БАССЕЙНОВЫЙ АНАЛИЗ ПОТОКОВ ВЕЩЕСТВ В СИСТЕМЕ СЕЛЕНГА–БАЙКАЛ

Выполнен региональный бассейновый анализ формирования стока воды, взвешенных наносов и содержащихся в них тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в системе р. Селенга – оз. Байкал, основанный на результатах комплексных гидролого-геохимических исследований авторов, выполненных в 2011–2013 гг. по единой методике в основные фазы водного режима более чем на 100 створах в пределах России и Монголии. Показано, что количественные параметры транспортировки взвешенных наносов во многом определяются фазой водного режима. Вклад половодья и паводков в их перенос составляет от 52% годового стока на крупных реках до 99% на малых. Результаты химического анализа методом ICP-MS/ICP-AES более 400 проб воды и взвешенных наносов показали, что реки бассейна Селенги обогащены относительно среднего содержания в реках мира растворенными Sr, Li, U, Br, B, Мо, As, для которых преобладающей формой миграции является ионная, а также Fe, Al, Zn и Pb, мигрирующими в форме комплексных соединений с органическим веществом. Во взвешенных наносах Селенги и ее притоков повышено содержание As, Cd, Mo, Pb, Zn, Mn, Co, что обусловлено как геохимической специализацией региона (As), так и техногенным воздействием (Cd, Mo, Pb). Анализ соотношения форм миграции химических элементов в речных водах показал, что для большинства ТММ преобладают взвешенные формы в верхней части бассейна и растворенные в средней и нижней. Доля взвешенных форм миграции резко возрастает при прохождении паводков, особенно в верховьях рек; в нижней части бассейна влияние паводков на соотношение форм уменьшается, что особенно заметно в дельте Селенги. Геохимические потоки растворенных форм ТММ в паводок увеличивались по направлению к дельте Селенги по мере возрастания водности реки. В верхней части бассейна отмечены экстремально высокие потоки взвешенных форм, что обусловлено выпадением ливневых осадков, потоки быстро уменьшаются вниз по течению благодаря осаждению наносов. В нижней части бассейна потоки снова возрастают в связи с впадением крупных притоков. Наибольшие техногенные изменения потоков характерны для малых рек (Модонкуль, Хангалынгол, Туул, Уда и др.), испытывающих воздействие городов и объектов горнодобывающей промышленности. Выявлено экстремально высокое загрязнение р. Модонкуль Cd и другими металлами, которое существенно влияет на геохимические потоки ТММ в р. Джида вплоть до ее впадения в Селенгу.

1. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 202 с.

2. Алексеевский Н.И., Белозерова Е.В., Касимов Н.С., Чалов С.Р. Пространственная изменчивость характеристик стока взвешенных наносов в бассейне Селенги в период дождевых паводков // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2013. № 3. С. 60–65.

3. Башенхаева Н.В., Синюкович В.Н., Сороковикова Л.М., Ходжер Т.В. Органическое вещество в воде реки Селенги // География и природные ресурсы. 2006. № 1. С. 47–54.

4. Бережных Т.В., Марченко О.Ю., Абасов Н.В., Мордвинов В.И. Изменение летней циркуляции атмосферы над Восточной Азией и формирование длительных маловодных периодов в бассейне реки Селенги // География и природные ресурсы. 2012. № 3. С. 61–68.

5. Бобров В.А., Гранина Л.З., Колмогоров Ю.П., Ходжер Т.В. Микроэлементный состав эоловой и речной взвеси Байкала: Мат-лы XIII Росс. конф. по использованию синхротронного излучения (Новосибирск, 17–21 июля 2000 г.). Новосибирск, 2000. С. 251–254.

6. Гармаев Е.Ж. Сток рек бассейна озера Байкал. Улан-Удэ: Изд-во Бур. ун-та, 2010. 269 с.

7. Герасимова М.И., Касимов Н.С., Горбунова И.А. и др. Ландшафтно-геохимическое районирование бассейна Селенги // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2014. № 6. С. 66–72.

8. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа, 1988. 350 с.

9. Гордеев В.В. Геохимия системы река-море. М.: ИП Матушкина И.И., 2012. 452 с.

10. Касимов Н.С. Геохимия степных и пустынных ландшафтов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 254 с.

11. Корытный Л.М. Бассейновая концепция в природопользовании. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2001. 163 с.

12. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод: теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2012. 672 с.

13. Лисицын А.П., Гордеев В.В. О химическом составе взвеси и воды морей и океанов // Литология и полезные ископаемые. 1974. № 3. С. 38–58.

14. Огуреева Г.Н., Микляева И.М., Бочарников М.В. Современное состояние и тенденции изменения горных экосистем Монголии // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2012. № 5. С. 28–34.

15. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. 341 с.

16. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000, 1999. 763 с.

17. Потемкина Т.Г. Тенденции формирования стока наносов основных притоков озера Байкал в XX и начале XXI столетия // Метеорология и гидрология. 2011. № 12. С. 63–71.

18. Савенко В.С. Химический состав взвешенных наносов рек мира. М.: ГЕОС, 2006. 175 с.

19. Чебыкин Е.П., Сороковикова Л.М., Томберг И.В. и др. Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. № 5. С. 613–631.

20. Шимараев М.Н., Старыгина Л.Н. Зональная циркуляция атмосферы, климат и гидрологические процессы на Байкале (1968–2007 гг.) // География и природные ресурсы. 2010. № 3. С. 62–68.

21. Aud ry S., Schäfer J., Blanc G. et al. Anthropogenic components of heavy metals (Cd, Zn, Cu, Pb) budgets in the LotGaronne fluvial system (France) // Appl. Geochemistry. 2004. Vol. 19. P. 769–786.

22. Chalov S.R., Jarsjö J., Kasimov N. et al. Spatio-temporal variation of sediment transport in the Selenga River Basin, Mongolia and Russia // Environm. Earth Sci. 2015. Vol. 73, Iss. 2. P. 663– 680.

23. Chalov S., Kasimov N., Lychagin M. et al. Water resources assessment of the Selenga–Baikal river system // Geoöko. 2013. Vol. XXXIV. P. 77–102.

24. Gaillardet J., Viers J., Dupre B. Trace elements in river waters // Treatise on Geochemistry. Vol. 5 / Ed by H.D. Holland, K.K. Turekian. Amsterdam: Elsevier, 2004. P. 225–272.

25. Garcia-Ruiz J.M., Regues D., Alvera B. et al. Flood generation and sediment transport inexperimental catchments affected by land use changes in the central Pyrenees // J. Hydrology. 2008. Vol. 356. P. 245–260.

26. Horowitz A.J., Stephens V.C. The effects of land use on fluvial sediment chemistry for the conterminous U.S. – results from the first cycle of the NAWQA Program: trace and major elements, phosphorus, carbon, and sulfur // Science of Total Environ. 2008. Vol. 400. P. 290–314.

27. Hu Z., Gao S. Upper crustal abundances of trace elements: A revision and update // Chem. Geology. 2008. Vol. 253. P. 205–221.

28. Inam E., Khantotong S., Kim K.W. et al. Geochemical distribution of trace element concentrations in the vicinity of Boroo gold mine, Selenge Province, Mongolia // Environm. Geochem. and Health. 2011. Vol. 33. P. 57–69.

29. Karthe D., Kasimov N., Chalov S. et al. Integrating multiscale data for the assessment of water availability and quality in the Kharaa–Orkhon–Selenga river system // Geography, Environment, Sustainability. 2014. Vol. 3(7). P. 65–86.

30. Lych ag in M .Y., Tka ch enko A .N., K asimo v N .S., Kroonenberg S.B. Heavy metals in the water, plants, and bottom sediments of the Volga river mouth area // J. Coastal Res., 2015. Vol. 31. P. 859–868.

31. Martin J.M., Maybeck M. Elemental mass-balance of material carried by world major rivers // Marine Chemistry. 1979. Vol. 7. P. 173–206.

32. Olefeldt D., Roulet N., Giesler R., Persson A. Total waterborne carbon export and DOC composition from ten nested subarctic peatland catchments – importance of peatland cover, groundwater influence, and inter-annual variability of precipitation patterns // Hydrological Processes. 2013. Vol. 27(16). P. 2280–2294.

33. Ollivier P., Radakovitch O., Hamelin B. Major and trace element partition and fluxes in the Rhфne River // Chem. Geology. 2011. Vol. 285. P. 15–31.

34. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // Treatise on geochemistry. Vol. 3 / Ed by H.D. Holland, K.K. Turekian. Amsterdam: Elsevier, 2003. P. 1–64.

35. Thorslund J., Jarsjö J., Chalov S.R., Belozerova E.V. Gold mining impact on riverine heavy metal transport in a sparsely monitored region: the upper Lake Baikal Basin case // J. Environ. Monitoring. 2012. Vol. 14. P. 2780–2792.

36. Wedepohl K.H. The composition of the continental crust // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1995. Vol. 59. P. 1217–1232.