Содержание тяжелых металлов в донных отложениях

82

Аграрный вестник Урала

№ 8 (50), 2008 г.

Экология

СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Е.А. ГАЛАТОВА,

кандидат биологических наук, Уральская ГАВМ, г. Троицк Челябинской области

Ключевые слова: металлы, химический состав воды у реке, ил, донные отложения, экологический статус

Важнейшим фактором, определяющим экологический статус водного объекта, являются донные отложения. Их исследование - один из аспектов изучения экологического состояния водных объектов, наиболее адекватно отражающих их современное состояние и содержащих информацию о загрязнении водотока на данной территории [3-9]. В связи с этим данные по содержанию загрязняющих веществ в донных отложениях представляют несомненный интерес.

Цель и методика исследований Исследования посвящены изучению уровня загрязненности природных вод промышленными экотоксикантами. Отдельный фрагмент работы - определение содержания тяжелых металлов в донных отло-

жениях реки Уй, отбор которых проводился в среднем ее течении по территории г. Троицка Челябинской области. Донные отложения отбирались с помощью грунтоотборника. Донные отложения после высушивания сжигались и подвергались кислотной экстракции. Содержание тяжелых металлов в подготовленных таким образом пробах определялось методом атомной абсорбции при атомизации в пламени и контролируемом температурном режиме (атомно-абсорбционный спектрофотометр ААБ-30, ГОСТ 26929-94). Всего было отобрано 80 проб донных отложений.

Полученные массовые концентрации тяжелых металлов сравнивали со значением величины кларка и официально установленными допусти-

Л

мыми уровнями, а также другими, ранее полученными, натуральными данными [8, 9].

Об уровне загрязненности судили по коэффициенту обогащения (КО), показывающему, во сколько раз содержание тяжелых металлов в донных отложениях превышает их клар-ковые или фоновые значения [2, 1].

Полученные данные по содержанию тяжелых металлов в донных отложениях речной экосистемы (р. Уй) представлены в таблице 1. Анализ данных показал, что содержание марганца в донных отложениях составило 176,52±8,06 мг/кг, что превышает кларковые значения данного элемента в литосфере в 160,47 раза. Сравнение полученных результатов с допустимыми значениями марганца для пресноводных донных отложений, не подверженных антропогенному загрязнению, показали превышение в 235,36 раза (табл. 2).

Мы считаем, что одним из факторов, повлиявших на значительное накопление марганца в донных отложениях, является установленное предыдущими исследованиями смещение рН речной воды в кислую сторону (рН 6,5) на фоне повышения концентрации азотсодержащих ионов (N03-, N02 - , N44+), составивших, соответственно (мг/ л): 99,26±3,35; 0,73±0,02; 5,68±0,17. Все это, в целом, изменяет окислительно-восстановительные условия среды, что подтверждается и данными литературы. Так, подкисле-ние водных экосистем может инициировать в них минерализацию катионов, адсорбцию анионов на твердых частицах донных отложений, повышение окислительно-восстановительного потенциала системы, эрозию и вымывание оксидных форм металлов с поверхности частиц твердого вещества и частичное растворение карбонатных пород, входящих в состав донных отложений [4].

Таким образом, кислая реакция среды и избыток органических соединений изменяют окислительно-восстановительные условия природных вод и тем самым снижают мобильность марганца в донных отложениях.

Metals, chemical compound of water at the river, silt, ground silts, the ecological status.

Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях, мг/кг сухого вещества

Химический элемент Содержание в донных отложениях Кларки литосферы* Пресноводные до**

Fe 516,90±2,59 46,5 43,5

Cu 6,65±0,59 47 43

Zn 44,18±0,99 83 110

Со 2,67±0,09 18 -

Pb 3,90±0,19 16 28

Mn 176,52±8,06 1,10 0,75

Cd 0,26±0,003 0,13 0,35

Ni 9,29±0,48 58 55

Примечание: * кларки литосферы

Таблица 2

Коэффициенты обогащения по кларку литосферы и пресноводным донным отложениям

Химический элемент КО-,* КО2**

Fe 11,11 11,18

Cu 0,14 0,15

Zn 0,53 0,40

Со 0,14 -

Pb 0,24 0,13

Mn 160,47 235,36

Cd 2,0 0,74

Ni 0,16 0,16

Примечание: * - КО, рассчитанные по кларкам литосферы

** - КО, рассчитанные по пресноводным донным отложениям, не подверженным антропогенному воздействию

№ 8 (50), 2008 г.

Аграрный вестник Урала

83

Необходимо отметить, что, вероятно, по этой же причине достаточно высокий коэффициент обогащения донных осадков железом, содержание которого в донных отложениях составило 516,90±2,59 мг/кг. Расчёт коэффициента обогащения железом по кларку литосферы составил 11,11, а по пресноводным донным отложениям, не подверженным антропогенному загрязнению, - 11,88.

Создавшиеся условия в речной экосистеме, тестируемые нами по активной реакции среды воды реки Уй, должны создать благоприятные условия для мобильности кадмия. Однако несмотря на хорошую мобильность кадмия содержание его оказалось достоверно высоким, что под-

тверждается коэффициентом обогащения, составившим 2,0. При этом необходимо отметить, что при сравнении с нормативными данными для пресноводных донных отложений этот коэффициент оказался несколько ниже и составил 0,74.

Коэффициенты обогащения донных отложений цинком и кобальтом, рассчитанные по кларку литосферы и допустимым уровням содержания этого элемента в пресноводных донных отложениях, составили 0,53; 0,14 и 0,40, соответственно. По свинцу, никелю и меди коэффициенты обогащения, рассчитанные по кларку литосферы, составили 0,24; 0,16; 0,14 и 0,13; 0,16; 0,15 - по допустимым уровням в пресноводных донных отложениях соответствен-

Образование

но, что свидетельствует о хорошей мобильности данных элементов.

Выводы Донные отложения в речной экосистеме обогащены металлами с переменной валентностью, в первую очередь, марганцем и железом. Мы считаем, что это происходит в значительной степени за счет диффузии из нижних слоев донных отложений их хорошо растворимых восстановленных форм. Вероятно, обогащение окисленного слоя осадка данными металлами происходит за счет их преобразования в окисленном слое донных отложений в малорастворимые соединения, которые выпадают в осадок и тем самым способствуют дальнейшей их диффузии из нижних слоев.

Литература

1. Басс-Бекинг Л.Т.М., Каплан И.Ф., Мур Дж. Пределы колебаний pH и окислительно-восстановительных потенциалов природной среды // Геохимия литогенеза. - М.: Изд-во иностр. лит., 1963. - С. 11-84.

2. Белоконь В.Н., Басс Я.И. Содержание тяжёлых металлов, органических веществ и соединений биогенных элементов в донных отложения Дуная // Водные ресурсы. - 1993. - Т. 20. - С.469-478.

3. Линник П.Н. Донные отложения водоёмов как потенциальный источник вторичного загрязнения водной среды соединениями тяжёлых металлов // Гидробиологический журнал. - 1999. - Т. 35. - № 2. - С. 97-107.

4. Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода - взвешенное вещество -донные отложения речных экосистем. - Новосибирск, 2001. - 269 с.

5. Трапезников А.В. Радиоэкология пресноводных экосистем (на примере Уральского региона): Автореф. дис.... докт биол. наук. - Екатеринбург, 2001. - 48 с.

6. Трапезников А.В., Трапезникова В.Н. Радиоэкологическая ситуация в Уральском регионе // Научные основы профилактики и лечения болезней животных. - Екатеринбург, 2005. - С. 563-566.

7. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам: Энциклопедический словарь. - М.: Протектор, 2000. - 848 с.

8. Loska K., Cebula J. , Pelczar J. et al. Use of enrichment, and contamination factors together with geoaccumulation indexes to evaluate the content of Cd, Cu, and Ni in the Rybnik water reservoir Poland // Water Air Soil Pollut. - 1997. - Vol. 95. - № 1-4. - P. 347365.

9. Рогс^г U. Heavy metals in the Baltic Sea. // Marinee Pollution. - Bullution 12 - 1977. - P. 214-218.

ПЕРСПЕКТИВЫ КОРПОРАТИВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

В.Д. ШИРШОВ,

доктор педагогических наук, профессор, Почётный работник высшего профессионального образования РФ В.В. УФИМЦЕВА, соискатель, Уральская ГСХА, г. Екатеринбург

Ключевые слова: корпорация, кадровый потенциал, научное сопровождение, корпоративный подход, корпоративное образование, критерий успешности корпоративного образования, показатели готовности студентов -выпускников, корпоративные профессии в сфере АПК.

Социально-экономическое развитие сельского хозяйства немыслимо без развития кадрового потенциала. Известно, что инвестиции в человека - самые выгодные для общества и государства, а образование - капитал личности, конкурентоспособности на рынке труда, престижная работа, достойная оплата и высокий со-

Непрерывное сельскохозяйственное образование специалистов осуществляется в следующей последовательности: сельская школа - довузовская подготовка - агровуз (агроколледж) - хозяйственный субъект - структуры дополнительно-

циальный статус специалиста сельского хозяйства.

Научные исследования "показали значительную связь образования руководителей и главных специалистов с результатами производства и обеспечением внутриобластной конкурентоспособности хозяйствующих субъектов" [1, с. 26].

Corporation, personnel potential, corporate, scientific accompaniment, corporate approach, corporate education, criterion of success of corporate education, index of alumnus readiness to corporate profession in agroindustrial complex.