Mineralisation and level of concentrations of molybdenum and manganese compounds in the water of the Baksan and Malka rivers in their estuaries

Тяжелые металлы (ТМ) относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Соединения ТМ, в том числе молибдена и марганца, попадают в поверхностные воды в основном при процессах выветривания горных пород, с последующим их выщелачиванием и миграцией в подземные и поверхностные воды. ТМ в виде соединений являются особо опасными химическими веществами, так как они стабильны и сохраняются в природных водах на длительное время, даже если и устранен источник загрязнения (в отличие от загрязняющих веществ органической природы, разлагающихся в природных водах в той или иной степени)

Объектом исследования являлись реки Баксан и Малка. Формирование стока изучаемых рек происходит преимущественно в высокогорной зоне, характеризующейся развитием оледенения, большим количеством осадков и малым испарением

Река Баксан относится к бассейну р. Терек и является ее притоком второго порядка. Она берет начало на высоте 2480м на южных склонах Эльбруса от ледников Большой и Малый Азау, протекает по территории Кабардино-Балкарии, пересекая Боковой, Передовой, Скалистый, Пастбищный и Лесистый хребты и впадает в р. Малка в районе г.Прохладный. В вер­ховь­ях — это гор­ная ре­ка, ни­же те­чёт по рав­ни­не. На протяжении всей длины (173 км) река принимает воды больших и малых притоков с площади водосбора 6800 км2. В самом бассейне Баксана (без Чегема и Черека) насчитывается 690 рек различной протяженности, из которых 18 имеют длину больше 10 км. Основными притоками являются реки Гарабаши, Терскол, Донгуз-Орун, Адылсу, Ирик, Кыртык, Адырсу, Тютюсу, Камыксу, Герхожансу, Гижгит, Кестанты, Гунделен

Пи­та­ние лед­ни­ко­вое, сне­го­вое и под­зем­ное. В период с июля по август уровень воды в реке повышается благодаря активному таянию снега.

К югу от города Прохладный, примерно на расстоянии 20 км до устья, будучи главным правым притоком, Баксан впадает в р. Малка. Истоки Малки находятся на северных склонах Эльбруса. С ледников Уллу-чиран, Кара-чаул, Уллу-кол, Микель-чиран, Кынгыр-сырт, Чунгур-чат-чиран стекают небольшие речки Кызыл-кол, Бирджалы-су, Сылтран-Тары-су, Каракая-су и другие безымянные ручьи, которые, сливаясь вместе в районе перевала Кая-эшик, образуют реку Малку. На этом участке выходят на поверхность скальные породы, поэтому ложе реки ступенчатое с четырьмя водопадами высотой от 20 до 40 м.

В верховьях Малка — горная река, принимающая множество притоков, среди которых наиболее крупными являются Мушта и Кичмалка (левые притоки) и Шаукол (правый). Выходя на равнину в 65 километрах от устья, Малка, сохраняя общее направление течения на восток, протекает по северной части республики и, являясь главным левым притоком, впадает в р. Терек недалеко от станицы Екатериноградской. Длина р. Малка — 210 км, площадь водосборного бассейна — 10 тысяч км²

В зависимости от различных природных и техногенных факторов формируются гидрохимические особенности поверхностных вод исследуемой территории. Являясь одним из наиболее мощных очагов оледенения Кавказа, истоки рек расположены на северном склоне Центрального Кавказа и в пределах Главного и Бокового хребтов. Главный хребет и его отроги на большей части площади покрыты и фирновыми полями и ледниками. Только на крутых склонах обнажаются слагающие их породы (гнейсы, граниты и др.), дающее начало огромным осыпям, подвергающимся разрушению и сносу. Особенности рельефа, резкие колебания температур по высотным зонам, неравномерное распределение осадков, высотная поясность горных ландшафтов — все это способствует процессам выветривания. Благоприятные условия для дренирования коренных пород, а также процессы выщелачивания поверхностными и подземными водами пород бассейновых территорий приводит к повышению в воде рек концентраций соединений ТМ.

Формирование стока изучаемых рек происходит преимущественно в высокогорной зоне, характеризующейся развитием оледенения, большим количеством осадков и малым испарением. Водный режим определяется в основном таянием ледников и высокогорных снегов. В среднем и нижнем течении рек немаловажную роль играет грунтовое питание. Роль дождевых осадков в питании рек невелика. Наибольшая водность наблюдается в июле–августе, наименьшая — в феврале-марте. По классификации Б.Д. Зайкова водный режим рек характеризуется половодьем в теплую часть года, Тянь-Шаньского типа

На исследуемой территории имеются промышленные скопления руд цветных металлов, заключенных в скарновых месторождениях. Одно из наиболее известных скарновых месторождений вольфрама и молибдена находится в Баксанском ущелье, по которому протекает р. Баксан

Отборы проводились в периоды зимней межени во время половодья (на подъеме, пике, в начале и конце спада половодья), при прохождении дождевого паводка и осенью. Постоянные пункты отбора проб воды расположены в равнинной части рек (табл. 1).

При отборе проб воды сразу на месте отбора фиксировались температура воды, воздуха, прозрачность, водородный показатель и минерализация.

Измерение минерализации и водородного показателя воды (рН) исследуемых рек проводили в нижнем течении рек Баксан и Малка с использованием портативного кондуктометра HANNA (HI 991300).

Затем во всех отобранных пробах в стационарных условиях атомно-абсорбционным методом

В статье приводятся средние значения концентрации (табл. 2) молибдена и марганца, полученных в феврале, марте, мае, июле, сентябре и октябре в устьевых зонах рек за период 2022–2024гг. В качестве нормативов использовались ПДК элементов для водоемов рыбохозяйственного назначения

При рассмотрении зависимости средних значений концентрации Мо и Мn от средних значений минерализации в воде р. Баксан (рис. 1) и р. Малка (рис. 2) за исследуемый период (февраль, март, май, июль, сентябрь, октябрь) выявлено, что корреляция между минерализацией и концентрацией Мо и Мn в воде р. Баксан невысокая (R²=0,4979 для зависимости концентрации Мо от минерализации; R²=0,4702 для зависимости концентрации Мn от минерализации).

Рисунок 1 - Среднемноголетняя зависимость концентрации молибдена от минерализации в воде р. Баксан за 2022-2024 гг

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.3

Рисунок 2 - Среднемноголетняя зависимость концентрации марганца от минерализации в воде р. Баксан за 2022-2024 гг

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.4

Такая же картина наблюдается и в р. Малка (рис.3,4) — корреляция между минерализацией и концентрацией невысокая (R²=0,2958 для зависимости концентрации Мо от минерализации; R²=0,0067 для зависимости концентрации Мn от минерализации).

Рисунок 3 - Среднемноголетняя зависимость концентрации молибдена от минерализации в воде р. Малка за 2022-2024 гг

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.5

Рисунок 4 - Среднемноголетняя зависимость концентрации марганца от минерализации в воде р. Малка за 2022-2024 гг

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.6

В связи с тем, что наблюдаются значительные расхождения в значениях концентраций металлов по сезонам, исследуемый период был разделен на два (1 период — февраль, март, май; 2 период — июль, сентябрь, октябрь), что отображено на рис.5–8.

Рисунок 5 - Среднемноголетняя зависимость концентрации молибдена от минерализации в воде р. Баксан за 2022-2024 гг:

1 - февраль, март, май; 2 - июль, сентябрь, октябрь

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.7

Рисунок 6 - Среднемноголетняя зависимость концентрации марганца от минерализации в воде р. Баксан за 2022-2024 гг: 

1 - февраль, март, май; 2 - июль, сентябрь, октябрь

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.8

Рисунок 7 - Среднемноголетняя зависимость концентрации молибдена от минерализации в воде р. Малка за 2022-2024 гг: 

1 - февраль, март, май; 2 - июль, сентябрь, октябрь

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.9

Рисунок 8 - Среднемноголетняя зависимость концентрации марганца от минерализации в воде р. Малка за 2022-2024 гг: 

1 - февраль, март, май; 2 - июль, сентябрь, октябрь

DOI:10.60797/IRJ.2025.156.37.10

При делении сезонов на два периода (рис.3 и 4) наблюдается хорошая корреляция между минерализацией и концентрацией: коэффициент детерминации (R²) указанной зависимости в воде р. Баксан по Мо за период февраль, март, май равен 0,7421; за июль, сентябрь, октябрь равен 0,5767. Для зависимости концентрации Мn от минерализации в воде р. Баксан за период февраль, март, май R²=0,9718; за июль, сентябрь, октябрь R²=0,6661. В р. Малка также наблюдается хорошая корреляция между минерализацией и концентрацией Мо R²=0,9667 в первом периоде и R²=0,9984 во втором периоде. При анализе результатов по изучению зависимости концентрации марганца от минерализации воды в р. Малка выявлено, что в первом периоде R²=0,522, а во втором R²=0,1185. В р. Малка в 56 км от устья впадает р. Куркужин, длина реки 66 км, водосборная площадь 531 км2

[7]

. Согласно отчету НИОКР ФГБУ «ВГИ»

[10]

, вода р. Куркужин по классу качества воды и степени загрязненности (табл.3) по значениям УКИЗВ классифицируется как «загрязненная» и «грязная»

[11]

.

Возможно, одной из причин низкой корреляция, является привнос рекой Куркужин загрязняющих веществ, которые влияют на значения минерализации и зависимость концентрации марганца от минерализации воды в р. Малка в указанном периоде

При рассмотрении зависимости средних значений концентрации Мо и Мn от средних значений минерализации в воде рек Баксан и Малка за исследуемый период (февраль, март, май, июль, сентябрь, октябрь) выявлено, что корреляция между минерализацией и концентрацией Мо и Мn в воде рек Баксан и Малка невысокая.

При делении сезонов на два периода коэффициент детерминации (R²) указанной зависимости для Мо в воде рек Баксан и Малка варьирует от 0,5767 до 0,9984. Коэффициент детерминации (R²) указанной зависимости для Мn в воде рек Баксан и Малка варьирует от 0,1185 до 0,9718. Низкая корреляция, возможно, объясняется антропогенным фактором.

Работы в этом направлении в дальнейшем будут продолжены.