София Романова - Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

Такого рода метаморфизацией пренебрегать нельзя, так как до 7% воды или более 2 млн.т. солей оз. Балкаш ежегодно расходуется на отшнурование и инфильтрацию в берега [3].

Выпавшие на дно осадки солей, в частности, карбонаты кальция и магния в аридных и гумидных озерах ведут себя по – разному. В водоемах гумидной зоны, которые относительно глубоки и слой испарения здесь не превышает осадки, в толще воды и у дна накапливается достаточно большая концентрация углекислого газа, продукта жизнедеятельности биоценоза. Осаждающиеся нерастворимые карбонаты по пути ко дну взаимодействуют с диоксидом углерода, превращаясь в растворимые гидрокарбонаты. Концентрация последних постепенно может повышаться.

В водоемах аридной зоны наблюдается иная картина. Зообентос и остальные виды биоценоза здесь скапливаются не у дна, а в мелководьях, которые достаточно защищены от ветра и губительных прямых солнечных лучей. Эти участки воды в своем составе содержат мало углекислого газа. Кроме того, из–за сильного ветрового перемешивания воды происходит дегазация диоксида углерода. В связи с этим карбонаты кальция и магния, другие соли, свободно достигая дна, могут продолжительное время находиться в донных отложениях.

Исследуемые реки и озёра Прибалкашья относятся к общей системе «река – озеро», имеющей большое распространение (например, Волга, Урал – Каспий; Амударья, Сырдарья – Арал; Нура – Тениз; Кулунда, Кучук – Кучук; Бурла – Анжбулат и др.). При этом обращает на себя внимание, что в большинстве случаев в системе «река – озеро» фигуративные точки (то есть точки, отвечающие составу чистой соли) состава воды рек и конечных озер на химической диаграмме Н.С. Курнакова «состав – свойство» значительно удалены друг от друга и почти во всех случаях находятся в разных ее полях (рисунок 1.5). По всей вероятности, это обусловлено метаморфизацией воды.

Фигуративные точки состава воды рек перечисленных систем находятся в сульфатных полях диаграммы и по значению сульфатного индекса располагаются в пределах от 33 до 85%. Точки состава воды водоемов, где сконцентрированы эти речные воды, таких как Каспий, Кучук, Тениз расположены в галитовом (NaCl) поле; содержание сульфата в них значительно меньше, чем в питающих их реках и колеблется от 17 до 31%.

Фигуративная же точка состава Балкаша находится значительно выше, расположена в тенардитовом (Na 2SO 4) поле и соответствует 49% SO 2− 4, а Алаколь ещё выше, находится в мирабилитовом (Na 2SO 4.10H 2O) поле и соответствует 56 % SO 2− 4.

По содержанию сульфата все поверхностные воды, очевидно, можно разместить на диаграмме между двумя крайними точками. Одной из них будет океан, содержащий наименьшее количество сульфата – 6%, другой будет богатая сульфатами речная вода (условно принято, что фигуративная точка состава воды р. Урал отвечает 85% SO 2- 4).

В системе «река – озеро» в зависимости от степени и глубины метаморфизации речных вод образующийся водоём занимает место между упомянутыми точками. Бассейны морского типа и смешанные водоёмы (содержащие морские и континентальные воды) располагаются ближе к своим рекам. Например, в смешанных водоемах, как Каспий, в метаморфизующих агентах речных вод этого бассейна превалируют хлоридные воды (остатки исходной морской воды), поэтому метаморфизация здесь прошла глубоко, воды стали сульфатно-магниевыми, и фигуративная точка состава перешла в галитовое поле.

Балкаш и Алаколь – типичные бессточные континентальные водоёмы, в которых происходит скопление, перемешивание, концентрирование поверхностных и грунтовых вод только континентального происхождения. И поэтому в этих водоёмах протекают иные процессы. Вода этих озер по сравнению с водами других водоёмов является наиболее засульфаченной, хотя питающие реки по содержанию сульфатов не отличаются от рек, питающих другие водоёмы. Но здесь в метаморфизующих водах мало хлоридных, а наряду с более концентрированными сульфатными принимают участие и карбонатные воды. Поэтому в континентальных водоемах имеют место реакции, дополнительно засульфачивающие эти озера. В конечном итоге протекающая метаморфизация ненамного уменьшает сульфаты, привнесенные притоками. В результате этого точки состава этих озер по содержанию сульфата располагаются недалеко от точек состава питающих рек.

Из диаграммы видно, что и в других континентальных озерах, как Анжбулат и Тениз, в результате метаморфизации содержание сульфата уменьшается не намного.

Однако следует констатировать факт, имеющий место в природных водах, что во всех случаях систем «река – озеро», даже чисто континентального происхождения, имеет место уменьшение содержания сульфат ионов. Возможно, что одним из объяснений может служить реакция взаимодействия гидрокарбоната кальция с сульфатом магния и биохимические (гидробиологические) процессы.

Вследствие того, что в континентальных водоёмах метаморфизация идет за счёт взаимодействия главным образом карбонатных и сульфатных вод, происходит убыль ионов карбоната магния и кальция. Уменьшение содержания магния хорошо видно на диаграмме на примерах озёр Балкаш, Алаколь, Анжбулат, Кучук (рисунок 1.5).

Из всего этого вытекает, что реки, вне сомнений, хотя и играют ведущую роль в водно – солевом питании водоемов, но ожидать близкого сходства их состава не следует. Атмосферные осадки и особенно подземные воды, имеющие повышенную минерализацию, и окружающая среда оказывают большое влияние на гидрохимию водоема, что приводит к постоянно протекающей метаморфизации химического состава воды. Как следствие метаморфизации изменяется состав солей, внесенных водами. Направление и глубина метаморфизации зависят от состава метаморфизующих агентов, но в водоёмах морского или смешанного происхождения (Каспий) имеет место уменьшение содержания сульфатов, в континентальных водоёмах (Балкаш) это наблюдается в меньшей степени.

Во всех разобранных системах «река – озеро» как следствие метаморфизации наблюдается уменьшение значения магниевого индекса.

В результате процессов взаимодействия сульфатных и карбонатных вод и ионообмена, характерных только для континентальных водоёмов, сформировался солевой состав современной воды озер Балкаш и Алаколь. Из вышесказанного следует, что состав воды этих озёр должен иметь характеризующие их отличительные особенности. Одной из отличительных особенностей состава воды изучаемых озер оказалось сравнительно малое содержание в них поваренной соли. Содержание её в балкашской и алакольской воде по сравнению с каспийской и аральской водой более чем в два раза, а при сравнении с черноморской и океанической водой – почти в 2,5 раза меньше.