Изменение макроэлементного состава речных вод в контрастных геологических условиях, река Сочи Черноморского побережья России

Полина Сергеевна Лесникова

doi:10.17308/geo/1609-0683/2023/3/47-56

Полина Сергеевна Лесникова Федеральный исследовательский центр «Субтропический научный центр Российской академии наук» https://orcid.org/0000-0001-5711-2204

DOI: https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2023/3/47-56

Ключевые слова: гидрохимия, река Сочи, катионно-анионный состав вод, аргиллиты, мергели

Аннотация

Цель – изучение основных природных факторов и закономерностей, определяющих формирование химического состава поверхностных вод на сильно расчленённых горных, прибрежно-морских территориях с контрастным геологическим строением, и определение диагностического признака пород геологического основания, в которых формируется долина реки. Материалы и методы. Выбраны семь ключевых участков в долине реки Сочи Черноморского побережья России, характеризующих разные горные породы и антропогенную нагрузку. Выполнен трехкратный отбор речных вод в весенний, летний и осенний периоды года. Традиционными гидрохимическими методами определен катионно-анионный состав вод и установлены их основные типы, характерные для разных сезонов года и участков долины реки. Результаты и обсуждение. Выделены сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридный кальциево-магниево-натриевый, гидрокарбонатно-сульфатный кальциевый и гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-магниевый типы вод. Выявлены закономерные сезонные изменения гидрогеохимического состава поверхностных вод, выражающиеся в общем увеличении концентраций химических элементов в водах в продолжительную летнюю межень. Установлен стабильный геохимический показатель для речных вод при смене горных пород. Ca/Mg отношение меняется примерно в три раза в сторону увеличения при смене нейтральных аргиллитов на субщелочные карбонатные породы. Данный показатель может являться диагностическим признаком пород геологического основания, в которых формируется долина реки, а также индикатором, определяющим тип питания реки. Выводы. При значениях Са/Mg отношения близких к 10 единицам, когда река имеет преимущественно грунтовое питание, существует большая вероятность того, что повышенные содержания элементов в водах реки обусловлены естественными причинами, связанными с геохимическим богатством горных пород, а не с техногенным фактором.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биография автора

Полина Сергеевна Лесникова, Федеральный исследовательский центр «Субтропический научный центр Российской академии наук»

младший научный сотрудник лаборатории геоэкологии и природных процессов Субтропического научного центра Российской академии наук, г. Сочи, Российская Федерация

Литература

1. Bogush I. A., Cherkashin V. I. Metallogeniya yurskikh osadochnykh kompleksov Kavkaza [Metallogeny of Jurassic sedimentary complexes of the Caucasus]. Sbornik statey po materialam nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy pamyati zasluzhennogo geologa RF D. A. Mirzoeva. Trudy Instituta geologii DNTs RAN, 2012, v. 58, p. 7-13. (In Russ.)
2. Borisov V. I. Reki Kubani [Kuban Rivers]. Krasnodar: Kubanskoe knizhnoe izdatel'stvo, 2005. 120 p. (In Russ.)
3. Geologicheskaya evolyutsiya i samoorganizatsiya sistemy voda–poroda. T. 1. Sistema voda–poroda v zemnoy kore: vzaimodeystvie, kinetika, ravnovesie, modelirovanie [Geological evolution and self–organization of the water–rock system. Vol. 1. The water-rock system in the Earth's crust: interaction, kinetics, equilibrium, modeling] / V. A. Alekseev, B. N. Ryzhenko, S. L. Shvartsev i dr. Novosibirsk: Izdatel'stvo SO RAN, 2005. 244 p. (In Russ.)
4. Karelina E. V., Markov V. E., Blokov V. I. Perspektivnost' Krasnopolyanskogo rayona goroda Sochi na blagorodnometall'noe orudenenie [Prospects of Krasnopolyansky district of Sochi for noble metal mineralization]. Vestnik RUDN. Seriya: Inzhenernye issledovaniya, 2017, no. 18 (4), pp. 497-504. (In Russ.)
5. Kiryukhin V. A., Korotkov A. I., Shvartsev S. L. [GidrogeokhimiyaHydrogeochemistry]. Moscow: Nedra, 1993. 384 p.
6. Kurlov M. G., Sobkevich A. I. Opyt klassifi katsii sibirskikh tselebnykh mineral'nykh vod, soglasno ikh khimicheskomu sostavu [Experience of classifi cation of Siberian medicinal mineral waters according to their chemical composition]. Tomsk, 1921. 52 p. (In Russ.)
7. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii masshtaba 1: 200 000. Seriya Kavkazskaya. List K-37-V. Izd. 2-e [State geological map of the Russian Federation scale 1: 200 000. The Caucasian series. Sheet K-37-V. 2nd Ed.] / Lavrishchev V. A., Prutskiy N. I., Semenov V. M. i dr. Saint-Petersburg, 2002. (In Russ.)
8. Geokhimicheskie tipy prirodnykh vod Baydarskoy doliny (Krymskiy poluostrov) [Geochemical types of natural waters of the Baydar Valley (Crimean Peninsula)] / D. A. Novikov, Yu. G. Kopylova, A. V. Chernykh i dr. Trudy Fersmanovskoy nauchnoy sessii GI KNTs RAN, 2020, no. 17, pp. 401-405. (In Russ.)
9. Normativy kachestva vody vodnykh ob"ektov rybokhozyaystvennogo znacheniya, v tom chisle normativy predel'no dopustimykh kontsentratsiy vrednykh veshchestv v vodakh vodnykh ob"ektov rybokhozyaystvennogo znacheniya [Standards of water quality of water bodies of fi shery signifi cance, including standards of maximum permissible concentrations of harmful substances in the waters of water bodies of fi shery signifi cance]. Moscow, 2016. (In Russ.)
10. Savchenko L. Delo s dushkom. V Sochi nazrevaet ekologicheskaya katastrofa [Deal with the smell. An environmental catastrophe is brewing in Sochi]. Narodnaya gazeta Sochi, 2022, no. 27 (876). (In Russ.)
11. Shvartsev S. L. Vnutrennyaya evolyutsiya geologicheskoy sistemy voda-poroda [Internal evolution of the water-rock geological system]. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk, 2012, vol. 82, no. 3, pp. 242-251. (In Russ.)
12. Shvartsev S. L. Fundamental'nye mekhanizmy vzaimodeystviya v sisteme voda-gornaya poroda i ee vnutrennyaya geologicheskaya evolyutsiya [Fundamental mechanisms of interaction in the water-rock system and its internal geological evolution]. Litosfera, 2008, no. 6, pp. 3-24. (In Russ.)
13. Geochemical Modeling of Water-Rock Interaction Processes in the Pollino National Park / C. Apollaro, I. Fuoco, L. Bloise et al. Geofl uids, 2021, vol. 2021, 17 pages.
14. Grigoriev N. A. Average concentrations of chemical elements in rocks of the upper continental crust. Geochemistry International, 2003, 41 (7), pp. 711-718.
15. Hydrogeochemical characteristics of the Indus River water system / A. K. Tiwari, A. K. Singh, B. Phartiyal, A. Sharma. Chemistry and Ecology, 2021, 37:9-10, pp. 780-808.
16. Insights into hydrological and hydrochemical processes in response to water replenishment for lakes in arid regions / C. Jie, Q. Hui, G. Yanyan et al. Journal of Hydrology, 2020, 581.
17. Major ion chemistry and hydrochemical processes controlling water composition of Teesta River catchment, Sikkim Himalaya, India / A.K. Tiwari, A.K. Singh, S. Giri, M.K. Mahato. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2021.
18. Nikanorov A.M., Brazhnikova, L.V. Water Chemical Composition of Rivers, Lakes and Wetlands. Types and Properties of Water, 2012, vol. II, pp. 42-80.
19. Spatial Variations of Major Ion Chemistry and Hydrogeochemical Processes of Groundwater, Menoufi a Governorate, Egypt / M. Okbah, M. Elgammal, M. Ibrahim, S. Abokhder. Egyptian Journal of Aquatic Biology and Fisheries, 2019, 23, pp. 195-205.
20. Water Quality and Hydrogeochemical Characteristics of Some Karst Water Sources in Apuseni Mountains, Romania / M.-A. Hoaghia, A. Moldovan, E. Kovacs et al. Water 2021, 2021, 13, 857.