Экологические аспекты эрозионных процессов - Танасиенко А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Низкое содержание щелочных катионов в поверхностном стоке талых вод на фоне невысокого количества хлора и сульфатов в нормальные по запасам воды в снеге гидрологические годы обусловили заметное (с 7,5 до 6,8) снижение реакции среды в начале снеготаяния на Верди. Такого существенного снижения pH талых вод на водосборе Ини в начале снеготаяния не наблюдалось, хотя в Кузнецкой котловине металлургические предприятия при сжигании угля выбрасывают в атмосферу существенное количество оксидов серы и азота. Как отмечают А.И. Ильичев и Л.И. Соловьев (1989), на жителя Кузбасса в год приходится по 542 кг вредных выбросов. Причиной слабощелочной реакции среды талых вод в начале снеготаяния в Кузбассе служит, вероятно, таяние слоев снега с низкой концентрацией кислотных остатков и насыщение стекающих вод ионами щелочноземельных катионов при движении по оттаявшему слою почвы. Другими словами, в начале снеготаяния в Кузнецкой котловине слабокислые талые воды нейтрализуются, мигрируя по слегка оттаявшему слою черноземов выщелоченных, обогащенных гумусом и обменными основаниями.
В период интенсивного стока (вторая декада апреля), когда снег тает не только на хорошо инсолируемых склонах южной экспозиции, но и на холодных, северных, вынос химических элементов поверхностным стоком талых вод заметно увеличивается. В этот период на водосборе Ини талые воды выносят от 5 до 25 кг/га кальция, от 3 до 10 кг/га калия с натрием. В 1,5 раза, по сравнению с началом снеготаяния, возрастает вынос аниона угольной кислоты, стабилизируется вынос сульфатов и хлоридов.
В Присалаирье, в силу специфики техногенных выбросов, заключающейся в преимущественном поступлении в атмосферу щелочных и щелочноземельных катионов и незначительном - анионов серной, соляной и азотной кислот, в фазу интенсивного стока талых вод вынос кислотных остатков стабилизируется, кроме аниона азотной кислоты. На его отчуждение очень сильно влияет количество запасенной в снеге воды: чем больше снегозапасы и, следовательно, величина поверхностного стока талых вод, тем больше азота нитратов выносится снеготалыми водами. Максимальное количество азота нитратов наблюдается в фазу интенсивного стока во влажные годы и не превышает 0,13 кг/га в Присалаирье и 0,2 кг/га - в Кузнецкой котловине.
Поверхностный сток разных по генезису вод многие эрозиоведы рассматривают лишь как источник кинетической энергии потока. Но, кроме разрушения почвенного покрова, талые, ливневые и ирригационные воды при движении по поверхности почвы еще и выщелачивают из нее многие
35
химические элементы. При сравнительно одинаковой кинетической энергии потока талые воды вымывают разное количество химических элементов из мерзлого и талого слоев, что сказывается прежде всего на реакции снеговых вод (табл. 3.1). Нашими исследованиями установлено, что снеготалые воды Приобья, района, наименее подверженного техногенному воздействию, имеют самую низкую реакцию среды в сравнении с талыми водами Кузнецкой котловины и Присалаирья, которая на 0,3 - 0,8 единицы pH ниже в начале и конце стока и на 0,3 - 0,5 единицы - в период интенсивного стока. При этом следует учесть, что талые воды, стекающие по поверхности черноземов обыкновенных, насыщаются прежде всего натрием и анионом угольной кислоты, способными образовывать соду. В результате содообразования реакция среды талых вод начальной и конечной фаз стока, когда продолжительность контакта воды с поверхностью чернозема значительно больше, чем в фазу интенсивного стока, приближается к нейтральной, а в середине стока она кислее. Не случайно при значительных снегозапасах во влажные годы и, следовательно, большом разбавлении соды, реакция талых вод мало зависит от фазы стока.
С реакцией среды талых вод тесно связано количество выщелачиваемых щелочных и щелочноземельных катионов. Чем кислее талые воды, стекающие по поверхности мерзлых почв в начальную фазу стока, тем меньше они содержат щелочноземельных катионов. Однако невысокая скорость движения потоков талых вод, большая протяженность склона приводят к существенной продолжительности контакта водного потока с поверхностью почвы и значительной насыщенности его поглощенными катионами. Поэтому на всех подтипах черноземов в эту фазу стока содержание кальция варьирует в пределах 4-11 мг/л.
Различия в реакции среды талых вод в много- и малоснежные гидрологические годы привели к неадекватному выщелачиванию кальция и магния из поверхности мерзлых темно-серых лесных почв Присалаирья. В малоснежные гидрологические годы вымывается 7 мг/л кальция и 1,0 мг/л магния, а в нормальные годы - соответственно 11,5 и 3,1 мг/л. Следовательно, состав талых вод, стекающих по поверхности темно-серых лесных почв, в малоснежные гидрологические годы ближе к водам приобских черноземов, а в нормальные годы - к водам кузнецких черноземов.
Щелочные техногенные выбросы Чернореченского цементного завода привели к тому, что в радиусе примерно 50 км снеготалые воды имеют слабощелочную реакцию и повышенное содержание кальция и магния, в 30
- 50 раз большее, чем талые воды экологического эталона - Приобья.
