Закономерности переноса и накопления тяжелых металлов в устьевой области р. Волги

2
Оглавление
Введение............................................................. 5
1 .Физико-географическая характеристика района исследований.................................................................. 9
1.1 .Морфология и осадконакопление в дельте р. Волги.............. 9
1.2.Климат исследуемого района................................... 17
1.3.Течсния в дельте и отмелой зоне устьевого взморья р. Волги.................................................................. 18
1.4.Закономерности формирования и распределения взвешенного вещества в дельте р. Волги и Северном Каспии..................... 19
1.5.Геологическое строение, осадконакопление и минералогия донных отложений Северного Каспия................................... 22
1 .б.Зона смешения волжских и морских вод........................ 25
2. Материалы и методика исследований................................ 28
3. Тяжелые металлы в водной среде................................... 36
ЗЛ.Эколого-токсикологические аспекты загрязнения водоемов
тяжелыми металлами.................................................. 36
3.1.1.Общие сведения............................................. 36
3.1.2.Источники поступления тяжелых металлов в водную среду.................................................................. 44
3.1.3.Процессы переноса тяжелых металлов в водных экосистемах................................................................. 45
З.Ы.Тяжелые металлы во взвеси и донных отложениях водоемов 48
3.1.5.Тяжелые металлы в зоне смешения речных и морских
вод................................................................. 55
3.1.6.Взаимодействие тяжелых металлов с другими загрязняющими веществами..................................................... 59
3.2.Эколого-токсикологическая оценка загрязнения р. Волги и
3
Северного Каспия в последние годы.................................... 60
4. Особенности распределения металлов в воде и донных отложениях устьевой области р. Волги..................................... 71
4.1.Гидролого-гидрохимический режим устьевой области р.
Волги в 1997-1998 гг................................................. 71
4.2.Содержание тяжелых металлов в воде и взвеси р. Волги................................................................... 74
4,2.1 Содержание растворенных форм металлов в воде р. Волги и ее дельты.......................................................... 74
4.2.2.Многолетняя динамика содержания металлов в воде дельты Волги............................................................. 77
4.2.3.Содержание взвешенных форм металлов в воде р. Волги и
ее дельты............................................................ 80
4.2.4.Сезонная динамика взвешенных форм металлов в воде р.
Волги................................................................ 88
4.3.Тяжелые металлы в донных отложениях Нижней Волги................................................................... 95
4.3.1.Содержание металлов в отложениях коренного русла и дельты Волги (по материалам 1997-1998 гг)........................ 95
4.3.2.Многолетняя динамика металлов в отложениях р. Волги и
ее дельты........................................................... 102
4.4.Анализ морских экспедиционных материалов (1996-1997
гг.)................................................................ 105
4.4.1.Гидролого-гидрохимический режим Северного Каспия................................................................. 106
4.4.2.Содержание растворенных форм тяжелых металлов в воде Северного Каспия.................................................... 110
4.4.3.Содержание взвешенных форм металлов в воде Северного Каспия.............................................................. 115
16
ет от 95 до 85 % стока Бахтемира в межень и при больших расходах в половодье соответственно /67/.
В процессе повышения уровня Каспийского моря тенденция развития системы каналы - взморье стала меняться. Например, подпор у .м. стал ощущаться у г/и о. Искусственный ( 116-й км ВКК,~ 30 км ниже МКД) только с 1985 г.(при отметках у взморья у г/п -27.2 м и у.м. -28 м БС) и в 1993 г. достиг
0.7 м, в то время как у.м. поднялся с 1977 г. на 2 м /80/. Влияние подпора у.м. распространяется по различным каналам не синхронно и проявляется б районе МКД не одновременно (чем мельче и протяженнее в сторону моря отмелая зона взморья в районе канала и чем больше сток канала, тем позже при прочих равных условиях влияние подпора достигает МКД).
Т.о., в период современной трансгрессии Каспия отмелая зона устьевого взморья Волги при отметках у.м. -27 м БС перестала играть роль буфера м/у дельтой и морем. Подпор у.м. с 1991 г. начал распространяться в дельту. Каналы-рыбоходы в отмелой зоне рассредоточивают свой сток и уменьшают свое значение для прохода рыб в реку. Сток на МКД тоже рассредоточивается, в связи с чем здесь возможно обмеление каналов. В 15-30 км выше МКД сток по-прежнему сконцентрирован в ограниченном количестве основных банков. По мнению Полонского /80/, при дальнейшем повышении у.м. выше отметок -26 м БС процессы отступания МКД и рассредоточения стока будут в первую очередь и в наибольшей степени проявляться в относительно низменных районах восточной части дельты. Вследствие этого доля волжского стока в восточной части дельты будет возрастать. Заливаемость водами половодья территорий дельты выше районов постоянного затопления с моря существенно изменится сначала в нижней зоне всей дельты и в средней зоне восточной части дельты (при у.м. выше -26 м БС), поскольку в половодье подпор у.м. здесь незначителен. Дополнительная опасность наводнений будет связана с развитием в бывшей отмелой зоне взморья нагонов и проникновением их в дельту.
17
С увеличившимся в последние годы (из-за повышения уровня моря) поступлением органического вещества из дельты Волги в Северный Каспий связывается /'40, 66/ ежегодное развитие в летнее время обширных зон с дефицитом кислорода: квазистационариых (на глубинах, превышающих 10 м) и периодических (на глубинах 3-5 м), обшая площадь которых стала в 1.5-2 раза выше, чем в естественный период стока рек. В современных условиях можно говорить о начальной стадии эвтрофикации вод Северного Каспия (где уже к 1990 г. На 50 % площади встречались зоны с дефицитом кислорода) /41/.
1.2. Климат исследуемого района.
Климат района - самый засушливый и континентальный на европейской территории России. Температура воздуха имеет резко выраженный годовой ход. Годовая амплитуда экстремальных температур воздуха составляет 60-80°С. Продолжительность теплого периода (с температурой 0°С и выше) составляет 235-260 дней. Безморозный период длится от 160 до 170 дней на севере Астраханской области до 200 дней на побережье Каспия.
Продолжительность солнечного сияния составляет 2200-2400 ч в год, за период с мая по сентябрь - 1480-1530 ч.
Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. 11аименыиес ее значение отмечается в июле (40-50 %, а в отдельные дни 10-20 % и ниже).
Годовое количество осадков колеблется от 160-180 на побережье Каспия до 240-311 мм на севере области (Капустин Яр). Малое количество осадков в сочетании с высокими темпфатурами определяют сухость воздуха и почвы и большую повторяемость засух и суховеев.
Испаряемость за период вегетации составляет 900-1000 мм. На территории области разница между испаряемостью и количеством выпавших осадков составляет около 800 мм, что говорит о большом недостатке влаги.