Анализ содержания металлов в пробах воды из р. Молога (Тверская область)

Введение. Тверская обл. имеет развитую гидрологическую сеть, которая включает свыше 800 рек и ручьев общей протяженностью 17 тыс. км. В области находится исток и верхнее течение р. Волги, куда впадают различные притоки. Одним из крупных левых притоков р. Волга на территории области является р. Молога, берущая свое начало в дер. Ключевая (Максатихинский р-н Тверской обл.). Извилистая река течёт в Бежецкий р-н, делая там петлю и вновь возвращается в Максатихинский р-н, пересекая его с востока на запад (Река Молога, 2012). Далее река уходит в Лесной р-н Тверской обл., а затем в Новгородскую и Вологодскую области, где в Рыбинском вдхр. сливается с Волгой. Значительное число промышленных предприятий разных отраслей в Максатихинском и Бежецком р-нах определяют высокий уровень загрязнения реки и ее притоков в пределах области.

Согласно данным Тверского ЦГМС 2011-2012 гг. значения удельного комбинаторного индекса загрязнения воды (УКИЗВ) р. Молога в пос. Максатиха (контрольный створ) составили 2,43 и 2,91 соответственно, что соответствует классу качества воды За -загрязненная (Зимина, Кузовлев, 2012). Значение УКИЗВ для р. Молога в г. Бежецка не приведено. Однако известные значения УКИЗВ для ее притока в г. Бежецк - р. Остречина (5,95 и 3,41 соответственно, классы 4а и 36 - грязная и очень загрязненная), косвенно указывают на неудовлетворительное состояние р. Молога. В этой связи актуально проведение современных исследований по оценке содержания металлов р. Молота в Бежецком и Максатихинском р-нах Тверской обл.

Целью настоящего исследоввания было обнаружение и определение концентраций металлов в р. Молота в пределах Бежецкого и Макситихинского р-нах Тверской обл. В задачи работы входило (1) определение сети пунктов наблюдения на р. Молога, (2) отбор проб воды, (3) анализ содержания металлов с помощью атомно-эмиссионного анализа с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП).

Методика. Исследования проводили в Бежецком и Максатихинском р-нах Тверской обл. в начале летнего периода 2014 г. Пробы воды отбирали в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» (Вода ..., 2000).

При выборе пунктов отбора (ПО) проб учитывали возможное загрязнение со стороны предприятий, которые осуществляют забор и сброс воды в р. Молога. Общее число пунктов отбора проб воды - 7 (рис. 1; табл. 1). В Бежецком р-не ПО (1-3) служили места в вверх по течению от г. Бежецка, в самом городе, а также вместе впадения р. Остречина в р. Молога. На территории Максатихинского р-на ПО (4-7) располагались вверх по течению от пос. Максатиха (2 км), в самом посёлке и вниз по течению от него (0,6 и 2 км).

Трофимцево

Преображение

Ораны

/-.., |иха деревья Фабрика

Селище

Сгэро-во-Псдгороднее

Рис. 1. Сеть пунктов отбора проб воды в Максатихинском (А) и Бежецком (Б) р-нах (ПО 1-7)

В лабораторных условиях проводили АЭС-ИСП проб воды. Определение содержания металлов проводили с помощью атомноэмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой ЮАР 6300 Duo (Thermo Scientifia, USA) в Центре коллективного пользования ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет» (ПНДФ.., 1998). Повторность измерений каждой пробы воды была 10-кратная. Обработку данных для получения средних величин осуществляли с помощью компьютерной программы «MS Excel 2003», а также использовали специальную литературу (Светозаров, 2005). На рисунках 2 и 3 представлены средние арифметические значения определяемых величин. Полученные значения концентраций металлов в лишайниках сравнивали со значениями ПДК для воды рыбохозяйственных водоемов (ПДКр) (Перечень..., 1999; Нормативы..., 2010).

Результаты и обсуждение. С помощью метода АЭС-ИСП в пробах из р. Молота в пределах Бежецкого и Максатихинского р-нов (ПО 1-7) было обнаружено 13 элементов - алюминий (А1), бор (В), барий (Ва), висмут (Bi), кальций (Са), железо (Fe), калий (К), литий (Li), магний (Mg), марганец (Мп), натрий (Na), свинец (РЬ), сурьма (Sb) (табл. 2). Большинство элементов, кроме бора и сурьмы, отмечены в пробах всех ПО. Бор обнаружен в пробах ПО 1-5, а сурьма - ПО 4, 6-7 в пределах Максатихинского р-на.

Количественный анализ проб воды р. Молога показал, что концентрация 4 элементов (Al, Mg, Мп, РЬ) превышает значения ПДКР в пробах отдельных ПО. Во всех пробах воды концентрация марганца (ПО 1-7) выше нормативных значений. Отмечено превышение установленного норматива по свинцу для большинства проб воды из р. Молога (ПО 1—5). На уровне нормативного значения в пробах из Бежецкого р-на (ПО 1-2) находится концентрация магния и алюминия.

Концентрация марганца в пробах воды р. Молога варьирует от 0,012 до 0,054 мг/л, что выше нормативного значения (рис. 2; табл. 2). Больше всего марганца содержится в пробах ПО 4-5 (2,7-5,4ПДКр), меньше всего - в пробах из Бежецкого р-на (ПО 1—3).

Содержание свинца в пробах воды р. Молога колеблется от 0,002 до 0,01 мг/л (рис. 2; табл. 2). Превышение нормативных значений по свинцу отмечено в большинстве взятых проб (ПО 1-5). Максимальная концентрация отмечена в пробах ПО 3 и 5 (1,7 ПДКР), минимальная в пробах из ПО б и 7.

-208 -

Характеристика пунктов отбора проб

Таблица 1

Район	ПО	Координаты	Расположение	Потенциальные источники
и	1	57°46,18,58"с.ш. 36о4Г26,2Г'в.д.	вверх по течению. 1 км от г. Бежецк.	сточные воды от опытно-экспериментального завода ООО «БОЭЗ», автотранпорта
	2	57°46,43,83мс.ш. 36°4Г7,24"в.д	г. Бежецк, ул. Тверская (у моста)
	3	57°4735,06"с.ш. 36°4Г2К46"в.д.	г. Бежецк, место впадения притока р. Остречина в р. Молота (у моста)	смыв с сельскохозяйственных полей, где используются удобрения
I Q Я н СУ о м го А	4	57°48,8,9,'с.ш. 35°56'53,4"в.д.	вверх по течению р. Молота от п. Максатиха, 2 км (у дер. Кузнецы)	сточные воды от компрессорного завод ОАО «Бежецкий АСО», ООО «БОЭЗ», талые воды несвязанных частиц почвы, азота и т.д.
	5	57°47’56,3’'с.ш. 35°53'53,65"вд.	п. Максатиха, ул. Мологская, 41 (у городской бани).	сточные воды от производства древесноволокнистой плиты - ООО «Интерфорест», а также ОАО «Бежецкий АСО», ООО «БОЭЗ», талые воды несвязанных частиц почвы, азота и т.д.
	6	57°48'34,99”с.ш. 35о53’21,66"в.д.	вниз по течению р. Молота от пос. Максатиха, 0,6 км (у моста в дер. Фабрики)	сточные воды от автотранспорта, ООО «Интерфорест», ОАО «Бежецкий АСО», ООО «БОЭЗ»; возможно попадание нефтепродуктов
	7	57°49'4,7"с.ш. 35°52’39,02"в.д.	вниз по течению р. Молота от пос. Максатиха, 2,0 км (за пионерским лагерем «Лесная сказка»)	сточные воды от ООО «Интерфорест», ОАО «Бежецкий АСО», ООО «БОЭЗ».

Вестник ТвГУ. Серия "Биология и экология". 2015. № 4

-209-

Таблица 2

Значения концентраций элементов в р. Молота (ПС 1-7) и нормативные показатели этих элементов, мг/л

№ ПО Элементу	1	2	3	4	5	6	7	ПДКр
А1	0,0424=0,0008	0,045±0,0003	0,031±0,0003	0,006=40,0006	0,018±0,0006	0,007±0,0004	0,006±0,0004	0,04
В	0,0244=0,0005	0,0234=0,0004	0,011=40,0004	0,008=40,0004	0,012±o,0003	-	-	0,5
Ва	0,0294=0,0007	0,0294=0,0005	0,021=40,0004	0,014=0,0001	0,01±0,0001	0,005±0,0002	0,008±0,0003	0,74
Bi	0,0054=0,0002	0,004=40,0003	0,0002=40,00008	0,0002=40,00002	0,004±0,0007	0,003±0,0003	0,003±0,001	0,1
Са	107,364=0,067	106,864=0,084	96,26=40,096	98,2=40,072	93,8±0,079	56,24±0,029	60,314=0,053	180
Fe	0,084=0,002	0,09=40,001	0,05=40,005	0,01=40,004	0,08±0,0008	0,02±0,002	0,05±0,0002	0,1
К	1,54=0,001	1,464=0,002	1,31=40,001	2,064=0,0019	2,38±0,0022	0,063±0,0005	0,098±0,0001	50
Li	0,0164=0,0008	0,016=40,0007	0,012=40,0005	0,003=40,0002	0,003±0,0002	0,004±0,0003	0,0044=0,0002	0,08
Mg	40,74=0,024	40,73=40,027	35,67=40,029	31,72=40,037	30,26±0,027	19,96±0,008	20,424=0,022	40
Mil	0,0134=0,0002	0,016=40,0001	0,012=40,0007	0,027±0,001	0,054±0,001	0,019±0,001	0,0244=0,0006	0,01
Na	11,074=0,023	10,85=40,018	8,85=40,015	ll,6±0,037	13,29±0,014	6,90±0,01	7,564=0,015	120
Pb|	0,0064=0,0008	0,008=40,0006	0,01=40,0001	0,007±0,001	0,01±0,002	0,002±0,0008	0,0054=0,0009	0,006
Sb	-	-	-	0,002±0,0003	-	0,001±0,0003	0,0024=0,0003	0,01

Вестник ТвГУ. Серия "Биология и экология". 2015. № 4

Концентрация магния в пробах воды р. Молога варьирует от 19,96 до 40,73 мг/л (рис. 3; табл. 2). Максимальная концентрация магния на уровне нормативного значения отмечена в пробах Бежецкого р-на (ПО 1-2), минимальная - в пробах из Максатихинского р-на (ПО 6-7).

Концентрация алюминия в пробах воды р. Молога колеблется от 0,006 до 0,045 мг/л (рис. 3; табл. 2). Как и магния, максимальная концентрация алюминия на уровне нормативного значения отмечена в пробах из Бежецкого р-на (ПО 1-2), минимальная - в пробах ПО 4, 6-7.

Количественный анализ проб воды р. Молога показал, что концентрации других 9 элементов (В, Bi, Ba, Са, Бе, К, Li, Na, Sb) не превышают нормативные значения. Однако следует отметить, что наибольшие концентрации таких элементов, как В, Bi, Ва, Са, Бе и Li отмечены в пробах из Бежецкого р-на, а наименьшие - в пробах из Максатихинского р-на (табл. 2).

Результаты количественного анализа обнаруженных элементов в пробах из Бежецкого и Максатихинского р-нов указывают, что источники загрязнения локализованы в г. Бежецк. Высокие концентраций элементов в пробах ПО 1-2, как на уровне нормативных значений, так и превышающие их, обусловлены влиянием сточных вод предприятий г. Бежецк, которые осуществляют забор и сброс воды. Например, опытно-экспериментального завода ООО «БОЭЗ», который ближе всех находится к местам отбора вышеупомянутых проб. Сточные воды других предприятий г. Бежецка, располагающиеся вниз по течению р. Молога, также вносят вклад в загрязнение воды. В литературе отмечается, что загрязнение может быть связано со сбросами, осуществлявшимися ранее и накопившимися в донных отложениях (Тихомиров, 2012). Удаленность ПО 6-7 Максатихинского р-на от основных потенциальных источников загрязнения воды определяет низкое содержание элементов в пробах воды.

Заключение. С помощью АЭС-ИСП в р. Молога было обнаружено 13 элементов: из них концентрация 4 элементов (Al, Mg, Мп, РЬ) в пробах превышает значения ПДК_Р. Превышение нормативных значений по марганцу характерно для всех проб (ПО 1-7), по свинцу - для большинства проб (ПО 1-5), алюминию и магнию - только для проб Бежецкого р-на (ПО 1-2). Сточные воды предприятий г. Бежецк определяют высокие концентрации и других элементов (В, Bi, Ва, Са, Fe, К, Li, Na, Sb), содержание которых, правда, не превышает ПДК_Р.