Панин Михаил Семенович

доктор биологических наук, профессор, член восьми международных и республиканских академий, проректор по научной работе и международным связям Семипалатинского педагогического института, заведующий кафедрой экологии
 

Биогеохимия водных резервуаров


М.С.Паниным проведены многолетние исследования техногенного загрязнения химическими элементами водосборной площади бассейна реки Иртыш в пределах территории Республики Казахстан. Было установлено, что большая часть водосбора реки Иртыш и ее правых притоков подвержена значительному антропо­генному воздействию.

Средняя многолетняя концентрация ТМ и МЭ в ионной фазе всего бассейна Ир­тыша превышает кларковое значение незагрязненных речных вод по марганцу в 4,7 раза, меди- в 7,4 раза, цинка - в 40,3 раза, кобальта - в 18,5 раза, молибдена - в 16,6 раза, свинца - в 14,3 раза, кадмия - в 264,0 раза, хрома - в 5,2 раза (табл.1).

Таблица 1 - Сравнение средних содержаний растворимых форм тяжелых металлов и микроэлементов в воде рек бассейна Иртыша с эталоном, кларками речных вод и ПДК поверхностных вод

В микрограммах на литр

Элемент

Эталон

Кларки речных вод

ПДК

р.Иртыш

Правые притоки р.Иртыш

Левые притоки р.Иртыш

Весь бассейн р.Ир­тыш

Мn

5,0

7,00

100

37,20

46,20

15,90

33,10

Сu

1,0

7,00

(1)100

23,50

120,70

11,60

51,90

Zn

5,0

2,00

(10)1000

41,40

184,00

16,00

80,50

Со

0,5

0,10

10

1,90

2,87

0,77

1,85

Мо

1,0

0,60

250

8,70

12,60

8,60

9,97

Рb

3,0

1,00

30

16,50

23,60

2,90

14,30

Cd

0,2

0,01

(5)1

0,72

6,60

0,61

2,64

Сr

1,0

1,00

1

8,10

5,00

2,50

5,20

Примечание. В таблице использованы ПДК элементов в питьевой воде; в скобках - ПДК элементов в воде санитарно-бытового и рыбохозяйственного пользования. Выявлено, что универсальными элементами-индикаторами промышленного загрязнения бассейна Иртыша являются медь, цинк, свинец, хром.

Рассчитаны коэффициенты водной миграции для реки Иртыш и ее прито­ков. Средний коэффициент водной миграции марганца для всего Иртышского бас­сейна колеблется от 0,09 до 0,3; меди - от 0,8 до 10,3; цинка - от 0,5 до 14,4; ко­бальта - от 0,1 до 1,5; молибдена - от 23,4 до 91,7; свинца - от 0,7 до 10,3; кадмия - от 15,9 до 366,6; хрома - от 0,09 до 0,4.

Средний коэффициент обогащения марганцем воды реки Иртыш составляет 16,0; медью - 199,6; цинком - 199,0; кобальтом - 35,3; молибденом - 3743,6; свин­цом - 430,7; кадмием - 1854,0; хромом - 32,2. Установлено, что для вод Иртышского бассейна характерна кадмиево-молибденовая специа­лизация: Cd20,3Mo9,1Cu1,1Zn1,0Pb0,9Co0,1Cr0,96Mn0,03. Выведена геохимическая структура воды Иртышского бассейна, которая имеет вид: Zn>Cu>Ma>Pb>Mo>Cr>Cd>Co.

Установлена дифференциация право- и левобережных притоков реки Ир­тыш по интенсивности химической денудации водосборов. Концентрация растворимого марганца в правобережных притоках реки Ир­тыш отличается от его содержания в левобережных в 2,8 раза, меди - в 10,4 раза, цинка - в 11,5 раза, кобальта - в 3,7 раза, молибдена - в 1,5 раза, свинца - в 8,1 раза, кадмия - в 10,8 раза и хрома - в 2,0 раза.

Рассчитан модуль стока (кг/км•год) металлов 25 притоками в реку Иртыш, который для растворимого марганца составляет 6959,8; меди - 8094,2; цинка - 19414,2; кобальта - 503,1; молиб­дена - 1493,8; свинца - 2121,1; кадмия - 12,31; хрома - 250,2. В суммарном выражении модуль стока растворимых форм элементов 25 притока­ми в реку Иртыш составляет 40337,9 кг/км2 • год или не более 0,2 % от общего сто­ка растворимых веществ со значительными колебаниями для отдельного элемента и каждого водостока. Суммарный модуль ионного стока металлов непосредственно рекой Иртыш со­ставляет 648,8 кг/км2•год или не более 0,06 % от общего стока растворимых ве­ществ данной рекой.

Выявлена прямая достоверная корреляционная зависимость в воде между концентрацией ионов цинка и рН, наличием сульфат-ионов и ионов кальция; между взвешенным веществом и растворимой формой меди; между растворимой фор­мой свинца и гидрокарбонат-ионами. Обратная достоверная зависимость установлена между растворимой формой цинка и наличием в воде взвешенного вещества и гидрокарбонат-ионов; между минерализацией и концентрацией ионных форм ме­ди.

Установлено, что донные отложения рек являются чувствительными инди­каторами уровня загрязнения территории, поскольку они накапливают различные металлы в разнообразных химических формах. Концентрация элементов в донных отложениях рек, дренирующих промышленные города и агломерации, значительно повышена по сравнению с фоновыми величи­нами: марганца — в 1,8 раза, меди — в 7,0 раза, цинка - в 15,9 раза, кобальта - в 2,6 раза, молибдена - в 4,8 раза, свинца - в 16,3 раза, кадмия - в 10,2 раза и хрома - в 4,2 раза

Для донных отложений поверхностных вод Иртышского бассейна характерна кадмиево-свинцовая специализация: Cd117,7 Pb15,7 Zn14,7 Cu4,9 Mo2,0 Co1,4 Mn0,9Cr0,8. Гео­химическая структура донных отложений поверхностных вод Иртышского бассей­на имеет вид: Zn>Мn>Рb>Сu>Сг>Со>Cd>Mo.

По наблюдениям М.С.Панина, донные отложения левых притоков реки Иртыш характеризуются как уме­ренно загрязненные (9,5), а донные отложения самой реки Иртыш и ее правых при­токов как очень высокозагрязненные (33,8 и 49,1 соответственно). Донные отложения левых притоков реки Иртыш имеют умеренный индекс риска (90,3), а донные отложения реки Иртыш и ее правых притоков - очень высо­кий индекс риска (1142,4 и 2411,0 соответственно).


Возврат к списку