ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ВЫНОС МИНЕРАЛЬНЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ВОДАМИ ОЛИГОТРОФНЫХ БОЛОТНЫХ МАССИВОВ

Государственный гидрологический институт, Санкт-Петербург

Гидрохимический режим, химический состав органических и минеральных компонентов, а также вынос их водами олиготорфных болотных массивов является слабо изученной областью гидрохимии болот.

Комплекс гидрологических, метеорологических, гидрофизических и гидрохимических наблюдений позволяет рассмотреть формирование химического состава болотных вод и вынос органических и минеральных компонентов в неразрывной связи с элементами гидрологического и метеорологического режима болотного массива.

Основным источником поступления минеральных компонентов в воды олиготрофных болот являются атмосферные осадки. Сезонное содержание ионов в болотной воде близко к их содержанию в атмосферных осадках. Однако ионный состав осадков отличается от болотных вод количеством хлора и высоким содержанием сульфатов. Воды верховых болот имеют хорошо выраженный сульфатный характер. На болотном массиве Ламмин-Суо содержание сульфатов в атмосферных осадках весной в 3 раза, летом в 2 раза, а в осенний период в 9 раз больше, чем в болотных водах. Содержание хлора имеет обратную тенденцию: в осадках его в среднем в 8 раз меньше, чем в болотных водах. Ионов кальция в болотных водах в 2,5 раза больше, чем в осадках. Содержание ионов аммония и магния имеет переменную тенденцию в различные месяцы года.

Сравнения показывают, что на различных болотных массивах наблюдаются близкие значения содержания сульфатного иона, кальция и магния. Концентрация ионов хлора на различных болотных массивах различается весьма существенно.

Содержащиеся в осадках ионы в порядке убывания концентрации распо- латаются в следующей последовательности: анионы - S04 2gt;Crgt;N03\ катионы — Ca2+gt;Na+gt;K+gt;Mg2+ Такая же последовательность сохраняется для вод болотных массивов с небольшим изменением для катионов: Ca2+gt;Mg2+gt; Na+gt;K+.

Результаты сравнения химического состава вод олиготрофных болотных массивов, их общей минерализации с атмосферными осадками показывает, что зональное распределение минерализации осадков обуславливает и зональное распределение минерализации болотных вод.

Наибольшая минерализация вод болотных микроландшафтов (до 60 мг/л) наблюдается в предпаводочный период при наступлении наибольшей глубины промерзания. В среднем при увеличении глубины промерзания на 1 см минерализация воды возрастает на 0,6-0,8 мг/л. Увеличение минерализации объясняется тем, что при промерзании залежи происходит концентрация ионов в воде за счет вытеснения их из замерзшего раствора.

Наименьшая минерализация болотных вод (5-12 мг/л) наблюдается в период весеннего снеготаяния, когда талые слабоминерализованные снеговые воды разбавляют болотные. В этот период коэффициент вариации общей минерализации по площади болотного массива принимает наименьшее значение, не более 7-8%.

В начальный период вегетации и до наступления летней межени минерализация болотных вод увеличивается равномерно, в основном под влиянием испарения. В среднем она возрастает на 0,04-0,05 мг/л при испарении 1 мм слоя воды. Общая минерализация в меженный период составляет на различных болотных массивах от 12 до 50 мг/л.

Средняя годовая минерализация вод центральной части болотных массивов не одинакова в течение ряда лет и в значительной мере зависит от количества зольных элементов, выпавших на поверхность болота. Связь минерализации болотных вод центральной части массива с водами периферийных микроландшафтов определяются простыми эмпирическими зависимостями с коэффициентами корреляции не ниже 0,75.

Установлены пределы колебания важнейших ионов в водах олиготрофных болот. Воды олиготрофных болот характеризуются большим содержанием водорастворимого органического вещества, которое в своем составе содержит органические кислоты. Поэтому между окисляемостью и водородным показателем существует определенная зависимость: pH уменьшается с увеличением окисляемости.

Перманганатная и бихроматная окисляемость Является косвенным показателем органического вещества в болотных водах. Используя результаты работ П.П. Воронкова, построена расчетная зависимость между содержанием органического вещества и бихроматной окисляемостью. Имея наблюденные среднемесячные величины бихроматной окисляемости и наблюденные объемы стока болотных вод по дренирующим болото ручьям, рассчитывают ежемесячные величины выноса органического вещества за пределы болотного массива. Анализ результатов расчета показывает, что наименьший вынос органики наблюдается в зимний период — 0,41 г/м2 за сезон. В весенний периодом составляет 31,2% от годового. Наибольший вынос его наблюдается в апреле месяце и в осенний период — 56% от годового. В летний период вынос органики не превышает 10%.

Общий вынос растворенного органического вещества поверхностным стоком за год с болотного массива Ламмин-Суо составляет 14,14 г/м2 грунтовыми водами —7,57 г/м2, в сумме — 21,71 г/м2. Дана оценка величин выноса легко и тяжело растворимых фракций органического вещества.

Приведены результаты расчета баланса минеральных компонентов в водах болотного массива Ламмин-Суо за конкретный год. Показано, что приходная часть минеральных компонентов за счет выпадающих осадков составляет 9,78 г/м2 в год. Поверхностными водами выносится 3,58 г/м2, ин- фильтрационным путем — 1,40 г/м2. В целом вынос составляет 4,98 г/м2 за год или 50,9% от приходной части. Основной вынос минеральных компонентов происходит в весеннее половодье. Аккумуляция в болотном массиве составляет 4,80 г/м2 за год. В конкретный год наблюдений болотный массив задержал 49 Л % поступающих минеральных компонентов.

Комплексные гидрологические, гидрофизические и гидрохимические исследования на болотных массивах в системе Росгидромета позволили детально исследовать формирование химического состава болотных вод, оценить диапазон изменения различных его компонентов и объем выноса минерального и органического вещества за пределы болотного массива.