1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология
  4. № 3, 2023

Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 2023, № 3, стр. 65-75

Мониторинг загрязнения донных отложений тяжелыми металлами для различных водных объектов верхней Волги

Г. Ю. Толкачев 1, *, Б. И. Корженевский 1, **, Н. В. Коломийцев 1, ***

1 ФГБНУ “Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова”
127434 Москва, ул. Большая Академическая, 44, к. 2, Россия

* E-mail: k-26@yandex.ru
** E-mail: 542609@list.ru
*** E-mail: kolomiytsev@vniigim.ru

Поступила в редакцию 23.01.2023
После доработки 23.03.2023
Принята к публикации 28.03.2023

Аннотация

Проблема загрязнения водных объектов тяжелыми металлами продолжает оставаться актуальной. Наиболее опасными загрязняющими веществами донных отложений являются металлы Hg, Cd, Zn, Pb, Cu, Cr, Co, Ni, Fe, Mn и As. Для систематизации исследований осуществлено ранжирование объектов, существенно различающихся по площадям, техногенным воздействиям и ландшафтным характеристикам. Объектом I ранга является чаша водохранилища с прилегающей к ней приводораздельной территорией с расположенными на ней городами и поселками, различными притоками, более мелкими элементами природного и природно-техногенного рельефа. Меньшими по площади, но не по роли в загрязнении водных объектов являются городские и поселковые агломерации, расположенные на побережьях водохранилищ и незарегулированных участках, на приводораздельных территориях. Определенную лепту в загрязнение/очищение привносят малые реки, которые могут способствовать поступлению как чистого, так и загрязненного иловатого материала в большие водотоки. Для различных по иерархии таксонов предлагаются различные площадные и временные режимы обследований. В представленной работе на основании экспериментальных исследований дана оценка загрязнения тяжелыми металлами донных отложений в пределах Верхневолжской системы: оз. Селигер, Иваньковское и Угличское водохранилища и участок Верхней Волги. Приводятся полученные на практике результаты исследований содержания (загрязнения) элементов – Cr, Co, Ni, Zn, Cd, Pb, As, Fe и Mn. Описаны или представлены ссылки на методики, использовавшиеся при проведении экспериментов. Представлена общая картина загрязнения и отмечены тенденции ее изменения в пространстве и во времени.

Ключевые слова: мониторинг, тяжелые металлы, загрязнение, таксоны, участки категорий, донные отложения, водные объекты

Список литературы

  1. Веницианов Е.В., Салтанкин В.П. Мониторинг дна // Научные основы создания систем мониторинга качества природных поверхностных вод. М.: Научный мир, 2016. С. 110–132.

  2. Веницианов Е.В. Некоторые особенности сорбции тяжелых металлов слоем донных осадков и почвогрунтов // Водные ресурсы. 1997. № 3. С. 29–35.

  3. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 235 с.

  4. Водохранилище Воткинской ГЭС / Под ред. Ю.М. Матарзина. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1968. 164 с.

  5. Данилов-Данильян В.И. Показатели эффективности внедрения концепции по снижению диффузного загрязнения в бассейне Волги в экономической и экологической сферах // Диффузное загрязнение водных объектов: проблемы и решения. М.: Институт водных проблем РАН, 2020. С. 399–405.

  6. Данилов-Данильян В.И. Национальный приоритетный проект “Оздоровление Волги”: первый шаг к нормализации экологического состояния бассейна великой реки // Научные проблемы оздоровления российских рек и пути их решения: сб. трудов конференции. М.: Студия Ф1, 2019. С. 12–16.

  7. Данилов-Данильян В.И., Полянин В.О., Фащевская Т.Б., Кирпичникова Н.В. и др. Проблема снижения диффузного загрязнения водных объектов и повышение эффективности водоохранных программ // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 5. С. 503–514.

  8. Денисова А.И., Нахшина Е.П., Новиков Б.И., Рябов А.К. Донные отложения водохранилищ и их влияние на качество воды. Киев: Наукова думка, 1987. 164 с.

  9. Ерина О.Н., Шинкарева Г.Л., Терешина М.А., Соколов Д.И. и др. Накопление химических элементов в микрочастицах речной взвеси // Эколого-экономическая безопасность горнопромышленных регионов. Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2022. С. 91–106.

  10. Заводы города Осташков Тверской области. URL: https://xn–80aegj1b5e.xn–p1ai/factories/ostashkov Дата обращения 02.07.2021.

  11. Законнов В.В. Осадкообразование в водохранилищах Волжского каскада в XXI веке // Современные проблемы водохранилищ и их водосборов: труды VIII Всерос. научно-практ. конф. с междунар. участием. Пермь: ПГНИУ, 2021. С. 89–94.

  12. Законнов В.В., Законнова А.В., Цветков А.И., Шерышева Н.Г. Гидродинамические процессы и их роль в формировании донных осадков водохранилищ Волжско-Камского каскада // Труды Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН. 2018. № 81 (84). С. 35–46.

  13. Зюзин Б.Ф., Юдин С.А. Обобщенный вариант прочности торфяных структур // Труды Инсторфа. 2014. № 9 (62). С. 25–29.

  14. Иванов Г.Н. Динамика загрязнения водных экосистем озера Селигер тяжелыми металлами // Труды Инсторфа. 2014. № 9 (62). С. 16–24.

  15. Иванов Г.Н., Кривенко И.В., Смирнова М.А., Испирян С.Р. Методы оценки загрязнения донных отложений тяжелыми металлами // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Строительство. Электротехника и химические технологии. 2021. № 1 (9). С. 79–86.

  16. Иваньковское водохранилище: Современное состояние и проблемы охраны // В.А. Абакумов, Н.П. Ахметьева, В.Ф. Бреховских и др. М.: Наука, 2000. 344 с.

  17. Коломийцев Н.В., Ильина Т.А. Распределение тяжелых металлов и мышьяка в донных отложениях Угличского водохранилища // Мелиорация и водное хозяйство. 2008. № 6. С. 10–13.

  18. Коломийцев Н.В., Корженевский Б.И., Аверкина Т.И., Самарин Е.Н. Характеристика состава донных отложений озера Селигер и Иваньковского водохранилища // Сергеевские чтения. Вып. 18. М.: РУДН, 2016. С. 58–62.

  19. Коломийцев Н.В., Корженевский Б.И., Ильина Т.А., Гетьман Е.Н. Оценка техногенной нагрузки на водные объекты по загрязненности донных отложений // Мелиорация и водное хозяйство. 2015. № 6. С. 15–19.

  20. Коломийцев Н.В., Корженевский Б.И., Ильина Т.А., Толкачев Г.Ю. Миграция тяжелых металлов в донных отложениях озера Селигер // Мелиорация и водное хозяйство. 2021. № 6. С. 8–14.

  21. Корженевский Б.И., Коломийцев Н.В., Ильина Т.А., Гетьман Н.О. Мониторинг загрязнения автотранспортом малых рек Московской области тяжелыми металлами // Безопасность жизнедеятельности. 2018. № 4 (208). С. 24–29.

  22. Корженевский Б.И., Толкачев Г.Ю., Ильина Т.А., Коломийцев Н.В. Основные принципы мониторинга загрязнения большой реки (на примере бассейна реки Волги) // СтройМного. 2017. № 2 (7). С. 1–7.

  23. Косов В.И., Иванов Г.Н., Левинский В.В. Исследования загрязнения тяжелыми металлами донных отложений Верхней Волги // Вестник Тверского государственного технического университета. 2002. № 1. С. 5–9.

  24. Моделирование эрозионных процессов на территории малого водосборного бассейна // Под ред. А.С. Керженцева, Р. Майснера. М.: Наука, 2006. 223 с.

  25. Сает Ю.Е., Янин Е.П. О комплексном составе техногенных гидрохимических аномалий // Водные ресурсы. 1991. № 2. С. 135–140.

  26. Силантьева О.А., Бруль Т.Н. Современное геоэкологическое состояние акватории и прибрежных территорий озера Селигер // Электронный научно-образовательный журнал ВГСПУ “Грани познания”. № 6 (65). 27 ноября 2019. С. 114-117. URL: www.grani.vspu.ru.

  27. Суслова С.Б., Шилькрот Г.С., Кудерина Т.М. Гидрогеохимическая характеристика вод Селигера и Верхневолжских озер (по многолетним данным) // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в европейской России и сопредельных странах. Матер. VI Междунар. науч. конф. / Отв. ред. Голеусов П.В. Белгород: Политерра, 2015. С. 324–328.

  28. Техногенное загрязнение речных экосистем / Под ред. В.Е. Райнина и Г.Н. Виноградовой. М.: Научный Мир, 2002. 140 с.

  29. Толкачев Г.Ю., Коломийцев Н.В., Корженевский Б.И. Миграция и трансформация форм тяжелых металлов на водосборной территории и в донных отложениях Иваньковского и Угличского водохранилищ // Мелиорация и водное хозяйство. 2017. № 6. С. 35–39.

  30. Толкачев Г.Ю., Корженевский Б.И., Коломийцев Н.В. Сравнительная характеристика форм существования тяжелых металлов в донных отложениях Иваньковского водохранилища в 2001–2002 и 2021 годах // Экологические системы и приборы. 2022. № 11. С. 3–12.

  31. Филатов Н.Н. Динамика озер. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 166 с.

  32. Цыганов А.А. Морфометрия плесов и островов озера Селигер // Вестник Тверского государственного университета. Серия: География и геоэкология. 2011. № 1. С. 35–48.

  33. Янин Е.П. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек (состав, особенности, методы оценки). М.: ИМГРЭ, 2002. 52 с.

  34. Ackermann F. A Procedure for Correcting the Grain Size Effect in Heavy Metal Analysis // Environmental Technology. 1980. Lett. 1. P. 518–527.

  35. Fuchik P., Novak P., Zizhala D. A combined statistical approach for evaluation of the effects of land use, agricultural and urban activities on stream water chemistry in small tile-drained catchments of south Bohemia, Czech Republic // Environmental Earth Sciences. V. 72. № 6. 2014. P. 2195–2216.

  36. Matschullat J., Ottenstein R., Reimann C. Geochemical background – can we calculate it? // Environmental Geology. V. 39. № 9. 2000. P. 990–1000.

  37. Mueller G. Schwermetalle in den Sedimenten des Rheins - Veraenderungen seit 1971 // Umschau 79. 1979. H. 24. S. 778–783.

  38. Mueller G., Ottenstein R., Yahya A. Standardized particle size for monitoring, inventory, and assessment of metals and other trace elements in sediments: <20 µM or <2 µM? // Fresenius’ J. of Analytical Chemistry. 2001. V. 371. № 5. P. 637–642.

  39. Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulate Trace Metals // Analytical chemistry. 1979. V. 51. № 7. P. 844–851.

  40. Turekian K.K., Wedepohl K.H. Distribution of the Elements in Some Major Units of the Earth’s Crust // Geological Society of America. Bulletin. 1961. V. 72. P. 175–192.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал