное.
|
N 55º 37.652’ |
| E 61º43.388’ |
Рис. 15. Расположение карьера и отвалов Султановского месторождения.
Орогидрография
В районе расположения Султановского медно-колчеданного месторождения гидрографическая сеть представлена целым рядом озер и временными водотоками получившими развитие по сети оврагов. Речная сеть в пределах района представлена р Теча. Наиболее крупные озера – Тишки, Уелги, Шугуняк, Сагишты, Миништы. По морфологическим признакам озера относятся к равнинному типу и расположены в пределах Западно-Сибирской низменности.
Река Теча берет начало из озера Иртяш, протекает в восточном и северо-восточном направлении и на 353-м км от устья впадает в реку Исеть на территории Курганской области. Теча является частью речной системы Теча-Исеть-Тобол-Иртыш-Обь, входящей в состав бассейна Карского моря Северного Ледовитого океана. По гидрологическим показателям (длина реки, площадь водосбора и др.) река Теча принадлежит к разряду малых равнинных рек. Основные параметры реки приведены в таблице.
Параметры реки Теча
| Тип реки |
Равнинная |
| Длина, км |
243 |
| Площадь водосбора, км |
7600 |
| Максимальная глубина, м |
5 |
| Среднегодовой расход в устье, м3/с |
2.8–7.6 |
| Скорость течения, м/с |
0.4–1.2 |
| Средний уклон, %о |
0.6 |
| Высота берега, м |
до 2.5 |
| Минеральный состав воды |
Карбонатно-натриевый |
| рН |
7.5-8.5 |
| Состав гидробионтов |
Водоросли, папоротникообразные, высшие растения, рыбы, моллюски |
| Характер донных отложений |
Торфянисто-илистые, песчано-илистые, глинистые |
Состав речной воды сульфатно-гидрокарбонатный или гидрокарбонатно- сульфатный, кальциево-натриевый, кальциево-натриево-магниевый или магниево- натриево-кальциевый при минерализации 0.4–0.5 г/дм3 и рН 7.5–8.5. Общая жесткость – 5 мг-экв/дм . По имеющимся данным в р. Теча (по состоянию до начала отработки опытного участка Султановского месторождения) наблюдаются превышения нормативов по БПК5, ХПК, иону аммония, нитратам, нитритам, фосфатам, железу, меди, цинку, никелю, марганцу, барию, ванадию, титану и мышьяку. Кроме вышеперечисленных компонентов, донные отложения р. Теча имеют повышенные содержания хрома, кобальта и свинца.
В 3.9 км к востоку от исследуемого участка в пределах смежной водосборной площади расположено оз. Сагишты, в 2.6 км к западу от месторождения в пределах смежной водосборной площади (за безымянным левобережным притоком р. Течи) находится озеро Сасыкуль; в 2.8 км к северо-западу от проектируемого Султановского рудника расположено болото Сардаклы.
По химическому составу воды озер, в основном, сульфатно-гидрокарбонатные, сульфатно-хлоридные смешанные по катионному составу; от слабо солоноватых до сильно солоноватых с минерализацией 1.4–5.2 г/дм3; имеют слабо щелочную реакцию среды (рН 7.8–9.0). Величина общей жесткости изменяется от 7.1 до 37.2 мг-экв/дм3.
Геологическое строение
На территории района развиты породы фундамента в возрастном диапазоне от нижнего рифея до карбона включительно.
В пределах района Султановского месторождения по особенностям геологического строения пород фундамента выделяются Копейская и Нижнесанарско-Текельдытауская структурно-формационные зоны (СФЗ). Палеозойские образования имеют ограниченное распространение в восточной части в пределах Нижнесанарско-Текельдытауской структурно-формационной зоны и представлены каслинской толщей. Палеозойские образования представлены разнообразными вулканогенными, вулканогенно-осадочными и карбонатными породами от ордовика до среднего карбона включительно.
Отложения мезокайнозоя горизонтально залегают на породах фундамента, в пределах рудного поля их мощность колеблется от 50 до 60 м, выделяются отложения меловой системы, палеоцена, миоцена, плиоцена и четвертичной системы. Отложения мезокайнозоя являются основанием участка объектов месторождения «Султановское».
Султановское месторождение приурочено к восточному склону вулканической постройки кислого риолит-дацитового состава, претерпевшей сильные дислокации и образующей приподнятый блок типа вулканогенной горст-антиклинали размером 500 х 2400 м. Блок ограничен крутопадающими разрывными нарушениями с амплитудой перемещения до 100 м и окружен вулканитами основного состава и туфопесчаниками.
В рудоносной толще мощностью 400–450 м наиболее распространены породы кислого состава с ограниченным развитием залегающих в ее верхних горизонтах пород основного состава.
Кислые породы представлены туфами, туффитами, брекчиями, субвулканическими телами дацитов и риолитов, которые перекрываются базальтами, гиалокластитами, яшмовидными кремнистыми породами и алевролитами. Все эффузивные породы значительно хлоритизированы, в меньшей степени карбонатизированы и очень слабо серицитизированы.
Рудовмещающие породы преимущественно массивные, слабо рассланцованы, часто трещиноваты с выполнением трещин пиритом, реже кварцем и карбонатом, каолинизированы и серицитизированы. Падение их в западном крыле структуры – западное под углами 40–65°, в восточном – восточное под углами 20–30°.
По минеральному составу руды подразделяются на чисто пиритные и смешанные сфалерит-халькопирит-пиритового состава. Серноколчеданные руды обычно приурочены к лежачему боку рудных тел, смешанные – к висячему боку и к центральной части рудных тел.
В массивных рудах встречаются брекчиевые, колломорфные, полосчатые, и пятнистые текстуры, во вкрапленных – равномерно- и прожилково-вкрапленные текстуры. Выделяются руды плотные, крепкие, рыхлые и полурыхлые в виде сыпучки. В сплошных пиритных рудах количество пирита достигает 98 %. Руды грубозернистые, сцементированы кварцем. Во вкрапленных рудах размер зерен пирита, халькопирита, блеклых руд и сфалерита составляет 0.32–0.5 мм.
По химическому составу и текстурным признакам на месторождении выделяются 7 типов руд – серный, медисто-цинковистый, медистый и цинковистый колчедан, медистые, медисто-цинковистые и цинковистые вкрапленники. Серноколчеданные руды в большинстве своем представлены сыпучими или весьма слабыми видами. Вкрапленные руды всегда приурочены к выветрелым каолинизированным и серицитизированным типам пород.
Руды в основном крепкие, плотные, реже встречаются рыхлые и полурыхлые руды в виде колчеданной сыпучки. По текстурным признакам выделяют вкрапленные и сплошные руды. Из-за наличия в сфалерите тончайших, густо пронизывающих включений халькопирита, наличия мельниковита и мельниковита-пирита руды Султановского месторождения являются труднообогатимыми.
Глубина развития зоны окисления достигает 130 м от поверхности. Вторичные минералы зоны окисления и вторичного сульфидного обогащения представлены ковеллином, халькозином и борнитом.
Группа месторождения по сложности геологического строения – третья. Месторождение разведано по сети 50×50 м (категория запасов C1) и 100×100 м (категория запасов С2).
На глубину рудные тела разведаны и оконтурены до глубины 300 м.
Запасы его утверждены протоколом ГКЗ СССР №3103 от 28.07.1960 г. Забалансовые запасы медноколчеданных и серноколчеданных руд Султановского месторождения не утверждались.
Карьерное озеро
На данном этапе разработка месторождения законсервирована. Карьер глубиной 60 м вскрывает верхний водоносный горизонт палеогеновых отложений, за счет которого формируется фактический водоприток подземных вод в него. Подробная оценка водопритока и гидрогеологическое описание карьера проведено сотрудником Уральского государственного горного университета Логиновой Н.Ю. (Некоторые приемы в оценке водопритока в карьер на разных стадиях отработки (на примере Султановского рудника) // Международная научно-практическая конференция «Уральская горная школа – регионам», 2011).
Первый от поверхности водоносный горизонт приурочен к пескам, трещиноватым песчаникам и опокам палеогена, залегающим на глубине от 3–5 до 25–30 м. Мощность водоносного горизонта 30–40 м. В кровле горизонта залегают опоковидные глины и диатомиты, которые фациально замещаются опоками и не имеют повсеместного площадного распространения. На участках развития опоковидных глин подземные воды горизонта приобретают местный напор. Водообильность палеогеновых отложений неоднородна вследствие невыдержанности толщи кремнистых опок и песчаников. Удельные дебиты наблюдательных скважин изменяются в широких пределах от 0.3 до 2.22 л/с м. При совместном опробовании мелового и палеозойского водоносных×горизонтов удельные дебиты скважин изменялись в более ограниченном интервале значений от м.×0.2 до 0.47 л/с м. Оценивая все гидрогеологические исследования пород палеозойского фундамента, проведенных на площади Султановского месторождения, можно сделать вывод о том, что основная разгрузка подземных вод происходит вдоль предполагаемых тектонических разломов, которые служат для них барражем. При увеличении площади отработки месторождения и выхода за пределы тектонических нарушений есть вероятность увеличения водопритоков из пород палеозойского фундамента. Также на территории месторождения пробурена сеть наблюдательных скважин. Ранее на них проводились опытно-фильтрационные работы, что позволило выявить некоторые гидрогеологические параметры водоносного горизонта, формирующего водоприток в карьер.
По результатам материалов ОАО «СУМЗ», фактические данные о величине водопритоков в карьер за период с 03.11.09 до 12.04.10 составляют среднесуточный водоприток – 1600 м3 /сут. Анализируя изменения значений объёмов откаченной воды во времени, можно сделать вывод о том, что паводковый период приходится на начало апреля, где водоприток резко возрастает. Следовательно, питание вскрытого водоносного горизонта осуществляется преимущественно за счет талых вод.
К настоящему времени сформировалось карьерное озеро глубиной около 35 м, которая постоянно увеличивается (рис. 16).
Рис. 16. Карьерное озеро Султановского месторождения (2016 г.).
|
| Рис. 17. Карьерное озеро Султановское. |
Воды сформировавшегося карьерного озера характеризуются как нейтральные – рН 6.90, и даже сдвинутые в щелочную область в поверхностных слоях – рН 7.70. Тогда как обычно колчеданные карьерные озера характеризуются кислой средой, а с глубиной значения водородного показателя понижаются (карьерные озера Блява, Яман-Касы) или сохранялись с незначительными колебаниями на всю глубину (карьерные озера Куль-Юрт-Тау, Макан).
В летний период в толще воды карьерного озера формируется прямой термоклин на глубине 2.7 м. На нижней границе термоклина температура падает до 6.2–5.8 ºС.
С глубиной в составе вод значительно увеличивается содержание сульфатов, с 300 мг/л у поверхности, до 800 мг/л в придонном слое (табл. 9).
В распределении Mn, Co и Cd наблюдается общая закономерность: увеличение концентрации с 10-го метра, и сохранение достигнутой концентрации с небольшими вариациями до дна озера. Для большинства элементов максимальными содержаниями характеризуется приповерхностная проба, а с глубиной концентрации микроэлементов уменьшаются.
Как правило, в карьерных озерах положение оксиклина в колонне воды определял и положение хемоклина, где независимо от климатического периода отсутствует оксиклин, а распределение содержаний большинства химических элементов по вертикали носит равномерный характер. При этом минерализация вод придонного слоя по отношению к поверхностному слою увеличивается. Например в карьерных озерах Блява, Яман-Касы и Куль-Юрт-Тау, значения этого показателя изменялись от 1.5 до 2.2 раза.
Таблица 9
Химический анализ проб воды карьерного озера Султановского месторождения
| Номер пробы |
UC(W)
770/1 |
UC(W)
770/2 |
UC(W)
770/3 |
UC(W)
770/4 |
UC(W)
770/5 |
UC(W)
770/6 |
UC(W)
770/7 |
| Глубина отбора, м |
0.1 |
3 |
7 |
10 |
15 |
25 |
35 |
| Анионно-катионная часть, мг/л |
| рН, ед. рН |
7.70 |
7.36 |
7.00 |
6.92 |
7.30 |
7.35 |
6.90 |
| Т, ºС |
9.5 |
6.2 |
6.0 |
5.9 |
6.1 |
6.0 |
5.8 |
| Eh, мВ |
270 |
285 |
305 |
315 |
290 |
285 |
315 |
| γ, мкСм/см |
732 |
917 |
1228 |
1280 |
1306 |
1339 |
1351 |
| CO32- |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
| HCO3– |
234 |
251 |
241 |
232 |
239 |
244 |
240 |
| Cl– |
14.18 |
17.58 |
19.85 |
18.72 |
19.28 |
19.28 |
19.57 |
| SO42- |
294 |
390 |
611 |
663 |
747 |
809 |
705 |
| NH4+ |
0.19 |
0.31 |
0.22 |
0.29 |
0.30 |
0.38 |
0.39 |
| NO2– |
0.007 |
0.005 |
0.005 |
0.006 |
0.004 |
0.003 |
0.006 |
| NO3– |
11.6 |
15.3 |
29.3 |
29.3 |
31.3 |
29.3 |
30.0 |
| Общая жесткость, ммоль/дм3 |
7.84 |
9.35 |
12.43 |
13.34 |
13.50 |
14.04 |
13.91 |
| Ca2+ |
74.2 |
86.8 |
114.2 |
127.9 |
128.8 |
140.7 |
141.6 |
| Mg2+ |
50.2 |
60.9 |
81.7 |
84.5 |
85.8 |
85.3 |
83.1 |
| K+ |
13.1 |
16.5 |
20.9 |
22.4 |
22.9 |
23.3 |
23.6 |
| Na+ |
59.0 |
82.0 |
118.0 |
124.0 |
124.0 |
139.0 |
135.0 |
| Микроэлементы, мкг/л |
| Li |
34.2 |
41.4 |
46.3 |
46.2 |
47.7 |
49.8 |
50.0 |
| Be |
0.012 |
0.020 |
0.029 |
0.023 |
0.024 |
0.026 |
0.025 |
| Al |
42.8 |
27.3 |
47.0 |
24.0 |
34.4 |
19.4 |
27.2 |
| Sc |
1.64 |
1.71 |
1.44 |
1.38 |
1.37 |
1.36 |
1.33 |
| Ti |
1.49 |
1.47 |
1.16 |
1.76 |
1.50 |
0.86 |
1.04 |
| V |
0.16 |
0.13 |
0.14 |
0.13 |
0.14 |
0.12 |
0.12 |
| Cr |
<0.007 |
<0.007 |
<0.007 |
<0.007 |
<0.007 |
<0.007 |
<0.007 |
| Mn |
334 |
572 |
938 |
1006 |
1043 |
1103 |
1081 |
| Fe |
67 |
55 |
30 |
29 |
36 |
27 |
38 |
| Co |
26 |
44 |
70 |
70 |
72 |
75 |
74 |
| Ni |
12.8 |
15.0 |
19.2 |
19.9 |
20.0 |
20.5 |
20.0 |
| Cu |
8.4 |
21.4 |
30.9 |
19.9 |
20.6 |
21.2 |
20.4 |
| Zn |
257 |
839 |
1700 |
1574 |
1639 |
1720 |
1689 |
| Ge |
0.057 |
0.028 |
0.070 |
0.021 |
0.029 |
0.021 |
0.025 |
| As |
1.16 |
0.58 |
0.32 |
0.40 |
0.38 |
0.30 |
0.30 |
| Se |
<1.1 |
<1.1 |
<1.1 |
<1.1 |
<1.1 |
<1.1 |
<1.1 |
Продолжение таблицы 9
| Номер пробы |
UC(W)
770/1 |
UC(W)
770/2 |
UC(W)
770/3 |
UC(W)
770/4 |
UC(W)
770/5 |
UC(W)
770/6 |
UC(W)
770/7 |
| Rb |
3.52 |
4.13 |
5.43 |
5.61 |
5.75 |
5.78 |
5.73 |
| Sr |
494 |
614 |
836 |
924 |
950 |
992 |
981 |
| Y |
0.15 |
0.22 |
0.97 |
0.19 |
0.26 |
0.19 |
0.18 |
| Zr |
0.016 |
0.018 |
0.066 |
0.044 |
0.051 |
<0.004 |
0.008 |
| Nb |
0.009 |
0.008 |
0.006 |
0.003 |
0.002 |
<0.001 |
<0.001 |
| Mo |
13.0 |
19.9 |
29.5 |
30.9 |
33.6 |
37.0 |
38.4 |
| Cd |
0.76 |
1.80 |
3.51 |
3.59 |
3.74 |
3.95 |
3.88 |
| Sn |
<0.04 |
<0.04 |
<0.04 |
0.06 |
0.05 |
0.06 |
0.09 |
| Sb |
2.35 |
2.61 |
2.73 |
2.80 |
2.87 |
2.75 |
2.78 |
| Te |
<0.01 |
0.012 |
0.014 |
0.017 |
<0.01 |
0.014 |
<0.01 |
| Ba |
6.58 |
7.17 |
7.80 |
7.41 |
7.56 |
7.36 |
7.27 |
| La |
0.052 |
0.054 |
1.39 |
0.063 |
0.195 |
0.069 |
0.042 |
| Ce |
0.081 |
0.088 |
0.38 |
0.083 |
0.094 |
0.047 |
0.034 |
| Pr |
0.016 |
0.016 |
0.139 |
0.014 |
0.024 |
0.009 |
0.007 |
| Nd |
0.076 |
0.079 |
0.55 |
0.077 |
0.102 |
0.055 |
0.041 |
| Sm |
0.017 |
0.022 |
0.094 |
0.019 |
0.027 |
0.011 |
0.015 |
| Eu |
0.005 |
0.005 |
0.022 |
0.004 |
0.006 |
0.003 |
0.003 |
| Gd |
0.024 |
0.029 |
0.095 |
0.030 |
0.029 |
0.019 |
0.022 |
| Tb |
0.003 |
0.004 |
0.013 |
0.004 |
0.005 |
0.002 |
0.002 |
| Dy |
0.021 |
0.028 |
0.108 |
0.026 |
0.032 |
0.022 |
0.021 |
| Ho |
0.004 |
0.006 |
0.026 |
0.003 |
0.007 |
0.004 |
0.004 |
| Er |
0.015 |
0.020 |
0.103 |
0.015 |
0.025 |
0.015 |
0.014 |
| Tm |
0.002 |
0.003 |
0.014 |
0.002 |
0.003 |
0.002 |
0.001 |
| Yb |
0.012 |
0.014 |
0.114 |
0.014 |
0.021 |
0.015 |
0.013 |
| Lu |
0.001 |
0.002 |
0.018 |
0.002 |
0.003 |
0.002 |
0.002 |
| Hf |
0.001 |
0.002 |
0.003 |
0.003 |
0.002 |
0.001 |
0.001 |
| Ta |
<0.001 |
0.002 |
0.002 |
0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
<0.001 |
| W |
0.029 |
0.011 |
0.006 |
0.005 |
<0.004 |
<0.004 |
<0.004 |
| Tl |
0.021 |
0.031 |
0.054 |
0.056 |
0.057 |
0.060 |
0.059 |
| Pb |
0.41 |
0.31 |
0.22 |
0.14 |
0.16 |
0.08 |
0.08 |
| Bi |
0.003 |
0.003 |
0.001 |
0.003 |
0.002 |
0.004 |
0.003 |
| Th |
0.02 |
0.02 |
0.06 |
0.05 |
0.04 |
0.004 |
0.003 |
| U |
1.14 |
1.24 |
1.38 |
1.36 |
1.42 |
1.53 |
1.46 |
|