Научная статья на тему 'ФОРМЫ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Р. МАЛАЯ СЕНЬГА (ВЛАДИМИРСКАЯ ОБЛАСТЬ)'

ФОРМЫ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Р. МАЛАЯ СЕНЬГА (ВЛАДИМИРСКАЯ ОБЛАСТЬ) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
39
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ / ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ / ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Дроздова О. Ю., Карпухин М. М., Думцев С. В., Лапицкий С. А.

Изучены формы металлов в воде и донных отложениях р. Малая Сеньга, расположенной в Петушинском районе (Владимирская область). Показано, что все рассмотренные металлы в исследованных водах находятся преимущественно в растворенной форме. При этом большая часть Fe, Cu, Cd и Pb в водах реки находится в виде комплексов с органическими веществами (которые в основном представлены их отрицательно заряженными соединениями), а преобладающие формы нахождения Ni и Zn - неорганические соединения и катионные комплексы с низкомолекулярными органическими лигандами. В донных отложениях для рассмотренных металлов доля миграционноспособных форм металлов от валового содержания составляет от 10 до 30%, при этом значительная их часть представлена формами, связанными с гидроксидами железа и марганца.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Дроздова О. Ю., Карпухин М. М., Думцев С. В., Лапицкий С. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FORMESOF METALS IN WATER AND BOTTOM SEDIMETS OF THE MALAYA SENGA RIVER (VLADIMIR REGION)

In the work the speciation of metals in the water and bottom sediments of the Malaya Senga River, located in the Petushinsky district of the Vladimir region were studied. It is shown that all studied metals in the waters are predominantly in a dissolved form. At the same time, most of Fe, Cu, Cd and Pb in river waters are in the form of complexes with organic substances (which are mainly represented by their negatively charged compounds), and the main forms of occurrence of Ni and Zn are inorganic compounds and cationic complexes with low molecular weight organic ligands. In bottom sediments for the metals, the share of migratory forms of metals relative to the total contents is from 10 to 30%, while a significant part of them is represented by forms associated with iron and manganese hydroxides.

Текст научной работы на тему «ФОРМЫ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Р. МАЛАЯ СЕНЬГА (ВЛАДИМИРСКАЯ ОБЛАСТЬ)»

УДК 550.4

О.Ю. Дроздова1, М.М. Карпухин2, С.В. Думцев3, С.А. Лапицкий4

ФОРМЫ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ р. МАЛАЯ СЕНЬГА (ВЛАДИМИРСКАЯ ОБЛАСТЬ)

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»,

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, 1

Lomonosov Moscow State University, 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1

Изучены формы металлов в воде и донных отложениях р. Малая Сеньга, расположенной в Петушинском районе (Владимирская область). Показано, что все рассмотренные металлы в исследованных водах находятся преимущественно в растворенной форме. При этом большая часть Fe, Cu, Cd и Pb в водах реки находится в виде комплексов с органическими веществами (которые в основном представлены их отрицательно заряженными соединениями), а преобладающие формы нахождения Ni и Zn — неорганические соединения и катионные комплексы с низкомолекулярными органическими лигандами.

В донных отложениях для рассмотренных металлов доля миграционноспособных форм металлов от валового содержания составляет от 10 до 30%, при этом значительная их часть представлена формами, связанными с гидроксидами железа и марганца.

Ключевые слова: тяжелые металлы, формы нахождения, природные воды, донные отложения.

In the work the speciation of metals in the water and bottom sediments of the Malaya Senga River, located in the Petushinsky district of the Vladimir region were studied. It is shown that all studied metals in the waters are predominantly in a dissolved form. At the same time, most of Fe, Cu, Cd and Pb in river waters are in the form of complexes with organic substances (which are mainly represented by their negatively charged compounds), and the main forms of occurrence of Ni and Zn are inorganic compounds and cationic complexes with low molecular weight organic ligands.

In bottom sediments for the metals, the share of migratory forms of metals relative to the total contents is from 10 to 30%, while a significant part of them is represented by forms associated with iron and manganese hydroxides.

Key words: heavy metals, speciation, natural waters, bottom sediments.

Введение. Знание химического состава поверхностных вод и донных отложений дает информацию о биогеохимических циклах металлов, поскольку он отражает процессы, которые контролируют поведение этих элементов в водоемах [Перельман, Касимов, 1999; Pokrovsky, Schott, 2002; Добровольский, 2003, 2007].

Тяжелые металлы — потенциальные токсиканты, которые, попав в водоем, распределяются между компонентами этой водной экосистемы. Они не подвергаются биологическому разложению и могут накапливаться в различных организмах, что может приводить к негативным последствиям [Sathawara et al., 2004]. Однако известно, что поведение и токсичность металлов в воде и донных отложениях зависит от их химической формы, поэтому количественная оценка различных форм

элементов более значима, чем оценка их общей концентрации [Линник, Набиванец, 1986; Буд-ников, 1998; Папина, 2001; 8акаи й а1., 2013]. Исследования форм металлов в поверхностных водах важны не только с точки зрения их экологического значения, но и при оценке путей их миграции и распределения между компонентами водных экосистем [Линник и др., 2007]. Определение форм нахождения металлов в природных водах проводится с использованием экспериментальных и расчетных (теоретических) методов, но работ, в которых представлены результаты комплексных исследований при сочетании разных методов определения форм металлов, мало.

Цель работы — определение форм металлов в водах и донных отложениях небольшой р. Малая Сеньга (Владимирская область). Исследования

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, лаборатория охраны геологической среды и взаимосвязи поверхностных и подземных вод (ЛОГС), науч. с., канд. биол. н.; e-mail: drozdova@geol. msu.ru

2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, кафедра химии почв, науч. с., канд. биол. н.; e-mail: [email protected]

3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, лаборатория охраны геологической среды и взаимосвязи поверхностных и подземных вод (ЛОГС), вед. науч. с., канд. геол.-минер. н.; e-mail: [email protected]

4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, лаборатория охраны геологической среды и взаимосвязи поверхностных и подземных вод (ЛОГС), вед. инженер; e-mail: [email protected]

Рис. 1. Схема пробоотбора на р. Малая Сеньга: т. 1 — исток реки, т. 2. — среднее течение реки, т. 3 — устье реки, т. 4 — озеро Сеньга

проводились с использованием комбинации физических (фильтрации), химических (ионообменная хроматография) и расчетных методов, что позволило получить более подробную информацию о формах нахождения металлов в исследуемых водах.

Материалы и методы исследований. Объектами исследования были поверхностные воды и донные отложения, отобранные из р. Малая Сеньга и оз. Сеньга, в которое она впадает (Петушинский район, Владимирская область). Район исследования находится на территории Мещёрской низменности (N 55°49' E 39°22'). Северной границей Мещёры служит р. Клязьма, западной — р. Москва, южной — р. Ока, восточной — Окско-Цнинский вал. Большая часть Мещёрской низменности заболочена. Средние абсолютные отметки поверхности лежат в пределах 100—140 м. Подробное описание территории приведено в работах [Ильина, 2011; Ilina et al., 2013].

Были заложены точки опробования поверхностных вод: воды из заболоченного истока р. Малая Сеньга, среднего течения реки, устья реки при впадении в оз. Сеньга и воды озера (рис. 1).

Образцы отбирали в августе 2019 г. Отбор проб воды проводили в соответствии с ГОСТ 31861-2012 [2012]. Пробы отбирали в стерильные полипропиленовые флаконы для анализа на анионы и определения металлов, а также в стеклянные емкости для определения органического углерода. Пробы для определения металлов при отборе подкисляли HNO^^. Хранили образцы до анализа при 2-4 °С.

В природных водах in situ измеряли электропроводность (кондуктометр «Hanna HI 9033») и значения pH (рН-метр «Hanna HI 9025»). Содержание гидрокарбонатов определяли методом титрования [ГОСТ 31957-2012]. В лаборатории в водных образцах определяли содержание неорганических анионов (на ионном хроматографе «Dionex ICS-2000», Thermo), основных катионов (на пламенном

фотометре «Jenway PFP 7» и на атомно-абсорбци-онном спектрофотометре «ContrAA 300» («Analytik Jena Company»), растворенного органического углерода (РОУ) и общего азота (на анализаторе «LiquiTOC trace. Elementar»). Спектры поглощения проб снимали на спектрофотометре 511 UV/ Vis (Portlab). По спектрам поглощения водных проб рассчитывали показатель SUVA254, характеризующий растворенное органическое вещество. SUVA254 рассчитывали как отношение поглощения пробы на 254 нм к содержанию РОУ в пробе для оценки преобладания гидрофобного или гидрофильного материала в исследуемых пробах [Edzwald, Tobiason, 1999; Minor, Stephens, 2008; Matilainen et al., 2011].

В процессе изучения форм нахождения металлов в поверхностных водах оценивалось соотношение их взвешенных, коллоидной и растворенной форм. Для отделения суммы взвешенных и коллоидных форм от растворенных по мере поступления проб в лабораторию сразу проводили фильтрацию пробы с помощью мембранного фильтра (Milli-pore) с диаметром пор 0,22 мкм. Определение в растворенной фракции содержания анионных, катионных и нейтральных соединений металлов проводили методом ионообменной хроматографии с использованием сорбентов — катионита (Dowex 50 WX 8, 200-400, Serva) и анионита (ДЭАЭ-цел-люлоза, Sigma Aidrich).

В истоке, среднем течении и устье р. Малая Сеньга отобраны донные отложения. Отбор проб донных отложений проводили в 10-сантиметровом слое в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01-80 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность» [2012]. Донные отложения высушивали до воздушно-сухого состояния (при комнатной температуре), а затем растирали до состояния пудры и использовали для дальнейших исследований.

Общее содержание металлов в пробах донных отложений определяли на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой «Agilent 7500» после разложения методом спекания образца с содой [Бычкова и др., 2018; Николаева и др., 2019].

Для получения количественной информации о формах нахождения металлов в донных отложениях использовали сокращенную схему последовательного фракционирования соединений металлов по Тессье [Tessier et al., 1979]. Эта схема позволила выделить формы металлов с разной степенью подвижности: 1) водорастворимые формы (водная вытяжка); 2) обменные катионы и формы, связанные с карбонатами (ацетатно-аммонийный буфер, pH 4,8); 3) связанные с аморфными гидроксидами Fe и Mn (0,04М NH2OH, pH 2,0); 4) связанные с органическим веществом (30% Н2О2, pH 2,0).

Содержание металлов в водах и в вытяжках из донных отложений определяли на оптическом эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой «Agilent 5110 ICP-OES».

С учетом всех полученных гидрохимических характеристик (рН, содержание основных катионов и анионов и РОУ) и содержания металлов выполнены расчеты форм металлов в водных объектах исследования с использованием программы Visual MINTEQ ver. 3.1 [Gustafsson, 2013] в сочетании с базой данных и моделями привязки гуминовых веществ NICA-Donnan.

По полученным значениям общего содержания металлов в донных отложениях рассчитаны коэффициенты концентрации (Kc) для каждого металла:

всех объектах невысокое, что характерно для поверхностных вод этой территории [Шпа е! а1., 2013].

Таблица 1

Основные характеристики изучаемых вод

K - с,

(1)

Показатель Единицы измерения Исток Среднее течение Устье Озеро

pH ед. 4,2 4,6 5,4 6,3

ш мкСм/см 90 54 71 134

K+ мг/л 0,7 0,8 0,4 1,2

Na+ 1,0 1,8 1,5 3,4

Ca2+ 4,2 3,9 4,0 27,5

Mg2+ 0,7 0,6 0,7 4,9

НСО3- н.о. 5,1 10,5 33,1

Cl- 0,3 1,6 1,9 2,1

SO42- 1,7 1,2 1,2 4,9

РОУ 52,9 43,1 27,5 17,6

C/N ед. 74 45 37 34

SUVA254 л/мг-м 4,9 4,5 3,8 3,2

где Сг- — фактическое содержание элемента в донных отложениях, мг/кг; С — фоновое содержание элемента в донных отложениях, мг/кг. Фоновую концентрацию ТМ брали из отчета Александровской экспедиции 1991 г. по мониторингу загрязнения почв и донных отложений Владимирской области.

Результаты исследований и их обсуждение. По

классификации О.А. Алекина [Алекин, 1970] исследуемые воды относятся к гидрокарбонатному классу кальциевой группы, за исключением вод истока реки, которые относятся к сульфатному классу кальциевой группы (табл. 1). Значения удельной электропроводности исследуемых природных вод находятся в диапазоне 54—134 мкСм/ см. Исследуемые воды реки характеризуются слабокислой реакцией среды, а рН вод озера составляет 6,3. Низкие значения рН вод р. Малая Сеньга определяются их болотным питанием. Более высокие значения рН и минерализации в водах озера, вероятнее всего, связано с влиянием грунтового стока, питающего озеро. Содержание основных неорганических анионов и катионов во

Воды заболоченного истока реки характеризуются наибольшим содержанием растворенного органического углерода (табл. 1). Вместе со снижением содержания РОУ по течению реки до озера происходит изменение его качественного состава, о чем свидетельствует снижение величин С/Ы и 8ЦУА254. Полученные значения этих показателей свидетельствуют о том, что в водах истока и среднего течения реки преобладает гидрофобная часть органического вещества (8ЦУА254>4), в основном аллохтонного происхождения (более высокие значения С/Ы) [Шпа е! а1., 2014].

Содержание железа в исследованных водах варьирует в пределах 3,5—6,3 мг/л (табл. 2). По течению реки наблюдается снижение концентрации Fe от истока (6,3 мг/л) до устья реки (4,4 мг/л), в водах озера получены наименьшие значения — 3,5 мг/л. Корреляция содержания Fe и органического углерода в исследованных водах высокая (Я2 = 0,97). Наиболее выраженное уменьшение концентрации железа наблюдается между средним течением и устьем. В природных водах, богатых органическим веществом и железом, при миграции в результате трансформации комплексов с органическими веществами и полимеризации Fe(Ш) под воздействием различных факторов (например, инсоляции) могут образовываться коллоидные частицы гидроксида Fe и выводиться из раствора в виде осадка [Drozdova et а1., 2020]. Образующиеся при этом частицы гидроксида Fe обладают высокими адсорбционными свойствами, и в процессе осаждения с ними может соосаждаться и некоторая часть ионов других металлов.

Во всех исследуемых водах наблюдается превышение ПДКхозбыт. [ГН 2.1.5.1315-03] по содержанию растворимой формы железа. Особенности физико-географических условий территории (заболоченность) обусловливают высокое содержание

железа и гуминовых веществ в природных водах [Гидрогеология ..., 1966]. Такая высокая концентрация железа в поверхностных водах может влиять на качество питьевых вод населенных пунктов, имеющих подрусловой водозабор [Бондарева, 2010].

Содержание других металлов в водах реки и озера не превышает ПДК и норм Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), принятых для водных объектов (табл. 2). Количество металлов уменьшается по течению реки к озеру. Содержание Си, Сё, N1, РЬ в исследуемых пробах в большей степени коррелирует с содержанием растворенного органического углерода (Я2 = 0,72^0,97), за исключением цинка, для которого установлена более высокая корреляция с железом (Я22п Ре= 0,82, Я2ХП-роу= 0,68).

Таблица 2

Среднее содержание металлов в исследованных природных водах, мкг/л

Как указано выше, важная характеристика условий формирования химического состава вод — не только абсолютные значения, но и соотношение форм миграции металлов, в значительной степени определяющее качество вод. С учетом этого в водах р. Малая Сеньга и в оз. Сеньга изучены формы миграции металлов (табл. 3), в результате выявлено, что больше 50% Cu, Cd, Fe, Ni, Pb и Zn находится в исследуемых водах в растворенной форме.

В растворенной форме определяли количество катионных, анионных и нейтральных соединений металлов (табл. 3). Получено, что Cu, Cd, Fe и Pb находятся в исследованных водах преимущественно в анионной форме. Количество отрицательно заряженных соединений металлов снижается по течению реки. Часть соединений перечисленных металлов в природных водах представлена их комплексами с высокомолекулярными органическими лигандами, такими, как гуминовые вещества, несущие не полностью скомпенсированный отрицательный заряд. Для Ni и Zn преобладающая форма нахождения — катионная.

Расчеты с использованием программы Visual MINTEQ показали, что большая часть Fe, Cd, Cu и Pb во всех объектах исследования представлена комплексами с органическими лигандами (табл. 4). Для Ni и Zn в исследуемых водах, за исключением истока реки, преобладающая форма — неорганическая.

Таблица 3 Формы металлов в исследованных водах

Место отбора проб Форма Cu Cd Fe Ni Zn Pb

Количество растворенных, коллоидных и взвешенных форм, %

Исток растворенная 90 84 82 90 85 88

взвешенная + коллоидная 10 16 18 10 15 12

Среднее течение растворенная 96 93 96 90 87 92

взвешенная + коллоидная 4 7 4 10 13 8

Устье растворенная 97 91 92 85 74 90

взвешенная + коллоидная 3 9 8 15 26 10

Озеро растворенная 98 93 96 94 90 95

взвешенная + коллоидная 2 7 4 6 10 5

Количество катионных, анионных и нейтральных форм, %

Исток катионная 24 32 5 86 96 18

анионная 75 67 80 13 4 78

нейтральная 1 1 15 1 0 4

Среднее течение катионная 25 21 6 80 84 34

анионная 73 78 83 19 16 64

нейтральная 2 1 11 1 0 2

Устье катионная 35 25 9 84 66 28

анионная 64 74 83 15 34 68

нейтральная 1 1 8 1 0 4

Озеро катионная 38 12 17 69 61 39

анионная 60 87 80 29 36 58

нейтральная 2 0 3 2 3 3

Таблица 4

Количество металлов, связанных с органическим веществом (%), по результатам физико-химического моделирования

Место отбора проб Cd Cu Fe Ni Pb Zn

Исток 99 100 100 97 99 96

Среднее течение 91 97 92 44 64 42

Устье 76 99 80 46 74 42

Озеро 63 99 93 24 82 10

При сопоставлении экспериментальных и расчетных (результаты физико-химического моделирования) данных видно, что большая часть Бе, Си, Сё и РЬ во всех точках опробования находится в виде комплексов с органическими веществами, которые преимущественно представлены их отрицательно заряженными соединениями. Эти комплексы вида [MeL]n- могут быть образованы с высокомолекулярными соединениями, например, с гуминовыми веществами, или с низкомолекулярными двух- и более основными кислотами.

Основная форма нахождения № и 2п в среднем течении и устье реки и в озере — неорганические соединения, в истоке реки — катионные комплексы с органическими лигандами, скорее всего, с низкомолекулярными продуктами метаболизма водных организмов вида [MeL]n+.

Элемент Исток Среднее течение Устье Озеро ПДК Норма ВОЗ

Fe 6300 6000 4400 3500 300 300

Cu 3,00 2,00 1,10 1,55 1000 2000

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Zn 20,0 30,0 10,0 2,10 1000 3000

Cd 0,10 0,08 0,05 0,01 1 3

Ni 4,10 3,10 3,00 2,00 20 -

Pb 2,80 2,10 2,00 0,50 10 10

Все исследуемые донные осадки представлены легким суглинком, содержание органического углерода в них варьирует в пределах 3,0—5,5% (табл. 5). Валовое содержание металлов в донных отложениях приведено в табл. 6. Отметим, что состав твердой фазы практически не коррелирует с содержанием Сорг и долей илистой фракции (Я2 < 0,3).

Таблица 5 Общая характеристика донных отложений

Место отбора проб Описание Сорг, % %

Исток легкий суглинок, темно-коричневый, с растительными остатками 5,5 3,1

Среднее течение легкий суглинок, коричневато-рыжий 4,1 5,8

Устье легкий суглинок, рыжий 3,0 0,5

Таблица 6 Содержание тяжелых металлов (С,, мг/кг) и значения коэффициентов концентрации (Кс) в донных отложениях р. Малая Сеньга

Элемент Фон Исток Среднее течение Устье

С с, Кс с, Кс с, Кс

РЬ 14 29,08+3,02 2,1 33,06+2,65 2,4 2,90+1,37 0,2

гп 58 20,97+2,53 0,4 73,33+3,94 1,3 47,00+2,10 0,8

Си 28 15,07+2,19 0,5 22,77+4,25 0,8 29,00+4,32 1,0

Fe 21634 10533+62 0,5 20133+88 0,9 1498+61 0,1

N1 26 10,01 + 1,62 0,4 19,04+2,15 0,7 8,33+1,46 0,3

Cd - 0,24+0,08 - 1,70+0,11 - н.о. -

По полученным значениям Кс (табл. 6) видно, что в донных осадках наблюдается превышение фонового содержания РЬ в истоке реки, РЬ и гп — в среднем течении, в устье концентрация всех рассмотренных металлов не превышает фоновых значений.

Наибольшее количество металлов в донных отложениях выявлено в среднем течении реки, что, скорее всего, связано с выведением взвешенных и коллоидных форм металлов из раствора и накоплением их в донных осадках, что согласуется с данными о формах металлов в исследованных водах (табл. 3).

В исследуемых донных отложениях преобладают остаточные формы металлов: для Fe, Си, гп, N1 и РЬ они составляют 70% и выше. Эта фракция труднодоступная и потенциально не может участвовать в биогеохимических циклах водных экосистем. Доля «миграционно-способных» форм металлов от валового содержания в донных отложениях составляет в среднем 20—30%, понижаясь до 10-15% для Си и N1.

Распределение по формам в донных отложениях в целом сходно для всех рассмотренных металлов. Доля водорастворимых, обменных и связанных с органическим веществом металлов снижается вниз по течению реки (рис. 2), преобладает фракция, связанная с аморфными гидроксидами Fe и Мп. Преобладание железа в остаточной фракции по сравнению с фракцией железомарганцевых оксидов во всех образцах свидетельствует о том,

Рис. 2. Относительное распределение миграционноспособных форм нахождения металлов в исследуемых донных отложениях: I — исток реки, II — среднее течение реки, III — устье реки; 1 — водорастворимые формы; 2 — обменные формы и формы, связанные с карбонатами; 3 — формы, связанные с оксидами Fe и Мп; 4 — формы, связанные с органическим веществом

что железо в большей степени связано с кристаллической матрицей осадка.

Металлы, связанные с оксидами марганца и железа, находятся в умеренно доступных формах, но в случае значительных изменений физико-химических параметров среды и восстановительных процессов в водоеме (активизация процессов разложения, гниения и др.) может происходить их высвобождение в раствор. Металлы перейдут в обменную форму и могут стать источником вторичного загрязнения поверхностных вод [Дау-вальтер, 2012; Давыдова и др., 2016; Липатникова, 2018]. В таком виде они могут представлять потенциальную опасность для окружающей среды.

Заключение. Воды р. Малая Сеньга испытывают небольшую антропогенную нагрузку. Отмечено превышение установленных ПДК только по Бе. Воды реки характеризуются низким уровнем загрязнения донных отложений тяжелыми металлами, превышение фоновых значений отмечено только для РЬ в истоке и в среднем течении, для 2п — в среднем течении.

Из полученных данных видно, что вниз по течению р. Малая Сеньга снижается содержание РОУ и металлов, при этом миграция тяжелых металлов происходит в основном в растворенной форме. Количество рассмотренных металлов в коллоидной и взвешенной формах в объектах исследования не превышает 18% для Си, Сё, Бе,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометео-издат, 1970. 413 с.

Бондарева Д.Г. Распределение железа в поверхностных и питьевых водах Еврейской автономной области и его отражение на здоровье населения: Автореф. канд. дисс. Владивосток, 2010.

Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Соровский образов. журн. 1998. № 5. С. 23-29.

Бычкова Я.В., Николаева И.Ю., Ермина Ои др. Методические особенности подготовки твердых геологических проб для мультиэлементного анализа методом ИСП-МС // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2018. № 5. С. 54-60.

Гидрогеология СССР. Т. 1. Московская и смежные области. М.: Недра, 1966. 423 с.

ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002.

ГОСТ 31861-2012. Вода. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 2019.

ГОСТ 31957-2012. Вода. Методы определения щелочности и массовой концентрации карбонатов и гидрокарбонатов. М.: Стандартинформ, 2019.

Давыдова О.А., Коровина Е.В., Ваганова Е.С. и др. Физико-химические аспекты миграционных процессов тяжелых металлов в природных водных системах // Вестн. ЮУрГУ. Химия. 2016. Т. 8, № 2. С. 40-50.

Даувальтер В.А. Геоэкология донных отложений озер. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2012. 242 с.

N1, РЬ и 26% для 2п. При этом в растворенной форме большая часть Бе, Си, Сё и РЬ находится в виде анионных комплексов с органическими веществами, доля которых уменьшается вниз по течению реки. Преобладающая форма нахождения N1 и 2п — катионные комплексы с низкомолекулярными органическими лигандами в истоке реки и неорганические соединения в озере, среднем течении и устье реки.

Анализ форм тяжелых металлов в донных отложениях показал, что металлы в них находятся преимущественно в устойчивой форме, связанной с кристаллической решеткой минералов. Доля ми-грационно-способных форм металлов от валового содержания в твердой фазе донных отложениях изученной реки в среднем составляет 20-30% для Бе, 2п, РЬ и 10-15% для Си и №. При этом для всех металлов преобладают формы, связанные с гидроксидами Бе и Мп.

Благодарности. Авторы выражают благодарность следующим студентам и сотрудникам кафедры геохимии геологического факультета за содействие в проведении исследований: А.И. Не-нюковой, Д.А. Бычкову и | Я.В. Бычковой | .

Финансирование. Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проект № 18-05-00162, проведение полевых исследований) и РНФ (проект № 19-77-00017, проведение аналитических работ).

Добровольский В.В. Основы биогеохимии: Учебник для студ. высш. учеб, заведений. М.: Изд. центр «Академия», 2003. 400 с.

Добровольский В.В. Гипергенез и коры выветривания. Избр. тр. Т. 1. М.: Научный мир, 2007. 512 с.

Ильина С.М. Роль органометаллических комплексов и коллоидов в речном стоке бореальной климатической зоны (на примере Северной Карелии и Владимирской Мещёры): Автореф. канд. дисс. М., 2011.

Линник П.Н., Васильчук Т.А., Линник Р.П., Игна-тенко И.И. Сосуществующие формы тяжелых металлов в поверхностных водах Украины и роль органических веществ в их миграции // Методы и объекты химического анализа. 2007. Т. 2, № 2. С. 130-145.

Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидро-метеоиздат, 1986. 249 с.

Липатникова О.А. Формы нахождения микроэлементов в донных отложениях Вышневолоцкого водохранилища // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2018. № 3. С. 46-54.

Николаева И.Ю., Фяйзуллина Р.В., Бычкова Я.В. и др. Методы геохимических исследований. Ч. 1. Инструментальные методы количественного химического анализа горных пород. Подготовка геологических проб к химическому анализу. М.: Книга-Мемуар, 2019. 94 с.

Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода — взвешенное вещество — донные отложения речных экосистем // Анал. обзор. Сер. Экология. Вып. 62. ГПНТБ СО РАН; ИВЭП СО РАН. Новосибирск, 2001. 58 с.

Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000, 1999. 610 с.

Drozdova O.Yu., Aleshina A.R., Tikhonov V.V. et al. Coagulation of organo-mineral colloids and formation of low molecular weight organic and metal complexes in boreal humic river water under UV-irradiation // Chemosphere. 2020. Vol. 250, N 126216. P. 1-10.

Edzwald J.K., Tobiason J.E. Enhanced coagulation: US requirements and a broader view // Water Sci. and Technol. 1999. Vol. 40. P. 63-70.

Gustafsson J.P. Visual MINTEQ ver. 3.1. 2013. URL: http://vminteq.lwr.kth.se

Ilina S.M., Drozdova O.Yu., Lapitskiy S.A. et al. Size fractionation and optical properties of dissolved organic matter in the continuum soil solution-mire-river and terminal lake of a boreal watershed // Organic Geochem. 2014. Vol. 66. P. 14-24.

Ilina S.M., Poitrasson F, Lapitskiy S.A. et al. Extreme iron isotope fractionation between colloids and particles of boreal and temperate organic-rich waters // Geochim. et Cosmochim. Acta, 2013. Vol.101. P. 96-111.

Matilainen A., Gjessing E.T., Lahtinen T. et al. An overview of the methods used in the characterisation of

natural organic matter (NOM) in relation to drinking water treatment // Chemosphere. 2011. Vol. 83. P. 1431-1442.

Minor E, Stephens B. Dissolved organic matter characteristics within the Lake Superior watershed // Organic Geochem. 2008. Vol. 39. P. 1489-1501.

Pokrovsky O.S., Schott J. Iron colloids/organic matter associated transport of major and trace elements in small boreal rivers and their estuaries (NW Russia) // Chem. Geol. 2002. Vol. 190. Iss. 1-4. P. 141-179.

Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals // Analyt. ^em. 1979. Vol. 51, N. 7. P. 844-850.

Sakan S.M., Sakan N.M., Dordevic D.S. Trace element study in Tisa River and Danube alluvial sediment in Serbia // Intern. J. Sediment Res. 2013. Vol. 28, Iss. 2. P. 234-245.

Sathawara N.G., Parikh D.J., Agarwal Y.K. Essential heavy metals in environmental samples from Western India // Bull. Environm. Contam. Toxicol. 2004. Vol. 73, N 4. P. 756-761.

Поступила в редакцию 09.11.2020 Поступила с доработки 27.01.2021 Принята к публикации 27.01.2021

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.