ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДОТОКЕ ШТОЛЬНИ 504 ПЛОЩАДКИ «ДЕГЕЛЕН»
Authors: Шакенов Ербол Зейнелгазинович , Дюсембаева Мадина Талгатовна , Лукашенко Сергей Николаевич , Темиржанова Арай Ермековна , Есильканов Гани Мухтарович , Мухамедияров Нурлан Жумагазыевич 
Published: September 2020

Актуальность работы обусловлена необходимостью получения современных данных о концентрации химических элементов в системе «вода–почва–растения» на припортальном участке штольни 504 площадки «Дегелен» бывшего Семипалатинского испытательного полигона. В период весеннего половодья возможен вынос элементов за пределы площадки штольни 504. Цель: изучение пространственного распределения химических элементов в системе «вода–почва–растения» в водотоке штольни 504. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: 1) определить уровни концентрации химических элементов в воде; 2) изучить уровни концентрации химических элементов в почве; 3) выявить особенности накопления химических элементов в растениях штольни 504. Методы. Элементный состав воды определялся методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (Elan 9000 «Perkin Elmer SCIEX»), атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой («iCAP 6300 Duo» Thermo Scientific). Анализ таких показателей, как общая минерализация, содержание сульфатов, гидрокарбонатов, хлоридов, кальция, магния и натрия, проводился титриметрическими, колориметрическими, потенциометрическими методами в соответствии с ГОСТ. Результаты. Анализ данных, полученных по воде, показал высокое содержание таких элементов, как Li, Be, Al, Mn, Zn, Rb, Sr, Cd, Cs, La, Ce, U, среднее содержание которых в несколько раз превышает показатель кларка в подземных водах аридного климата (сульфатные воды). Также для воды замечено превышение предельно допустимых уровней для таких элементов, как Be (2800 ПДК), Mn (260 ПДК), Al (76 ПДК), U (70 ПДК) и Cd (50 ПДК). По последним данным выявлено, что содержание таких элементов, как Li, Be, Al, в воде увеличилось в 2 раза, тогда как Co, Ni и Cu – в десятки раз. Пространственное распределение исследуемых элементов в почве штольни 504 неоднородно, большая часть элементов концентрируется в грунте севернее русла водотока. На данном участке выявлено повышенное содержание таких элементов, как Be, Mn, Cu, Zn, Мо, Cd, Cs, Pb и U, превышающих показатель кларка литосферы. Индекс превышения значения кларка литосферы составил для концентрации урана 1000 раз. Сравнение полученных данных на загрязненных участках со значением предельно-допустимых концентраций химических элементов для почвы выявило превышение у Pb (26 ПДК), Mn и Cu (9 ПДК). Химический состав воды и почвы штольни 504 является уникальным по содержанию редкоземельных элементов. Среднее содержание РЗЭ в воде в тысячу раз превышает показатель кларка в подземных водах аридного климата и подземных водах СИП. Замечено превышение предельно допустимого уровня концентрации для самария в воде. Характерным является преобладание группы легких РЗЭ с ярко выраженной церий-лантановой специализацией. Для большинства видов растений штольни 504 на загрязненном участке выявлено повышенное содержание Be, Сd, Cs, Pb, U и ряда РЗЭ. Концентрация исследуемых элементов в таких видах растений, как тростник и вейник, на сравниваемых участках менялась незначительно, что, видимо, обусловлено наличием физиолого-биохимических механизмов, препятствующих их поступлению. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что пространственное распределение элементов на площадке штольни 504 связано, прежде всего, с выносом химических элементов штольневыми водами. В воде штольни 504 выявлено порядка десяти элементов, превышающих значения кларка и предельно допустимые уровни.