АННОТАЦИЯ 1
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Объекты и методы исследования 4
1.1 Физико-географические характеристики бассейна р. Обь 6
1.1.1 Климатические характеристики 6
1.1.2 Геологические характеристики и рельеф 7
1.1.3 Растительный покров 9
1.1.2 Почвенный покров 13
1.2 Методы отбора и анализа проб 16
1.3 Камеральная обработка. Методы анализа фондовых и картографических материалов 17
2 Изученность гидрохимических свойств реки Обь 21
3 Результаты и обсуждение
3.1 Гидрохимические характеристики вод в широтном градиенте экологических условий
3.2 Исследование гидрохимических свойств в устьевых точках притоков Оби ...
3.2 Взаимосвязь гидрохимического состава с гидрологическими характеристиками
3.3 Влияние ландшафтных характеристик водосборов на гидрохимические свойства
ВЫВОДЫ 23
Приложение 1 29
Приложение 2
Река Обь является одной из крупнейших рек России и мира. Геохимические свойства вод исследованы в разные годы [1, 2, 3, 4], однако элементный состав изучен лишь на ограниченных участках главного русла, а в динамике в настоящее время гидрохимический состав исследуется лишь на восьми гидропостах и по ограниченному количеству показателей, поэтому цель выпускной квалификационной работы, состоящая в определении закономерностей изменения химического состава вод р. Обь в широтном градиенте является актуальной.
К задачам работы относятся:
а) установление зависимости распределения химических элементов от широтной зональности, расходов рек, площадей водосборов и других факторов.
б) выявление связи между основными характеристиками водосбора (заозеренность, заболоченность) и химическим составом воды.
Химический состав вод Оби 2016 года изучался в совместной экспедиции Томского государственного и Томского политехнического университетов под руководством И. П. Семилетова. В составе экспедиции автором выпускной квалификационной работы был произведен отбор проб вод р. Обь, осуществлены измерения быстро меняющихся показателей in-situ и первичная пробоподготовка. В последствии в лаборатории GET (Тулуза, Франция), под руководством О. С. Покровского, пробы были изучены методом ICP-MS спектрометрии, получены концентрации растворённых в воде ионов хроматографическим методом.
Для получения сведений о динамике изменения химических свойств вод в ходе работы были проанализированы гидрохимические данные гидрологических ежегодников (1959-1974 гг.). Кроме того, использованы данные сайта Allrivers.info, и АИС ГМВО (https://gmvo.skniivh.ru/) на которых можно получить ежедневные данные по изменению уровня воды на гидропостах. Были скомпилированы и построены карты заозеренности, заболоченности, NDVI, распространения многолетнемерзлых пород на водосборе р. Обь. Кроме того, проведена оценка достоверности общедоступных карт на предмет соответствия с современными космоснимками. Результаты работы будут способствовать выбору наиболее показательных точек для мониторинга, а также снизят вероятность получения некорректных данных при дальнейших полевых работах. Полученные данные помогут исследователям в установлении закономерностей распределения веществ на водосборе, данные о которых не представлены в ежегодниках и других литературных источниках. Также материалы могут использоваться при проверке гипотез и для построения и корректировки различных моделей.
1. Выделены три основных типа поведения элементов в широтном градиенте, связанные с изменением расхода вод, площади водосбора, сменой природно-климатических зон и четвертичных пород: такие элементы как РНУ, Ca, Mo, W и U, а также электропроводность заметно снизили свои концентрации к северу (Глава 3.1. Рисунок 11); напротив такие элементы как РОУ, P, Mn, Al, Fe, Ti, Ni, Cu, Co, Rb, Pb, Ge, Y, Zr, Nb, РЗЕ, Hf и Th, сильно (в 2-10 раз) увеличивали свою концентрацию с юга на север (Глава 3.1. Рисунки 13-15); для третьей группы элементов не отмечено каких-либо значительных изменений в концентрации по основному руслу (Si, Li, V, Ba), или изменение концентрации не следовало какой-либо определенной закономерности, что свойственно для B, Mg, Cr, Zn, Cd, Ge, Cs, Tl (Глава 3.1. Таблица 7).
2. Наиболее резкое увеличение концентрации большинства элементов в главном русле Оби произошло после впадения реки Иртыш, что связано со значительным увеличением площади водосбора (Глава 3.1. Таблицы 8-10. Рисунки 17- 22). Это было особенно заметно для основных анионов (Cl, SO4) и Na, K, а также для свинца. Кроме того, в обогащении вод химическими веществами значительную роль играет р. Васюган (Глава 3.1. Таблица 8). В остальных исследованных устьевых участках притоков (Чулым, Парабель, Васюган, Тым, Лямин, Назым) также выявлены вещества, превышающие фоновые концентрации (Глава 3.2. Таблица 12).
3. При анализе данных из гидрологических ежегодников (1959-1971 гг.) были выявлены элементы, концентрация которых в реке Обь наиболее сильно зависит от расхода воды: чем выше расход - тем ниже концентрация растворённых ионов кальция, магния, натрия, калия, гидрокарбонатов, суммы ионов. На железо эта тенденция не распространяется (Глава 3.3. Таблица 13, рисунки 25-27).
4. Установлена взаимосвязь заболоченности и заозеренности отдельных участков водосбора Оби с химическими показателями, в частности, с железом (Глава 3.4. Таблица 16, рисунки 26, 28-32).
5. Выявлен ряд веществ, генезис которых может иметь антропогенный характер: некоторые пики концентраций, обнаруженные для Zn, Cd и Pb можно связать с местными источниками загрязнения. Их генезис частично подтверждается опубликованными материалами экологического мониторинга за 2016 год.
