Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим

Изучая роль сорбционных процессов, в снижении концентрации СПАВ в природных водах, В.В. Шлычковой и др. показано, что при отсутствии донных отложений, как правило, идет торможение превращения веществ на начальном этапе (0,5 – 2 суток), связанном с периодом адаптации микроорганизмов к веществу [104]. В присутствии донных отложений в первой половине суток происходит резкое снижение концентрации СПАВ в воде за счет процессов сорбции.

Благодаря разбавлению и биохимическим процессам системы «вода – дно» состав воды водохранилищ (на примере Волгоградского) достигает фоновых (химических и биологических) показателей и отсутствие дефицита кислорода на расстоянии 10 км от сброса стоков. Все это позволило констатировать авторам [105] факт активного процесса самоочищения водоема.

Микроорганизмы донных отложений водоемов и водотоков способны производить детоксикацию даже почвенных гербицидов (пропанид, стам Ф-34, суркопур и др.) [106; 107]. Малопроточные водоемы (озера, водохранилища, пруды) имеют относительно устойчивый уровень воды и незначительные сезонные течения по сравнению с реками, обусловленные режимом работы водохранилища или ветровыми нагонами. Концентрация загрязняющих веществ на отдельных участках малопроточных водоемов, направление и скорость процессов самоочищения обусловливаются в основном действием ветра, аэрацией воды, изменениями температуры, характером русловых процессов. Процессы самоочищения при этом будут определяться преимущественно или физическими и химическими факторами (в условиях горного, расчлененного рельефа), или развитием фито- , зоо- и бактериопланктона (озера, пруды). Если в водоем будет поступать слишком много загрязненных сточных вод, то процесс самоочищения сильно затормозится или совсем прекратится. В летний период, когда создаются наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности живых организмов, водоем самостоятельно способен переработать большие количества токсикантов [108-110]. Зимой при низкой температуре воды рост и активность микроорганизмов уменьшается. К тому же в этот период, образующийся лед ограничивает проникновение кислорода и света, ослабляется фотосинтез и процесс самоочищения водных масс замедляется. Самоочищение водных объектов от консервативных веществ (например, хлориды, сульфаты, натрий, кальций и др.) обусловливается только разбавлением сточной жидкости природной водой, а неконсервативных (например, многие органические вещества) – как разбавлением, так и различными процессами превращения веществ. При загрязнении и самоочищении природных вод изменяются физические свойства и химический состав из-за протекания следующих главных физико-химических процессов: окисление – восстановление; реакций полимеризации и поликонденсации; образования коллоидных растворов; процессов сорбции и десорбции; катионного обмена; образования труднорастворимых соединений; процессов выделения из воды газов и легколетучих соединений; образования комплексных соединений [111-114].

Таким образом, природные воды обладают одним из уникальных свойств – способностью к самоочищению водных масс. Причем, в водоемах и водотоках аридных зон эти процессы усиливаются из-за их мелководности, интенсивного перемешивания воды, способствующих взмучиванию, прогреваемости и активному воздействию солнечной радиации.

1.7 Эмерджентность бессточных озер аридных зон

Территория Казахстана является одной из наименее водообеспеченных республик Центральной Азии. Из 85 тыс. рек и временных водотоков лишь 200 имеют протяженность более 100 км и только 6 – более 1000 км. Из 48 тыс. озер 270 имеют площадь водной поверхности больше 10 км² каждое, 16 – свыше 100 км², два – оз. Балкаш и Алаколь – свыше 2000 км² , а Арал 640000 км² [2]. Кроме того, Казахстан занимает последнее место среди стран СНГ по средней удельной водообеспеченности (22,2 тыс. м³/км² в год). Ресурсы поверхностных вод распределены крайне неравномерно по территории республики – от 70 тыс. м³/км² в год на юго – востоке и востоке до 6,5 – 8,0 тыс. м³/км² в год в Северном и Центральном Казахстане. Проявляется также неоднородность и по времени: маловодные годы могут повторяться один раз в 20 лет, а удельная водообеспеченность в зависимости от года может изменяться даже до 20-25 раз.

Главной отличительной особенностью аридных территорий является недостаток пресной воды. В настоящее время дефицит воды в Казахстане уменьшает темпы развития промышленности и сельского хозяйства. В перспективе потребность в воде составит 55-60 млрд.м³/год ввиду развития современных промышленных технологий и народного хозяйства в целом.