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

2008/4

ного характера. Согласно ему, по масштабам распространения и тяжести последствий ЧС подразделяются на локальные, местные, территориальные, региональные, федеральные и трансграничные.

В данной статье мы попытались привести воедино общую классификацию опасных процессов и явлений, которые могут вызвать эколого-экономические риски.

Литература

1.Рюмина Е.В. Анализ риска и безопасности, опасные природные процессы: методологические проблемы анализа риска // Экономика природопользования. -2003.-ЛЬ 1.

2.Ренн О. Три десятилетия риска: достижения и новые горизонты // Вопросы анализа риска, - 1999. - Ksi.

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

экономическими рисками: учеб. пособие для вузов / под рей. проф. Н.П. Тихомирова. - М.. ЮНИТИ-ДАНА, 2003,-350 с.

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

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

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

7.0сипов 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.

8,Федеральный закон РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайньм ситуаций природного и техногенного характера»

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

А.М. Плюснин, З.И. Хажее&а'

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 вмешенных 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.

A.M. Plysnin, Z.I. Khajeeva

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

It was study geochemica! 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 сорб-ционная способность. Основную массу взвеси

18

пресных речных вод составляют фитопланктон и детрит, из антропогенных составляющих, существенно влияющих на качественный состав взвеси, выделяются углеводороды нефти [2]. Тонкодисперсные частицы гидроокислов 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.

Плюснин A.M., Хажеева З.И. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ ВЕЩЕСТВЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ПРОТОК ДЕЛЬТЫ р.СЕЛЕНГИ_

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/м'\

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 2м и Сс1 во взвесях не зависит от степени проточности водотоков. Концентрация во взвешенном веществе близка к содержанию в глинах осадочных пород, тогда как концентрация С(1 повышена в 10 раз.

Для концентрации Ре 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 0,05 мм, 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 ли-тологическое 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, Ре - 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 Сс1 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: Бе - 2500-260000, Мп - 100065000, РЬ - 1200 - 450000, Си - 500-45000, Ъл - 1300 - 55000, С(1 - 200-6000. В работе [5] приведены экспериментальные определения

19

2008/4

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 Хп и С(1, что обусловлено меньшей сорбцией металла на взвеси. Корреляция между эффективной сорбцией и долей нейтральных комплексов металлов в растворе приводит к тому, что Хп и Сс1, 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.

Литература

1. Орлова И.Г. Взвешенное вещество и его роль в процессе распределения хлорированных углеводородов в морской среде // Труды ГОИН. 1992. Вып.203. С. 46-57.

2. Симонов А.И., Афанасьева H.A., Назаров И.М. Баланс нефтяных углеводородов в Мировом океане ( на примере Северной Атлантики) // Метеорология и гидрология. 1984. №3. С.64-72.

3. Кабата-Пенднас А., Кабата-Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.

4. Ветров В.А., Кузнецова А.И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 1997. 235 с.

5. Смоляков B.C., Бортникова С.Б., Жигу л а М.В., Богуш A.A., Ермолаева Н.И., Артамонова С.Ю. Оценка последствий комплексного загрязнения пресного водоёма солями металлов с помощью мезокосмов // Водные ресурсы. 2004. Т. 31. №3. С.365-374.

А.М. Плюсы ин, З.И. Хажеева

Геологический институт СО РАН 'Байкальский институт природопользования СО РАН, г. Улан-Удэ

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ И ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

НЮТОК ДЕЛЬТЫ р. СЕЛЕНГИ*

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

Исследовались гранульные и минеральные композиции осадков главного пртока реки Селенга. Выло показано, что осадки гидродинамических протоков кальциты накапливаются в осадках гидродинамических протоков, смеси марганца накапливаются в мелководье.

A.M. Ptysnin, Z.I. Khajeeva

SUBSTANTIAL AND DISPERSED COMPOSITION OF SEDIMENTS CHANNEL DELTA RIVER

SELENGA

It was study grain-size and mineral composition of sediments main channel of delta. It was shown that in sediments of hydrodynamics channels calcite are accumulated in sediments of hydrodynamics channels, the compounds of manganese are accumulated in little waterway.

Гранулометрический состав донных отложений

Обильное отложение речных наносов в дельтовой области вызывает значительную динамичность существующих речных русел и образование новых проток вследствие перераспределения водного потока по рукавам [1,2]. В отложениях дельты прослеживаются

линзовидные осадки песка и алеврита, которые могут пересдайваться со слоями озёрных и болотных осадков. Пески и илистые пески встречаются в основном в устье протоки Ло-бановская, а также на входе в дельту (Мурзи-но, Кабанск). Накопление песчаных осадков центральной части дельты связано с островными мелководьями и приподнятыми участ-

20