Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Особенности распределения тяжелых металлов по компонентам водных экосистем различной минерализации
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Особенности распределения тяжелых металлов по компонентам водных экосистем различной минерализации"

На правах рукописи

РГВ од

Н дзг

ТРЕТЬЯКОВА ЕЛЕНА ИЛЬИНИЧНА

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПО КОМПОНЕНТАМ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ РАЗЛИЧНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ

Специальность 11.00.11 - охрана окружающей среды н рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Барнаул -2000

Работа выполнена в Институте водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: кандидат химических наук

Папина Татьяна Савельевна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Дерендяев Борис Григорьевич

Ведущая организация - Институт неорганической химии СО РАН

г. Новосибирск

диссертационного совета К 064.45.08 в Алтайском государственном университете (656099, г. Барнаул, ул. Димитрова, 66)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета.

кандидат химических наук, доцент Чеботарев Виктор Константинович

Защита состоится « 14 » июня 2000 г. в

часов на заседании

Автореферат разослан « 12 » мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совет кандидат биологических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди множества токсикантов, попадающих в природные воды, особое значение имеют тяжелые металлы (ТМ). Активно включаясь в миграционные циклы, они аккумулируются в различных компонентах водных экосистем. Особая опасность ТМ заключается в том, что, в отличие от токсикантов органической природы, в большей или меньшей степени разлагающихся в природных водах, ТМ в них стабильны и изменяют только свои формы нахождения. На современном этапе научных исследований наряду с установлением уровней загрязнения особое значение приобретает изучение общих закономерностей распределения тяжелых металлов по отдельным звеньям водных экосистем. Результаты этих исследований являются основой для прогнозирования поведения ТМ в водоемах и водотоках, подверженных антропогенному воздействию.

Настоящая работа посвящена изучению поведения Си, РЬ, Cd и Zn в водных экосистемах бассейна р. Обь с различным типом минерализации. Выбор указанного набора металлов обусловлен их высокой токсичностью, близким сходством химических свойств и активным участием в геохимических процессах. Необходимость такого рода исследований связана как с фундаментальной задачей - изучение процессов распределения и накопления ТМ в природных объектах, так и с прикладной - оценкой уровней их содержания в различных компонентах водных экосистем, отличающихся типом минерализации. Необходимо отметить, что такого рода исследования для рек Обь, Барнаулка и водоемов Кулундинской зоны Алтайского края -проводились впервые. Работа выполнялась в рамках основных заданий к плану НИР Института водных и экологических проблем СО РАН "Анализ и моделирование гидрологических, гидрохимических и гидробиологических процессов в бассейнах рек и внутренних водоемов Сибири", по программе Президиума СО РАН "Исследование ртути и других токсичных элементов в бассейне р. Катунь и водохранилищах Катунской ГЭС" (поручение Совета Министров РСФСР от 13.03.87 № 3253-3), в рамках договора о научно-исследовательской работе "Изучение масштаба и характера антропогенных воздействий на природную среду Благовещенского района Алтайского края", а также при поддержке фанта РФФИ № 96-05-66123.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение особенностей распределения ТМ по компонентам водных экосистем различной минерализации бассейна р. Обь. Для этого были поставлены следующие задачи:

- определить химический состав поверхностных вод исследуемых водоемов;

- изучить влияние минерализации воды на процессы накопления и распределения ТМ в системе «вода - донные отложения - водная растительность»;

- оценить биодоступность ТМ в водных объектах различного типа минерализации.

Научная новизна работы;

- впервые были определены уровни содержания ТМ и их распределение в системе «вода - взвешенное вещество - донные отложения - водная растительность» для водных экосистем Верхней Оби и Кулундинской степной зоны;

- впервые для водоемов и водотоков бассейна Оби было изучено влияние сульфидной фракции донных отложений и минерализации воды на процессы накопления и распределения ТМ в системе «ДО -поровые воды»;

- впервые было изучено влияние сульфидной фракции донных отложений и минерализации воды на биодоступность ТМ для водной растительности рек бассейна Оби и водоемов Кулундинской зоны. Практическая значимость работы определяется тем, что её результаты легли в основу официальных заключений: 1) по оценке экологических последствий реализации проекта строительства Катунской ГЭС и 2) современного уровня экологического состояния природной среды Благовещенского района Алтайского края.

Защищаемые положения:

- гидрохимический состав поверхностных вод, уровни содержания и распределение ТМ в системе «вода - взвешенное вещество - донные отложения - водная растительность» для водных экосистем бассейна Оби;

- зависимость коэффициентов накопления тяжелых металлов в ДО от величины минерализации;

- влияние окислительно-восстановительных условий на процессы накопления и подвижность ТМ в донных отложениях;

- зависимость биодоступности ТМ для водных растений от степени минерализации воды.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на рабочих совещаниях по экспертизе проекта Катунской ГЭС (Барнаул, 1989; Новосибирск, 1990); на общественно-научной конференции "Катунский проект: проблемы экспертизы" (Новосибирск, 1990 г.); на 5-ой международной конференции по аналитической химии (Китай,

1999 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 5 статей и 2 тезисов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Диссертация изложена на 118 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 27 таблиц, 10 приложений, список литературы включает 138 наименований.

ГЛАВА 1. ПОВЕДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ РАЗЛИЧНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ

Глава посвящена обзору литературных данных по содержанию и формам нахождения тяжелых металлов в природных водах различной минерализации и донных отложениях (ДО). Приведены классификации природных поверхностных вод и донных отложений, рассмотрены влияние окислительно-восстановительных условий ДО на формы нахождения ТМ в них, роль сульфидной фракции в поведении ТМ в ДО и их поровых водах, приведены существующие методы оценки экологической опасности и биодоступности ТМ. .

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В главе описаны месторасположения и характеристики изучаемых водных объектов бассейна р. Обь. В качестве вод малой минерализации были изучены водоемы Горного Алтая: Чемальское водохранилище и озеро Ая; вод средней минерализации - реки Обь и Барнаулка; вод повышенной минерализации - водные объекты Кулундинской зоны: реки Кучук и Кулунда, озеро Плотава, озера Кулундинское и Кучук. На рис. 1 и 2 приведены карты-схемы объектов исследования. В настоящей главе также подробно описаны методы отбора, консервации, пробоподготовки и анализа проб воды, взвешенного вещества, донных отложений и водной растительности.

ГЛАВА 3. ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД При изучении химического состава поверхностных вод бассейна р. Оби были определены: физико-химические параметры (рН, ЕЙ, электропроводность), содержания растворенных газов (02, Н25), минеральный состав минеральный состав (Са2+, М§2\ Ц№++К+), НС03\ БОД СГ), концентрации биогенных элементов (ЫН4 , N03*, Ы02", Р043", БО, общие показатели содержания Сорг (химическое потребление кислорода (ХПК), биологическое потребление кислорода (БПК5), перманганатная окисляемость (ПО)) и концентрации ТМ (Си, РЬ, СИ, Ъп).

Рис. 1. Карта-схема бассейна р. Обь: I - р. Обь в районе г. Барнаула; II - оз. Ая (ЛБ-левый берег, ПБ-правй берег); III - Чемальское водохранилище (НС-нижний створ, ЦС-центрапьный створ, ВС-верхний створ)

Слабоминерализованные воды Чемальского водохранилища и оз. Ая имеют слабо щелочную реакцию водной среды (7,69 - 8,21), высокие положительные значения окислительно-восстановительного потенциала (Eh) (+ 160 -ь + 264 mV), высокие концентрации растворенного кислорода (10,2 - 12,8 мгО/л). По классификации O.A. Алекина эти воды относятся к гидрокарбонатному классу группы кальция. В группе анионов преобладают ионы НС03\ на их долю в среднем приходится более 90 % от общей суммы анионов. В группе катионов доминирует кальций, его доля составляет 70-80% от общей

суммы катионов. Невысокие значения общей минерализации (140 мг/л) и жесткости (1,5 мг-экв/л) позволяют отнести воды Чемальского водохранилища и оз. Ая к классу слабоминерализованных, мягких вод. Низкие концентрации биогенных элементов группы азота и фосфора говорят о протекании активных биохимических процессов самоочищения посредством нитрификации и фотосинтеза. Значения общих показателей содержания растворенного органического вещества (ХПК, ПО) позволяют классифицировать воды Чемальского водохранилища и оз. Ая как чистые. По величине показателя БПК5 воды Чемальского водохранилища относятся к классу незагрязненных, а оз. Ая к классу грязных вод. Соотношения общих показателей Сорг показывают, что в поверхностных водах Чемальского водохранилища и оз. Ая преобладают формы стойких к окислению органических веществ.

Воды средней минерализации (p.p. Обь, Барнаулка) характеризуются щелочной реакцией водной среды (8,05-9,06), положительными значениями Eh (+140 ч- +300 mV). Во всех точках наблюдения содержание растворенного кислорода в р. Обь достаточно высоко (9,40-9,90 мгО/л). В отличие от этого, воды р. Барнаулка

характеризуются неравномерной степенью насыщенности кислородом: в ней наблюдаются точки с очень низким (5,2 мгО/л) и достаточно высоким (11,3 мгО/л) его содержанием. В соответствии с классификацией О.А. Алекина воды рек Обь и Барнаулка относятся к гидрокарбонатному классу группы кальция. В анионном составе преобладает карбонат-ион (69 %), в катионном - кальций (51 %). По величине общей жесткости (1,90 - 5,80 мг-экв/л) и минерализации (160 - 900 мг/л) реки Обь и Барнаулка классифицируются как воды средней жесткости и минерализации. Содержания биогенных элементов в поверхностных водах рек Обь и Барнаулка варьируют в различных пределах и отражают степень их загрязнения. Так, в водах р. Барнаулки наблюдались превышения допустимых норм по аммиачному (N14/ = 6,7 ПДКвр), нитритному (N02* = 9,7 ПДКвр) азоту, а также по содержанию фосфат-ионов (Р043' = 8,7 ПДКвр.). Значительное загрязнение реки обуславливается мощной антропогенной нагрузкой промышленных предприятий г. Барнаула, а также поступлением хозяйственно-бытовых сбросов. В р. Обь в районе г. Барнаула концентрации биогенных элементов были несколько ниже и превышения допустимых норм наблюдались только для N^1/ и Р043". По значениям общих показателей содержания Сорг воды р. Обь классифицируются как чистые, а р. Барнаулка как грязные. Соотношения общих показателей Сорг свидетельствуют о преобладании в изучаемых водах органического вещества стойкого к окислению.

Воды повышенной минерализации характеризуются щелочной реакций водной среды (рН = 7,98-9,06) и широким разбросом значений окислительно-восстановительного потенциала: +34 +253 шУ, причем наиболее положительные величины ЕЬ наблюдаются в крепких рассолах, а в слабых рассолах и водах солоноватого типа этот показатель чуть ниже. Особенностью газового режима изучаемых вод являются низкие концентрации растворенного кислорода, обратно коррелирующие с содержанием растворенных ионов Б2" и величиной минерализации. В более пресных водах растворенного кислорода в 5 раз больше, чем в рассолах, а Б2' меньше почти на порядок. В минеральном составе среди анионов доминирование СГ над БО/' наиболее существенно для озер Кучук и Кулундинское. При снижении величины общей минерализации это преобладание уменьшается, а при переходе к более пресным водам - исчезает: в реках Кулунда и Кучук содержание 5042' выше, чем СГ. В катионном составе для всех водоемов, за исключением слабоминерализованной р. Кучук, доминирует сумма ионов (Ма^К*). По минеральному составу, в

соответствии с классификацией Алекина О.А., воды озер Кучук, Кулундинское, Плотава, эстуарий р. Кучук и правый рукав р. Кулунда можно отнести к хлоридному классу натриевой группы, р. Кучук и левый рукав р. Кулунда - к сульфатному классу вод кальциевой группы. По величине минерализации воды Кулундинской зоны относятся: озера Кучук, Кулундинское и эстуарий р. Кучук - к типу рассолов; оз. Плотава, реки Кулунда и Кучук - к водам солоноватого типа.

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ

МЕТАЛЛОВ ПО РАЗЛИЧНЫМ КОМПОНЕНТАМ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ БАССЕЙНА ОБИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА МИНЕРАЛИЗАЦИИ

В главе рассматриваются и обсуждаются результаты исследования особенностей распределения Си, РЬ, С<3 и Ъп в воде, донных отложениях, поровых растворах и водной растительности для водных объектов бассейна Оби.

Тяжелые металлы в поверхностных водах. Оценка уровней содержания тяжелых металлов в поверхностных водах бассейна р. Обь показала (табл. 1), что их концентрации колеблются в разных пределах

Таблица 1

Интервалы варьирования концентраций растворенных (РФ) и взвешен -ных (ВФ) форм ТМ (мкг/л) в поверхностных водах бассейна Оби

Точка Си РЬ гп

отбора РФ ВФ РФ ВФ РФ ВФ РФ ВФ

р. Барнаулка(п=7) 0.2- 1,4 -8.7 0,2- 0,28 -6.6 0.11 -0.8 0,04 - 1,0 -24 12-33

1.2 163 0,18

р. Обь, район 1,2-3,6 9,1- 0,19- 0,21 - 0.10- 0.17 - 7,6-

г. Барнаула (п=6) 22,7 0,40 0.48 0.24 0,56 - 27

Средняя и Нижняя 1,6-18 9- 1,2-5,5 0,21 -8.1 <0,1 -0,9 0,07-0,81 <10- 13 -87

Обь (п=13) 33 140

р. Кучук* < 14 22 11 6.1 8.4 0.81 < 10 56

Оз. Плотава* < 14 10 95 1.3 35.1 1,14 163 46

р. Кулунда* < 14 0,19 32 0,93 21.3 0,28 205 25

Оз. Кулундинское 1400- 141- 291 -547

(п=3) 168 1,2* 4400 0,46* 890 0.53* 24*

Оз. Кучук 264- 7155 - 3160- 547-

(п=3) 302 22* 20800 4,0* 5250 13* 718 40*

пдк.р 1 10 5 10

Примечание: * - приведены данные единичных измерений

и отражают степень их загрязнения. Максимальные превышения предельно допустимых норм для рыбохозяйственных объектов (ПДКвр) наблюдались в водах повышенной минерализации (оз. Кучук

и Кулундинское). В водах средней минерализации (р. Барнаулка и Обь) превышения ПДКвр были существенно ниже. На наш взгляд, высокий уровень содержания ТМ в изучаемых рассолах - это результат одновременного действия нескольких факторов. К ним относятся: антропогенное загрязнение, особенности гидрологического режима (бессточность озер) вод и их повышенная минерализация.

Изучение влияния величины минерализации на распределение ТМ между растворенными и взвешенными формами показало (рис. 3), что

минерализация 400

минерализация

.......1 400

350

минерализация

----- ' 400

350

II 300

1 II 250 =т

1 /1 200 1

I/1 150 &

I

1 1 100 1

Ж 1 50

¿•И •) 0

Рис.

4-

3. Изменение растворенных (РФ) и взвешенных (ВФ) форм ТМ в

воде в зависимости от её минерализации: 1 - Чемальское водохранилище; 2 - р. Барнаулка; 3 - р. Обь; р. Кучук; 5 - р. Кулунда; 6 - оз. Плотава; 7 - оз. Кулундинское; 8 - оз. Кучук

в водах с минерализацией до 1 г/л преобладают взвешенные формы ТМ, а в водах, где величина минерализации > 1 г/л доминируют растворенные формы. Это связано с тем, что в условиях повышенной минерализации распределение ТМ в воде определяется не сорбционными процессами, а в большей степени реакциями

комплексообразования. Последние способствуют образованию прочных хлоридиых комплексов, удерживающих ТМ в водной толще, что препятствует их поступлению в ДО.

Общая характеристика химического состава ДО. Для изучения химического состава ДО в них были определены: физико-химические показатели (рН, ЕЬ), минеральный состав (НС03', >Юз\ 5042", Р043'), содержания Б"", С0|„ и ТМ (табл. 2). Сопоставление полученных резуль-

Таблица2

Интервалы варьирования показателей химического состава ДО

Водный объект РН ЕЬ, шУ НСО,-мкг/г N0,-мкг/г мкг/г Р04'' мкг/г Б1" мкг/г Сорг- мг/г Си мкг/г РЬ мкг/г са мкг/г гп мкг/г

Озера

Чемальское водохранилище (п=6) 6.157,85 - 10 + - 190 18107 0,902,8 1156 97104 0.1316 1.74.8 2644 1.11.6 0.321.3 103295

Ая (п=3) 6.857,10 -190+ -280 107257 0.220,9 184-гО 1 184201 192315 163250 2650 1.1 -1.4 0.63 -0.74 84138

Плотава* 9.2 - 192 - - - - 706 16.5 1.59 0.34 1.1 33

Кулундинское (п=4) 7.329.08 - 18 + -228 - - - - 24887 3.133 1.26 0.270.92 0.160.76 2.119

Кучук (п=6) 7,008,19 -43 + -243 - - - - 161840 3.381 0,8537 0.111.2 0.112.3 2.3 -75

Реки

Обь (район г. Барнаула)(п=9) 7.027.20 -10 + -93 3044 о,од-од 7,813,1 4964 0,102.1 0,312,8 826 0,42,0 0.130,63 1974

Барнаулка (п=7) 7,498,11 + 135+ -410 60415 0,023,1 9,9127 45 -216 <0.05258 0,734 0.89 0.043.4 0.020.35 69108

Кучук (п=2) 7,527,80 -238+ -242 - - - - 18061522 7681 2329 1,92.8 0.490.57 6273

Кулунда (п=2) 7,898,14 -235+ -376 - - - - 13061434 2885 7 -19 0,852,4 0,18 -0,26 2441

Примечание: концентрации всех компонентов приведены на сухой вес; *

единичное измерение

татов для водоемов (озер) и проточных систем (реки) было проведено раздельно. Минеральный состав изучаемых ДО характеризуется преобладанием Р043" и НС03'-ионов, содержание БО,,2" и N0/ - ионов значительно ниже. Значения рН во всех донных отложениях свидетельствуют о слабо щелочной реакции среды. Величины ЕЬ (измерение относительно AgCl-элeктpoдa) показывают, что в Чемальском водохранилище, реках Обь и Барнаулка донные отложения имеют умеренно-анаэробные и окислительные условия, в водах Кулундинской зоны преобладают восстановительные (анаэробные)

условия. Полученные концентрации Б2" в ДО изучаемых вод свидетельствуют о прохождении в них биохимических процессов сульфатредукции. Изучение влияния минерализации воды на процессы сульфатредукции (рис. 4) выявило, что наиболее благоприятные для их

прохождения являются условия солоноватых вод: для озер наиболее предпочтительны условия оз. Плотава, для речных водотоков -условия рек Кулунда и Кучук. Дальнейшее повышение минерализации воды, напротив, снижает интенсивность процессов сульфатредукции, о чем свидетельствует наблюдающееся снижение концентраций сульфид-ионов в ДО озер Кучук и Кулундинское. Тяжелые металлы в донных отложениях. Оценка уровней содержания ТМ в ДО изучаемых вод показала отсутствие превышения фоновых уровней по Си и РЬ во всех наблюдаемых объектах. Превышения по Сс1 отмечено в ДО оз. Ая, по 2п - в Чемальском водохранилище и реках Обь (район г. Барнаула) и Кучук.

Изучение влияния минерализации воды на распределение ТМ в системе вода-ДО на основе коэффициентов накопления (Кн = СДо/Свола, где Сдо и Свода - концентрации ТМ (мкг/г) в донных отложениях и воде, соответственно) показало, что при повышении минерализации воды коэффициенты накопления Си, РЬ, Сс1 и Ъъ в ДО изучаемых вод снижаются (рис. 5). Это хорошо согласуется с отмеченным выше фактом, что повышенная минерализация воды обуславливает снижение интенсивности сорбционных процессов и затрудняет накопление металлов в ДО.

Рис. 4. Изменение концентраций Б2" в ДО в зависимости от минерализации воды: а) озера; б) реки

■ К(ГЬ)ч0.1 ВК(С«1) 0К(2л)ха1 ПК(Си><Си ВМижралимшмчЗЛ

Рис. 5. Изменение коэффициентов накопления ТМ в ДО в зависимости от минерализации воды: .

1.- оз. Ая; 2 - р. Барнаулка; 3 - р. Кучук; 4 - р. Кулунда (левый рукав); 5 - оз. Плотава; б-р. Кулунда (правый рукав); 7 - оз. Кулундинское; 8 - оз. Кучук

Влияние сульфидной фракции на поведение ТМ в ДО вод различной минерализации. При изучении влияния окислительно-восстановительных условий на процессы накопления ТМ в ДО Средней и Нижней Оби было установлено, что в одном и том же створе реки более высокие концентрации металлов наблюдались в ДО с отрицательными значениями ЕЬ и высоким содержанием Ре и Сорг. Предположение о том, что это связано с образованием малорастворимых сульфидов металлов в ДО подтвердило сопоставление рядов:

Си (6.8) > Сё (3.2) > 2п (2.9) > Ре (2.6), (1)

Си2Б (47.6) > СсК (27.8) > 2пЪ (23.8) > РеБ(17.2), (2) где 1 - ряд превышения концентраций металлов, показывающий во сколько раз концентрация металлов в ДО с восстановительными условиями выше, чем в ДО с окислительными условиями; 2 - ряд произведений растворимости (ПР) сульфидов металлов. На основании полученных данных была предложена схема перераспределения ТМ в ДО с анаэробными условиями:

Ре(ОН)3 с Месорб -> Ре2+ + Меп+

Меп+ + Б2" -» Ме^Б^ Согласно приведенной схеме, в поверхностном слое ДО в анаэробных

3 +

условиях происходит восстановление гидроксида ге до растворимого гидроксида Ре1+, при этом сорбированные на поверхности рыхлой структуры Ре(ОН)3 тяжелые металлы высвобождаются в поровую воду. В поровой воде в присутствии Б"" образуются труднорастворимые в воде сульфиды металлов (МеБ), которые вновь осаждаются в ДО. Для подтверждения этого вывода мы проследили изменение концентраций ТМ в ДО вод различной минерализации в зависимости от содержания в них Б2".

Проведенные исследования показали, что в восстановительных условиях ДО озер (Ая, Плотава, Кулундинское, Кучук) и рек (Кулунда, Кучук) независимо от их минерализации прослеживается четкая корреляция между концентрациями ТМ в ДО и содержанием в них сульфидной фракции (табл. 3).

Таблица 3

Коэффициенты корреляции ТМ с Б"" в ДО вод различной

минерализации

Водный объект Коэфс шциент корреляции

Си РЬ са Ъп

Оз. Ая 0.99 0,75 0.97 0.68

Чемальское водохранилище 0.17 0,18 0.10 0.01

р. Барнаулка 0.71 0.69 0.77 0.61

р. Обь 0.26 0.24 0.02 0.05

оз. Кулундинское 0.90 0.98 0.99 0.61

оз. Кучук 0.96 0.92 0.98 0.99

Отсутствие корреляции для ДО с окислительными условиями (Чемапьское водохранилище и р. Обь) связано с тем, что процессы накопления ТМ в них регулируются другими факторами (например, содержанием гидроксидов Ре и Мп или Сорг.)

Для подтверждения или отрицания возможности образования в изучаемых ДО сульфидов металлов нами был использован, предложенный агентством по охране окружающей среды США, расчетный метод, базирующийся на критерии легкоподвижных сульфидов. Согласно его, ТМ в ДО присутствуют в сульфидной форме при выполнении условия: X Б2" > £ Ме или Ъ Б2'/Х Ме > 1; где £ Б2" -сумма сульфидных форм в ДО (Б2', НБ", цмоль/г), I Ме — сумма ТМ (цмоль/г) в ДО, имеющих ПР сульфидов меньше, чем у Ре и Мп. Сделанные расчеты по этой методике показали, что для ДО с высоким

содержанием сульфид-ионов (озера Ая, Кулундинское, Кучук, рек Кулунда и Кучук) условие критерия легкоподвижных сульфидов выполняется и, следовательно, Си, РЬ, Сс1 и в ДО этих вод связаны в виде МеБ. В окисленных донных отложениях Чемальского водохранилища и реки Оби (район г. Барнаула) критерий легкоподвижных сульфидов нарушен, что свидетельствует о связывании ТМ в другие формы.

Подвижность ТМ в ДО изучаемых вод. В качестве меры подвижности ТМ в ДО были рассмотрены величины коэффициентов накопления в поровых водах: Кпв = Спо/Сдо х 100 (%), где Спв и Сл0 концентрации ТМ в поровых водах (мкг/г) и ДО (мкг/г), соответственно. Полученные ряды коэффициентов накопления ТМ в поровых водах ДО с восстановительными условиями:

2п (0,08%) > Сс1 (0.07%) > РЬ (0.04%) > Си (0.03%) - оз. Ая 2п ( 0.2%) > СсЗ (0,16%) > РЬ (0,13%) > Си (0.1%) - р. Барнаулка (т. 1 и 6) хорошо согласуются с рядом произведений растворимости МеБ. Так, наибольшая растворимость сульфида цинка обеспечивает его максимальное накопление в поровых водах, самая низкая растворимость сульфида меди - минимальное.

Для ДО с окислительными условиями ряды коэффициентов накопления ТМ в поровых водах имеют другой вид:

Сс1 (15,8%) > Си (2,2%) > РЬ (1,9%) > 1п (0.3%) - р. Барнаулка (т. 2-5, 7) Сс1 (2,9 %) > РЬ (0,58%) > 2.п (0,05%) > Си (0.02%) - Чемальское водохр.

РЬ (0.52%) > Сс1 (0.1,7%) > Ъп (0,1%) > Си (0.004%) - р. Обь и указывают на то, что подвижность ТМ в них контролируется содержанием других связующих фракций. Сопоставление полученных рядов с величинами произведений растворимости карбонатов и гидроксидов металлов показало, что в Чемальском водохранилище подвижность ТМ в ДО контролируется содержанием последних. Для ДО р. Обь и Барнаулка (точки 2-5, 7) аналогичное сопоставление не выявило четкой зависимости коэффициентов накопления ТМ ни от величин ПР(МеСОз), ни от ПР(Ме(ОН)2. Возможно, тяжелые металлы в ДО этих вод связаны и контролируются органическими фракциями

до.

Биодоступность тяжелых металлов в водах различной минерализации. Для изучения биодоступности ТМ были выбраны типичные представители укореняющейся водной растительности Кулундинской зоны (повышенная минерализация) и р. Барнаулка (средняя минерализация). В первом случае был выбран вид РИга§гтп1е5 а^гаПз -тростник обыкновенный, во втором: Ро1ато§еЮп ресПпаШБ Ь,- рдест, ВШотиэ ишЬеПаШБ Ь.- сусак зонтичный и Бра^ашит егесшт Ь,-

ежеголовник прямой. Результаты анализа водных растений на содержание в них ТМ приведены в таблице 4.

Таблица 4

Содержание ТМ (мкг/г, сухого веса) и коэффициенты их накопления в

водных растениях Кулундинской зоны и р. Барнаулка

Точка отбора Си РЬ Сё 2п

Ср;|СТ | К« | К«; Срлст! к.» | к, С„,ст| К„ | К4 Сраст | К» | Кч

оз. Кучук

2а. <2 < и <0.4 0.26 0.04 2.36 0.45 0,09 1.55 <2 <3,2 <0.41

За. <2 <6.6 <0.97 0.35 0.02 1.67 0.26 0.05 1.18 <2 <3.7 <0.44

оз. Кулундинское

7. | 7.4 | 43.5 | 4.81 |0.1б| 0.04 | 0.67 10.04 | 0.28 | 0.25 1 7.0 | 15.2 | 3.29

р. Кулунда

■ 8. <2 <71 <0,14 0,12 0.31 0.14 0.02 0,21 0.08 <2 <9.5 <0.13

10. <2 < 143 < 0.1 0.21 6.6 0.09 0,18 8.57 1.0 <2 <9.5 <0.94

оз. Плотава

9. | <2 | < 143 |< 1.26 10.061 0.63 | 0.18 |0.!0| 2.86 | 0,09 | <2 | < 12.5 |<0,11

р. Барнаулка

Рйапк^еит ресипаии Ь.

1. 2.6 2167 0.52 0,4 2.45 0.5 0.1 200 0.5 287 11958 2,65

2. 2.3 2300 2.88 0,2 58.8 2.5 0.05 417 1.25 5,8 5800 0,07

3. 6.6 ЗЗООО 3.88 0.3 71.3 6.0 0,4 636 20,0 82,0 68333 0.92

4. 5,3 10600 2,75 0,4 278 10.0 0.3 143 15,0 55,7 55700 0,58

5. 24.5 122500 7.66 0.4 784 4.44 0.6 750 4.3 127 105833 1,39

6. 23.5 58750 2,5 0.4 1667_ 0,12 0.3 1875 0.86 190 172727 1.92

7. 18,2 45500 4.55 0,4 2000 1.0 0.4 000 4.4 290 46032 4.22

Вшотиз итЬеИаШБ Ь.

3. 9,0 45000 5.3 0.8 190 16.0 0.1 909 5.0 511 425833 5.73

4. 8,2 16400 4.1 0.4 278 10,0 0.1 714 5,0 79.6 79600 0.83

5. 8.2 41000 2.6 1,4 745 15,6 0.09 113 0.64 41,2 34333 0,45

6. 9.3 23300 0,99 0,3 250 0,09 0.4 2500 1,14 58.2 52909 0,59

7. 21.8 54500 5.45 1.3 500 3.25 0.7 3500 7.8 370 58730 5,38

Брашатит егесшт Ь.

1. 3,1 2583 0,62 0,5 3.1 0.63 0.06 120 0.3 285 11875 2,63

2. 3,0 3000 3,75 0.1 29.4 1.25 0.03 250 0,75 103 103000 1,22

3. 5.5 27500 3.41 0.7 166 14,0 0,06 546 3,0 81,8 68177 0.92

5. 20.2 101000 6,31 0,7 1373 7.78 0,5 625 3.57 104 86667 1,14

Примечание: анализировались листья и стебли растений; анализировалась средняя проба, относительное стандартное отклонение составляло: для Си - 5-8 %; РЬ -10-15 %; Сс1 - 8-10 %; - 5-10 %

Изучение процессов накопления ТМ, укореняющимися водными растениями осложняется тем, что они обладают способностью поглощать питательные вещества, как через корневую систему, так и через стебли и листья. С учетом этого процесс накопления ТМ этим

видом водной растительности можно описать уравнением: Сраст. = С^аст^ С^аст., где С™раст. - доля ТМ, поступающих из воды, С5раст. - доля ТМ, поступающих из ДО. При этом содержание ТМ в растениях будет зависеть как от величин концентраций металлов в этих средах, так и от их биодоступности. Величина минерализации воды, как было показано выше, влияет на содержание и формы нахождения растворенных ТМ, т.е. является определяющим фактором для С"р.1Ст. Для Сркт таковым является концентрация сульфидной фракции ДО, определяющая содержание и формы ТМ в них.

Изучение влияния минерализации воды на содержание ТМ в водных растениях Кулундинской зоны (рис. 6а) показало, что с уменьшением солености воды концентраций РЬ и Cd в растениях снижаются, но четкой зависимости между этими параметрами не прослеживалось. Между сульфидной фракцией и содержанием ТМ в водных растениях (рис. 66) определенная зависимость также отсутствовала. Полученные результаты указывают на то, что процессы накопления ТМ укореняющейся водной растительностью нельзя рассматривать в зависимости только от какого-либо одного параметра (минерализации

аса х 1«мю/г ОН» !СВмиУг а Ммераливщи Л □ С<1 ч 10*1 а РЬ \ 1«* 2 И БЗ-ми

10

Рис. 6. Изменение концентраций ТМ в водных растениях в зависимости от: а) минерализации воды; б) содержания Б2' в ДО (2а, За - оз. Кучук; 7- оз. Кулундинское; 8 - р. Кулунда (правый рукав); 9 - оз. Плотава; 10 - р. Кулунда (левый рукав))

или Б2').

В нашей работе мы оценивали вклад основных источников поступления ТМ в водные растения (вода и ДО) путем сравнения коэффициентов биологического накопления К« - вода) и К5 (э -

ДО). К„ - коэффициент биологического накопления, показывающий во сколько раз концентрация ТМ в растениях превышает их концентрацию в воде и отражает потенциальную возможность и степень поглощения ТМ водными растениями из водной толщи. Аналогично, К5 - коэффициент биологического накопления, показывающий потенциальную возможность и степень поглощения ТМ водными растениями из ДО. Полученные зависимости между величиной минерализации, концентрациями Б2* в ДО и коэффициентами К„ и К5 (рис. 7) показали, что Кж и К5 для Сс1 и РЬ изменяются между собой в обратной зависимости и коррелируют с величиной минерализации воды и содержанием Б2" в ДО. В сильноминерализованных водах (точки 2а, За), где Кж < К5, степень извлечения ТМ из ДО преобладала над степенью их извлечения из водной толщи. Полученные результаты хорошо согласуются с тем фактом, что низкая биодоступность ТМ в этих водах, обусловленная включением металлов в состав прочных хлоридных комплексов, ограничивает их поступление в растения из водной толщи. При этом, высокая биодоступность ТМ в ДО, обусловленная низким содержанием сульфидной фракции, способствует преимуществу пути

Рис. 7. Изменение коэффициентов К„ и К5 для Сс1 и РЬ в зависимости от минерализации и концентраций Б2' в ДО (точки отбора см. рис. 6)

поступления ТМ в растения этих водоемов повышенной минерализации из донных отложений.

При переходе к солоноватым и пресным водам (т.7, 8; рис.7), где К„ > К5, наблюдалось преобладание степени извлечения ТМ водными растениями из воды толщи над степенью их извлечения из ДО. В этих водах низкая минерализация воды обеспечивала невысокое содержание

комплексных соединений растворенных ТМ, чем и определяла их большую биодоступность для растений. В ДО этих водоемов, благодаря значительным концентрациям S:". ТМ связаны в нерастворимые MeS и являются менее доступными для водной растительности. Таким образом, сравнение коэффициентов биологического накопления ТМ, рассчитанных относительно различных сред с учетом форм нахождения металлов в них, может быть использован для ориентировочных оценок накопления и установления источника поступления ТМ в водные растения, прикрепленные к грунту.

Сравнительный анализ средних значений концентраций и коэффициентов накопления ТМ в водных растениях р. Барнаулка и водоемов Кулундинской зоны выявил разную степень их накопления, а, следовательно, и биодоступность. Так, при низком содержании ТМ в абиотических компонентах (вода, ДО) р. Барнаулка (средняя минерализация) в водной растительности концентрации Си была в 3,5, РЬ в 2,8, Cd в 1,4, a Zn в 60 раз выше, чем в растениях Кулундинской зоны (повышенная минерализация, повышенное содержание ТМ в воде и ДО). При этом, величины коэффициентов накопления (К„ и Ks) для водных растений р. Барнаулка превышали таковые для водных растений водоемов Кулундинской зоны соответственно в 1410 и 3 раза для Си; в 860 и 7 раз для РЬ; в 630 и 7 раз для Cd; в 9710 и 2 раза для Zn. Полученные результаты позволили сделать вывод, что на степень биодоступности ТМ для водных растений, прикрепленных к грунту, существенное влияние оказывает минерализация: в водах невысокой минерализации биодоступность ТМ существенно выше, чем в сильноминерализованных водах.

ВЫВОДЫ:

Проведенные исследования по изучению особенностей распределения и накопления ТМ по компонентам водных экосистем различной минерализации показали:

1. Распределение тяжелых металлов между водной фазой и взвешенным веществом регулируется величиной минерализации природных вод. Преобладание взвешенных форм ТМ над растворенными характерно для вод малой минерализации. В природных водах Кулундинской зоны повышенные содержания минеральных солей обеспечивают удерживание ТМ в водной толще в виде их устойчивых комплексов, что приводит к превышению

растворенных форм металлов над взвешенными.

2. Минерализация воды влияет на распределение ТМ в системе вода -ДО: для всех изучаемых объектов прослеживается закономерное снижение коэффициентов накопления тяжелых металлов в ДО при повышении величины минерализации. Так, для рассолов Кулундинской зоны средние значения коэффициентов накопления были минимальны и составляли: 28 для Си, 0,12 для РЬ, 0,44 Cd и 14 для Zn; в солоноватых водах (оз. Плотава, реки Кучук и Кулунда) эти коэффициенты имели промежуточное значение: 1010 для Си, 84 для РЬ, 25 для Cd, 1950 для Zn; в слабоминерализованных водах (p.p. Обь и Барнаулка) они достигали максимальных значений : 7170 для Си, 3240 для РЬ, 2060 для Cd, 1160 для Zn.

3. Наиболее благоприятными условиями для образования S2" в ДО являются воды солоноватого типа (оз. Плотава, р. Кулунда и Кучук) и слабых рассолов (оз. Кулундинское). Условия повышенной минерализации вод (оз. Кучук) менее благоприятны в силу подавления процессов сульфатредукции.

4. В восстановительных условиях для вод как малой (оз. Ая, р. Барнаулка), так и повышенной (водоемы Кулундинской зоны) минерализации процессы накопления и подвижность ТМ в донных отложениях контролирует сульфидная фракция ДО. При этом, малая растворимость сульфидов металлов обеспечивает их низкую подвижность - в поровый раствор переходит не более 0,07 % Си; 0,09 % РЬ ; 0,12 % Cd и 0,14 % Zn.

5. В окислительных условиях донных отложений Чемальского водохранилища накопление и подвижность ТМ в ДО контролируется концентрацией гидроксид-ионов; а в ДО рек Обь и Барнаулка, вероятно, - Сорг. Большая растворимость этих соединений металлов, по сравнению с сульфидами, обуславливает их более высокую подвижность: в поровый раствор переходит до 0,74 % Си, 1,0 % РЬ, 6,3% Cd и 0,15 % Zn.

6.Степень биодоступности ТМ для водных растений, прикрепленных к грунту, в водах невысокой минерализации существенно выше, чем в сильноминерализованных водах. При низком содержании ТМ в абиотических компонентах в водной растительности р. Барнаулка (средняя минерализация) концентрации Си была в 3,5, РЬ в 2,8, Cd в 1,4, a Zn в 60 раз выше, чем в растениях Кулундинской зоны (повышенная минерализация, повышенное содержание ТМ в воде и ДО).

7. В условиях средней (р. Барнаулка) и повышенной (р. Кулунда и оз.

Плотава) минерализации для укореняющейся водной растительности степень извлечения ТМ из воды преобладает над степенью их извлечения из ДО. В условиях рассолов (оз. Кучук и Кулундинское) для этого вида растений степень извлечения ТМ из ДО доминирует над степенью их извлечения из водной толщи.

8. Метод сравнения коэффициентов биологического накопления, рассчитанных относительно различных сред, может быть использован для ориентировочного установления преимущественного источника поступления ТМ в водные растения, прикрепленные к грунту.

Основные материалы диссертации изложены в работах:

1. Папина Т.С., Третьякова Е.И. Гидрохимические и химико-аналитические работы по исследованию водных экосистем р. Катуни и ее притоков //Катунский проект: проблемы экспертизы: Материалы общ.-научной конференции 13-15 апреля, 1990 г. - Новосибирск. 1990. -с. 50-52.

2. Папина Т.С., Третьякова Е.И. Гидрохимическое состояние и качество поверхностных вод бассейна Томи //Обской вестник. -1996/97.-Т. 4-1.-с. 27-36.

3. Tretyakova Е.1., Papina T.S. Sulfate-silfide equilibrium and contents of heavy metals in bed sediments in fresh and salty lakes of Altay region // Fifth Asian conference on analytical sciences, May 4-5, 1999. - Chemical J. of Chinese Universities/ - Vol. 20. - 1999. - P. 539.

4. Папина Т.С., Третьякова Е.И., Эйрих А.Н. Факторы, влияющие на распределение тяжелых металлов по абиотическим компонентам водных экосистем Средней и Нижней Оби // Химия в интересах устойчивого развития. - 1999. - Т. 7, № 5. - с. 553-564.

5. Папина Т.С., Третьякова Е.И. Особенности гидрохимического режима Чемальского водохранилища (Горный Алтай, республика Алтай) //Сибирский экологический журнал. - 2000. - т. 7, № 2. - с. 225-

6. Зарубина Е.Ю., Третьякова Е.И. Высшие растения - индикаторы загрязнения тяжелыми металлами поверхностных вод бассейна Кулундинского озера //Обеспечение качественной питьевой водой населения Сибири: Материалы научно-практической конференции. -Барнаул: Изд-во АГУ. -2000. - с. 116 -120.

7.Третьякова Е.И., Папина Т.С. Особенности распределения тяжелых металлов по компонентам водных экосистем различной минерализации //Химия в интересах устойчивого развития. - Принята в печать: апрель

231.

2000 г.

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Третьякова, Елена Ильинична

Введение.

Глава 1. Поведение тяжелых металлов в водных экосистемах различной минерализации (Литературный обзор).

1.1. Краткая характеристика природных поверхностных вод и типы их классификаций.

1.2. Тяжелые металлы в поверхностных водах различной минерализации.

1.3. Поведение тяжелых металлов в донных отложениях вод различной минерализации.

1.3.1. Характеристика донных отложений природных вод

1.3.2. Краткая характеристика биохимических процессов в донных отложениях.

1.3.3. Влияние окислительно-восстановительных условий донных отложений на формы нахождения тяжелых металлов.

1.3.4. Сульфиды тяжелых металлов в донных отложениях природных вод

1.3.5. Поведение тяжелых металлов в поровых водах донных отложений.

1.4. Методы оценки экологической опасности тяжелых металлов в донных отложениях.2В

1.5. Биодоступность тяжелых металлов.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Краткая характеристика объектов исследования и точек отбора.

2.1.1. Чемальское водохранилище и оз. Ая.

2.1.2. Реки Обь и Барнаулка.

2.1.3. Водные объекты Кулундинской зоны.

2.2. Методы исследования

2.2.1. Отбор и подготовка проб к анализу.

2.2.2. Методы анализа.

Глава 3. Гидрохимическая характеристика поверхностных вод бассейна Оби.

3.1. Химический состав слабоминерализованных вод.

3.2. Химический состав вод средней минерализации.

3.3. Химический состав вод повышенной минерализации.

Глава 4. Особенности распределения тяжелых металлов по компонентам водных экосистем бассейна Оби в зависимости от типа минерализации.

4.1. Тяжелые металлы в поверхностных водах изучаемых объектов.

4.2. Тяжелые металлы в донных отложениях вод изучаемых объектов.

4.2.1. Общая характеристика химического состава донных отложений.

4.2.2. Влияние сульфидной фракции на поведение ТМ в донных отложениях вод различной минерализации.

4.2.3. Влияние сульфидной фракции на подвижность тяжелых металлов в донных отложениях.

4.3. Биодоступность тяжелых металлов в водах бассейна Оби различной минерализации.

Выводы.

Условные обозначения и сокращения.

Введение Диссертация по географии, на тему "Особенности распределения тяжелых металлов по компонентам водных экосистем различной минерализации"

Среди множества токсикантов, попадающих в природные воды, особое значение имеют тяжелые металлы (ТМ). Активно включаясь в миграционные циклы, они аккумулируются в различных компонентах водных экосистем. Особая опасность ТМ заключается в том, что, в отличие от токсикантов органической природы, в большей или меньшей степени разлагающихся в природных водах, ТМ в них стабильны и изменяют только свои формы нахождения. На современном этапе научных исследований наряду с установлением уровней загрязнения особое значение приобретает изучение общих закономерностей распределения тяжелых металлов по отдельным звеньям водных экосистем. Результаты этих исследований являются основой для прогнозирования поведения ТМ в водоемах и водотоках, подверженных антропогенному воздействию.

Настоящая работа посвящена изучению поведения Си, РЬ, Сс1 и Ъъ в водных экосистемах бассейна р. Обь с различным типом минерализации. Выбор указанного набора металлов обусловлен их высокой токсичностью, близким сходством химических свойств и активным участием в геохимических процессах.

Актуальность темы. Необходимость такого рода исследований связана как с фундаментальной задачей - изучение процессов распределения и накопления ТМ в природных объектах, так и с прикладной - оценкой уровней их содержания в различных компонентах водных экосистем, отличающихся типом минерализации. Необходимо отметить, что такого рода исследования для рек Обь, Барнаулка и водоемов Кулундинской зоны Алтайского края - проводились впервые. Работа выполнялась в рамках основных заданий к плану НИР Института водных и экологических проблем СО РАН "Анализ и моделирование гидрологических, гидрохимических и гидробиологических процессов в бассейнах рек и внутренних водоемов Сибири", по программе Президиума СО РАН "Исследование ртути и других токсичных элементов в бассейне р. Катунь и водохранилищах Катунской ГЭС" (поручение Совета Министров РСФСР от 13.03.87 № 3253-3), в рамках договора о научно-исследовательской работе "Изучение масштаба и характера антропогенных воздействий на природную среду Благовещенского района Алтайского края", а также при поддержке гранта РФФИ № 96-0566123.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение особенностей распределения ТМ по компонентам водных экосистем различной минерализации бассейна р. Обь. Для этого были поставлены следующие задачи:

- определить химический состав поверхностных вод исследуемых водоемов;

- изучить влияние минерализации воды на процессы накопления и распределения ТМ в системе «вода - донные отложения - водная растительность»;

- оценить биодоступность ТМ в водных объектах различного типа минерализации.

Научная новизна работы:

- впервые были определены уровни содержания ТМ и их распределение в системе «вода - взвешенное вещество - донные отложения - водная растительность» для водных экосистем Верхней Оби и Кулундинской степной зоны;

- впервые для водоемов и водотоков бассейна Оби было изучено влияние сульфидной фракции донных отложений и минерализации воды на процессы накопления и распределения ТМ в системе «ДО - поровые воды»;

- впервые было изучено влияние сульфидной фракции донных отложений и минерализации воды на биодоступность ТМ для водной растительности рек бассейна Оби и водоемов Кулундинской зоны.

Практическая значимость работы определяется тем, что результаты работы легли в основу официальных заключений по оценке: 1) экологических последствий реализации проекта строительства Катунской 6

ГЭС и 2) современного уровня экологического состояния природной среды Благовещенского района Алтайского края.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на рабочих совещаниях по экспертизе проекта строительства Катунской ГЭС (Барнаул, 1989; Новосибирск, 1990); на общественно-научной конференции "Катунский проект: проблемы экспертизы" (Новосибирск, 1990 г.); на 5-ой международной конференции по аналитической химии (Китай, 1999 г.).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Диссертация изложена на 118 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 27 таблиц, список литературы включает 138 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Третьякова, Елена Ильинична

ВЫВОДЫ:

Проведенные исследования по изучению особенностей распределения и накопления ТМ по компонентам водных экосистем различной минерализации показали:

1. Распределение тяжелых металлов между водной фазой и взвешенным веществом регулируется величиной минерализации природных вод. Преобладание взвешенных форм ТМ над растворенными характерно для вод малой минерализации. В природных водах Кулундинской зоны повышенные содержания минеральных солей обеспечивают удерживание ТМ в водной толще в виде их устойчивых комплексов, что приводит к превышению растворенных форм металлов над взвешенными.

2. Минерализация воды влияет на распределение ТМ в системе вода - ДО: для всех изучаемых объектов прослеживается закономерное снижение коэффициентов накопления тяжелых металлов в ДО при повышении величины минерализации. Так, для рассолов Кулундинской зоны средние значения коэффициентов накопления были минимальны и составляли: 28 для Си, 0,12 для РЬ, 0,44 Cd и 14 для Zn; в солоноватых водах (оз. Плотава, реки Кучук и Кулунда) эти коэффициенты имели промежуточное значение: 1010 для Си, 84 для РЬ, 25 для Cd, 1950 для Zn; в слабоминерализованных водах (p.p. Обь и Барнаулка) они достигали максимальных значений : 7170 для Си, 3240 для РЬ, 2060 для Cd, 1160 для Zn. л

3. Наиболее благоприятными условиями для образования S " в ДО являются воды солоноватого типа (оз. Плотава, р. Кулунда и Кучук). Условия повышенной минерализации вод (оз. Кучук и Кулундинское) менее благоприятны в силу подавления процессов сульфатредукции.

4. В восстановительных условиях для вод как малой (оз. Ая, р. Барнаулка), так и повышенной (водоемы Кулундинской зоны) минерализации процессы накопления и подвижность ТМ в донных отложениях контролирует сульфидная фракция ДО. При этом, малая растворимость сульфидов металлов обеспечивает их низкую подвижность - в поровый раствор переходит не более 0,07 % Си; 0,09 % РЬ ; 0,12 % С<1 и 0,14 % Ъп.

5. В окислительных условиях донных отложений Чемальского водохранилища накопление и подвижность ТМ в ДО контролируется концентрацией гидроксид-ионов; а в ДО рек Оби и Барнаулки, вероятно, -Сорг. Большая растворимость этих соединений металлов, по сравнению с сульфидами, обуславливает их более высокую подвижность: в поровый раствор переходит до 0,74 % Си, 1,0 % РЬ, 6,3% Сй и 0,15 % Ъп.

6.Степень биодоступности ТМ для водных растений, прикрепленных к грунту, в водах невысокой минерализации существенно выше, чем в сильноминерализованных водах. При низком содержании ТМ в абиотических компонентах в водной растительности р. Барнаулки (средняя минерализация) концентрации Си была в 3,5, РЬ в 2,8, Сс1 в 1,4, 60 раз выше, чем в растениях Кулундинской зоны (повышенная минерализация,повышенное содержание ТМ в воде и ДО).

7. В условиях средней (р. Барнаужа) и повышенной (р. Кулунда и оз. Плотава) минерализации для укореняющейся водной растительности степень извлечения ТМ из воды преобладает над степенью их извлечения из ДО. В условиях рассолов (оз. Кучук и Кулундинское) для этого вида растений степень извлечения ТМ из ДО доминирует над степенью их извлечения из водной толщи.

8. Метод сравнения коэффициентов биологического накопления, рассчитанных относительно различных сред, может быть использован для ориентировочного установления преимущественного источника поступления ТМ в водные растения, прикрепленные к грунту.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ:

ААС- атомно-абсорбционная спектрометрия

БПК5 - биологическое потребление кислорода

ВВ - взвешенное вещество

ВФ - взвешенные формы

ДО - донные отложения

Кн- коэффициент накопления ТМ

Кпв - коэффициент накопления ТМ в поровых водах

К^ коэффициент бионакопления ТМ водными растениями относительно воды К8 - коэффициент бионакопления ТМ водными растениями относительно ДО О.с.ч. - особой чистоты ПДК - предельно допустимая концентрация

ПДКВ - предельно допустимая концентрация для вод объектов хозяйственно-питьевого и культурного- бытового назначения

ПДКв.р. - предельно допустимая концентрация для вод рыбохозяйственных водоемов

ПО - перманганатная окисляемость

ПР - произведение растворимости

РФ - растворимые формы

Свода - концентрация ТМ в воде

Сд0 - концентрация ТМ в донных отложениях

Сорг - содержание органического углерода

Сраст. - концентрация ТМ в растениях

Ст - концентрация ТМ в поровых водах

ТМ - тяжелые металлы

ХПК - химическое потребление кислорода

Ч.д.а. - чистый для анализа

ЭТ ААС - электротермическая атомно-абсорбционная спектрометрия 80С - критерий качества донных отложений X - электропроводность

93

Библиография Диссертация по географии, кандидата химических наук, Третьякова, Елена Ильинична, Барнаул

1. Абрамович Д.И. Воды Кулундинской степи. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, i960. - с. 20-77.

2. Алекин O.A. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометереологическое изд-во, 1953. - с. 32-40.

3. Алекин O.A. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-с. 17-28.

4. Баас-Бекинг Л.Т.М., Каплан И.Ф., Мур Д. Пределы колебаний pH и окислительно-восстановительных потенциалов природной среды // В кн.: Геохимия литогенеза. М.: Изд-во иностр. лит-ра, 1963. - с. 11-84.

5. Батоян В.В., Касимов Н.С. Геохимические исследования донных осадков внутренних водоемов. Круговорот вещества и энергии в водоемах // Материалы докл. К YI Всесоюзному лимнологическому совещанию. - Вып. Y. - Иркутск. - 1985. - с. 80.

6. Беляев Л.И., Овсяный Е.И. О некоторых формах существования микроэлементов в водах Черного моря. // В кн.: Морские гидрофизические исследования 1971. -№4. - с. 52-60.

7. Буторин Н.В. Современное представление о формировании грунтового комплекса крупных равнинных водохранилищ // В кн.: Взаимодействие между водой и седиментами в озерах и водохранилищах. Л.: Наука, 1984.-с. 10-17.

8. Валяшко М.Г. Основные вопросы геохимии природных вод и работы лаборатории экспериментальной геохимии МГУ им. М.В. Ломоносова

9. В кн.: Закономерности формирования химического состава природных вод. М. -1982. - с. 4-31.

10. Валяшко М.Г. Основные химические типы вод и их формирование.// Изд-во ДАН СССР. 1955. - Т. 102, № 2. - с. 315-318.

11. Варшал Г.М., Кощеева И.Я., Сироткина И.С. и др. Изучение органических веществ поверхностных вод и их взаимодействия с ионами металлов. // Геохимия. -1979. № 4. - с. 598-607.

12. Вернадский В.И. История природных вод. М.: ОНТИ, 1933-1936. -с. 85-96.

13. Волков И.И. Химические элементы в речном стоке и формы их поступления в море (на примере Черноморского бассейна).// В кн.: Проблемы литологии и геохимии осадочных пород и руд. М.: Наука, 1975.-с. 47-53.

14. Вышемирский В.С. Органическое вещество в Мировом океане. -Новосибирск: НГУ, 1986. с. 73-89.

15. Горленко В.М., Вайнштейн М.Б., Качалкин В.И. Микробиология оз. Могильное.// В кн.: Реликтовое озеро Могильное. Л.: Наука, 1976. -с. 188-197.

16. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977. - с. 45-64.

17. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов.

18. ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.

19. ГОСТ 4151-72. Вода питьевая. Метод определения общей жесткости.

20. ГОСТ 4192-82. Вода питьевая. Методы определения минеральных азотсодержащих веществ.

21. ГОСТ 4245-72. Вода питьевая. Методы определения содержанияхлоридов.

22. ГОСТ 4389-72. Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов.

23. ГОСТ 18164-72. Вода питьевая. Метод определения сухого остатка.

24. ГОСТ 18309-72. Вода питьевая. Метод определения полифосфатов.

25. ГОСТ 18826-73. Вода питьевая. Методы определения содержания нитритов.

26. ГОСТ 5180-84. Почвы. Метод определения влажности почвы.

27. ГОСТ 26206-84. Почвы. Метод определения фосфат-ионов.

28. ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки.

29. ГОСТ 26424-85. Почвы. Метод определения ионов карбаната и бикарбоната в водной вытяжке.

30. ГОСТ 26426-85. Почвы. Метод определения сульфат-ионов.

31. ГОСТ 26428-85. Почвы. Методы определения кальция и магния в водной вытяжке.

32. ГОСТ 26488-85. Почвы. Метод определения нитрат-ионов.

33. Денисова А.И., Нахшина Е.П. Процессы обмена биоэлементами в системе вода донные отложения в водохранилищах Днепровского каскада //В кн.: Взаимодействие между водой и седиментами в озерах и водохранилищах. - Л.: Наука, 1984. - с. 106-114.

34. Демина Л. Л. Формы миграции тяжелых металлов в океане. -М.: Наука, 1982. с. 31-43.

35. Журавлева Л.А., Линник П.Н. Факторы формирования экстремальных ситуаций в гидрохимическом режиме Днепровско-Бугского лимана // Гидробиол. Журнал. 1989.- Т. 25, № 3. - с. 69-73.

36. Зайцев И.К. Гидрогеохимия СССР. Л.: Недра, 1986. - с. 45-54.

37. Зубкова Е.И. Тяжелые металлы в донных отложениях р. Днестра и Дубоссарского водохранилища // Гидробиол. Журнал. Т. 32, № 4.1996.-с. 94-102.

38. Иванов М.В. Применение изотопов для изучения интенсивности процесса редукции сульфатов в оз. Беловодь // Микробиология. Т. 25, вып. 3.-1956. -с. 37-41.

39. Исаченко Б.Л. Микробиологические исследования над грязевыми озерами // Труды Геол. Комиссии. Вып. 148. - 1927. - с. 37-43.

40. Исаченко Б.Л. Хлористые, сульфатные и содовые озера Кулундинской степи и биогенные процессы в них. // Избр. труды. М. Л.: Изд-во АН СССР, 1951. - Т.2. - с. 27-39.

41. ИСО 5813: 1983. Иодометрический метод определения растворенного кислорода.

42. ИСО 5815: 1989. Определение биохимического потребления кислорода.

43. ИСО 6060:1989. Определение химического потребления кислорода.

44. ИСО 8467:1989. Определение перманганатного индекса.

45. ИСО 9439:1990. Определение растворенной двуокиси углерода.

46. ИСО 10530:1992. Качество воды. Определение растворенных сульфидов. Фотометрический метод с использованием индикатора метиленового голубого.

47. Козлова С.И. Трансформация форм ртути и процессы ее миграции в экосистемах Килийской дельты р. Дунай и устьевого взморья// Дис.кан. Географ. Наук. Ростов-на-Дону. - 1990. - с. 173-174.

48. Крайнов С.Р., Матвеева Л.И., Рыженко Б.Н. и др. Условия осаждения металлов из рассолов седиментационных бассейнов // Геохимия. -1984.- №8.-с. 1155-1163.

49. Крайнов С.Р., Матвеева Л.И., Соломин Г.А. Геохимические условия осаждения цинка и свинца из рассолов седиментационных бассейнов на сульфидном барьере // Геохимия. 1988. - № 12. - с. 1708-1719.

50. Крайнов С.Р., Швец В.М. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1992.с.92-134.

51. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и её геохимическая деятельность. -Л.: Наука, 1970. с. 27-36.

52. Кузнецов С.И., Саралов А.И., Низина Т.Н. Микробиологические процессы круговорота углеводорода и азота в озерах. М.: Наука. -1985. - с. 40-59.

53. Лазо Ф.И. Редукционные процессы в раннем диагенезе осадков Байкала// В кн.: Круговорот вещества и энергии в водоемах. -Материалы докл. К YI Всесоюзному лимнологическому совещанию. -Вып. Y. Иркутск. - 1985. - с. 111-112.

54. Лапин И.А., Красюков В.Н. Влияние гуминовых кислот на поведение тяжелых металлов в эстуариях // Океанология. 1986. - Т. 26, вып. 4. -с. 621-627.

55. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Комплексообразование ионов металлов в природных водах // Гидробиол. журнал. 1983- Т. 19, № 3.- с. 82-95.

56. Линник П.Н., Набиванец Ю.Б. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.:Гидрометеоиздат, 1986.-272 с.

57. Лукина Л.Ф., Смирнова H.H. Физиология высших водных растений -Киев: Наук. Думка, 1988. с. 116-153.

58. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. 5-е изд., перераб и доп. М.: Химия. - 1989. - 448 с.

59. Малолетко В.А. Термический режим озера Ая // В кн.: Водные ресурсы Алтайского края, их рациональное использование и охрана.

60. Барнаул. 1978.-е. 113-114.

61. Манская С.М., Дроздова Т.В. Геохимия органического вещества. -М.: Наука, 1964. с. 127-133.

62. Методы исследования органического вещества в океане // Под ред. Романкевича E.H. М.: Наука, 1980. - с. 27-36.

63. Мельничук В.И. Круговорот серы и связывание тяжелых металлов в донных отложениях // В кн.: Антропогенное перераспределение органического вещества в биосфере. С.- Петербург: Наука, 1993. -с. 104-108.

64. МУ 52.24.5-83. Фотометрическое определение кремния в виде кремнемолибденовой гетерополикислоты.

65. Мун А.И., Бектуров А.Б. Распределение микроэлементов в водоемах Казахстана. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1971. - с.200-229.

66. Нахшина Е.П., Белоконь В.П. Распределение тяжелых металлов в донных отложениях водохранилищ Днепра // Водные ресурсы. -1991.-№ 5. с. 86-93.

67. Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов № 12-04-11 от 09.08.90г.

68. Остроумов Э.А., Волков И.И. Геохимическое поведение серы в донных осадках Тихого океана // В кн.: Химические процессы в морских водах и осадках., Тр. ин-та океанолог. М.: Наука, 1967. -Т. 83. - с. 68 - 82.

69. Пустовалов JI.B. Петрография осадочных пород. Ч. I, II. - М.: Гостоптехиздат, 1940. -с.217-249.

70. Перельман А.И., Сауков A.A. Геохимические основы поисков рудных месторождений. М.: Госгеолтехиздат, 1957. - с. 87-105.

71. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. - с. 280-284.

72. Ресурсы поверхностных вод районов освоения целинных и залежных земель. Вып. YI. - Равнинные районы Алтайского края и Южная часть Новосибирской области // Под ред. В.А. Урываева. - JL: Гидрометеорологическое изд-во, 1962. - с. 421-537.

73. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Микрофлора Сиваша и некоторых соляных промыслов Крыма // В кн.: Физиология водных организмов и их роль в круговороте органического вещества. Л.: Наука, 1969. -с. 9-23.

74. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши // Под ред. А.Д. Семенова. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 354 с.

75. Санитарные нормы предельно допустимых содержаний вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения СанПин № 42-121-4130-86.

76. Сафонова Т.А. Накопление ртути и других тяжелых металлов водорослями и водными растениями // В кн.: Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах (Аналитический обзор, ч. II.) -Новосибирск. 1989. - с. 64-87.

77. Семенович Н.И. Донные отложения Онежского озера. Л.: Наука, 1973.-с. 27-49.

78. Справочник по гидрохимии // Под ред. А.М. Никонорова. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 392 с.

79. Страхов Н.М., Бродская Н.Г., Князева А.Н. и др. Образование осадков в современных водоемах. М.: Изд-во Академии Наук СССР, 1954. -с. 107-220.

80. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза: В 2 т. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - Т. 2. - с. 127-256.

81. Сулин В.А. Условия образования, основы классификации и состав природных вод. М.: Изд-во АН СССР, 1948. - с. 18-64.

82. Федченко Б.А. Высшие растения // Жизнь пресных вод. M.-JL: Изд-во АН ССР, 1949. - Т. 2. - с. 311-338.

83. Филенко О.Ф., Хоботьев В.Г. Загрязнение металлами // Водная токсикология. М.: ВИНИТИ, 1976. - Т. 3. - с. 110-150.

84. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. // Энцикл. справочник, 2-е изд. перераб. и доп. М.: Протектор. - 1995. - 400 с.

85. Чеботарев Е.В. Геохимическая деятельность сульфатвосстанавливающих бактерий // Автореф. дис. . канд. биол. наук. М.: МГУ, 1975.-26 с.

86. Чеботарев Е.Н. Биохимия сульфат восстанавливающих бактерий // Итоги науки и техники. Сер. микробиол. 1978. - Т. 7. - с. 5-64.

87. Эйнор JI.O. Макрофиты в экологии водоема. М.: Изд-во ИВП РАН, 1992.-с. 41-84.

88. Энциклопедия Алтайского края: В 2-х томах. Барнаул: Алтайское книжное изд-во, 1996. - T. II. - с. 12-14.

89. Adams W.J., Kimerie R.A., Mosher R.G. Aquatic safety assessment of chemicals sorbed to sediments. In: Aquatic Toxicology and Hazard Assessment: 7 Symposium American Society for Testing and Materials. -Philadelphia. USA. - P. 429-453.

90. Ankley G.T., Phipps G.L., at al. Acid-volatile sulfide as a factor mediating cadmium and nickel bioavailability in contaminated sediments // Environ. Toxicol, and Chem. 1991. - Vol. 10. - P. 1299-1307.

91. Ankley G.T., Mattson V.R., Leonard E.N., at al. Predicting the acute toxicity of copper in fresh sedimens: Evaluation of the role acid-volatilesulfide // Environ. Toxicol, and Chem. 1993. - Vol. 12. - P. 315-320.

92. Ankley G.T., Toro D. M.Di., Hansen D.J, at al. Assessing the potential bioavailability of metals in sediments: A proposed approach // Environ. Manage. 1994. - Vol. 18. - P. 331-337.

93. Ankley G.T., Toro D. M.Di, Hansen D.J. Technical basis and proposal for deriving sediment quality criteria for metals // Environ. Toxicol, and Chem. -1996. Vol. 15, № 12, - P. 2056-2066.

94. Berry W.J., Hansen D.J., Mahony J.D. et al. Predicting the toxicity of metal-spiked laboratory sedimrnts using acid-volatile sulfide and interstitial water normalization // Environ. Toxicol, and Chemistry. -1996. Vol. 15, №12.-P. 2067-2079.

95. Biebl H., Pfenning N. Growht of sulfate reduction bacteria with sulfur as electron acceptor. //Arch, microbiol. 1977. - Vol. 112, № 1. - P. 115-117.

96. Bryan G.W. Heavy metal contamination in the sea // In: Marine pollution, Acadtm. Press. London, New York, San-Francisco. 1976. - p. 185-302.

97. Calamono W., Ahfl W., Forstner U. Exchange of heavy metals between sediment components and water. In J.A.C. Broecart, S. Gucer and F. Adams, eds. Metal Speciation in the Environment. Springer-Verlag, Berlin, Germany. 1990. - P. 503-522.

98. Casas A.M., Crecelius E.A. Relationship between acid volatile sulfide and the toxicity of Zn, Pb and Cu in marine sediments // Environ. Toxicol, and Chem. -1994. Vol. 12. - P. 1497-1506.

99. Contaminants in the Mississippi River, 1987-92: Edited by R.H. Meade. -U.S. Geological Survey circular: 1133. 1995. - P. 57.

100. Davies-Colley, Nelson P.O., Williamson K.J. Sulfide control of Cd and Cu concentrations in anaerobic estuarine sediments // Mar. Chem. 1985. -Vol. 16.-P. 173-186.

101. Davison W., Lishman J.P., Hilton J. Formation of pyrite in freshwater sediments. Implications for C/S ratios It Geochim. Cosmochim. Acta.1985.-Vol. 49.-P. 1615-1620.

102. Davison W. Interaction of iron, carbon and sulphur in marine and lacustrine sediments. In: Lacustrine Petroleum Source Rocks. Spec. Publ. 40, Geological Society of America, Boulder, CO. - 1988.- P. 131-137.

103. Di Toro, D.M., J.D. Mahony, D.J. Hansen et al. Toxicity of Cd in sediments: The role of acid volatile sulfide // Environ. Toxicol. Chem. -1990.-Vol. 9.-P. 1489-1504.

104. Di Toro, D.M., J.D. Mahony, D.J. Hansen et al. Acid volatile sulfide predicts the acute toxicity of cadmium and nickel in sediments // Environ. Sci. Technol. 1992. - Vol. 26. - P. 96-101.

105. Ehrenfeld J., Bass J. Handbook for evaluating remedial action technology plans // Municipal Environ. Res. Lab. Cincinnati/ EPA-600/2-83-076/ -1983. -P.68-85.

106. Emerson S., Jacobs L., Tebo B. The behavior of trace metals in marine anoxic waters: Solubilities at the oxygen-hydrogen sulfide interface. In : Trace Metals in Sea Water. Plenum Press. New York. - 1983. -P. 579-608.

107. Emerson S., Jahnke R., Heggie D. Sediment-water exchange in shallow water estuarine sediments // Marine Resours. -1984. Vol. 42. - P. 709-730.

108. EPA-SAB-EPEC-95-020. U.S. Environmental Protection Agency. In SAB report: Review of the agencies approach for developing sediment criteria for five metals. Office of Water. Washington, DC. - 1995.

109. EPA. 882-R-93-013. U.S. Environmental Protection Agency. Sediment quality criteria for protection of benthic organisms: Acenaphthene, Office of Water, Washington. DC. -1993.

110. EPA 823-D-96-002. U.S. Environmental Protection Agency. The national sediment quality survey. A report to Congress on the extent and severity of sediment contamination in surface waters of the United States. Office of Water. Washington, DC. - 1996.

111. Froelich P.N. et al. Early oxidation of organic matter in pelagic sediments of the eastern equatorial Atlantic. Suboxic diagenesis. // Geochim. et Cosmochim. Acta. -1979. Vol. 43. - P. 1075-1090.

112. Gambrell R.P.,Reddy N., Sundbuy B. et al. Early diagenesis of cadmium and cobalt in sediments of Laurentian Trough //Geochim. Cosmochim. Acta. -1983.-Vol. 50.-P. 741-747.

113. Gillespie D.C., Scott D.P. Mobilization of mercuric sulfide from sediment into fish under aerobic conditions // J. Fish. Res. Board Canada. 1971. -Vol. 28.-P. 1807-1808.

114. Goldhaber M.B., Kaplan I.R. The sulfur cycle // In: The sea /E. D. Goldberg. Marine Chemistry. John Wiley & Sons, New York, NY. 1974. -Vol. 5. - P. 569-655.

115. Gyu H. Laboratory Theory and Methods for Sediments Analysis, U.S. Geological Survey Techniques of Water Resources Investigations. 1969. -Book 5. - P.356-421.

116. Ingvorsen K., Zeikus J.C., Brock T.D. Dynamics of bacterial sulfate reduction in a eutrophilic lake //Appl. Environ. Microbiol. 1981. - Vol. 41, № 5. - P. 1230-1237.

117. Jenne E.A. Controls on Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn concentrations in soils and water The significant role of hydrous Mn and Fe oxides. In Advances in Chemistry. American Chemical Society, Washington, DC, USA. - 1968. -P. 337-387.

118. Jorgensen B.B. A comparison of methods for the quantification of bacterial sulfate reduction in coastal marine sediments // Geomicrobial. J. -1978.-Vol. 1, № 1. P. 11-64.

119. Laanbroek H.J., Pfenning N. Oxidation in short-chain fatty acids by sulfate reduction bacteria in freshwater and in marine sediments // Arch, microbiol. -1981. Vol. 128, №3. - P. 330-335.

120. Lee F.G., Jones A.R. Water quality significance of contaminantsassociated with sediments // Sci. Total Environ. 1993. - Vol. 21. -P. 11-17.

121. Li Y.H., Gregory S. Diffusion of ions in sea water and in deep-sea sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1974. - Vol. 38. - P. 703-715.

122. Luoma S.N. Bioavailability of trace metals to aquatic organisms a review // Sci. Total Environ. - 1983. - Vol. 28. - P. 1-22.

123. Luoma S.N., Bryan G.W. A statistical assesment of the form of trace metals in oxidezed estuarine sediments employing chemical extractants // Sci. Total Environ. -1981. Vol. 17, №2. - P. 165-196.

124. Morfett K., Davison W., Hamilton-Taylor T. // Environ. Geol. and Water Science. 1988. - Vol. 11, № 1. - P. 107-114.

125. Nedwell D.B., Floodgate G.D. Temperature induced changes in the formation of sulphide in marine sediment // Mar. Biolog. 1972. - Vol. 14, № 1. - P. 18-24.

126. Parkin T.B., Brock T.D. Photosynthetic bacterial production and carbon mineralization in a meromicitic lake // Arch. Hydrobiol. 1981. - Vol. 91, №3. - P. 366-382.

127. Postgate J.R. The sulfat-reducing bacteria. Cambridge: Univ. press. -1979. -P. 14-18.

128. Presley B.T., Kaplan I.R. // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1972. -Vol. 32.-P. 1037-1048.

129. Reddy K.R., Feijtel T.C., Patric W.H. Effect of soil redox conditions on microbial oxidation of organic matter. In: The role of organic matter in modern agriculture. 1986. - P. 66-71.

130. Salomons W., Forstner U. Metals in the Hygrocycle. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York. - 1984. - P. 89-98.

131. Salomons W., De Rooij N.M., Kerdijk H. Sediments as a source of contaminans. In: Ecological effects of in situ sediment contaminans

132. Hydrobiologia. 1987. - Vol. 149. - P. 13-30.105

133. Salomons W., Stigliani W.M. Biogeodynamics of Pollutants in Soil and Sediments. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York. -1995.-353 P.

134. Singer P.C. Influence of dissolved organics on the distribution, transport and fate of heavy metals in aquatic systems. In: Fate Pollutants Air and Water Environ. Symp. 165th Nat. Amer. Chem. Soc. Meet. - Philadelphia. -1977.-P. 155-182.

135. Smith R.L., Klug M. J. Reduction of sulfur compaunds in the sediments of a eutrophilic lake basin. // Appl. Environ. Microbiol. 1981. - Vol. 41, № 5. - P. 1230-1237.

136. Sunda W.G., Engel D.W., Thuotte R.M. // Envir. Sci. Technol. 1978. -Vol. 12. -P. 409-413.

137. Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal. Chem. 1979. - Vol. 51. -P. 844-851.

138. Tezuka Y. Distribution of sulfate reducing bacteria in sulphides in aquatic sediments //Jap. J. Ecol. -1979. Vol. 29, № 2. - P. 95-102.