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).
