О состоянии окружающей природной среды и природоохранной деятельности в Республике Саха (Якутия) в 2001 году



страница3/26
Дата23.04.2016
Размер5.03 Mb.
ТипРеферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26





Озоновый слой Земли

Обзор составлен по данным наблюдений сетью фильтровых озонометров М-124 – стандарта российской озонометрической сети, работающей под методическим руководством НИЦДЗА Главной геофизической обсерватории Санкт-Петербурга. В 2001г. общее содержание озона (ОСО) во втором и третьем кварталах было в пределах естественной изменчивости, т.е. над большей частью территории около нормы, в отдельные месяцы выше нормы. В сентябре над севером республики ОСО было значительно выше нормы, в отдельные дни в период 6-12 сентября превышение над нормой около 30% (Котельный). Дефицит ОСО в эти месяцы не превышал 5-8%. В первом и четвертом кварталах практически повсеместно в отдельные месяцы пониженный фон озонового поля. При этом наблюдения над северными и северо-западными районами в январе-феврале и ноябре-декабре не ведутся при полярной ночи и из-за низкой высоты солнца. В первом квартале среднемесячные значения озона были ниже нормы над северными (Котельный, Тикси) и юго-западными районами на 4-11%, над центральными – на 4-18% (18% в январе). В этот период в отдельные дни над центральными районами дефицит ОСО становился аномально большим. 1-15 января над Якутском ежедневно измеренные величины ОСО ниже нормы. В отдельные дни первой декады близкие к аномальным и аномальные –22, -31%. С 17 января поле ОСО восстановилось. В феврале и марте среднемесячные значения ОСО несколько ниже нормы, но в пределах естественной изменчивости, над северо-западом (Оленек) в феврале выше нормы. В четвертом квартале над севером (Тикси, Котельный), центральными районами (Якутск) и юго-западом (Витим) ОСО резко сократилось, особенно сильно над Котельным, но число измерений ограничено из-за малого количества наблюдений (отключения э/э, малой высоты солнца). Среднемесячный дефицит озона здесь –22% в октябре. Над Якутском в октябре-ноябре среднемесячный дефицит озона 11-12%, над Витимом – 12% (ноябрь), и –2, -5% в октябре, декабре (табл. 5).



Таблица 5 Динамика общего содержания озона (ОСО) в 2001 году атм.см.


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ост. Котельный

-

-

417

428

403

349

305

287

323

232

-

-

-

-

- 11

- 6

-1

-3

-3

0

+12

-22

-

-

Тикси

-

427

441

462

422

353

316

298

309

286

-

-

-

-7

-6

1

2

-1

1

2

6

-7

-

-

Оленек

-

482

479

498

440

351

313

296

306

293

301

-

-

6

2

8

5

-2

0

-1

3

3

-1

-

Якутск

366

446

436

456

405

360

330

316

327

322

310

339

-18

-4

-8

0

-1

1

2

3

5

-3

-11

-12

Витим

397

406

443

433

385

329

313

299

309

312

285

345

-6

-10

-4

-3

-6

-8

-5

-4

0

-2

-12

-5

Спутниковый мониторинг озонового слоя (В.С.Соловьев, Е.К.Васильев, Н.С.Чупрова, ИКФИА СО РАН). Важной особенностью исследования Земли из космоса являются глобальные наблюдения с достаточной периодичностью, отражающие временные изменения объектов мониторинга. Это особенно важно при исследованиях циркуляции атмосферы, для численных прогнозов погоды, мониторинга озоносферы и др. Космический мониторинг является основным методом наблюдений озонового слоя. Мониторинг озонового слоя ведут с геостационарных спутников типа Meteosat, GOES и др. и с полярных спутников типа NОАА, Метеор и др. Перспективно измерение общего содержания озона (ОСО) аппаратурой TOVS, установленной на спутниках серии NOAA. В комплекс TOVS входят три независимых прибора дистанционного зондирования: HIRS/2, SSU, MSU. Основным преимуществом является достаточно высокое разрешение, а также проведение измерений в ИК области спектра, что обеспечивает независимость измерений от солнечной освещенности и получение данных об ОСО не менее четырех раз в сутки при условии наличия двух спутников на орбите. В настоящее время станция СКАНОР принимает данные с 4 космических аппаратов, работающих в режиме HRPT телеметрии: NOAA-12, NOAA-14, NOAA-15, NOAA-16. Принятые в течение дня данные с приборов TOVS после обработки программным пакетом ITPP 4.0 могут быть представлены как в виде таблиц, так и географически привязанной карты распределения озона. Например, на карте распределения ОСО, составленной по результатам наблюдений на ст.СКАНОР (ИКФИА СО РАН) на 3 сентября 2001г. на широтах 50-60о с.ш. наблюдается содержание озона в пределах 310-370 е.Д., что в среднем соответствует ОСО на данный период наблюдения. Погрешность измерения ОСО со спутников NOAA около 10ед. Добсона, что делает эти данные достаточно репрезентативными для исследования пространственно-временных вариаций общего содержания озона над Восточной Сибирью. Результаты мониторинга озоносферы регулярно размещаются на сайте сети Наука по адресу: www.ysn.ru.



Поверхностные и подземные воды

Водные ресурсы. В 2001 году суммарный годовой сток рек Якутии составил менее 700 куб. км при норме 702 куб. км (табл.6). Таблица 6



 

Река


 Створ

Площадь водосбо-ра тыс.км2

Объем годового стока, км3

Средний

Обеспеченность

75%

95%

1%

2001

Лена

Кюсюр

2430

517

480

426

681

505

Яна

Юбилейный

224

30,7

 

 

 

 

Индигирка

Белая Гора(Воронцово)

305

49,3

 

 

 

40,1

Колыма

Среднеколымск

361

70,0

61,6

50,4

111,0

68,2

Анабар

Саскылах

78,8

13,6

 

 

 

9,29

Оленек

Сухана

127

21,4

 

 

 

23,3

Речная сеть Республики принадлежит к бассейнам морей Лаптевых (реки Хатанга, Анабар, Оленек, Лена, Омолой, Яна) и Вост-Сибирского (к западу от устья реки Колымы – реки Индигирка, Алазея и ряд меньших водотоков). В эти моря реками выносятся в среднем за год около 800 км3 воды. Речной сток в основном проходит в теплую часть года (75-95%), причем на относительно равнинных реках запада преимущественно в весеннее половодье (до 70-90%), на горных же реках – в летние паводки. Межень теплой части года отчетливо наблюдается лишь на реках с преобладанием стока в весеннее половодье. Продолжительность межени в среднем около 40 дней и до 80-90 дней на реках Ц. Якутии. На горных реках с паводочным режимом межени как таковой не бывает. Межень холодной части года на всех реках продолжительна (6-8 месяцев) и, в общем, маловодна. В течение зимы сток малых и средних, а на севере и довольно больших рек, вначале постепенно, затем, при переходе на питание аллювия, резко убывает и нередко совершенно прекращается. На территории Республики огромное количество озер, разнообразных по происхождению, площади, глубине и очертанию берегов. Озерные водоемы распределены весьма неравномерно. Основная их масса на приморских и центральноякутских низменностях. Для большинства озер характерен весенне-летний подъем уровня воды. В летний период на озерах наблюдается падение уровня, обусловленное испарением. Зимой происходит плавное изменение уровня воды. К этому сезону в большинстве случаев приурочены и наинизшие уровни за год. Годовой сток 2001г. рек республики близок к среднемноголетним значениям. Внутригодовое распределение стока неравномерно по отношению к норме. Наибольшее отклонение от нормы в сторону увеличения водности в весенний период (110-140%).


На реках Лена и Алдан в этот период наблюдались катастрофические наводнения (г.Ленск, п.Хандыга), связанные со значительным подъемом уровня воды, в частности с образованием при вскрытии рек мощных заторов льда. В летне-осенний период на реках бассейна Лены отмечалась пониженная водность, вызванная дефицитом осадков.
По сравнению с 2000г. количество месторождений подземных вод в 2001г., учтенных государственным балансом, осталось прежним. На балансе 25 месторождений (участков) пресных подземных вод с общей суммой 500,334 тыс.м3/сутки. В 2001г. завершена переоценка эксплуатационных запасов подземных вод Нижне-Куранахского месторождения. Следует заметить, что на государственном учете числятся месторождения, которые осваиваются крайне медленно. Главные причины – отсутствие потребителя, технико-экономической целесообразности, изменение водохозяйственной обстановки и т.д. Примером могут служить месторождения Самокитское – разведанное для водоснабжения г.Нерюнгри, Алданское – для г.Алдана и возможного Селигдарского ГОКа, Синегорьевское – для г.Томмот и др. Одновременно значительная часть водоотбора подземных вод осуществляется на участках, эксплуатационные запасы по которым не прошли государственную экспертизу и соответственно не стоят на государственном балансе. Примеры – Беркакитский водозаборный узел, Томмотский участок, водозаборные скважины в населенных пунктах Центральной Якутии.
Загрязнение вод. В 2001г. гидрохимические наблюдения проводились на 36 реках, 3 озерах, 1 водохранилище, 1 лимане – 61 пункт и 78 створов наблюдений.
По комплексу ингредиентов и показателей качества вода реки Лена и ее притоков II категории загрязнения, лишь в пункте с. Кюсюр III категории. По индексу загрязненности (ИЗВ) вода в основном «умеренно-загрязненная», кроме пунктов с.Кюсюр и з.с. Второй Станок, где она «загрязненная», у з.с.Камырдагыстах вода была «грязной», а в притоке р.Лены р.Хамра «чистая». Минерализация воды в основном малая и средняя, лишь в пунктах с.Хамра, с.Курум и п.Бирюк повышенная и достигала 719-818 мг/л. Случаев высокого и экстремально высокого загрязнения не отмечалось. Наиболее характерные загрязняющие вещества легкоокисляемые (по БПК5) и трудноокисляемые (по ХПК) органические вещества, соединения меди и фенолы. Средние годовые концентрации в целом по бассейну составляли: фенолов 2,7 ПДК, соединений меди 2,9 ПДК, трудноокисляемых (по ХПК) 1,9 ПДК, легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) 1,1 ПДК. Одним из загрязненных пунктов р.Лены в 2001 году была река Шестаковка. Здесь зафиксированы максимальные концентрации фенолов, органических веществ (по ХПК) и (БПК5) до 14, 7,5 и 5 ПДК соответственно. Наибольшая величина соединений меди 6,7 ПДК в пункте п. ст. Хабарова. Среднее содержание соединений железа в воде бассейна на уровне 1,5 ПДК, нефтепродуктов и соединений цинка в пределах 1 ПДК. Максимальное значение нефтепродуктов и соединений цинка в пределах 1 ПДК. Максимальное значение нефтепродуктов 18,4 ПДК было в створе ниже г.Ленска, соединений цинка 9,8 ПДК на р.Чара у с.Токко, соединений железа 5,7 ПДК в районе с.Кюсюр. Вода рек бассейна, в целом, в 2001 году характеризовалась благоприятным кислородным режимом, минимальное разовое содержание растворенного в воде кислорода 5,70 мг/л в створе р.п.Кангалассы.
По коэффициенту комплексности вода реки Алдан II категории загрязнения, по индексу загрязненности (ИЗВ) в основном «умеренно-загрязненная», лишь в пункте с.Усть-Миль вода «чистая», в створе ниже п.Беркакит и п.Хатами «загрязненная», в районе п.Нагорный – «грязная», а в пункте г.Нерюнгри – «очень грязная». По химсоставу вода р.Алдан и его притоков во все гидрологические фазы гидрокарбонатного класса группы кальция. Минерализация воды в основном малая, лишь на реке Амга достигала средних величин – 283 мг/л. Кислородный режим был удовлетворительный: содержание растворенного в воде кислорода 7,33-10,4 мг/л, минимальная концентрация не ниже 5,10 мг/л. Как и в предыдущие годы, в большинстве рек отмечалась загрязненность воды соединениями металлов и фенолами. В течение года фиксировали 3 случая ЭВЗ ионами меди на р.р.Тимптон и Верхняя Нерюнга и 5 случаев ВЗ ионами цинка на р.р.Алдан, Большой Ылымах и Амга в пунктах наблюдений г.Томмот, п.Ылымах и с.Буяга. Содержание соединений меди в целом по бассейну 5,7 ПДК, цинка – 2,4 ПДК. Максимальная концентрация соединений меди 111 ПДК была на р. Тимптон у п. Нагорный, соединений цинка 11 ПДК – на р.Амга у с.Буяга. Среднегодовое содержание соединений железа на уровне 1,6 ПДК, наибольшее – 12,6 ПДК на р.Малый Беркакит в створе выше п.Беркакит. Нефтепродукты наблюдали в бассейне р.Алдан несколько реже, их среднегодовая концентрация не превышала допустимых нормативов, а максимальная разовая до 23,8 ПДК у с.Охотский Перевоз. Загрязненность легкоокисляемыми органическими веществами (по БПК5) в пределах 1 ПДК, наибольшее значение 4,8 ПДК на р.Амга в пункте с.Буяга. Среднегодовая величина трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) в целом по бассейну 1,3 ПДК, максимальная 5 ПДК – на р.Чульман в черте п.Чульман.
По комплексным характеристикам вода бассейна реки Вилюй в 2001 году II категории загрязнения, по индексу (ИЗВ) – «умеренно-загрязненная», только в пункте п.Чернышевский, с.Сюльдюкар и на р.Оччугуй-Ботуобуйа – «загрязненная». По химическому составу воды р.Вилюй и его притоков гидрокарбонатнокальциевые. Минерализация воды малая, в течение года изменялась от 43 до 172 мг/л. Режим растворенного в воде кислорода оставался удовлетворительным - в пределах 8,71 – 14,86 мг/л. Как характерные по-прежнему выделялись фенолы, трудноокисляемые органические вещества (по ХПК), соединения меди и железа. Экстремально высокий уровень загрязнения воды отмечен фенолами, среднегодовое содержание которых, в целом по бассейну, составляло 3, максимальное 65 ПДК у п.Чернышевский. В 2001 году, по сравнению с 2000 годом, в воде рек бассейна, в целом, увеличилось содержание соединений меди до 4,3 ПДК, наибольшее значение в пункте с.Сюльдюкар – 17 ПДК. В этом же пункте максимальная величина соединений цинка – 3,3 ПДК, средняя концентрация по бассейну ниже 1 ПДК. Среднегодовое содержание соединений железа и трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) 2,3 ПДК. Более высокой загрязненностью отличалась р.Оччугуй-Ботуобуйа, где максимальные величины соединений железа и органических веществ (по ХПК) соответственно 15,8 и 4,5 ПДК. Среднегодовая концентрация легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) 1,3 ПДК, наибольшая – 4,7 ПДК на р.Марха в створе с.Малыкай.
В 2001 году ухудшилось качество воды реки Копчик-Юрэгэ, что выразилось в переходе ее из 3-го класса («умеренно-загрязненная») в 4-й класс («загрязненная»), с учетом коэффициента комплексности вода из II категории загрязнения перешла в III. В течение года фиксировали 2 случая ВЗ катионами калия и 1 случай ВЗ анионами хлоридов, максимальные концентрации которых 24,4 и 10,8 ПДК, среднегодовые 10,7 и 4,6 ПДК соответственно. Минерализация воды была высокой, среднегодовая 2,5, максимальная 5,7 ПДК. В 2001 году, в целом по реке, наблюдался рост загрязненности соединениями железа, фенолами и нефтепродуктами, их среднегодовые концентрации 3,5, 8,3 и 1,9 ПДК, максимальные 4,5, 17 и 3 ПДК соответственно.
Вода бассейна реки Яны слабоминерализована, гидрокарбонатного класса, группы кальция. Наиболее характерными загрязняющими, как и в прошлом году, были соединения меди и железа, фенолы, средние годовые концентрации которых 3,3, 3,6 и 2,8 ПДК соответственно. Наиболее загрязнена река в районе п.ст. Юбилейная, где самые высокие концентрации фенолов, соединений меди и железа. По соединениям меди был случай высокого загрязнения 31 ПДК. Максимальная величина железа общего 26,5 ПДК, фенолов 12 ПДК. Среднегодовое содержание трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) в целом по бассейну 2 ПДК, легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) ниже 1 ПДК. Кислородный режим был удовлетворительный. По комплексу загрязняющих веществ вода бассейна р.Яны II категории загрязнения, «умеренно-загрязненная», лишь в пункте п.ст. Юбилейная вода «грязная».
Характерные загрязняющие бассейна реки Индигирка - соединения меди и фенолы, среднегодовые концентрации которых на уровне 2 ПДК. Наиболее загрязнен участок реки в районе пос.Чокурдах, где самые высокие концентрации соединений железа 12 ПДК, соединений меди 5 ПДК, фенолов 7 ПДК. Содержание трудноокисляемых (по ХПК) и легкоокисляемых (по БПК5) органических веществ в пределах нормы. Кислородный режим удовлетворительный: содержание растворенного в воде кислорода от 11,2 до 13,1 мг/л. По качеству вода р.Индигирка и ее притоков «умеренно-загрязненная», II категории загрязнения.
С учетом комплексных оценок вода р.Колыма у г.Среднеколымска II категории загрязнения, «умеренно-загрязненная». В 2001 году в 1,8 раза уменьшилась загрязненность соединениями меди и фенолами, в 2,5 раза соединениями железа, их среднегодовые концентрации не превышали 2,4, 3,4 и 1,7 ПДК, максимальные достигали 5,9, 10 и 5,7 ПДК соответственно. Класс качества воды р.Колыма у с.Колымское изменился с 3-го («умеренно-загрязненная») на 4-й («загрязненная»). С учетом коэффициента комплексности вода перешла из II категории загрязнения в III. Критической загрязненности вода достигала по соединениям железа, среднегодовое содержание которого возросло до 12,1 ПДК, максимальное до высокого загрязнения 35,1 ПДК. Наблюдался некоторый рост среднего годового и максимального содержания соединений меди (до 6,2 и 22 ПДК соответственно) и соединений цинка (до 1,8 и 3,8 ПДК соответственно).
С учетом комплексных оценок вода реки Анабар II категории загрязнения. Превышение ПДК фенолами, соединениями меди и железа в каждой пробе воды, а среднее содержание ионов меди снизилось более чем в 2 раза (до 2,4 ПДК), железа общего – в 1,7 раза (до 1,8 ПДК), фенолы остались на прежнем уровне – 4 ПДК. Среднегодовая концентрация соединений марганца 2,7 ПДК, максимальная до 7 ПДК. Содержание трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) на уровне 2 ПДК.
По коэффициенту комплексности вода реки Оленек II категории загрязнения. В 5 раз до 1 ПДК уменьшилось среднегодовое содержание фенолов, 2,3 раза до 1,6 ПДК – соединений меди, в 1,9 раза до 1 ПДК – трудноокисляемых органических веществ (по ХПК), их максимальные концентрации 3, 2,1 и 1,8 ПДК соответственно.
По комплексному показателю (ИЗВ) вода у п.ст.Тюмети «загрязненная». Почти в 2 раза увеличилось среднегодовое (до 5,5 ПДК) и максимальное (до 17,5 ПДК) содержание железа общего. Несколько уменьшилась от 4,8 до 3,7 ПДК среднегодовая величина фенолов, их наибольшее значение до 14 ПДК.
С учетом комплексных характеристик вода залива Неелова «умеренно-загрязненная», II категории загрязнения. Среднее годовое содержание соединений цинка и меди осталось на прежнем уровне – в пределах 2-3 ПДК, фенолов – возросло до 2,8 ПДК (максимальная концентрация достигала 4 ПДК), соединений железа, нефтепродуктов и трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) не превышало 1,5 ПДК.
На озере Мюрю в районе с.Борогонцы содержание растворенного в воде кислорода снижалось до экстремально низкого 0,85 мг/л. Следствием дефицита кислорода явилось высокое содержание в воде трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) и азота нитритного, максимальные концентрации которых 17,1 и 10,1 ПДК, а среднегодовые – увеличились по сравнению с прошлым годом до 8 и 3,5 ПДК соответственно. Как и в предыдущем году, по комплексным показателям вода озера Мюрю II категории загрязнения.
С учетом комплексных характеристик вода Вилюйского водохранилища, как и в 2000 году, II категории загрязнения, 3-го класса качества («умеренно-загрязненная»). В течение года наблюдали устойчивую загрязненность фенолами со средней концентрацией 4 ПДК. Летом фиксировали случай высокого загрязнения фенолами (45 ПДК). Среднегодовая величина соединений меди превышала допустимую в 2,7 раза, трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) в 2,1 раза, соединений железа и легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) в 1,3 раза. Максимальные концентрации соединений меди, органических веществ (по ХПК) и (БПК5) 5,8, 4,2 и 3 ПДК соответственно.
По комплексным показателям вода озера Арыктах II категории загрязнения. Отмечалось преобладание относительно повышенных концентраций органических веществ (по ХПК), азота аммонийного, соединений железа, фенолов и нефтепродуктов, содержание которых в пределах 2-4 ПДК.
По коэффициенту комплексности вода озера Мелкое, как и в 2000 году, II категории загрязнения, по индексу ИЗВ «чистая». В концентрациях выше ПДК соединения меди и цинка, нефтепродукты, среднегодовые значения которых 1,5, 1,1 и 1,2 ПДК.
По отдельным водозаборным узлам Южной Якутии по-прежнему на низком уровне защищенность подземных вод  от техногенного загрязнения. Требования зон санитарной охраны водопользователями практически не соблюдаются. Многие водозаборные узлы практически не имеют охраняемых зон. На Нерюнгринском и Верхне-Нерюнгринском водозаборах в весенне-летний период подземные воды не соответствуют требованиям ГОСТа по содержанию железа, нитратам, аммиака, коли-индексу. На Верхне-Нерюнгринском водозаборе в этот же период сохранялась неблагоприятная обстановка по микробиологическим показателям. На Оммулинском водозаборе коли-индекс в летний период также выше нормы (4-7). На Мало-Беркакитском, Техническом (резервном) в летний период года также продолжается тенденция низкого качества вод по микробиологическим показателям. В скв.4 и 1 (п.Беркакит) отмечалось повышенное содержание нитратов (до 1,8 ПДК) и аммиака (до 1,4 ПДК).
Химический состав подземных вод по многим населенным пунктам Алданского улуса остается неизменным и соответствует требованиям питьевых вод. Относительно сложная ситуация остается в г.Алдан, п.Томмот, Нижний Куранах в части санитарно-эпидемиологической обстановки. В г.Алдане по отдельным скважинам Нижне-Куранахского месторождения подземных вод Алданской СЭС отмечается ухудшение качества вод по микробиологическим показателям.
На территории Ленского улуса подземные воды эксплуатируются одиночными скважинами для питьевых и технических целей в г.Ленск, п.п. Пеледуй, Витим, Крестовое, Орто-Нахара, Ярославское. За 2001 год здесь значительных изменений не произошло. Нельзя не отметить, что в работе водозаборных скважин по г.Ленску наблюдались некоторые изменения, связанные с последствиями катастрофических паводков. В скважинах, подвергнутых затоплению, произошло заиливание эксплуатационных колонн, что в целом сказалось на последующей эксплуатации скважин. В большинстве водозаборных скважин г.Ленска отмечалось ухудшение санитарно-химических и бактериологических показателей подземных вод аллювиального водоносного комплекса. Наиболее неблагоприятной зоной в этом отношении является район Старого порта. На скважинных водозаборах центральной части города отмечается увеличение минерализации вод и жесткости. Наиболее благоприятная ситуация в части качества вод в районе Разведчик. В летний период отмечается ухудшение бактериологических показателей по водозаборам, эксплуатирующим аллювиальный водоносный комплекс (Витим, Пеледуй).
По химическому составу подземные воды Центральной Якутии преимущественно гидрокарбонатного натриевого состава, практически пресные, стерильные. По органолептическим и токсическим показателям воды отвечают требованиям ГОСТа «Вода питьевая». Исключение составляет содержание фтора – от 2 до 6 г/дм3 (ПДК-1.5 г/дм3). Это ограничивает возможности использования подземных вод в питьевых целях без обесфторивания. В последние годы при более расширенном изучении химического состава вод среди микрокомпонентов стал появляться литий. Его содержания в воде нередко превышают ПДК в 2-3 раза. Этот природный факт требует глубочайшего изучения.
Щелочной резерв и карбонатное равновесие вод в криогенно активных районах Восточно-Сибирского моря (к.г.н. Разумов С.О., Институт мерзлотоведения СО РАН). В регулировании содержания углекислого газа в атмосфере Северного полушария важную роль играет Северный Ледовитый океан и его моря с низкими температурами водных масс и активно разрушаемыми льдистыми берегами. Потенциальная способность морей к инвазии СО2 зависит от карбонатного равновесия водных масс. Соотношения компонентов карбонатной системы определяют рH воды и, ее буферные свойства, влияют на окислительно-восстановительные реакции в частности и экологические условия морей Арктики в целом. Существенное воздействие на формирование карбонатного равновесия оказывают береговые криогенные процессы, активность которых связана с изменениями климата.
Исследования гидрохимических условий акватории проводились Х.Свердрупом в 1918-1925 гг. в экспедициях «Maud», Арктическим и Антарктическим институтом в 1953 и 1954 гг. Янской экспедицией ПГО «Якутскгеология» в 1987 и Институтом мерзлотоведения СО РАН в 1990-1992 гг. В период с 1920-х по начало 1950-х гг. карбонатная щелочность вод Восточно-Сибирского моря в летние месяцы почти не изменилась. Однако к началу 1990 –х она возросла в среднем на 0,21 мг · эквивалент/л. В южной части акватории прирост щелочности прибрежных вод с температурой 2-12 °С, рH 7,0-7,9 и соленостью 1,6-25 %о достиг 0,25-0,4 мг · эквивалент /л. Основными причинами изменения карбонатного равновесия явились поглощение морем в течение нескольких десятков лет части избыточного СО2 , накапливающегося в атмосфере при глобальном потеплении климата, и усиление выноса в акваторию органического вещества вследствие эрозии льдистых берегов. Часть углекислого газа, поглощаемого из атмосферы и выделяющегося при окислении органики, расходуется на образование угольной кислоты и растворение карбоната кальция, который поступает в акваторию при размыве береговых отложений и с речным стоком. При этом карбонатное равновесие вод смещается в сторону повышения щелочности. Невостребованный диоксид углерода увеличивает парциальное давление СО2 в воде. Однако при господствующих летом гидрометеорологических условиях с умеренными ветрами и штилями выделений газа в атмосферу не происходит. По нашим расчетам, парциальное давление СО2 в прибрежных водах с указанными характеристиками изменяется от 0,83·10-4 до 1,89·10-4 атм. Эти значения существенно ниже парциального давления углекислого газа в атмосфере, составляющего в высоких широтах около 3,1· 10-4 атм. Исключением являются районы дельт крупных рек, где встречаются мутные речные и прозрачные морские воды. Например, в авандельте р. Колымы при температуре 4-7 °С и солености 13-20 %о парциальное давление СО2 в воде возрастает до 3,2·10-4 -6,1·10-4 атм.в результате интенсивного окисления органических веществ. В этих условиях происходит эмиссия углекислого газа в атмосферу.
Таким образом, при потеплении климата Арктики в последней четверти ХХ века воды акватории в течении большей части сезона протаивания поглощают СО2 из атмосферы. Об этом свидетельствуют возрастание щелочного резерва и незначительная насыщенность вод береговой зоны карбонатом кальция. Коэффициент насыщения от 0,07 –0,77 в поверхностных горизонтах до 1,56 вблизи дна. Перенасыщения вод карбонатом кальция и его химического осаждения в Восточно-Сибирском море не наблюдается. В донных отложениях подводного склона до глубин 5-7 м содержания кальцита очень малы – в среднем от 0,025 % в сентябре до 0,2 % в июле-августе (11 проб). Видимо накапливающийся здесь кальцит поступает с обломочным материалом разрушающихся берегов и постепенно растворяется. В осадках прибрежного шельфа на глубинах более 7 м (72 пробы) он вовсе не обнаружен.
Деструктивные береговые криогенные процессы в меняющихся климатических условиях вызывают значительные колебания физико-химических характеристик прибрежных вод и, как следствие, дестабилизацию их карбонатного равновесия. В криогенно активных районах побережья летом щелочность воды зависит от гидродинамических условий и очень сильно изменяется – от 0,749 до 4,021 мг ∙ эквивалент/л при вариациях солености 2-13 %о. В районе мыса Крестовского во время шторма 12-14 августа 1990 г., сопровождаемого активной эрозией льдистых берегов, щелочность прибрежных вод с температурой 5-6° С и соленостью 12-13 %о составляла 0,749 мг∙эквивалент/литр. Концентрация NH4+ в воде достигла 1 мг/л. Интенсивное окисление органических веществ, выносимых в акваторию с материалом эрозии, вызвало резкое повышение парциального давления углекислого газа до 8,1∙10 -4 атм. И его выброс в атмосферу.
Понижение щелочности в условиях интенсивного выноса в море карбонатов и большого количества органики связано, по-видимому, с присутствием содержащих азот солей. Значения pH (6,6) и коэффициента насыщения карбонатом кальция (0,03) воды, отобранной во время шторма, свидетельствуют о практически полном растворении вносимых в море карбонатов в перенасыщенной диоксидом углерода воде. В течение большей части летнего сезона щелочность прибрежных вод варьирует в пределах 1,131-1,392 мг∙эквивалент/литр, pH – 7,5-7,9, парциальное давление СО2 - 0,89 ∙ 10-4 – 1,64 ∙ 10-4 атм. при температуре 4-12 °С и солености 2,3 – 11,7 %о. Вычисленные значения парциального давления СО2 в воде ниже, чем в атмосфере. Поэтому в данных гидрометеорологических условиях наиболее вероятна инвазия углекислого газа из атмосферы.
Максимальная щелочность прибрежных вод (4,021 мг ∙ эквивалент/л) зафиксирована в сентябре 1992 г. при температуре 0-1 °С, pH 7,5 и солености 4,4 %о. Парциальное давление СО2 в воде составляло 5,81∙10-4 , коэффициент насыщения карбонатом кальция 0,65. В этих условиях прибрежные воды исследуемого района должны выделять диоксид углерода в атмосферу, несмотря на повышение растворимости газа при понижении температуры. Пока трудно объяснить, чем вызван этот максимум щелочности. Вероятной причиной может быть интенсивное растворение биогенного кальцита выносимого в акваторию при умеренном размыве волнами локальных скоплений раковин моллюсков в отложениях пляжа или низких морских террас. Содержания кальцита в легкой тяжелой фракциях шлиха достигают здесь, по нашим данным, 80,6 и 94 % соответственно.
Итак, основными причинами изменения карбонатного равновесия Восточно-Сибирского моря в конце ХХ столетия являлись поглощения акваторией части избыточного СО2, накапливающегося в атмосфере при потеплении климата, и усиление выноса в море органического вещества вследствие активизации эрозии льдистых берегов. Однако в целом парциальное давление углекислого газа в водах остается ниже, чем в атмосфере. В криогенно активных районах акватории отмечается значительная дестабилизация карбонатного равновесия. При интенсивном разрушении льдистых берегов в прибрежных водах резко возрастает парциальное давление диоксида углерода, что сопровождается его выбросами в атмосферу. В складывающихся климатических условиях море пока сохраняет потенциальную способность к поглощению диоксида углерода из атмосферы, несмотря на усиление выноса в акваторию органических веществ. Вместе с тем, активная эрозия льдистых берегов, воздействия на карбонатную систему моря, обусловливает резкое снижение темпов инвазии СО2 из атмосферы.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал