Содержание и формы миграции меди и цинка в природных водах Васюганского болота Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Вестник Томского государственного университета. 2013. № 368. С. 166-172

УДК 550.42:577.4(571.1)

А.А. Скороходова, О.Г. Савичев

СОДЕРЖАНИЕ И ФОРМЫ МИГРАЦИИ МЕДИ И ЦИНКА В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ ВАСЮГАНСКОГО БОЛОТА

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 11-05-93112-НЦНИЛ_а) и ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»

(ГК № 11.519.11.6044), Госзадания «Наука» № 5.4573.2011.

Определен средний уровень содержания тяжелых металлов в природных водах Васюганского болота, расположенного в таежной зоне Западной Сибири. Установлено, что миграция цинка в поверхностных водах происходит в среднем на 55% в коллоидной и взвешенной формах, на 45% - в растворенной. Для меди характерно обратное распределение растворенной и коллоидно-взвешенной форм (54 и 46% соответственно). В растворенной форме большая часть цинка находится в форме ионов 2п2+,

2пФК, а меди - в форме СиФК22- и СиФК. Показано, что статистика нарушения предельно допустимых концентраций для водных объектов рыбохозяйственного назначения, установленных для растворимых в воде форм Си и 2п, завышена в 1,7 и 2,4 раза соответственно.

Ключевые слова: тяжелые металлы; формы миграции; болотные экосистемы; Васюганское болото; Западная Сибирь.

Территория Западной Сибири характеризуется очень высокой заболоченностью, достигающей местами 80%, что не может не отразиться на химическом составе и качестве поверхностных и подземных вод региона. Однако механизмы и закономерности влияния болот на гидрогеохимический режим пока изучены недостаточно полно, особенно на участках добычи полезных ископаемых, где очень часто практически любое несоответствие установленных нормативов качества связывается с загрязнением вод.

Важным обстоятельством является и то, что предельно допустимые концентрации (ПДК) ряда тяжелых металлов во многих случаях установлены для растворенной формы, в то время как при проведении научных исследований, инженерных изысканий и экологического мониторинга используются методики определения валовых содержаний. Соответственно, при определенных обстоятельствах может произойти необоснованное занижение оценки качества вод с последующими претензиями к предприятиям - источникам возможного загряз-

нения. Все это и определило цель рассматриваемой работы - оценку средних валовых содержаний в природных водах болотных экосистем и форм миграции тяжелых металлов Си и 7п как наиболее часто определяемых в экологической практике.

Достижение поставленной цели предполагает определение средних содержаний макро- и микроэлементов, биогенных и органических веществ в различных водных объектах (болотные, речные и подземные воды), входящих в состав болотных экосистем таежной зоны Западной Сибири, включая восточный участок Васюганского болота, который и послужил главным объектом исследования (рис. 1).

Исходные данные получены преимущественно авторами в процессе научных исследований и инженерных изысканий, проведенных в Томском политехническом университете (ТПУ) и ОАО «Томскгеомониторинг» в 1998-2012 гг. Кроме того, при анализе использовались опубликованные данные других авторов и организаций, обобщенные в [1].

Рис. 1. Ориентировочные границы Васюганского болота и местоположение опорного пункта исследований в водосборе р. Ключ (1). Схема размещения пунктов отбора проб воды в болотных экосистемах более подробно рассмотрена в работах [10, 14]

Методика исследования

Исследование включало в себя несколько этапов:

1) отбор проб болотных, речных и, частично, подземных и атмосферных вод, полевое определение быстро изменяющихся компонентов и консервация проб;

2) определение химического состава вод в аккредитованной проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии научно-образовательного центра «Вода» ТПУ, включая валовые содержания тяжелых металлов;

3) определение растворенных, коллоидных и взвешенных форм миграции Си и 7п;

4) обобщение данных ТПУ и ОАО «Томскгеомони-торинг», полученных при участии авторов, с материалами других авторов и организаций при условии использования тех же или аналогичных методик;

5) термодинамические расчеты растворенных форм миграции.

Отбор водных проб проводился с помощью пробоотборников в специально подготовленные емкости, в том числе проб: болотных вод - из деятельного горизонта торфяной залежи с учетом рекомендаций [2], речных вод - из слоя 0,2-0,5 м от поверхности согласно [3]. Для проведения общего химического анализа пробы воды отбирались в полиэтиленовые бутылки объемом 1,5-3,0 л доверху и плотно закрывались. Оценка содержаний устойчивых компонентов в пробах воды проводилась в лабораториях сразу по мере поступления проб. Для анализа неустойчивых компонентов консервация проб осуществлялась в соответствии с требованиями [4]. Определение концентраций тяжелых металлов выполнялось методом инверсионной вольт-амперометрии на приборе ТА-4 с пределами обнаружения, мкг/дм3: 7п - 0,5; Си - 0,6; РЬ - 0,2; Cd - 0,2 [5]. Содержания прочих элементов и соединений оценивались: Са2+ - методом титриметрии с пределом обнаружения 1 мг/дм3; Ыа+ и К+ - атомно-абсорбционной спектроскопией (ААС) с пламенной атомизацией, 1 мг/дм3; НС03- - методом титриметрии, 3 мг/дм3; Б042- - методом турбидиметрии, 2 мг/дм3; С1- - методом титриметрии, 0,3 мг/дм3; азота нитритного, нитратного, аммонийного - методом фотометрии с пределами обнаружения 0,01, 0,1, 0,05 мг/дм3 соответственно; Р043- - методом фотометрии, 0,05 мг/дм3; Б1 - методом фотометрии, 0,2 мг/дм3; железа общего - методом фотометрии, 0,05 мг/дм3; А1 - ААС с электротермической атомизацией, 0,02 мг/дм3; Р- - методом по-тенциометрии, 0,15 мг/дм3; Мп - ААС с электротермической атомизацией, 0,005 мг/дм3; Н§ - ААС с электротермической атомизацией, 0,00005 мг/дм3; веществ, идентифицируемых как «нефтепродукты», - методом флуориметрии, 0,005 мг/дм3; фенолов - методом флуо-риметрии, 0,0005 мг/дм3; фульвокислот (ФК) - методом

титриметрии, 2 мг/дм3; гуминовых кислот (ГК) - методом титриметрии, 0,2 мг/дм3; СО2 - методом титриметрии, 10 мг/дм3. Химическое потребление кислорода (ХПК) по бихроматной окисляемости определялось методом фотометрии с пределом обнаружения 5 мгО2/дм3; перманганатная окисляемость (ПО) - методом титриметрии, 0,25 мгО2/дм3; биохимическое потребление кислорода за пять суток (БПК5) - методом титриметрии, 1 мгО2/дм3; содержание органического и неорганического углерода (Сорг, Снеорг) - методом высокотемпературного каталитического окисления (ВТКО), 1 мг/дм3; значения рН - потенциометрией, 0,05 ед. рН; значения ЕЙ - потенциометрией, - 1200 мВ; содержание взвешенных веществ (веществ с диаметром частиц более 10-6 м) - методом гравиметрии, 5 мг/дм3; сухой остаток - методом гравиметрии, 50 мг/дм3; мутность (содержание коллоидных частиц 10-6...10-9 м) - методом фотометрии, 0,3 гр. цв. Собственно термодинамические расчеты растворенных форм миграции были выполнены с помощью программного комплекса Ну-droGeo, разработанного М.Б. Букаты [6].

В процессе изучения форм нахождения цинка и меди оценивалось процентное соотношение взвешенных, коллоидной и истинно растворенной форм этих металлов в воде. Для отделения суммы взвешенных и коллоидных форм от растворенных сразу по мере поступления проб в лабораторию проводили фильтрацию пробы (без консерванта) с помощью мембранного фильтра с диаметром пор 0,45 мкм под давлением инертного газа. Фракция частиц размером менее 0,45 мкм, прошедшая через мембранный фильтр, отнесена к истинно растворенной форме. Общая погрешность методики определения валового содержания и форм миграции Си и 7п не превышают 40%.

Результаты исследования и их обсуждение

Обобщение материалов собственных исследований и фондовых материалов ТПУ и ОАО «Томскгеомони-торинг» показало, что наиболее высокие концентрации тяжелых металлов, так же как рН и суммарное содержание растворенных солей, приурочено к евтрофным древесным болотам, а минимальное - преимущественно к олиготрофным сосново-сфагново-кустарничковым болотам («рям») или грядово-мочажинным (ГМК), гря-дово-озерковым и грядово-мочажинно-озерковым комплексам (ГМОК) (табл. 1). В распределении косвенного показателя содержания органических веществ - би-хроматной окисляемости (БО) - проявляется в целом противоположная тенденция: максимальные его значения характерны для вод олиготрофных грядово-мочажинных и грядово-мочажинно-озерковых комплексов, а минимальные - для вод евтрофных травяномоховых болот.

Т а б л и ц а 1

Среднемноголетние значения гидрохимических и физико-химических показателей болотных вод на территории Томской области1, мг/дм3

Показатель ГМК и ГМОК «Рям» Мезотрофное Евтрофное древесное Евтрофное травяно-моховое

А2 N2 А N А N А N А N

рН, ед. рН 3,80 9 4,18 21 4,69 9 5,90 13 5,58 19

СО2 27,7 4 69,3 10 9,3 4 11,0 2 62,1 13

Показатель ГМК и ГМОК «Рям» Мезотрофное Евтрофное древесное Евтрофное травяно-моховое

А2 А N А N А N А N

Взвешенные вещества 360,8 5 407,4 12 1031,2 6 93,9 4 96,3 9

Мутность, ЕМФ 9,9 4 57,7 10 86,3 4 45,5 9

Сухой остаток 173,3 5 195,7 6 227,4 10 225,8 6

46,7 9 35,5 21 84,5 8 243,7 13 99,7 19

Са2+ 6,2 9 7,7 21 9,4 9 24,9 13 17,3 19

м82+ 3,6 9 3,4 21 5,4 9 9,3 13 5,7 19

№+ 4,3 6 1,8 16 3,9 5 11,8 13 3,6 19

К+ 1,1 6 <1 (0,6) 16 1,3 5 2,0 13 1,3 19

НСО3- 11,5 9 10,7 21 37,0 9 139,4 13 47,0 19

8042- 1,8 9 4,7 21 15,0 9 1,4 13 0,7 19

С1- 18,0 9 6,6 21 12,1 9 54,7 13 24,1 19

Азот N0з- 0,229 6 0,532 18 0,350 8 0,191 13 0,333 19

Азот N02- <0,02 (0,014) 6 <0,02 (0,019) 18 <0,02 (0,004) 9 0,031 12 0,250 19

Азот NH4+ 1,86 9 3,23 21 1,55 9 3,19 12 3,74 19

Фосфор Р043- <0,05 (0,01) 5 <0,05 (0,02) 13 0,07 5 0,13 5 0,08 13

81 0,9 4 2,9 14 3,7 4 5,1 4 4,3 12

Р- <0,15 (0,04) 10 <0,15 (0,06) 4

А1 0,28 7 <0,02 (0,01) 5 0,28 3

Реобщ. 0,83 7 1,88 17 5,18 8 2,09 13 4,73 19

2п 0,0100 5 0,0021 12 0,0110 5 0,0519 4 0,0477 8

Си 0,0017 5 0,0023 12 0,0007 5 0,0049 4 0,0013 8

РЬ <0,0002 4 0,0013 10 0,0002 5 0,0028 4 0,0026 8

Cd <0,0002 4 <0,0002 4 0,00067 5 <0,0002 8

не <0,00005 (0,00001) 4 0,00006 4

Мп 0,120 4 0,193 8

Нефтепродукты 0,104 5 0,462 14 0,213 6 0,478 5 0,092 11

Фенолы 0,0006 4 0,0134 10 0,0103 6 0,0040 4 0,0017 3

ФК 117,34 6 64,90 14 101,71 5 88,88 11 47,97 6

ГК 29,75 6 16,35 14 25,75 5 22,48 11 12,03 6

ХПК, мгО2/дм3 310,5 6 170,9 14 268,8 5 234,7 11 125,9 6

ПО, мгО2/дм3 87,11 4 102,85 9 49,80 10 97,04 14

БПК5, мгО2/дм3 4,93 4 23,72 7 5,72 5 2,06 3 1,96 7

, полученных авторами в

приведены полученные результаты.

Согласно [7-9], концентрации ряда металлов в природных водах гумидной зоны в значительной степени контролируются содержанием и составом органических кислот, причем если с гуминовыми кислотами образуются малорастворимые соединения, что способствует уменьшению валовых содержаний металлов, то с фульво-кислотами растворенные и, особенно, коллоидные формы способны накапливаться в водной среде. С учетом этого можно предположить, что при одновременном росте ор-

ганических кислот с увеличением доли ФК следует ожидать повышения валовых содержаний некоторых металлов, а при общем уменьшении концентраций органических веществ и/или соотношения ФК/ГК - соответствующего их снижения. Данное предположение в целом подтверждается как результатами региональных обобщений [9, 10], так и данными наблюдений в сопряженных лесных и внутриболотных экосистемах на наиболее изученном участке Васюганского болота (табл. 2, 3).

Т а б л и ц а 2

Химический состав вод в пределах различных фитоценозов Васюганского болота на участке между сс. Плотниково и Поротниково 24.04.2003 г. [10], мг/дм3

Показатель Болотный фитоценоз Ручей на границе болота и лесного фитоценоза

Сфагново-сосново-кустарничковый Топяной участок в пределах сфагново-кустарничкового фитоценоза Разнотравно- древесный

рН, ед. рН 3,93 4,11 4,46 6,34

Взвешенные вещества 10,8 1,6 2,1 1,8

Сухой остаток 111 89 229 248

41,0 38,1 136,2 190,6

Са2+ 2,0 4,8 20,0 34,0

Ме2+ <1,0 3,6 3,6 6,6

№++ К+ 12,0 <1,0 (0,9) 14,6 18,1

НС03- 3,7 11,0 65,9 99,8

8042- 22,5 16,8 28,6 28,6

С1- 0,7 1,0 3,5 3,5

Азот N03^ 2,16 1,38 2,96 11,21

Азот N0^ 0,036 0,039 0,030 0,130

Азот NH4+ 1,37 1,24 1,20 2,08

Фосфор Р043- <0,05 (0,022) <0,05 (0,025) <0,05 <0,05 (0,028)

Показатель Болотный фитоценоз Ручей на границе болота и лесного фитоценоза

Сфагново-сосново-кустарничковый Топяной участок в пределах сфагново-кустарничкового фитоценоза Разнотравно- древесный

81 0,74 0,38 2,04 2,19

Ре общ. 1,01 0,47 0,80 1,54

2п 0,0084 0,0066 0,0180 0,0028

Си 0,0028 0,0026 0,0029 0,0026

Нефтепродукты <0,005 <0,005 <0,005 <0,005

Фенолы 0,0020 0,0020 0,0020 0,0015

ХПК, мгО2/дм3 84,04 64,40 121,44 125,12

БПК5, мгО2/дм3 8,40 7,33 9,24 9,20

Т а б л и ц а 3

Гидрохимические и физико-химические показатели речных, болотных и подземных вод в водосборе р. Ключ, 29.03.2011 г., мг/дм3

Показатель Снеговая вода, 15.03.2010 г. «Рям», точка 1 «Рям» на границе с топью, точка 2 Сфагновая топь р. Ключ Подземные воды палеогеновых отложений, с. Бакчар

рН, ед. рН 4,58 3,51 3,59 3,70 7,22 7,93

ЕЙ, мВ 328 374 383 374 283 222

СО2 105,8 92,4 104,7 19,8

Мутность, ЕМФ 255 180 120 4

6,60 9,09 16,57 13,20 254,77 468,90

Са2+ <1 2,5 5,0 4,5 35,0

Ме2+ <1 2,60 4,15 4,27 13,00

№+ 0,1 0,6 0,6 0,9 8,3 140,0

К+ 0,03 0,35 0,40 0,70 6,50 1,50

НСО3- 4,9 <3 <3 <3 160,0 266,0

8О42- <2 (1,0) <2 3,59 <2 18,32 11,60

С1- 0,52 3,09 2,83 2,83 13,65 56,70

Азот N0з- 0,447 0,348 0,488 0,488 0,973 <0,1 (0,011)

Азот N02- <0,01 <0,01(0,006) 0,061 <0,01(0,002) 0,021 <0,01 (0,002)

Азот NH4+ <0,05(0,019) 3,360 3,360 3,484 0,296 0,640

Фосфор РО43- <0,05(0,008) <0,05(0,042) 0,068 0,088 0,480 0,134

81 <0,2 (0,09) 8,84 5,52 12,00 10,10 9,30

Р- <0,15 (0,05) <0,15 (0,05) <0,15(0,05) <0,15 (0,05) <0,15 (0,12) 0,32

А1 0,06 0,27 0,28 0,29 0,06 0,38

Реобщ, 0,05 2,06 1,96 2,94 1,42 0,60

2п (валовое содержание) 0,028 0,041 0,038 0,045 0,024 0,023

2п (коллоидные и взвешенные формы) 0,0290 0,0160 0,0340 0,0079

2п (растворенная форма) 0,0120 0,0220 0,0110 0,0161

Си (валовое содержание) 0,0120 0,0055 0,0043 0,0053 0,0066 0,0010

Си (коллоидные и взвешенные формы) 0,0026 0,0012 0,0028 0,0036

Си (растворенная форма) 0,0029 0,0031 0,0025 0,0030

РЬ <0,0002 0,0006

не <0,00005 (0,000013) <0,00005 (0,000013) <0,00005 (0,000037) <0,00005 (0,000013) 0,000132

Нефтепродукты 0,0090 0,0099 0,0080 0,0068 0,0070

Фенолы 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001

С-ФК 81,3 154,5 164,0 56,6

С-ГК 18,6 21,3 15,8 10,3

С '-^орг. 72,7 73,7 77,8 20,9

С '-^неорг. 10,1 1,9 2,0 21,6

ПО, мгО2/дм3 0,8 86,4 113,6 100,0 27,2 1,2

Безусловно, этот механизм формирования содержаний металлов в водах болотных экосистем не является единственным, а его действие либо усиливается, либо нарушается процессами сорбции - десорбции, растворения - осаждения, диффузии в торфяной залежи или донных отложениях, трансформации органического вещества, обмена газами с атмосферой и т.д. Причем интенсивность многих из этих процессов, в свою очередь, регулируется интенсивностью водообмена, определяющей, согласно [12], время и условия контакта воды, растворенных газов, твердого вещества (торф, донные отложения, наносы). Соответственно, в среднемноголетнем разрезе на фоне общего увеличения

концентраций Ре, 7п, Мп по мере увеличения расходов воды, содержания органического вещества и доли ФК могут наблюдаться различные тенденции изменения концентраций тяжелых металлов в водах болот и водотоков (табл. 4).

Как указывалось выше, важной характеристикой условий формирования химического состава вод являются абсолютные значения и соотношение форм миграции тяжелых металлов, в значительной степени определяющие качество вод. С учетом этого на восточном участке Васюганского болота было проведено изучение форм миграции некоторых металлов, показавшее, что больше 50% цинка находится в болотных и речных во-

дах болотных экосистем в коллоидной и взвешенной Близкие результаты были получены для бассейна формах, а более 50% меди - в растворенной (рис. 1, 2). р. Томь, особенно в случае содержаний цинка [13].

Т а б л и ц а 4

Гидрохимические и физико-химические показатели речных, болотных и подземных вод в водосборе р. Ключ в среднем за 2003-2011 гг., мг/дм3

Показатель «Рям», точки 1 и 2 Топь Канал р. Ключ

А N А N А N А N

рН, ед. рН 3,86 10 3,87 9 6,30 7 6,81 5

ЕЙ, мВ 361 4 355 4 300 1 243 4

СО2 78,8 8 54,0 8 21,8 5 37,1 5

Взвешенные вещества 578,04 7 394,12 7 9,76 5 28,47 3

Мутность, ЕМФ 80,60 7 45,41 7 3,18 4 69,55 4

20,4 10 13,2 9 103,7 7 212,7 5

Са2+ 6,6 10 3,3 9 25,9 7 32,0 5

Ме2+ 3,2 10 1,4 9 7,3 7 14,1 5

1,15 8 1,16 8 1,43 5 6,98 5

К+ <1 (0,46) 8 <1 (0,22) 8 <1 (0,71) 5 2 5

НСО3- 2,0 10 2,1 9 60,3 7 157,0 5

3042- 3,8 10 2,8 9 4,1 7 4,5 5

С1- 2,4 10 2,4 9 2,5 7 5,1 5

Азот N03^ 0,556 10 0,434 9 0,409 7

Азот N0^ <0,02 (0,012) 10 <0,02 (0,006) 9 <0,02 (0,007) 7

Азот NH4+ 4,639 10 4,824 9 2,412 7

Фосфор Р043- 0,196 6 0,059 8 <0,05 (0,036) 7 <0,05 (0,036) 5

81 3,38 9 3,52 8 3,41 7 5,55 4

Р- <0,15 (0,05) 7 <0,15 (0,05) 7 <0,15 (0,05) 5 <0,15 (0,07) 4

А1 0,496 4 0,459 4 0,323 2 0,222 4

РЄобщ. 2,42 10 2,53 9 2,43 7 7,78 5

2п 0,0259 7 0,0256 6 0,0272 5 0,0378 4

Си 0,0026 7 0,0017 6 0,0018 5 0,0032 4

РЬ 0,0020 5 0,0014 5 0,0011 3 0,0011 4

Мп 0,061 5 0,074 6 0,282 3 5,089 3

Нефтепродукты 0,33 8 0,17 7 0,48 7 0,46 3

Фенолы 0,0013 4 0,0015 2 0,0013 3 0,0016 2

ХПК, мгО2/дм3 177,9 7 161,9 7 167,6 6 88,8 4

ПО, мгО2/дм3 111,2 7 82,9 7 73,8 5 43,2 4

В растворенной форме, в свою очередь, основной формой миграции 7п являются ион 7п2+ и соединения с фуль-вокислотами, а Си - преимущественно соединения с фуль-вокислотами, причем доля органоминеральных комплексов

уменьшается в нейтральных речных водах по сравнению с кислыми и слабокислыми болотными водами (табл. 5). Эти данные в целом соответствуют выводам, ранее полученным для речных вод в бассейне Средней Оби [14].

Рис. 1. Растворенные (I) и коллоидно-взвешенные (II) формы миграции 2п в болотных и речных водах в водосборе р. Ключ, 29.03.2011 г.

Рис. 2. Растворенные (I) и коллоидно-взвешенные (II) формы миграции Си в болотных и речных водах в водосборе р. Ключ, 29.03.2011 г.

Формы миграции 7п и Си в болотных и речных водах в водосборе р. Ключ, 29.03.2011 г.

Т а б л и ц а 5

Показатель Единицы измерения «Рям», точка 1 «Рям» на границе с топью, точка 2 Сфагновая топь р. Ключ

2п - всего в растворенной форме мг/дм3 0,012 0,022 0,011 0,0161

% 100 100 100 100

гп2+ мг/дм3 0,0083 0,0124 0,0066 0,0107

% 69,22 56,40 60,44 66,74

2п8О40 мг/дм3 0,00009

% 0,554

гпФк22- мг/дм3 0,0001 0,0006 0,0002 0,000003

% 1,04 2,8 2,14 0,02

гпФк0 мг/дм3 0,0033 0,0090 0,0039 0,0005

% 27,21 38,9 35,84 2,98

гпгк0 мг/дм3 0,0003 0,00042 0,00017 0,00007

% 2,52 1,89 1,57 0,45

гп(исОз)20 мг/дм3 0,00021

% 1,3

гпИСОз+ мг/дм3 0,00051

% 3,17

гпСОз0 мг/дм3 0,0025

% 15,4

гпС1+ мг/дм3 0,0000008 0,0000011 0,0000007 0,0000042

% 0,007 0,005 0,006 0,026

гпОИ+ мг/дм3 0,00000024 0,00000044 0,00000033 0,0015

% 0,003 0,0023 0,003 9,36

Си - всего в растворенной форме мг/дм3 0,0029 0,0031 0,0025 0,003

% 100 100 100 100

Си2+ мг/дм3 0,0000006 0,00000029 0,0000003 0,00002

% 0,020 0,008 0,010 0,770

СиГК0 мг/дм3 0,000014 0,000004 0,000004 0,000080

% 0,47 0,14 0,15 2,65

СиФК0 мг/дм3 0,0003 0,0002 0,0002 0,0012

% 11,5 6,5 7,7 39,29

СиФК22- мг/дм3 0,0026 0,0029 0,0023 0,0014

% 88,01 93,35 92,14 47,46

СиИСОз+ мг/дм3 0,00001

% 0,441

Си(ИСОз)20 мг/дм3 0,000002

% 0,073

СиСОз0 мг/дм3 0,00027

% 9,16

(Си(СОз)2)2- мг/дм3 0,000001

% 0,033

СиЗО4° мг/дм3 0,0000004

% 0,012

СиС1+ мг/дм3 3,1 ■ 10-9 О ,0 5 О ,0 3,

% <10-7 0,000001 0,000002 0,001

СиОИ+ мг/дм3 0,000003

% <10-7 <10-7 <10-7 0,11

Выполненное исследование позволило оценить средний уровень содержания ряда тяжелых металлов не только в Васюганском болоте, но и в болотных экосистемах таежной зоны Западной Сибири в целом. Показано, что в среднемноголетнем разрезе на фоне общего увеличения концентраций Ре, 7п, Мп по мере увеличения расходов воды, содержания органического вещества и доли ФК могут наблюдаться различные тенденции изменения концентраций тяжелых металлов в водах болот и водотоков.

Этот же механизм, предположительно, оказывает влияние и на миграцию металлов в водной среде. В частности, миграция цинка в поверхностных (болотных и речных) водах происходит в среднем на 55% в коллоидной и взвешенной формах, на 45% - в раство-

ренной. Для меди характерно обратное распределение растворенной и коллоидно-взвешенной форм (54% в растворенной форме и 46% - в коллоидной и взвешенной). При этом необходимо отметить, что на фоне указанных средних соотношений доля растворимых форм в речных и собственно болотных водах может существенно различаться.

В растворенной форме большая часть цинка находится в форме ионов 7п2+, 7пФК, а меди - в форме СиФК22- и СиФК.

С учетом полученных данных можно утверждать, что статистика нарушения ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения, установленных для растворимых в воде форм Си и 7п, завышена соответственно в 1,7 и 2,4 раза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Савичев О.Г. Химический состав болотных вод на территории Томской области (Западная Сибирь) и их взаимодействие с минеральными и

органоминеральными соединениями // Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 314, № 1. С. 72-77.

2. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 8: Гидрометеорологические наблюдения на болотах. Л. : Росгидромет, 1990.

360 с.

3. РД 52.24.309-92. Методические указания. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на

сети Роскомгидромета. СПб. : Роскомгидромет, 1992. 67 с.

4. ГОСТР 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб. Дата введения 2001-07-01. Госстандарт России, 2000. 31 с.

5. ПНДФ 14.1:2:4.222-06. Методика выполнения измерений массовых концентраций цинка, кадмия, свинца и меди методом инверсионной

вольтамперометрии на анализаторах типа ТА. Томск : ТПУ ООО «НПП «Томьаналит», 2003. 23 с.

6. Букаты М.Б. Разработка программного обеспечения для решения гидрогеологических задач // Известия Томского политехнического универ-

ситета. 2002. Т. 305, вып. 6. С. 365-384.

7. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л. : Гидрометеоиздат, 1986. 270 с.

8. Крайнов СР., Рыженко Б.Н., Швец ВМ. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М. : Наука, 2004.

677 с.

9. Савичев О.Г. Влияние взаимодействий в системе вода-порода на формирование состава речных вод бассейна Оби // География и природные

ресурсы. 2009. № 2. С. 74-80.

10. Савичев О.Г. Математическая модель формирования содержания тяжелых металлов в речных водах (на примере р. Томи) // Инженерная экология. 2002. № 1. С. 20-26.

11. Савичев О.Г., Базанов В А., Здвижков МА. Химический состав природных вод болотных ландшафтов с разной степенью антропогенной нагрузки // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири : труды науч. конф. Томск : Изд-во Том. политех. ун-та, 2003. С. 274276.

12. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. 2-е изд. М. : Недра, 1998. 366 с.

13. Шварцев С.Л., Рассказов Н.М., Савичев О.Г. Состав и формы миграции микрокомпонентов в подземных водах бассейна среднего течения р. Томи // Геология и геофизика. 1997. № 12. С. 1953-1959.

14. Савичев О.Г. Реки Томской области: состояние, использование и охрана. Томск : Изд-во Том. политех. ун-та, 2003. 202 с.

Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 5 декабря 2012 г.