ГЕОЭКОЛОГИЯ ГЕОЭКОЛОГИЯ GEOECOLOGY
УДК [911:574] (282.255.474)
К.М. Джаналеева, Ж.О. Озгелдинова
*, М.Г. Кондратенко
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Казахстан, г. Астана
*E-mail: ozgeldinova@mail.ru
Геоэкологическое состояние поверхностного стока геосистем бассейна реки Сарысу
Проведена характеристика геоэкологического состояния геосистем на участках фоновых ключевых, а также на участках, расположенных в зоне сильного антропогенного заражения. Установлено существенное увеличе- ние концентраций SO42-, Cl-, NO2-, NO3- и Pb2+ в воде по мере приближения к источнику выбросов. Приведены количественные вариационно-статистические показатели содержания макрокомпонентов и микроэлементов, которые отражают интенсивность, характер и особенности их накопления в водах. Составлена карта геосистем бассейна Сарысу.
Ключевые слова: бассейн реки, геоэкология, геосистема, антропогенное воздействие.
К.М. Janaleyeva, Zh.О. Ozgeldinova, М.G. Kondratenko Geoecological state of the surface flow of geosystems Sarysu river basin
Held characteristic of geoecological state of geosystems on the sites of background key and located in the zone of strong anthropogenic contamination. Found a significant increase in the concentration of SO42-, Cl-, NO2-, NO3 – and Pb2+in water, on the approach to the emission source. Quantitative variation-statistics content of macro-and microelements, which reflect the intensity, character and features of their accumulation in the waters. Map of geosystems Sarysu basin.
Key words: river basin, geoecology, geosystem, anthropogenic impact.
К.М. Джаналеева, Ж.О. Озгелдинова, М.Г. Кондратенко
Сарысу өзені алабы геожүйелерінің жер беті ағынының геоэкологиялық жағдайы
Негізгі фондық аймақтар мен қарқынды антропогендік әрекет ету зоналарында орналасқан геожүйелердің геоэкологиялық сипаттамасы берілген. Ластаушы заттар құйылатын көзге жақындаған сайын судағы SO42-, Cl-, NO2-, NO3- и Pb2+ мөлшерінің көбеюі анықталды. Судағы макрокомпоненттер мен микроэлементтер мөлшерінің сандық вариациялық-статистикалық көрсеткіштері келтірілген. Сандық варициялық-статистикалық көрсет- кіштер макрокомпоненттер мен микроэлементтердің судағы жинақталу ерекшеліктерін айқындайды. Сарысу өзені алабының геожүйелер картасы құрастырылған.
Түйін сөздер: өзен алабы, геоэкология, геожүйе, антропогендік әрекет.
Введение
В последние годы в физической географии распространена идея геосистемно-бассейново- го подхода. Концепция геосистемного подхода разработана в трудах В.Н. Солнцева [1], В.Б. Со-
чава [2], Л.М. Корытного [3] и др. Бассейновый подход в изучении геосистем отражает как со- временное состояние природной среды и ее ди- намику, так и процессы эволюции во времени.
Геосистемный подход к изучению дифферен-
ISSN 1563-0234 KazNU Bulletin. Geography series. №2 (37) 2013 циации вещества в бассейнах поверхностного
стока предполагает взаимосвязь и взаимообус- ловленность миграции вещества в сопряженных геосистемах. В географической системе все ком- поненты равноправны и все взаимосвязи между ними подлежат изучению. В.Б. Сочава сформу- лировал первое представление о геосистемах как природных образованиях, в той или иной степени измененных антропогенными фактора- ми. Геосистема – это единство процесса и ре- зультата, генезиса и современной организации, функционирования и структуры, а также состоя- ния на каждый момент времени [4-6].
С начала ХХ в. на территории бассейна реки Сарысу резко усилилась хозяйственная деятель- ность, причем как сельскохозяйственная, так и горнодобывающая, что привело к увеличению потребления водных ресурсов и значительному изменению гидрографической сети. На Сарысу создано 9 водохранилищ, самые крупные из них – Кенгирское, Жездинское, Мухтаровское, По- ливное; крупнейший индустриальный комплекс цветной металлургии, сырьевая база черной ме- таллургии Республики Казахстан. Металлургия региона представлена горно-обоготительным комбинатом, медеплавильным заводом, обога- тительными фабриками, литейно-механическим заводом, добычей и переработкой железной руды, шахтами с разработкой открытого типа.
Таковыми предприятиями региона являются ПО
«Жезказганцветмет», ТОО «Корпорация Казах- мыс» и РГП «Жезказганредмет» и АО «Жайрем- ский ГОК», сточные воды которых поступают непосредственно в Сарысу и являются основны- ми источниками загрязнения.
В физико-географическом отношении геоси- стемы бассейна Сарысу изучены крайне слабо.
Потребность в тщательном географическом из- учении геосистем бассейна обусловлена все воз- растающим хозяйственным воздействием на ее природную среду. Проведенные нами в 2012-2013 гг. физико-географические полевые исследования позволяют охарактеризовать природу и оценить геоэкологическое состояние бассейна Сарысу.
Цель настоящей работы – диагностика гео- систем, изучение их геоэкологического состоя- ния, изменений химических свойств под влия- нием антропогенного воздействия.
Объекты и методы исследования
Объектом исследований послужили геоси- стемы бассейна реки Сарысу на 12 ключевых участках.
Среднемасштабная (1:500000) карта гео- систем бассейна реки Сарысу (рис. 1, табл. 1) составлена на основе обобщения картографиче- ского материала, многочисленных литературных источников, фондовых материалов с помощью стандартного инструментария ArcGIS.
Легенда карты геосистем (№ по карте, рис. 1) сгруппирована в зависимости от рода геосистем, характеризующего морфологию и генезис ре- льефа.
Для проведения комплексных физико-гео- графических исследований нами на первых эта- пах исследований были определены опорные пункты, на которых производились полустаци- онарные полевые исследования по основным элементам компонентов природной среды. Рас- положение ключевых участков по бассейну ука- зано на рисунке 2, табл. 1.
Химические анализы образцов воды и почвы (24 проб) на содержание в них отдельных ингре- диентов загрязняющих веществ выполнены в сертифицированной лаборатории «КАЗГИДРО- МЕТ» г. Астаны (табл. 2, 3). Полученные экс- периментальные данные обработаны методами вариационной статистики по Н.А. Плохинско- му [7] с использованием программы Microsoft Excel.
Результаты и обсуждение
Геосистема (микрогеосистема), в свою оче- редь, объединяется в субгеосистему, приурочен- ную к бассейнам притоков I, II и других поряд- ков. Субгеосистемы бассейна реки группиру- ются по характеру и функциям поверхностного и подземного стока. Они объединяются в зоне формирования, транзита, рассеивания (распла- стывания) стока и выделяются нами как подгео- системы.
При изучении бассейна реки Сарысу нами выделено три подгеосистемы: Верхне-Сары- суйская (Жаман-Сарысуйская, Жаксы-Сары- суйская, Талды-Манакская, Атасуйская, Ку- даймендинская, Кенсазская субгеосистемы);
Средне-Сарысуйская (Кенгирская) и Нижне-Са- рысуйская (от впадения р. Кенгир в Сарысу до озера Теликоль), развитие которых приурочены к стоку реки внутри бассейна, где доминируют пространственно-временные связи руслообразу- ющих процессов от истока к устью.
1
22 3
8
31
26
13
25
41
21 47 6
39
11
15 5
9
29
42 23
16
40
33 27
10 19
27
4
37
27
33 38
44
28
46 7
48 14
18 45
35 32
26 20
74°
72°
72°
70°
70°
68°
68°
66°
66°
48°
48°
46°
46°
Равнинные 1. Степные
Увалисто-холмистые равнины с мелкими куэстовыми грядами, руслами временных водотоков, выходами материнских пород сложенные позднеордовикскими мергелями и песчаниками, сформированные на девонских интрузиях с кальцефитно-разнополынно-тырсовой растительностью на светло-каштановых малораз- витых и неполноразвитых (ксероморфных) щебнистых почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (1-7); Озерно- аллювиальная равнина сложенная породами силурийской системы с кустарниково-петрофитно-разнотравной и кустарниково-дерновиннозлаковой раститель- ностью на светло-каштановых почвах с солонцами, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (8).
2. Полупустынные
Холмисто-волнистые цокольные равнины с руслами временных водотоков, сложенные позднемеловыми породами, сформированные на девонских интрузиях с однолетнесолянковой, кустарниково-кальцефитно-разнотравно-полынно-тырсовой местами грудницево-ковыльно-типчаковой растительностью и лугами на бурых пустынных малоразвитых щебнистых почвах с участием солонцов, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (10- 21). Слабонаклонная делювиально-пролювиальная равнина с руслами временных водотоков, сложенная четвертичными породами, сформированные на девон- ской системе с полынно-тырсовой растительностью на светло-каштановых нормальных почвах, используемые под пастбищные угодья (22).
3. Пустынные Северопустынные
Мелкосопочник с мелкими песками, сложенные неоген-четвертичными породами, сформированные на среднекаменноугольных интрузиях с ковыльно- сублессингиановополынной и тасбиюргуновой растительностью на бурых солонцеватых почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (23-28). Слабонаклонные делювиально-пролювиальные равнины сложенные раннечетвертичными осадочными породами со злаково- черноболялычевой, житняково-белоземельнополынно-терескеновой и тасбиюргуновой растительностью в сочетании с галофитно-злаковыми лугами и кустар- никовыми зарослями на бурых пустынных почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (29-31). Бугристо-грядовые равнины с увалами, сложенные среднечетвертичными осадочными породами с обионовой, однолетнесолянково-сарсазановой и житняково- белоземельнополынно-терескеновой растительностью на песках с участием пойменных луговых почв, используемые под зерно-паро-травопольные севооборо- ты и пастбищные угодья (32-33). Речные аллювиальные равнины сложенные позднеечетвертичными осадочными породами, сформированные на палеогеновой системе с биюргуновой, белоземельно-полынной, местами в комплексе с смешанносаксауловой растительностью на лугово-болотных почвах, используемые под пастбищные угодья (34-37). Озерно-аллювиальная равнина сложенная раннечетвертичными осадочными породами, сформированные на палеогеновой системе с биюргуновой и полынной растительностью на бурых солонцеватых в сочетании с такырами почвах, используемые под пастбищные угодья (38).
Южнопустынные
Холмисто-волнистые цокольные равнины с руслами временных водотоков, сложенные позднемеловыми осадочными породами, сформированные на девонских интрузиях со злаково-чернобоялычевой, ковыльно-сублессингиановополынной и биюргуновой растительностью на бурых пустынных солонцеватых почвах, используемые под пастбищные угодья (39-42). Слабонаклонная аккумулятивная делювиально-пролювиальная равнина сложенная позднемеловыми осадочны- ми породами, сформированные на палеогеновой системе с чернобоялычевой в комплексе биюргуновой и тасбиюргуновой растительностью на серо-бурых малоразвитых и щебнистых почвах, используемые под пастбищные угодья (43). Бугристо-грядовая эоловая равнина с увалами и мелкобугристыми песками, сложеннаясреднечетвертичными осадочными породами, сформированные на четвертичной системе с однолетнесолянковой, местами грудницево-типчаковой, нитрозовополынно-типчаковой растительностью и лугами на бурых пустынных почвах с солонцами, используемые под пастбищные угодья (44).
Горные 1. Степные
Низкогорья островные, сложенные неоген-четвертичными осадочными породами, сформированные на пермских интрузиях с кустарниково- сублессингиановополынно-дерновинно-злаковой и петрофитно-разнотравной растительностью на светло-каштановых малоразвитых и неполноразвитых (ксе- роморфных) щебнистых почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (45-47).
2. Полупустынные
Низкогорье увалистое, сложенное неоген-четвертичными осадочными породами, сформированные на силурийской системе с типчаково-ковыльной, петрофит- но-разнотравно-овсецовой растительностью на светло-каштановых почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (48).
Рисунок 1 – Карта геосистем бассейна реки Сарысу
Таблица 1 – Ключевые участки физико-географических исследований бассейна реки Сарысу
0 40 80 160 240
км
Примечание к рисунку Равнинные
1. Степные
Увалисто-холмистые равнины с мелкими кустовыми грядами, руслами временных водотоков, выходами материнских пород, сложенные позднеордовикскими мергелями и песчаниками, сформированные на девонских интрузиях с кальцефитно-разнополынно- тырсовой растительностью на светло-каштановых малоразвитых и неполноразвитых (ксероморфных) щебнистых почвах, использу- емые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (1-7); Озерно-аллювиальная равнина, сложенная породами силурийской системы, с кустарниково-петрофитно-разнотравной и кустарниково-дерновиннозлаковой растительностью на светло- каштановых почвах с солонцами, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (8).
2. Полупустынные
Холмисто-волнистые цокольные равнины с руслами временных водотоков, сложенные позднемеловыми породами, сформиро- ванные на девонских интрузиях с однолетнесолянковой, кустарниково-кальцефитно-разнотравно-полынно-тырсовой местами груд- ницево-ковыльно-типчаковой растительностью и лугами на бурых пустынных малоразвитых щебнистых почвах с участием солон- цов, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (10-21). Слабонаклонная делювиально-пролю- виальная равнина с руслами временных водотоков, сложенная четвертичными породами, сформированные на девонской системе с полынно-тырсовой растительностью на светло-каштановых нормальных почвах, используемые под пастбищные угодья (22).
3. Пустынные Северопустынные
Мелкосопочник с мелкими песками, сложенные неоген-четвертичными породами, сформированные на среднекаменноугольных интрузиях с ковыльно-сублессингиановополынной и тасбиюргуновой растительностью на бурых солонцеватых почвах, используе- мые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (23-28). Слабонаклонные делювиально-пролювиальные рав- нины, сложенные раннечетвертичными осадочными породами, со злаково-черноболялычевой, житняково-белоземельнополынно-те- рескеновой и тасбиюргуновой растительностью в сочетании с галофитно-злаковыми лугами и кустарниковыми зарослями на бурых пустынных почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (29-31). Бугристо-грядовые рав- нины с увалами, сложенные среднечетвертичными осадочными породами с обионовой, однолетнесолянково-сарсазановой и житня- ково-белоземельнополынно-терескеновой растительностью на песках с участием пойменных луговых почв, используемые под зерно- паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (32-33). Речные аллювиальные равнины, сложенные позднеечетвертичными осадочными породами, сформированные на палеогеновой системе с биюргуновой, белоземельно-полынной, местами в комплексе с смешанносаксауловой растительностью на лугово-болотных почвах, используемые под пастбищные угодья (34-37). Озерно-аллюви- альная равнина, сложенная раннечетвертичными осадочными породами, сформированные на палеогеновой системе с биюргуновой и полынной растительностью на бурых солонцеватых в сочетании с такырами почвах, используемые под пастбищные угодья (38).
Южнопустынные
Холмисто-волнистые цокольные равнины с руслами временных водотоков, сложенные позднемеловыми осадочными породами, сформированные на девонских интрузиях со злаково-чернобоялычевой, ковыльно-сублессингиановополынной и биюргуновой рас- тительностью на бурых пустынных солонцеватых почвах, используемые под пастбищные угодья (39-42). Слабонаклонная аккумуля- тивная делювиально-пролювиальная равнина сложенная позднемеловыми осадочными породами, сформированные на палеогеновой системе с чернобоялычевой в комплексе биюргуновой и тасбиюргуновой растительностью на серо-бурых малоразвитых и щебни- стых почвах, используемые под пастбищные угодья (43). Бугристо-грядовая эоловая равнина с увалами и мелкобугристыми песками, сложеннаясреднечетвертичными осадочными породами, сформированные на четвертичной системе с однолетнесолянковой, местами
Рисунок 1 – Карта геосистем бассейна реки Сарысу
ISSN 1563-0234 KazNU Bulletin. Geography series. №2 (37) 2013
грудницево-типчаковой, нитрозовополынно-типчаковой растительностью и лугами на бурых пустынных почвах с солонцами, ис- пользуемые под пастбищные угодья (44).
Горные 1. Степные
Низкогорья островные, сложенные неоген-четвертичными осадочными породами, сформированные на пермских интрузиях с кустарниково-сублессингиановополынно-дерновинно-злаковой и петрофитно-разнотравной растительностью на светло-каштановых малоразвитых и неполноразвитых (ксероморфных) щебнистых почвах, используемые под зерно-паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (45-47).
2. Полупустынные
Низкогорье увалистое, сложенное неоген-четвертичными осадочными породами, сформированные на силурийской системе с типчаково-ковыльной, петрофитно-разнотравно-овсецовой растительностью на светло-каштановых почвах, используемые под зерно- паро-травопольные севообороты и пастбищные угодья (48).
Таблица 1 – Ключевые участки физико-географических исследований бассейна реки Сарысу
№ по карте Ключевые участки Координаты Местонахождение Дата, время t°
воды
1 Кайрактинский 48°27΄11˝ С,
73°12΄29˝ В 0,5 км от села к западу, левый берег р. Кайракты 10.07.2013
15:40 22°
2 Кызылтауский 47°57΄40˝ С,
72°16΄54˝ В 0,7 км от поселка к северу, левый берег р. Тал-
ды-Манака 09.07.2013
11:46 19°
3 Атасуйский 48°41΄11˝ С,
71°39΄13˝ В 8 км от поселка к югу, правый берег р. Атасу 07.07.2013
14:35 21°
4 Кызылжарский 47°49΄31˝ С,
67°39΄43˝ В 10 км от поселка к северу, левый берег р. Са-
рысу 08.07.2013
09:56 21°
5 Жезказганский 47°48΄12˝ С,
67°43΄13˝ В 0,2 км от города к востоку, Кенгирское водохра-
нилище 06.07.2013
16:05 22°
6 Сатпаевский 47°53΄3˝ С,
67°34΄37˝ В 12 км от города к югу, левый берег р. Каракен-
гир 03.07.2013
12:15 19°
7 Жездинский 48°3΄53˝ С,
67°2΄29˝ В 0,2 км от поселка к западу, правый берег р. Жез-
ды 02.07.2013.
15:00 18°
8 Бозтумсыкский 48°45΄31˝ С,
67°30΄49˝ В 3 км от села к востоку, левый берег р. Каракен-
гир 11.07.2013
13:35 22°
9 Егиндинский 49°03΄22˝ С,
67°45΄03˝ В 5 км от села к югу, правый берег р. Сары-Кенгир 16.07.2013
11:10 21°
10 Мибулакский 47°34΄33˝ С,
67°51΄35˝ В 30 км от села к западу, левый берег р. Сарысу 04.07.2013.
15:20 19°
11 Бетпакдалинский 46°18΄35˝ С,
67°9΄23˝ В 150 км от Жезказгана к югу, левый берег р. Са-
рысу 05.07.2013.
08:30 18°
12 Мойынкумский 45°36΄34˝ С,
67°17΄39 ˝ В 280 км от Жезказгана к югу, левый берег р. Са-
рысу 05.07.2013.
17:20 23°
Зарождаясь в Казахском мелкосопочнике, Сарысу на всем протяжении течет по полупу- стынной и пустынной зоне. Река образована слиянием рек Жаман Сарысу и Жаксы Сарысу.
Впадает в оз. Телеколь. Названия составляющих отражают качество их вод, – воды Жаман-Са- рысу соленые, а Жаксы-Сарысу – менее мине- рализованные. Впрочем, минерализация воды самой Сарысу увеличивается вниз по течению,
и в межень в среднем течении она становится солоноватой, а в нижнем – соленой. Считается, что длина реки от слияния составляющих 761 км, но она не остается постоянной и неодинако- ва в маловодные и многоводные годы. Площадь бассейна – 81600 км2. Средневзвешенный уклон – 0,62 %. Средняя высота водосбора – 490 м.
Имеет несколько притоков, из них основные – Атасу, Каракенгир, Сарыкенгир, Жезды и др. По
№по карте Ключевые участки Координаты Местонахождение Дата, время t° воды 1 Кайрактинский 48°27'11'' С,
73°12'29'' В 0,5 км от села к западу, левый
берег р. Кайракты 10.07.2013
15:40 22°
2 Кызылтауский 47°57'40'' С,
72°16'54'' В 0,7 км от поселка к северу, ле-
вый берег р. Талды-Манака 09.07.2013
11:46 19°
3 Атасуйский 48°41'11'' С,
71°39'13'' В 8 км от поселка к югу, правый
берег р. Атасу 07.07.2013
14:35 21°
4 Кызылжарский 47°49'31'' С,
67°39'43'' В 10 км от поселка к северу, ле-
вый берег р. Сарысу 08.07.2013
09:56 21°
5 Жезказганский 47°48'12'' С,
67°43'13'' В 0,2 км от города к востоку, Кен-
гирское водохранилище 06.07.2013
16:05 22°
6 Сатпаевский 47°53'3'' С,
67°34'37'' В 12 км от города к югу, левый
берег р. Каракенгир 03.07.2013
12:15 19°
7 Жездинский 48°3'53'' С,
67°2'29'' В 0,2 км от поселка к западу, пра-
вый берег р. Жезды 02.07.2013.
15:00 18°
8 Бозтумсыкский 48°45'31'' С,
67°30'49'' В 3 км от села к востоку, левый
берег р. Каракенгир 11.07.2013
13:35 22°
9 Егиндинский 49°03'22'' С,
67°45'03'' В 5 км от села к югу, правый бе-
рег р. Сары-Кенгир 16.07.2013
11:10 21°
10 Мибулакский 47°34'33'' С,
67°51'35'' В 30 км от села к западу, левый
берег р. Сарысу 04.07.2013.
15:20 19°
11 Бетпакдалинский 46°18'35'' С,
67°9'23'' В 150 км от Жезказгана к югу,
левый берег р. Сарысу 05.07.2013.
08:30 18°
12 Мойынкумский 45°36'34'' С,
67°17'39'' В 280 км от Жезказгана к югу,
левый берег р. Сарысу 05.07.2013.
17:20 23°
Рисунок 2 – Ключевые участки
Зарождаясь в Казахском мелкосопочнике, Сарысу на всем протяжении течет по мере удаления на запад количество притоков,
впадающих в реку, постепенно уменьшается.
Ниже устья Каракенгир они совершенно пропа- дают. Таким образом, восточная часть бассейна реки Сарысу в отношении развития речной сети находится в лучших условиях, чем западная, где единственным водным источником является сама р. Сарысу.
Как показали исследования, проведенные в 2012-2013 гг., гидрохимический режим р. Са- рысу после впадения р. Каракенгир в районе с. Мибулак характеризуется большими измене- ниями минерализации с преобладанием НСО3-, СО2, Cl-, и SO42- (табл. 2). Наиболее значимый вклад в техногенное поступление химических элементов в данном регионе вносят предпри- ятия цветной металлургии, основная продукция которых катодная медь, серебро аффинирован- ное, золото аффинированное, цинковый концен- трат, свинцовая пыль, серная кислота, соли ред- ких металлов.
Полученные данные по концентрации ма- кроэлементов в воде р. Сарысу показывают, что уже на небольшом расстоянии от села Ми- булак (30-35 км ниже по течению) происхо- дит снижение концентраций главных ионов (2-4 раза) (табл. 2). Несколько повышенные (в 1,5-2 раза) концентрации ионов хлора и суль- фата постоянно присутствуют на протяжении всей верхней части бассейна. Отметим, что ин-
тенсивность рассеяния элемента отражает ко- эффициент водной миграции. Хлор и сульфат, преобладающие в сточных водах, относятся к подвижным элементам [8]. Среднее содержа- ние хлорид-иона в водах бассейна составило 253.37±88.00 при колебаниях 90.36-969.6 мг/ дм3, коэффициент вариации составил 121.68%, кон- центрация сульфат-ионов в изучаемых водах бассейна составила 446.54±49.92 мг/дм3 при коэффициенте вариации 38.72% и размахе ли- митов 246-764 мг/дм3 (табл. 4). Увеличение их концентрации в воде Сарысу ниже пос. Атасу связано не только с техногенной эмиссией, но и с поступлением этих элементов с подземными водами, выходящими по трещинам в бортах до- лины реки и обогащенными компонентами рас- солов [9].
Аккумуляция нитритов в водах привлека- ет большое внимание вследствие наличия ряда доказанных токсикологических воздействий на человека. Токсичность нитратов связана с трансформацией его в нитриты, которые спо- собны вызвать метгемоглобинемию и заболева- ния сердечнососудистой системы. Увеличение концентраций NO2- и NO3- в реке происходит на отрезке впадения в бассейн р. Каракенгир, что связано с агрогенным воздействием вышесто- ящих населенных пунктов, где сельское хозяй- ство данного региона представлено тремя сель- скими округами. Это села Кенгир, Малшыбай
Рисунок 2 – Ключевые участки
ISSN 1563-0234 KazNU Bulletin. Geography series. №2 (37) 2013 и Талап. Объем валовой продукции сельского
хозяйства ежегодно увеличивается примерно на 25-30% [10]. И вниз по течению до ключе- вого участка Мойынкум концентрации нитри- та и нитрата увеличиваются (табл. 2). Сред- няя концентрация нитритов в водах составила 1.67±0.32 мг/дм3, нитратов 33.67±7.03 мг/дм3. Коэффициент вариации нитритов 66.70%, ни- тратов 72.33% (табл. 4).
Величина рН – один из главных показате- лей характера водной среды. pН водной сре- ды определяет вероятные концентрации в ней различных химических элементов, их мигра- ционные формы и возможные процессы из- менения концентраций и форм элементов. Ис- следуемые воды имеют слабокислую реакцию.
Средняя величина рН вод бассейна Сарысу составила 5.17.
Таблица 2 – Содержание главных ионов и минерализация воды бассейна реки Сарысу
Ключевые
участки рН Общая жест-
кость НСО3- СО2 Cl- SO42- NO2- NO3- NH4+ Нефте- дуктыпро-
Взве- шен-ные веще- ства
Фос-фор
общий У азота
1. Кайрактин-
ский 5.1 4.4 165 0.1 90.36 265 0.95 17 0.08 0 12 0.023 1.12
2. Кызылтау-
ский 5.2 5.2 276 0.1 91.35 342 1.1 23 0.07 0 15 0.034 0.50
3. Атасуйский 5.1 6.4 318 0.1 92.16 412.12 0.91 21 0.09 0 18 0.078 1.28
4. Кызылжар-
ский 5.4 5.9 145 0.3 92.54 398.34 0.87 20 0.09 0 19 0.061 0.50
5. Жезказган-
ский 5.9 3 163 0.7 94.08 387 0.74 19 0.13 0 19.6 0.054 0.60
6. Сатпаевский 5.2 6 50.6 0.1 115.2 399 0.56 28 0.77 0 27.6 0.078 0.01
7. Жездинский 4.6 6.4 262 23.5 92.16 412.12 1.2 21 1.10 0.01 12 0.064 2.31
8. Бозтумсык-
ский 4.1 4.9 134 0.5 90.45 345 1.5 19 0.60 0 11 0.032 1.34
9. Егиндин-
ский 4.3 3.4 243 0.4 91.56 246 2.1 17 0.90 0 13 0.035 1.54
10. Мибулак-
ский 5.3 13.0 379 19.8 969.6 764 3.4 73 0.07 0 63.6 0.162 2.46
11. Бетпакда-
линский 6.0 11.0 430 22.7 768 713 3.8 84 0.05 0 88 0.049 3.14
12. Мойынкум-
ский 5.9 9.5 356 15.1 453 675 2.9 62 0.02 0 56 0.042 2.78
Предельно- допустимая концентрация, мг/дм3 ПДКв /ПДКвр*
6-9 7.0 (10) - - 350/
300 500/
100
3.0/0.08 (0.02 по N)
45/40.0 (9.1
по N) -/0.5 0.1/0.05 - - -
*Примечание: ПДКв – Санитарные правила «Санитарно-эпидемиологические требования к водоисточникам, местам во- дозабора для хозяйственно-питьевых целей, хозяйственно-питьевому водоснабжению и местам культурно-бытового водоис- пользования и безопасности водных объектов», утвержденные ПП РК № 104 от 18.01.2012 г. ПДКвр – Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов, Москва, 1990 г.
Таблица 3 – Содержание тяжелых металлов в водах бассейна реки Сарысу
Ключевые участки Cu2+ Zn2+ Pb2+ Cr6+ Сd2+
Единицы измерения мг/дм3 мкг/ дм3
1. Кайрактинский 0.29 1.2 0.0034 0.0011 0.053
2. Кызылтауский 0.34 1.1 0.0041 0.0018 0.061
3. Атасуйский 0.57 1.3 0.0047 0.0029 0.064
4. Кызылжарский 0.43 1.4 0.034 0.0019 0.034
5. Жезказганский 0.34 1.81 0.0028 0.0017 0.017
6. Сатпаевский 0.32 1.54 0.0015 0.0078 0.059
7. Жездинский 0.57 1.3 0.005 0.014 0.275
8. Бозтумсыкский 0.49 1.56 0.004 0.01 0.023
9. Егиндинский 0.46 1.45 0.004 0.011 0.029
10. Мибулакский 0.74 2.33 0.0036 0.0017 0.028
11. Бетпакдалинский 0.8 2.47 0.002 0.0014 0.031
12. Мойынкумский 0.7 2.32 0.002 0.0011 0.027
Предельно-допустимая концентрация
ПДКв /ПДКвр*, мг/дм3 1/0.001 5/0.01 0.03 0.05/0.02 1/5
* Примечание: ПДКв – Санитарные правила «Санитарно-эпидемиологические требования к водоисточникам, местам во- дозабора для хозяйственно-питьевых целей, хозяйственно-питьевому водоснабжению и местам культурно-бытового водоис- пользования и безопасности водных объектов», утвержденные ПП РК № 104 от 18.01.2012 г. ПДКвр – Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов, Москва, 1990 г.
В целом, колебания рН незначительны, но не- обходимо отметить, что даже незначительное изме- нения водородного показателя может значительно изменить химический состав воды (табл. 4).
Величина общей жесткости (от 3 до 13 мг-экв/дм3) характеризует воды бассейна как жесткие (42%), реже – умеренно-жесткие (50%) и мягкие (8%). Средняя величина общей жест- кости составила 6.59±0.88 мг-экв/дм3 при коэф- фициенте вариации 46.32%. Наиболее жесткими оказались воды, отобранные на ключевых участ- ках нижнего течения в районе Бетпак-Далы и Мойынкумов (13, 11 мг-экв/дм3). Среднее со- держание гидрокарбонат-иона в водах бассейна Сарысу составило 243.47±33.06 мг/дм3. Размах варьирования данного иона лежит в пределах 50.6-430 мг/дм3, коэффициент вариации соста- вил 47.04% (табл. 4).
Ионы тяжелых металлов – цинка, меди, кад- мия, свинца и другие – относятся к наиболее опасным загрязнителям природной среды. Со- держание Cu2+, Zn2+, Сd2+ не превышает нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) (табл. 3). Среднее содержание Cu2+ в водах бас-
сейна Сарысу составило 0.50±0.05 мг/дм3. Раз- мах варьирования данного иона лежит в преде- лах 0.3-0.8 мг/дм3, коэффициент вариации соста- вил 34.43% (табл. 5).
Резкое увеличение содержание Pb2+ наблю- дается на ключевом участке Кызылжар (табл. 3) что, вероятно, связано с техногенным воздей- ствием близлежащего Жайремского горно-обо- гатительного комбината. Основной особенно- стью месторождений горно-обогатительного комбината (Жайрем, Ушкатын 3, Жомарт) яв- ляется совмещение в пространстве сингенети- ческих, пластовых железомарганцевых и свин- цово-цинковых руд с наложением гидротер- мального метасоматического барито-свинцово- цинкового оруденения. АО «Жайремский ГОК»
является основным производителем и экспор- тером марганцевых и баритовых концентратов в Республике Казахстан. Средняя концентра- ция данного элемента в водах бассейна соста- вила 0.005±0.003, при коэффициенте вариации 149.82% и размахе варьирования 0.002-0.03 мкг/
дм3 (табл. 5).
