Полиароматические углеводороды малых водоемов Томского района

Abstract

Актуальность. Оценка состояния природных вод включает в себя определение целого ряда физико-химических показателей, на основе которых разрабатываются различные индексы и классификации. Однако они не учитывают ряд загрязняющих веществ, оказывающих значительное влияние на состояние водоема, например, полиароматические углеводороды. В статье рассмотрены некоторые аспекты определения приоритетных загрязняющих веществ, к которым относятся полиароматические углеводороды, по критериям экологической опасности: токсичности, канцерогенности, распространенности, частоте встречаемости, источнику происхождения (антропогенному или природному). Учтены гидрохимические показатели, такие как рН, содержание растворенного кислорода, биологического потребления кислорода (БПК5), содержание ионов для определения качества вод. Проведена попытка оценить влияние полиароматических углеводородов на экологическое состояние водных объектов и учесть их вклад в изменение значений индекса загрязнения вод. Все эти данные показывают актуальность исследования. Цель: установить состав полиароматических углеводородов в поверхностных водах малых водоемов Томского района для оценки антропогенной нагрузки и показать взаимосвязь с индексами качества природных вод. Методы: экстракция, жидкостно-адсорбционная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, капиллярный электрофорез, амперометрия, титриметрия. Результаты. Исследованы малые озера Томского района на содержание 13 полиароматических углеводородов. Идентификация проводилась методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием. Суммарное содержание полиароматических соединений в изученных пробах поверхностных вод изменяется от 0,37 до 0,54 мкг/л. В смеси полиароматических углеводородов в водных образцах отмечается повышенное содержание легких 2-3-х ядерных полиаренов, обладающих лучшей растворимостью (нафталин, флуорен и фенантрен), а также бенз[а]антрацена. Содержание неорганических компонентов, представленных катионами и анионами, не превышает предельно-допустимых концентраций. Рассчитан индекс загрязненности воды; все озера относятся к умеренно загрязнённым, ближе к загрязненным. Показана зависимость коэффициента индекса загрязнения вод от содержания высокомолекулярных полиароматических углеводородов и соотношения высокомолекулярных к низкомолекулярным полиароматическим углеводородам. Показано, что чем выше значение коэффициента индекса загрязнения вод, тем выше доля трудноокисляемых компонентов в поверхностных водах

Relevance. The assessment of the state of natural waters includes the determination of a number of physicochemical indicators, on the basis of which various indices and classifications are developed. However, they do not take into account a number of pollutants that have a significant impact on the state of the reservoir, for example, polyaromatic hydrocarbons. The article considers some aspects of determining priority pollutants, which include polyaromatic hydrocarbons, according to environmental hazard criteria: toxicity, carcinogenicity, prevalence, frequency of occurrence, source of origin (anthropogenic or natural). Hydrochemical parameters such as pH, dissolved oxygen content, biological oxygen consumption (BPK5), and ion content are taken into account to determine water quality. An attempt was made to assess the impact of polyaromatic hydrocarbons on the ecological state of water bodies and to take into account their contribution to changes in the values of the water pollution index. All these data prove the relevance of the study. Aim. To establish the composition of polyaromatic hydrocarbons in the surface waters of small reservoirs of the Tomsk region to assess anthropogenic load and to show the relationship with the indices of natural water quality. Methods. Extraction, liquid chromatography, high-performance liquid chromatography, capillary electrophoresis, amperometry, titrimetry. Results. Small lakes of the Tomsk region were studied for the content of 13 polyaromatic hydrocarbons. The authors have carried out the identification by high-performance liquid chromatography with fluorimetric detection. The total content of polyaromatic compounds in the studied surface water samples varies from 0.37 to 0.54 mcg/l. In the polyaromatic hydrocarbons mixture in aqueous samples, there is an increased content of light 2-3 nuclear polyarenes with better solubility (naphthalene, fluorene and phenanthrene), as well as benz[a]anthracene. The content of inorganic components represented by cations and anions does not exceed the maximum permissible concentrations. The water pollution index was calculated; all lakes are moderately polluted, closer to polluted. The paper demonstrates the dependence of the water pollution index coefficient on the content of high-molecular polyaromatic hydrocarbons and the ratio of high-molecular to low-molecular polyaromatic hydrocarbons. It is shown that the higher the value of the water pollution index coefficient, the higher the proportion of difficult-to-oxidize components in surface waters