Трансграничная река Онон относится к бассейну р. Амур, площадь которого является одной из крупнейших на планете (1,85 млн кв. км). Река Онон протекает по территории северо-востока Монголии и юга Забайкальского края. Истоки реки находятся на восточном склоне хребта Хэнтэй. В верхнем течении (460 км) р. Онон протекает по Хэнтэй-Чикойскому нагорью на территории Монголии. В среднем и нижнем течении низовьях уже на территории России – между Могойтуйским и Борщовочным хребтами. Площадь водосбора 96,2 тыс. км2, из которых 64,6 тыс. км2 приходится на территорию Забайкальского края. Общая протяженность реки 1032 км [2]. На территории России формируются главные притоки верхнего течения р. Онон (р. Агуца, р. Бальджа, р. Кыра).
В притоках реки Онон распространены россыпи золота и олова, на некоторых проводилась их добыча. Разрабатываются группы золотоносных россыпей Бальджа, Киркун, Тырино-Бырцинская [12]. Долины рек Бальжиканка, Бырца, Тырин на участках отработки месторождений заполнены отвалами горных пород. Биологическая рекультивация не проведена. В связи с отсутствием почвенного слоя в течение длительного времени отвалы не зарастают. Доступные для ветра и воды они могут быть источниками миграции загрязнений в виде растворенных и взвешенных веществ. Стационарные мониторинговые наблюдения на водных объектах района разработки россыпного золота не проводятся.
Цель настоящих исследований – получить данные о физико-химических параметрах вод притоков верхнего течения р. Онон в пределах Российской Федерации.
Материалы и методы иследования
В виду отсутствия на исследуемых водных объектах режимных стационарных наблюдений, нами в статье анализируются данные по разовым съемкам экспедиционных исследований, проведенных в 2011–2012 гг. на реках: Бальжиканка, Киркун, Букукун, Бырца, Дунда-Хонгорун и Тырин. Отбор проб и определение содержания азота и фосфора проводили общепринятыми в гидрохимии методами [11]. Физико-химические параметры воды (температура и рН воды, содержание О2, минерализация) измерены в местах отбора проб с помощью прибора «AQWA-метр» (Германия). Макрокомпонентный состав вод определен атомно-адсорбционным, фотометрическим, титриметрическим методами в лабораторно-исследовательском центре по изучению минерального сырья (ОАО «ЛИЦИМС»), аккредитованной Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии № РОСС RU.0001.510387. Микрокомпонентный состав вод проведен в лаборатории Хабаровского инновационно-аналитического центра при Институте тектоники и геофизики им. Ю.А. Косыгина ДВО РАН методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (прибор Perkin-Elmer 3030 B). Оценка состояния водоёма производилась по отношению к предельно-допустимым концентрациям (ПДК) содержания веществ в воде рыбохозяйственных водоемов [8].
Результаты исследований и их обсуждение
Для исследованных горных и предгорных рек с питанием за счет атмосферных осадков характерны высокая скорость течения и быстрая смена вод. Поэтому воды рассматриваемых водных объектов слабоминерализованные. По общей минерализации можно разделить на водотоки с минерализацией до 0,08 г/л (реки Букукун, Киркун), с минерализацией от 0,08 до 0,25 г/л (реки Бальжиканка, Тырин, Бырца), и с минерализацией более 0,25 г/л (р. Дунда-Хонгорун). Жесткость воды карбонатная, за исключением вод р. Дунда-Хонгорун, подверженных воздействию карьерных вод рудника «Любовь». Для пресноводных рыб благоприятна мягкая и среднежесткая вода [3]. Слишком мягкая вода нежелательна для рыб из-за недостатка в ней солей кальция, магния и других элементов. Термический режим водотоков зависит от климатических факторов, глубины и скорости течения реки. Средняя температура исследованных водотоков в июне месяце варьирует от 3,0 °С до 22,0 °С, а в октябре – от 1,7 °С до 13,2 °С. Небольшие температурные различия в водах водотоков связаны с горным характером их течения, в питании которых большую долю составляют атмосферные осадки (табл. 1).
В гидрохимическом составе вод преобладают ионы НСО3- и Са2+. Отличается река Дунда-Хонгорун по гидрохимической характеристике от других водотоков (сульфатно-кальциевая). Повышенное содержание сульфат-ионов и кальция обусловлено окислением сульфидных минералов в отвалах, которые в сухую погоду ветром разносятся по водосборному бассейну. В результате дождей происходит смыв с водосборной площади сульфатов в речную систему и происходит смена типа воды (табл. 2).
Таблица 1
Физико-химические параметры исследованных водотоков в 2011–2012 гг.
|
Водоток |
Срок сбора проб |
t, °С |
рН |
V, м/c |
Жесткость, мг-экв/дм3 |
М, г/л |
|
|
Бальжиканка |
верхнее |
06.2011 |
3,2 |
7,76 |
0,3 |
0,80 |
0,08 |
|
10.2011 |
1,7 |
7,44 |
0,5 |
0,80 |
0,08 |
||
|
06.2012 |
3,0 |
7,38 |
0,3 |
1,25 |
0,05 |
||
|
среднее |
06.2011 |
3,1 |
7,34 |
0,1 |
1,20 |
0,12 |
|
|
10.2011 |
5,7 |
7,60 |
0,1 |
1,30 |
0,12 |
||
|
06.2012 |
13,5 |
7,71 |
0–0,5 |
0,90 |
0,09 |
||
|
нижнее |
06.2011 |
11,5 |
7,99 |
0–0,4 |
1,20 |
0,11 |
|
|
10.2011 |
7,3 |
7,61 |
0–0,4 |
1,20 |
0,11 |
||
|
06.2012 |
12,5 |
7,77 |
0–0,3 |
0,80 |
0,08 |
||
|
Киркун |
среднее |
06.2011 |
17,9 |
7,09 |
0–0,5 |
0,55 |
0,06 |
|
10.2011 |
5,6 |
7,02 |
0–0,4 |
0,50 |
0,05 |
||
|
06.2012 |
18,2 |
7,28 |
0–0,4 |
0,40 |
0,04 |
||
|
Букукун |
среднее |
06.2011 |
12,1 |
7,09 |
0–0,4 |
0,50 |
0,06 |
|
10.2011 |
3,26 |
6,82 |
0–0,4 |
0,50 |
0,06 |
||
|
06.2012 |
11,8 |
7,28 |
0–0,4 |
0,40 |
0,05 |
||
|
Бырца |
нижнее |
06.2011 |
18,9 |
8,43 |
0,2 |
1,45 |
0,17 |
|
10.2011 |
7,0 |
7,87 |
0 |
2,20 |
0,23 |
||
|
06.2012 |
18,5 |
7,90 |
0,2 |
1,80 |
0,21 |
||
|
Дунда-Хонго-рун |
карьер |
06.2011 |
23,0 |
8,15 |
0 |
9,00 |
0,73 |
|
10.2011 |
8,2 |
7,77 |
0 |
9,50 |
0,72 |
||
|
06.2012 |
22,0 |
7,75 |
0 |
8,85 |
0,69 |
||
|
ниже рудника Любовь |
06.2011 |
18,2 |
7,90 |
0,1 |
8,65 |
0,69 |
|
|
10.2011 |
13,2 |
8,09 |
0,1 |
8,70 |
0,67 |
||
|
06.2012 |
20,7 |
8,07 |
0,1 |
8,45 |
0,66 |
||
|
Тырин |
7 км выше с. Хапчаранга |
06.2011 |
10,0 |
7,78 |
0–0,3 |
1,20 |
0,12 |
|
10.2011 |
6,2 |
7,70 |
0–0,3 |
1,30 |
0,12 |
||
|
06.2012 |
9,2 |
7,49 |
0–0,4 |
0,85 |
0,09 |
||
|
1 км ниже с. Хапче-ранга |
06.2011 |
19,8 |
7,98 |
0–0,2 |
1,45 |
0,14 |
|
|
10.2011 |
11,9 |
7,92 |
0–0,3 |
1,30 |
0,12 |
||
|
06.2012 |
19,2 |
4,77 |
0–0,4 |
1,00 |
0,10 |
||
Таблица 2
Гидрохимическая характеристика водотоков (2011–2012 гг.) (мг/л)
|
Водоток |
Na+ |
K+ |
Ca2+ |
Mg2+ |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Бальжи-канка |
2,2 ± 0,04 |
0,6 ± 0,012 |
14,9 ± 3,16 |
2,6 ± 0,09 |
|
Киркун |
1,7 ± 0,04 |
0,8 ± 0,02 |
7,7 ± 0,28 |
1,2 ± 0,12 |
|
Букукун |
2,3 ± 0,66 |
0,8 ± 0,01 |
6,0 ± 0,01 |
2,0 ± 0,10 |
|
Бырца |
14,9 ± 0,08 |
2,5 ± 0,02 |
24,0 ± 1,07 |
7,5 ± 0,19 |
|
Дунда-Хонгорун |
18,7 ± 0,48 |
1,9 ± 0,07 |
134,9 ± 0,51 |
25,8 ± 0,63 |
|
Тырин |
3,9 ± 0,09 |
1,1 ± 0,03 |
18,4 ± 0,47 |
3,7 ± 0,23 |
|
ПДК рыбохоз. |
120,0 |
50,0 |
180,0 |
40,0 |
|
Окончание табл. 2 |
|||
|
Cl - |
SO42- |
HCO3 - |
Тип воды |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0,8 ± 0,12 |
7,2 ± 1,84 |
58,3 ± 7,13 |
Гидрокарбонатно-кальциевый |
|
0,7 ± 0,02 |
4,3 ± 0,14 |
30,5 ± 0,91 |
Гидрокарбонатно-кальциевый |
|
0,7 ± 0,01 |
4,7 ± 0,37 |
34,6 ± 0,52 |
Гидрокарбонатно-кальциевый |
|
2,3 ± 0,05 |
15,7 ± 0,48 |
133,2 ± 3,08 |
Гидрокарбонатно-кальциевый |
|
8,2 ± 0,36 |
362,5 ± 6,64 |
136,2 ± 4,80 |
Сульфатно-кальциевый |
|
0,9 ± 0,02 |
14,7 ± 0,57 |
69,6 ± 1,35 |
Гидрокарбонатно-кальциевый |
|
300,0 |
100,0 |
15,0* |
|
Примечание. * – ПДК для питьевой воды.
Таблица 3
Содержание тяжелых металлов в водотоках территории исследования в июне 2011–2012 гг. (мкг/л)
|
Водоток |
Cr |
Mn |
Fe |
Co |
Ni |
Cu |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Бальжиканка |
4,2 ± 0,05 |
7,5 ± 0,18 |
151,2 ± 9,42 |
0,11 ± 0,001 |
3,10 ± 0,110 |
3,8 ± 0,06 |
|
Киркун |
1,2 ± 0,37 |
5,8 ± 0,19 |
100,5 ± 2,09 |
0,09 ± 0,006 |
1,26 ± 0,199 |
3,4 ± 0,32 |
|
Букукун |
2,4 ± 0,32 |
6,1 ± 0,42 |
198,5 ± 17,77 |
0,14 ± 0,011 |
2,32 ± 0,223 |
3,5 ± 0,13 |
|
Бырца |
2,2 ± 0,34 |
119,5 ± 1,91 |
633,2 ± 5,96 |
0,36 ± 0,003 |
2,09 ± 0,224 |
4,0 ± 0,21 |
|
Дунда-Хонгорун |
2,2 ± 0,29 |
110,8 ± 17,65 |
611,0 ± 78,88 |
0,48 ± 0,044 |
2,80 ± 0,208 |
6,7 ± 0,53 |
|
Тырин |
2,8 ± 0,40 |
42,6 ± 5,89 |
491,0 ± 60,87 |
0,28 ± 0,024 |
3,19 ± 0,307 |
7,8 ± 0,94 |
|
ПДК питьевых (ГН 2.1.5.1315-03) |
50 |
100 |
300 |
100 |
20 |
100 |
|
ПДК рыбохоз. |
20 |
10 |
100 |
10 |
10 |
1 |
|
Окончание табл. 3 |
|||||||
|
Zn |
As |
Sr |
Mo |
Cd |
Sn |
Sb |
Pb |
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
6,2 ± 0,05 |
0,38 ± 0,002 |
133,1 ± 6,27 |
0,76 ± 0,014 |
0,05 ± 0,003 |
0,12 ± 0,012 |
0,19 ± 0,007 |
0,77 ± 0,011 |
|
8,8 ± 0,63 |
0,61 ± 0,019 |
43,6 ± 0,79 |
0,38 ± 0,004 |
0,14 ± 0,023 |
н.п.о. |
0,16 ± 0,006 |
0,55 ± 0,082 |
|
7,8 ± 0,52 |
2,90 ± 0,035 |
32,2 ± 0,24 |
0,67 ± 0,012 |
0,33 ± 0,053 |
0,10 ± 0,001 |
0,18 ± 0,001 |
1,01 ± 0,128 |
|
6,6 ± 0,05 |
5,10 ± 0,135 |
248,1 ± 9,53 |
1,47 ± 0,105 |
0,02 ± 0,001 |
0,04 ± 0,004 |
0,18 ± 0,005 |
0,57 ± 0,021 |
|
9,8 ± 0,67 |
65,48 ± 11,843 |
1204,7 ± 125,42 |
2,03 ± 0,107 |
0,15 ± 0,027 |
– |
0,89 ± 0,111 |
1,12 ± 0,102 |
|
49,1 ± 7,65 |
5,76 ± 0,620 |
137,4 ± 9,44 |
0,44 ± 0,017 |
0,32 ± 0,049 |
0,18 ± 0,009 |
0,21 ± 0,009 |
14,32 ± 0,511 |
|
1000 |
10 |
7000 |
250 |
1 |
– |
5 |
10 |
|
10 |
50 |
400 |
1 |
5 |
112 |
– |
6 |
Примечание. «–» нет данных; «н.п.о.» – ниже предела обнаружения метода.
Соли кальция и магния регулируют буферные свойства воды, связывают многие токсические вещества (тяжелые металлы), переводят их в нерастворимые осадки, а также положительно влияют на резистентность организма гидробионтов к некоторым болезням [6; 7].
Миграция большинства металлов в водах исследованных рек, по сравнению с сильнокислыми водами, ограничена, так как они осаждаются в форме нерастворимых гидроксидов, карбонатов и других соединений [1; 10]. Геохимическую миграцию тяжелых металлов могут определять и сульфиды, содержащиеся в качестве попутных минералов в рудах. При взаимодействии с водой сульфиды способствуют формированию кислой среды. Нейтрализуют сульфиды карбонаты, которые, растворяясь, повышают значение рН до щелочных, тем самым ведут к снижению миграции тяжелых металлов. Другим фактором малой миграционной активности может служить кварцевое оруденение, при котором не происходит образования кислых вод [9].
Содержание микрокомпонентов в водотоках и водоемах исследуемой территории представлено в табл. 3. В целом, концентрации токсичных тяжелых металлов в исследованных водотоках низкие, что определяется нейтральными значениями pH, ограничивающими миграцию химических элементов вследствие образования слаборастворимых гидроксидов. Как указывается в работе [4], при разработке месторождений полезных ископаемых района исследований, концентрации металлов в дренажном стоке, вследствие щелочного геохимического барьера, будут существенно ниже, чем на месторождениях с кислыми водами. Повышенными могут быть концентрации мышьяка в силу миграции его в нейтральных средах преимущественно в виде арсената.
По Cu и Fe во всех водотоках обнаружены повышенные концентрации по его рыбохозяйственному значению. Хотя в природных пресных водах концентрация меди колеблется от 2 до 30 мкг/мл. Медь относится к числу активных микроэлементов, участвующих в процессе фотосинтеза и влияющих на усвоение азота растениями [5].
В отношении загрязнения водной среды особо опасны отвалы и хвосты обогащения руд, сток с которых поступает в речную сеть, при этом даже при кратковременном контакте с ними выпадающих атмосферных осадков происходит переход металлов в воду в аномальных концентрациях. В водотоках, дренирующих аллювиальные россыпи, в которых миграция химических элементов прошла на этапе формирования месторождения, содержание загрязнителей находится на уровне фона. Ультрапресные воды верхних участков хребтов обладают большой растворяющей способностью [10].
Заключение
Исследованные водотоки маломинерализованные, в основном гидрокарбонатно-кальциевого состава, реакция среды щелочная. рН среды выше 7,0 что ограничивает миграцию химических элементов и обогащение вод солями тяжелых металлов. Тем не менее, по железу и меди во всех водотоках, а по марганцу, цинку, мышьяку и свинцу – по отдельным водотокам отмечаются увеличения рыбохозяйственной ПДК.
Благодарности. Проведение работ финансировано по гранту РФФИ № 11-05-98034-р_сибирь_а.