Геохимические особенности распределения металлов во взвешенном веществе и донных отложениях проток дельты р.Селенги

• 2 .Ренн О. Три десятилетия риска: достижения и новые горизонты // Вопросы анализа риска. - 1999. - №1.

• 3 .Тихомиров Н.П,, Потравный И.М., Тихомирова Т.М. Методы анализа и управления эколого

  экономическими рисками: учеб, пособие для вузов / под рсд. Ароф. Н.П. Тихомирова. — М.; ЮНИТИ-ЛДНА, 2003. -350 с.

• 4 . Природные опасности и общество. Тематический том / под ред. В.Л. Владимирова, Ю.Л. Воробьева, В.И Осипова. - М.: Изд. фирма «КРУК», 2002. - 248 с.

• 5.Бобылев С.Н., Ходжаев А.Ш. Экономика природопользования: учебник. - И.: ИНФРА-М, 2004.

• 8 .Федеральный закон РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайньгх ситуаций природного и техногенного характера» (1994)

• 9 .Федеральный закон РФ «Об охране окружающей природной среды» (2001).

б.Говорушко С.М. Влияние природных процессов на человеческую деятельность. - Владивосток: ДВО РАН, 1999. - 185 с. "

Т.Осипов В.И. и др. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Региональные проблемы безопасности с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф, -М.: МГФ «Знание», 1999. -672 с.

АМ. Плюснин, З.И. Хажеева’ Геологический институт СО РАН Байкальский институт природопользования СО РАН, г. Улан-Удэ

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ ВЕЩЕСТВЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ПРОТОК ДЕЛЬТЫ р.СЕЛЕНГИ*

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ - р_ Байкал № 05-05-97279, гранта НШ. 1846.2006.

Исследовалась геохимическая регулярность дистрибуции металлов на взвешенных веществах и осадке в протоке дельты реки Селенга. Было установлено, что значительная часть РЬ и Си были на взвешенных веществах. Было показано, что адсорбция подвижных форм металлов - это геохимический барьер.

AM. P^snin, Z.I. Khajeeva

GEOCHEMICAL REGULARITIES OF DISTRIBUTION METALS ON SUSPENDED SUBSTANCES AND SEDIMENTS IN CHANNEL OF DELTA RIVER SELENGA

It was study geochemical regularities of distribution metals on suspended substances and sediments in channel of delta river Selenga. It was established that significant part of Pb and Си were adsorbed on suspended substances. It was shown that the adsorption mobile form of metals is geochemical barrier.

Взвешенные вещества

Взвешенное вещество представляет собой обособленную фазу, состоящую из частиц живой и неживой материи, имеющую различный химический состав и размеры, изменяющиеся от 0,1 до 100 мкм [1]. Преобладание тонкодисперсного материала делает взвесь мощным адсорбентом многих химических элементов, в том числе загрязняющих веществ. Пропорционально уменьшению размеров частиц взвеси увеличивается «активная» поверхность взвеси и, следовательно, её сорбционная способность. Основную массу взвеси пресных речных вод составляют фитопланктон и детрит, из антропогенных составляющих, существенно влияющих на качественный состав взвеси, выделяются углеводороды нефти [2]. Тонкодисперсные частицы гидро-окислов железа и двуокиси марганца обладают сильной адсорбционной активностью и являются одним из важнейших носителей тяжёлых металлов в природных водах. Таким образом, в целом ВВ выступают как естественный индикатор содержания ТМ в экосистеме дельты, так как сорбируют максимальные количества ТМ, будучи одновременно подвижной частью твёрдого стока.

Максимальная мутность воды (до 150 г/м3) характерна для некоторых проток в период весеннего половодья и летних паводков. В устойчивых руслах проток Харауз, Лобанов-ская мутность воды совпадает с мутностью, соответствующей транспортирующей способности потока. Они отличаются меньшим диапазоном изменения значений мутности и находятся в пределах от 50 до 90 г/м3. Средняя месячная нагрузка селенгинских вод взвешенными частицами у истоков проток дельты в этот период составляет 70-90 г/м3.

Содержание свинца во взвеси магистральных проток и р. Селенге превышает в 18-20 раз концентрацию в глинах осадочных пород, в устьях же проток центрального сектора Колпинная, Средняя концентрация металла на взвесях уменьшается в 2 раза [3]. Аналогичным образом концентрируется медь во взвешенном веществе. Содержание Си на взвесях магистральных проток Харауз, Лобановская и устья р. Селенги превышает в 15-18 раз концентрацию в глинах осадочных пород. Концентрация Zn и Cd во взвесях не зависит от степени проточности водотоков. Концентрация Zn во взвешенном веществе близка к содержанию в глинах осадочных пород, тогда как концентрация Cd повышена в 10 раз.

Для концентрации Ее и Мп во взвеси в протоках с активным водообменом Харауз, Лобановская и устье р. Селенги характерны содержания, в 1,2 раза превышающие кларко-вые для глин осадочных пород, в протоках же центральной части дельты Колпинная, Средняя содержание этих элементов повышается в 1,5 раза, что связано с тем, что протоки протекают по болотистым участкам [3].

Увеличение химического стока, как правило, происходит в весеннее половодье во время интенсивного таяния снега и поступления химических веществ, в том числе металлов, с водосбора в русловую сеть. Наряду с ТМ на взвеси сорбируется органическое вещество, содержание которого составляет 3-8% в устьях проток реки. ■

Донные отложения

Источником донных отложений служат взвешенные и влекомые наносы реки в период половодья и летних паводков, а также продукты размыва и переотложения древних аллювиальных отложений в пределах современной дельты. По процентному содержанию преобладающей фракции в донных отложениях проток и устьевой зоны реки их можно от нести к алевритовым илам. В половодную фазу речного режима в устье реки п. Кабанск поступает до 70% фракций менее 0,05мм, которые откладываются на прирусловых валах и в протоках дельты. Донные отложения в устьях проток Харауз, Колпинная, Средняя сложены тонкими глинистыми песками и алевритами, перемежающимися с суглинистыми и иловатыми прослойками. Несколько иное литологическое строение имеют донные отложения протоки Лобановская, которые сложены песчанистыми осадками, прикрытыми местами тонкоотмученными половодными осадками.

Влияние снижения скорости течения воды в руслах проток дельты приводит к активной седиментации ■ взвешенного вещества, что приводит к увеличению содержания ТМ в устьях проток по сравнению с;устьем реки Селенги. Большая скорость течения по магистральным протокам Харауз и Лобановская ослабляет процесс накопления металлов в среднем почти в 1,5-2 раза по сравнению с протоками Колпинная и Средняя. Такие отличия в степени накопления ТМ связаны с уменьшением скорости седиментации мелких фракций ВВ. В ДО проток Колпиная и Средняя концентрация Мп в 1,5 раза, Ее - в 1,2 раза больше, чем в протоках с активным водообменом Харауз и- Лобановская, и не превышает концентрации, приведённые в работе [4]. Максимальные содержания РЬ ( 40- 45 мг/кг ) и Zn ( 100-110 мг/кг) наблюдаются в устьях проток Харауз и Колпинная и практически не превышают содержания микроэлементов в ДО работы [4]. Максимальные концентрации Си ( 80-90 мг/кг) отмечены в протоках Колпинная и Средняя. Содержание Cd в ДО устьев проток и реки одинаково и составляет 0,2-2,0 мг/кг.

Количественно физико-химическое распределение ТМ на границе ДО/вода можно выражать концентрационными коэффициентами, например мольным коэффициентом концентрирования, который рассчитывается, по экспериментальным данным, следующим образом: Кк = ТМ(ДО)[ммоль/кг]/ ' ТМ(В)[мкмоль/л]. Значения коэффициентов Кк, вычисленные для проб, взятых в 2004 г., изменяются в зависимости от природы металла и составляют: Ге - 2500-260000, Мп - 100065000, РЬ - 1200 - 450000, Си - 500-45000, Zn - 1300 - 55000, Cd - 200-6000. В работе [5] ■ приведены экспериментальные определения

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА концентрации металлов в растворе и на взвеси, а также результаты выведения металлов в ДО за счёт седиментации на взвеси, Значительная часть РЬ сорбируется на взвеси, что приводит к резкому снижению его содержания в воде. Сорбция Си на взвеси менее эффективна, что приводит к меньшему снижению меди в воде и более плавному увеличению концентрации во взвеси. Менее эффективно снижается концентрация растворённых Zn и Cd, что обусловлено меньшей сорбцией металла на взвеси. Корреляция между эффективной сорбцией и долей нейтральных комплексов металлов в растворе приводит к тому, что Zn и Cd, имеющие самую низкую долю незаряженных комплексов в воде, наименее эффективно удаляются в ДО.

Существенную роль в процессах выведения ТМ в ДО играет планктонное сообщество, действие которого усиливается в период открытого русла водотоков. Планктонные организмы способны сорбировать ТМ из раствора и выводить их в ДО, что приводит к заметно му снижению содержания изученных растворённых элементов в водотоках дельты в период открытого русла протоков, особенно в летне - осенний период.