Влияние затопленных растительных остатков на формирование гидрохимического режима водоемаохладителя Березовской ГРЭС-1. 4. Влияние затопленного торфа на показатели цветности воды

Морозова О.Г.; Родионов М.В.; Репях С.М.; Пен Р.З.; Морозов С.В.

УДК 630.116.: 504.4:054: 574.5.58

ВЛИЯНИЕ ЗАТОПЛЕННЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС-1. 4. ВЛИЯНИЕ ЗАТОПЛЕННОГО ТОРФА НА ПОКАЗАТЕЛИ ЦВЕТНОСТИ ВОДЫ

Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия) e-mail: repyakh@ sibstu.kts.ru

Наблюдения за показателями качества воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 позволили выявить особенности формирования гидрохимического режима под влиянием беспрецедентно огромного количества затопленного торфа. Среди различных факторов, воздействующих на формирование гидрохимического режима водоема, значительную роль играют органические вещества, поступающие из затопленного торфа, обуславливающие цветность воды водоема.

Введение

Цветность природных вод входит в список показателей качества воды, предусмотренных к определению по ГОСТ. Она является интегральным показателем, и напрямую связана с особенностями физико-географического положения бассейна водотоков. В средних географических широтах цветность природных вод обусловлена, в основном, присутствием окрашенных соединений минерального и органического происхождения, гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Вещества, придающие цветность, поступают в природные воды в результате процессов химической эрозии горных пород, при вымывании из почв, торфяников, и за счет продуцирования их в водоеме [1]. Цветность относится к косвенным показателям, характеризующим содержание органического вещества в воде, и может указывать на его происхождение.

Высокая цветность отрицательно влияет на качество воды, ее органолептические свойства. Как правило, возрастание цветности сопровождается резким снижением концентрации растворенного кислорода, который расходуется на окисление гумусовых веществ и соединений железа.

Экспериментальная часть

Целью настоящей работы является выявление особенностей формирования гидрохимического режима водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 в условиях мощного антропогенного воздействия на

* Автор, с которым следует вести переписку.

экосистему водоема, которое обеспечивает затопленный в ложе торф [2]. Проведение натурных исследований на водоеме-охладителе Березовской ГРЭС-1 осуществлялось в соответствии с рекомендациями, принятыми в сети Госкомгидромета по контролю качества поверхностных вод; размещение и описание контрольных точек на водоеме приведено ранее [3]. Цветность воды определяли визуальным колориметрическим методом с использованием стандартных растворов имитационной кобальто-хромовой шкалы и методом абсорбционной спектроскопии [4].

Обсуждение результатов

Цветность воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 обусловлена гумусовыми веществами; главными источниками поступления их в водоем являются почвы и торфяники, из которых они вымываются. Поступление окрашенных гумусовых веществ в воду из затопленного торфа началось с момента заполнения, поэтому уже в первый год существования водоема показатель цветности по всей акватории достигал значений 40-50°. В течение следующих 5-6 лет всплывание торфяных островов способствовало интенсивному вымыванию из них гуминовых соединений и фульвокислот, в результате чего продолжалось повышение цветности воды. В зимний период (во время ледостава), вследствие уменьшения водообмена, показатель цветности имел более высокие значения.

Торфяники занимают практически всю площадь ложа водохранилища. Максимальная мощность залежи малоразложившегося торфа с низкой объемной массой находится в северо-западной части [5]. Ветровое и циркуляционное перемешивание воды этой части акватории водоема с остальной массой воды относительно невелико, поэтому спустя пять лет после заполнения, повышение показателя цветности воды здесь было самым высоким. На рисунке 1 приведены сезонные колебания и многолетний тренд показателя цветности. Для этой части акватории водохранилища характерны особенно большие масштабы всплывания торфа; здесь произошло всплывание более 5% торфа по площади и около 90% -по объему (по отношению к прогнозу общего всплывания).

Отсечение дамбой основного торфяного месторождения способствовало улучшению качества воды водоема, в том числе и по показателю цветности. За дамбой, куда производится отбуксировка катерами торфяных островов с водоема, произошло повышение цветности воды в последующие 2-3 года до 240°.

2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 гг.

Рис. 1. Сезонные колебания и многолетний тренд значений цветности воды в районе торфяника

водоема-охладителя БГРЭС-1

В верховьях, в районе заторфованных устьев рек Базыр, Берешь, Кадат, в первые годы существования водохранилища повышение показателя цветности воды было не столь высоким (до 40-50°) из-за смешения окрашенной воды водохранилища и поступающей чистой речной воды, хотя прогревание на мелководных участках устьев рек способствовало интенсивному всплыванию торфа и поступлению в воду окрашенных гуминовых веществ. Тепловой сброс привел к повышению температуры воды в этой части акватории водоема, что повлекло за собой дальнейшее повышение показателя цветности до 70-80°.

Сезонная периодичность цветности проявилась наиболее отчетливо в заторфованных мелководных верховьях водоема, слабо - на остальной акватории водоема. Кроме того, на всех периодограммах присутствуют пики на частотах 0,017-0,019, соответствующие длительной (8-10-летней) периодичности (рис. 2).

Устойчивых корреляционных связей с другими показателями не обнаружено. Небольшие по абсолютной величине, но статистически значимые при 95%-ной доверительной вероятности отрицательные коэффициенты корреляции зарегистрированы с прозрачностью воды в точках 1 , 2 и 5 и с концентрацией аммонийного азота в точках 1 и 2; положительные - с прозрачностью воды в точке 3, показателями химического потребления кислорода (ХПК) в точке 5 и рН в точке 6.

Отсутствие корреляции цветности с температурой воды и с другими показателями, имеющими сезонную периодичность, наводит на мысль, что график сезонных колебаний цветности смещен по фазе относительно графика колебаний температуры.

Анализ кросс-корреляционных функций подтверждает это предположение: в точках 1, 2 3 и 4 отчетливо проявляется отрицательная корреляционная связь между цветностью и температурой с лагом -4 и +2 и положительная с лагом -1 и +5. Другими словами, кривая изменения цветности смещена относительно кривой изменения температуры назад на 2 месяца (или вперед на 10 месяцев). В других точках эта тенденция слабо выражена (точка 5) или отсутствует (точка 6, 7 и 8); в этих точках слабо проявилась и сезонная изменчивость цветности.

-0.5

0.5

Ьад Согг. Б.Е.

1 + .523 .1280

2 + .331 .1269

3 + .158 .1257

4 + .300 .1246

5 + .329 .1234

6 + .473 .1222

7 + .251 .1211

8 + .201 .1199

9 + .103 .1187

10 + .196 .1174

11 + .177 .1162

12 + .307 .1150

13 + .111 .1137

14 - .015 .1124

15 - .215 .1112

| 1 1

! •

п I

16. 67 .0000

23 47 .0000

25 05 .0000

30 84 .0000

37 96 .0000

52 90 .0000

57 21 .0000

60 02 .0000

60 77 .0000

63 56 .0000

65 89 .0000

73 02 .0000

73 98 .0000

73 99 .0000

77 73 .0000

-0.5

0.5

Рис. 2. Автокорреляционная функция цветности воды в устье реки Базыр

Выводы

Таким образом, мощные антропогенные нагрузки явились существенным фактором, определяющим формирование гидрохимического режима водоема-охладителя БГРЭС-1, существенно увеличивая период первоначального повышения показателей загрязнения органическими и биогенными веществами.

Список литературы

1. Справочник по гидрохимии / Под ред. А.М. Никанорова. Л., 1989. 391 с.

2. Морозова О.Г., Репях С.М., Морозов С.В. Влияние затопленных растительных остатков на формирование гидрохимического режиа водоема-охладителя БГРЭС-1. Влияние затопленного торфа на качество воды водоема-охладителя // Химия растительного сырья. 2001. №1. С. 75-82.

3. Морозова О.Г., Репях С.М., Морозов С.В., Пен Р.З. Факторы формирования качества воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 // Вестник СибГТУ. 2001. №1. С.81-86.

4. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / Под ред. А.Д. Семенова. Л., 1977. 542 с.

5. БГРЭС-1. Технический проект. Ч. IV. Ростов на Дону, М., 1976. 140 с.

Поступило в редакцию 5 сентября 2001 г.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Морозова О. Г., Родионов М. В., Репях С. М., Пен Р. З., Морозов С. В.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Морозова О. Г., Родионов М. В., Репях С. М., Пен Р. З., Морозов С. В.