Макро- и микроэлементный состав воды холодного источника Буксыхен (Баргузинская котловина)

На территории Баргузинской котловины (Респулика Бурятия) широко распространены холодные источники с низкой степенью минерализации [1]. Подобные холодные пресные и слабоминерализованные источники являются важным природным питьевым ресурсом, и нередко воды этих источников используются в лечебно-оздоровительных целях [2]. В связи с этим, существенный интерес представляет изучение не только макроэлементного состава воды холодных источников, но и микроэлементного состава, который формирует вкусовые и бальнеологические качества.

Цель работы — определение микроэлементного состава воды холодного слабоминерализованного источника Буксыхен.

Объекты и методы исследования

Источник Буксыхен расположен по северо-западному борту Баргузинской впадины на территории Курумканского района, вблизи поселения Элысун. Разгрузка вод источника Буксыхен осуществляется линейно из-под скального выступа пятью грифонами. Традиционно воды исследуемого источника используются местными жителями в бальнеологических целях. Каждый из пяти выходов носит название в соответствии с предполагаемыми лечебными свойствами: «глазной», «сердечный», «щитовидный», «желудочный», «печеночный».

Физико-химические параметры воды измеряли in situ с помощью портативных приборов: температуру — сенсорным электротермометром Prima (Португалия), кислотность среды (рН) — потенциометрическим рН-метром рНер2 (Португалия), общее количество растворенных в воде соединений (TDS) — тестер-кондуктометром Dist 1 (Hanna Instruments, Румыния), окислительновосстановительный потенциал — ОВП-метром (Hanna Instruments, Румыния).

Микроэлементный анализ проводился в лаборатории инструментальных методов анализа ГИН СО РАН посредством магнитно-секторной масс-спектрометрии с индуктивной связанной плазмой (SF-ICP-MS Element XR).

Результаты и обсуждение

Все пять выходов воды исследуемого источника Буксыхен характеризовались низкой температурой, щелочной реакцией среды и низкой минерализацией (табл. 1). Окислительно-восстановительный потенциал воды был положительный и достигал 410 мВ.

Таблица 1 Физико-химические параметры воды источника Буксыхен

По данным определения ионного состава вода исследуемого источника гид-рокарбонатно-натриево-кальциевая. Ниже представлена формула Курлова, отображающая основные химические свойства воды.

HCO 3 69 Cl 19 SO 4 7

M 0,139 Na 45 Ca 37 Mg 18

Вода источника содержит фтор и кремний (элементы, содержание которых напрямую зависит от температуры воды на глубине формирования) в низких концентрациях (0,5 и 27,7 мг/л). Низкие значения фтора и кремния, отсутствие выявленных молодых локальных открытых разломов, по которым вода могла бы погружаться в глубокие слои земной коры, низкая температура — все это свидетельствует о поверхностном происхождении воды источника и отсутствии контакта с трещинно-жильными термальными водами. Источник, с достаточно высокой уверенностью, можно отнести к трещинно-грунтовым водам.

Известно, что на миграцию элементов и концентрирование их в растворе оказывают влияние внутренние и внешние факторы. Внутренние факторы определяются физико-химическими особенностями элементов, а внешние — условиями среды, в которых происходит миграция. Для источника Буксыхен зоной питания вод являются юго-восточные склоны Баргузинского хребта. Несмотря на то, что по западному борту долины вдоль Баргузинского хребта, проходит крутопадающий Западно-Баргузинский разлом северо-восточного простирания, он является закрытым и не оказывает влияния на воды источника. Подстилающими кристаллическими породами в зоне разгрузки вод источника являются гранитоиды ри-фейского баргузинского комплекса, сама разгрузка осуществляется из верхнечетвертичных отложений сложенных грубозернистыми песками с включениями гравия.

В ходе исследования микроэлементного состава вод источника Буксыхен были определены концентрации 57 элементов. В настоящей работе мы рассмотрим элементы с содержанием ≥ 1мкг/дм3 во всех исследуемых выходах воды источника Буксыхен (табл. 2).

Таблица 2

Микроэлементный состав вод источника Буксыхен (мкг/дм3)

Сравнительный анализ вод всех 5 выходов выявил, что воды источника «глазной» в основном содержат более высокие концентрации всех рассматриваемых микроэлементов. Вероятно, это связано с низким дебитом воды в данном источнике и соответственно здесь возможно увеличена степень взаимодействия воды с горной породой, что и способствует аккумуляции микроэлементов в воде. Необходимо отметить, что воды именно этого источника используются в бальнеотерапии местными жителями только как наружное средство.

Результаты определения микрокомпонентного состава показали, что воды всех исследуемых выходов имеют достаточно высокие концентрации стронция относительно остальных элементов (144,9–631,1 мкг/дм3). Стронций имеет высо- кую миграционную способность, он легко выщелачивается из горных пород, что подтверждается максимальными среди микроэлементов концентрациями [3]. Тем не менее, эти значения не превышают нормативы ПДК для подземных вод, используемых для водоснабжения населения [4].

С концентрацией более 10 мкг/дм3 в водах источника содержатся Ba, P и Zn. У бария химическая активность намного ниже, чем у стронция. Поэтому, несмотря на то, что распространенность элементов во вмещающих породах одного порядка, содержание бария в водах может быть намного ниже. В целом, все представленные микроэлементы находятся в воде в количествах ниже пределов допустимой нормы для вод хозяйственно-питьевого назначения. Отмечается только превышение по фосфору, но данные концентрации не влияют на вкусовые качества. Общее токсическое действие солей фосфорной кислоты возможно лишь при весьма высоких дозах [5]. В методике оценки экологической ситуации, принятой Госкомэкологией РФ, рекомендован норматив содержания растворимых фосфатов в воде — 50 мкг/дм3.

Таким образом, проведенные исследования химического состава вод холодного источника Буксыхен подтвердили возможность использования его в качестве питьевой воды. Наличие широкого спектра микроэлементов также позволяет применять воду и в бальнеотерапии.

Работа выполнена в рамках темы госзадания ФАНО № AAAA-A17-117011810034-9