Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/2.

Мазухина С. И. и др. Формирование химического состава поверхностных вод… 252 УДК 556.5:544.3.03(98) С. И. Мазухина, В. А. Маслобоев, С. С. Сандимиров, В. И. Пожиленко, С. В. Иванов Формирование химического состава поверхностных вод в Арктике на примере озера Инари и реки Паз Вопросы изучения формирования качества поверхностных и подземных вод, их взаимодействия с горными породами, разработка основ их рационального использования и охраны имеют большое фундаментальное и прикладное значение. Проведена оценка влияния состава горных пород северной части Фенноскандинавского (Балтийского) щита на формирование химического состава поверхностных вод в приграничном районе Финляндии – России – Норвегии (оз. Инари, р. Паз) с помощью физико-химического моделирования (ПК "Селектор"). Для физико-химического моделирования были сделаны две выборки химических анализов наиболее распространенных пород, слагающих площадь водосбора, с учетом их процентного соотношения. Поскольку область водосбора преобладающего большинства водотоков, питающих озеро Инари, сложена породами Лапландского гранулитового пояса (ЛГП) и его обрамления, то это будет главная выборка (условное влияние их состава на химический состав вод около 80 %). Ко второй выборке относятся гнейсы, мигматиты, гранитогнейсы, граниты и кварцевые диориты, характерные для террейна Инари (условное влияние их состава на химический состав вод около 20 %). Установлено, что формирование химического состава поверхностных вод происходит в результате взаимодействия атмосферных осадков с интрузивными, метаморфическими и осадочными породами северной Фенноскандии, содержащими кларковые концентрации S, C, F, Zn, Ni, Pb, Cu. Показано, что в результате взаимодействия в системе вода – порода химический состав вод оз. Инари, а также верхнего и среднего течения р. Паз сформирован в результате выветривания гранулитов Лапландского гранулитового пояса и гранитоидов террейна Инари района северной Фенноскандии. Химический состав вод р. Паз в нижнем течении формируется в результате выветривания метаморфизованных вулканогенно- осадочных пород Печенгской структуры и влияния промышленных загрязнений. Ключевые слова: поверхностные воды, физико-химическая модель, террейн Инари, Лапландский гранулитовый пояс. Введение В связи с истощением запасов пресных вод и ухудшением их качества в результате антропогенного воздействия на экосистемы Арктики вопросы изучения формирования качества поверхностных и подземных вод, их взаимодействия с горными породами, разработка основ их рационального использования и охраны имеют большое фундаментальное и прикладное значение. Цель работы – оценить влияние химического состава пород северной части Фенноскандинавского (Балтийского) щита на формирование химического состава поверхностных вод (оз. Инари, р. Паз) с помощью физико-химического моделирования [1] (ПК "Селектор"). Материалы и методы В работе использованы опубликованные источники, а также материалы отчетов, выполнявшихся в рамках научно-исследовательских программ. Основным методом исследования является метод физико- химического (термодинамического) моделирования, реализованный в программном комплексе (ПК) "Селектор", разработанном под руководством профессора И. К. Карпова (Институт геохимии им. Виноградова СО РАН, г. Иркутск). ПК "Селектор" снабжен системой встроенных баз термодинамических данных и модулем формирования моделей различной сложности. Используемый алгоритм [1] позволяет производить расчеты сложных химических равновесий в изобарно-изотермических, изохорических и адиабатических условиях в мультисистемах, где одновременно могут присутствовать водный раствор электролита, газовая смесь, жидкие и твердые углеводороды, минералы в виде твердых растворов и однокомпонентных фаз, расплавы и плазма. С помощью ПК можно исследовать как многокомпонентные гетерогенные системы, так и мегасистемы, состоящие из взаимодействующих систем (резервуаров), связанных между собой и окружающей средой потоками вещества и энергии. В настоящей работе ПК используется для моделирования в системе вода – порода. Геологическое положение Река Паз (Патсойоки) является крупнейшей рекой Северной Фенноскандии и протекает по территории трех государств – Финляндии, России и Норвегии. Она берет свое начало от озера Инари, в которое впадает большое количество ручьев и речек, стекающих с горного массива северной Финляндии (возвышенность Маанселькя). Наиболее значительные из них – р. Камасйоки с притоком Киелайоки, р. Васкойоки, р. Лемменйоки, р. Ивалойоки с притоками Репойоки и Толосйоки (рис. 1).