Изменение концентраций тяжелых металлов в компонентах малой реки (на примере осушительной мелиорации)

Abstract

Актуальность исследования заключается в необходимости оценки таких природных компонентов малой реки, как донные отложения и водные растения, которые способны аккумулировать различные поллютанты, поступающие с территории водосбора, и могут служить индикатором экологического состояния загрязнения воды в реке. Цель: анализ изменения концентраций тяжелых металлов в компонентах малой реки (на примере осушительной мелиорации). Объекты: поверхностные воды, донные отложения и водные растения, подверженные влиянию осушительной мелиорации. Методы: фильтрация проб воды через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм для раздельного определения растворенной и взвешенной форм тяжелых металлов. Отбор проб донных отложений штанговым дночерпателем Гр-91 на глубине 25 см от поверхности залегания. Кислотное разложение проб донных отложений и растительности в микроволновой системе "Mars-6", измельчение в планетарной мельнице "Pulverisette 6", определение тяжелых металлов методом атомноабсорбционной спектрометрии на спектрометре "Solaar 6M". Результаты. Под влиянием осушения в поверхностных водах происходит увеличение концентраций растворенных и взвешенных форм тяжелых металлов, в особенности Fe и Pb, превышающих значения предельно-допустимых концентраций в 3 раза. В донных отложениях происходит накопление тяжелых металлов в 1,5-2 раза выше по отношению к верхнему течению реки, однако при изменении химических и гидрологических параметров среды металлы переходят опять в водоток, являясь источником вторичного загрязнения. Наиболее интенсивные процессы осаждения рассчитаны для Fe (lgКраспр=5,06), Pb (lgКраспр=4,76), а также для Zn (lgКраспр =4,60). Средний характер седиментации прослеживается для Mn и Cu (lgКраспр=3,36). Для Ni коэффициент имеет минимальное значение (lgКраспр=2,82), что говорит об обратных процессах миграции металла из донных отложений в воду. Осушительная мелиорация, меняя гидрохимические и гидрологические характеристики водотоков, приводит к увеличению концентраций тяжелых металлов в макрофитах в 2-3 раза.

The relevance of the research lies in the need to assess such components of watercourse ecosystem as bottom sediments and aquatic plants that are able to accumulate various pollutants from the catchment area and can serve as indicators of the ecological state of pollution of the surface watercourse. The aim of the work is an environmental assessment of small rivers of the Middle Amur Lowland under the influence of drainage reclamation according to the content of heavy metals. Objects: surface water, bottom sediments and aquatic plants susceptible to drainage reclamation. Methods: filtering water samples through membrane filters with a pore diameter of 0,45 [mu]m for the separate determination of dissolved and suspended forms of heavy metals; sampling of bottom sediments with a Gr-91 rod-type dredger at a depth of 25 cm from the bedding surface; acid decomposition of samples of bottom sediments and vegetation in the "Mars-6" microwave system, grinding in a "Pulverisette 6" planetary mill, determination of heavy metals by atomic absorption spectrometry on a "Solaar 6M" spectrometer. Results. In surface waters, there is an increase in gross concentrations of heavy metals, especially iron and lead, exceeding the maximum permissible concentrations by thrеe times. The accumulation of various pollutants takes place in bottom sediments, however, when the chemical and hydrological parameters of the environment change, they again pass into the watercourse, thereby being a source of secondary pollution. The most intense deposition processes were calculated for Fe (lgК=5,06), Pb (lgК=4,76), as well as for Zn (lgК=4,60). The average character of sedimentation can be traced for Mn and Cu (lgК=3,36). For Ni, the coefficient has a minimum value (lgК=2,82), which indicates metal reverse migration from bottom sediments to water. Under the influence of drainage, an increase in concentration of heavy metals in macrophytes occurs.