Геохимия, 2022, T. 67, № 3, стр. 253-260

Формы нахождения тяжелых металлов в донных отложениях водной системы озера Гусиное (Бурятия)

Б. В. Дампилова a*, З. И. Хажеева a, А. М. Плюснин a

a Геологический институт СО РАН
670047 Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а, Россия

* E-mail: bdampilova@geo.stbur.ru

Поступила в редакцию 20.02.2020
После доработки 07.07.2020
Принята к публикации 10.08.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

В работе представлены результаты исследования уровня загрязнения донных отложений озера Гусиное подвижными формами тяжелых металлов (кадмий, хром, медь, цинк, свинец). В результате проведенных работ выделены обменная, восстанавливаемая и окисляемая формы нахождения элементов в донных отложениях озера Гусиное, отобранных в его центральной части и в местах впадения основных рек и водного стока с ГРЭС, очистных сооружений города Гусиноозерск и отвалов Холбольджинского угольного разреза. Анализ полученных результатов выявил, что для Ni, Cr, Mn, Fe общим свойством является их нахождение в донных отложениях в труднодоступной форме и в адсорбированном виде на поверхности гидроксидов железа, марганца и алюминия. Представляет угрозу для экологического состояния озера высокое содержание биологически доступных форм Cu, Zn, Pb в р. Загустай и Цаган-Гол. Фракционирование форм тяжелых металлов в районе ликвидированного источника загрязнения, связанного со сбросами вод с Холбольджинского угольного разреза, показало, что содержание тяжелых металлов, прочно связанных с матрицей образца, выше обменной фракции элементов.

Ключевые слова: подвижные формы, тяжелые металлы, экстрагирование, донные отложения

ВВЕДЕНИЕ

Озеро Гусиное является крупнейшим пресноводным водоемом Забайкалья. Озерная вода используется для водоснабжения города Гусиноозерск и других населенных пунктов, расположенных на побережье, и применяется в качестве охладителя на Гусиноозерской ГРЭС. Озеро имеет большое рыбохозяйственное значение, здесь функционирует рыборазводный завод по воспроизводству ценных пород рыб. Используется озеро и в рекреационных целях.

Водная система оз. Гусиного формируется за счет притока поверхностных и подземных вод. Основными притоками поверхностных вод являются река Цаган-Гол, впадающая в озеро на юго-западе, и река Загустай, впадающая в водоем на северо-востоке. В западной и северной части в озеро впадают небольшие ручьи Муртой, Нарин-Горхон, Сильве, Бараты, Ельник и Телья. Вытекает из озера единственная река Баин-Гол, являющаяся левым притоком р. Селенги. Кроме этого в озеро происходит разгрузка подземных вод, в основном в виде подруслового стока рек и временных водотоков, дренирующих Хамбинский и Моностойский хребты (Pisarsky et al., 2005).

В связи с возросшей техногенной нагрузкой экологическое состояние оз. Гусиного в последние десятилетия вызывает опасения, поскольку прибрежная часть водоема со всех сторон подвергается антропогенному воздействию. Так, вдоль всего западного побережья озера располагается железная дорога с четырьмя станциями Загустай, Бараты, Муртой и Гусиное озеро. В течение 40 лет в оз. Гусиное сбрасывались шахтные и карьерные воды Холбольджинского угольного разреза, расположенного на востоке от водоема. В настоящее время наблюдаются сезонные стоки шахтных вод с законсервированного в 2000 году угольного месторождения. Загрязнение озера в северной части происходит вследствие поступления сточных вод жилищно-коммунального хозяйства г. Гусиноозерск. Кроме того, наблюдается аэротехногенное загрязнение территории водосбора атмосферными выбросами ГРЭС (Хажеева, Плюснин, 2018). Со времени начала строительства Гусиноозерской ГРЭС и промышленной разработки Холбольджинского угольного разреза произошел рост минерализации воды (Ширеторова и др., 2017).

В настоящей работе впервые определены содержания и формы нахождения меди, цинка, хрома, свинца, никеля, железа, марганца в донных отложениях водной системы озера Гусиного по методу последовательного экстрагирования химических элементов в статическом режиме с использованием стандартного образца

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДЫ ОЗЕРА

Ранее довольно подробно исследовано техногенное влияние на гидрохимический режим оз. Гусиное. Показано, что большое влияние на химический состав воды озера оказывают коммунально-бытовые стоки и сбросы предприятий угледобывающей промышленности. С развитием промышленности и увеличением количества проживающего на его берегах населения произошел заметный рост в воде содержаний загрязняющих веществ, в первую очередь, таких как сульфат-ион, соединения азота, фосфора, органических веществ (Борисенко и др., 1994; Хажеева, Плюснин, 2018). Установлено, что в северной части водоема в водной толще с возрастанием концентрации главных ионов заметно возрастает концентрация элементов (Mn, Fe, Cu, Zn) на фоне незначительного повышения концентрации остальных микроэлементов. Неравномерное распределение микроэлементов по акватории озера отмечено авторами работ (Гуржапов и др., 2017; Павлов и др., 2017). Так, максимальные концентрации Zn, Cu и Mn фиксировались в северо-западной части водоема вблизи Гусиноозерской ГРЭС и в юго-западной части у железнодорожной станции Гусиное озеро. Концентрация цинка возрастала в районе ГРЭС до 13 ПДК, в районе железнодорожной (ЖД) станции до 7 ПДК, по меди в районе ГРЭС – до 2.6 ПДК, в районе ЖД станций – до 2.4 ПДК. Максимальное содержание марганца фиксировалось непосредственно в районе сброса очистных сооружений г. Гусиноозерска (10 ПДК) и пос. Гусиное озеро (1.5 ПДК), в остальных пробах его концентрация не превышала значений ПДК. Согласно гигиеническому нормативу (Гигиенические нормативы, 2003) предельно допустимые концентрации в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования для цинка и меди составляет 1 мг/л, для марганца 0.1 мг/л. Сравнение полученных данных с ПДКрбхз, (Приказ Минсельхоза России …, 2016) выявило, что в целом по акватории озера содержание железа и марганца не превышали значений и находились в пределах 0.019–0.049 мг/л и 0.001–0.015 мг/л соответственно. Превышение ПДКрбхз в 10 раз по марганцу, в 2.7 раза по цинку наблюдалось в районе сброса очистных сооружений г. Гусиноозерск. Содержание цинка и меди в акватории озера составило 0.002–0.134 мг/л и 0.0003–0.0026 мг/л соответственно.

Грунтовые воды, разгружающиеся в озеро на территории размещения вскрышных пород угольных месторождений, имеют повышенное относительно фона содержание сульфат-иона. Его содержание в среднем составляет 587 мг/л (5.9 ПДКрбхз), в отдельных пробах достигая граммовых значений. В грунтовых водах обнаружены очень высокие содержания фторид-иона. Максимальная концентрация этого аниона достигает 27.5 мг/л, в среднем составляет 6.1 мг/л (122 ПДКрбхз). Максимальное содержание в пробах железа 164.9 мг/л, в среднем 35.3 мг/л (353 ПДКрбхз) (Плюснин и др., 2015). Сравнительный анализ микроэлементного состава воды на разных глубинах оз. Гусиное (Цыдыпов и др., 2017) показал, что максимальные концентрации элементов наблюдаются в придонном слое.

Таким образом, проведенный литературный обзор выявил достаточно полное исследование гидрохимического состава поверхностной, придонной воды и водной толщи оз. Гусиного. Выявлены основные источники загрязнения данной акватории. При этом не было проведено исследований химического состава донных отложений и форм нахождения элементов загрязнителей. По сравнению с водным слоем, донные осадки накапливают загрязняющие вещества в виде органических и неорганических соединений. Донные осадки выступают в качестве природных сорбентов и очищают водную среду. Однако при определенных условиях токсичные и загрязняющие вещества вновь могут переходить в водную толщу, вызывая ее вторичное загрязнение (Решетняк, Закруткин, 2016; Dabrowska, 2016). Поэтому исследование уровня загрязнения донных отложений является объективной и надежной оценкой экологического состояния оз. Гусиного.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В представленной работе исследованы образцы донных отложений оз. Гусиного и пробы илов и донных отложений в устье рек, впадающих в озеро. Отобраны образцы почвы и золы с территории ГРЭС, расположенной на водосборной площади р. Загустай. Расположения точек отбора показаны на рис. 1, их характеристики приведены в табл. 1.

Рис. 1.

Схема расположения точек отбора проб донных отложений, почвы и золы (описание точек в табл. 1). Условные обозначения: 1 – линия тектонического разлома; 2 – заболоченные земли; 3 – направление стока грунтовых вод; 4 – места отбора проб; 5 – территория размещения отвалов вскрышных пород Холбольджинского разреза; 6 – угольные шахты; 7 – территория занятая объектами инфраструктуры ГРЭС: 8 – железнодорожные станции.

Таблица 1.  

Характеристика исследованных проб

№ пробы Описание образца проб и места их отбора
1-1 Почва на территории ГРЭС
1-2 Зола шлакоотвала ГРЭС
2 Донные отложения устья р. Телья, воздействие стоков промплощадки ГРЭС, ремонтной базы
3 Донные отложения устья р. Загустай, воздействие стоков ЖКХ г. Гусиноозерск
4 Донные отложения устья р. Бараты, воздействие стоков с ж/д станция
5 Донные отложения в центральной части озера Гусиное
6 Донные отложения озера в месте водного стока отвалов вскрышных пород Холбольджинского угольного разреза
7 Донные отложения устья р. Цаган-Гол, воздействие стоков ж/д станции, шахты, артиллерийских складов

Места отбора проб донных отложений для исследования форм нахождения основных элементов-загрязнителей были выбраны исходя из сложившейся ситуации антропогенного воздействия на озеро согласно требованиям межгосударственного стандарта (ГОСТ 17.1.5.01-80). Пробы донных отложений отбирались из поверхностного слоя осадков на наблюдательных створах с глубины до 9.5 м дночерпателем Петерсона массой 10 кг и площадью захвата 0.025 м. В результате были отобраны пробы донных отложений, сформированные в условиях природно-техногенного воздействия. В качестве фонового уровня загрязнения донных отложений приняты фоновые значения озер Сибирского региона (Страховенко, 2011). Отбор проб золы и почв проводился методом конверта со сторонами 20 м до глубины 10 см.

Для оценки качества донных отложений помимо определения валового состава наиболее часто используют статические и динамические методы фракционирования форм элементов (Федотов, Спиваков, 2008). Данные методы позволяют определить формы нахождения элементов, связанные с конкретными фазами донных отложений, путем их извлечения из пробы различными реагентами. Впервые статический метод последовательного химического экстрагирования морских донных отложений был предложен Гольдбергом и Херстом (Goldberg, Arrhenius, 1958; Hirst, Nicholls, 1958). Определение формы нахождения тяжелых металлов в донных отложениях и вероятность их миграции в водный слой можно выполнить с помощью модифицированного метода фракционирования BCR (Community Bureau of Reference) (Whalley, Grant, 1994). В настоящее время этот метод является стандартом для фракционирования соединений тяжелых металлов в донных отложениях и почве в Европе. Так, в работе (Santos et al., 2010) использован метод последовательной экстракции для исследования распределения металлов Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb и Zn в донных отложениях реки Гвадиамар (Испания), подвергшейся загрязнению сельскохозяйственными и промышленными отходами. В настоящее время она является единственным методом, по которому проведена аттестация стандартных образцов почв, илов и донных отложений.

Определение подвижных форм тяжелых металлов произведено по модифицированной схеме BCR, согласно которой для последовательного выделения фракций использованы следующие растворы: 0.11 М CH3COOH, 0.5 M NH2OH·HCl (pH 1.5), 1 M CH3COONH4 (pH 2). Для приготовления растворов использовали реагенты квалификации чда и осч. Данный метод позволяет выделить следующие формы нахождения тяжелых металлов: 1 – ионообменная водо- и кислоторастворимая (в эту фракцию концентрируются металлы, адсорбированные на поверхности глинистых частиц и легко переходящие в раствор при изменениях рН, а также карбонатные формы), 2 – оксидов железа и марганца (эти поглотители металлов нестабильны при дефиците кислорода), 3 – органических веществ и сульфидов (освобождение растворимых металлов из этой фракции возможно в окислительных условиях), 4 – остаточная фракция.

Элементы определяли на масс-спектрометре с индуктивной связанной плазмой высокого разрешения Element XR Thermo scientific Fisher (“ЦКП “Аналитический центр минералого-геохимических и изотопных исследований” ГИН СО РАН”, г. Улан-Удэ) с использованием стандартного многоэлементного раствора металлов для атомно-эмиссионной спектроскопии (Merck). Наряду с пробами был проанализирован стандартный образец донных отложений BCR–701 в трех повторностях с каждой партией проб. Полученные результаты удовлетворительно согласуются со стандартными показателями.

Для донных отложений отсутствуют ПДК загрязняющих веществ и их подвижных форм. Оценку загрязненности водоемов необходимо проводить сравнением массовой доли каждого загрязняющего элемента с фоновыми значениями. Из загрязняющих элементов приоритетными для наблюдений являются медь, цинк, свинец, хром (РД, 2013).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Валовое содержание элементов в донных отложениях изученных объектов представлено в таблице 2. Анализ приведенных данных показывает, что содержание свинца и хрома во всех пробах незначительно варьирует. Химический состав донных отложений оз. Гусиное (№ 5), р. Телья (№ 2) р. Бараты (№ 4) имеют близкие значения по содержанию элементов и не превышают показатели фона по Cr, Ni и Zn. Содержание меди в р. Бараты выше фоновового значения в 1.7 раза. Количество свинца в донных отложениях створ рек Бараты и Телья и озера Гусиного значительно ниже фонового значения.

Таблица 2.  

Общее содержание элементов (мг/кг) в анализируемых образцах (n = 3; P = 0.95)

№ пробы Содержание элементов, мг/кг
Cr Ni Cu Pb Zn Mn Fe
1-1 14.8 ± 0.7 44.2 ± 2.1 11.6 ± 0.9 2.62 ± 0.3 31.5 ± 2.5 481 ± 18 9458 ± 258
1-2 63.0 ± 3.4 45.4 ± 2.1 43.4 ± 2.2 5.80 ± 0.4 124 ± 5.1 685 ± 19 35120 ± 689
2 49.2 ± 2.3 19.6 ± 1.4 13.6 ± 0.8 3.41 ± 0.3 67.0 ± 4.7 927 ± 22 35260 ± 753
3 91.4 ± 4.8 261 ± 7.3 231 ± 6.7 39.8 ± 1.9 555 ± 8.9 894 ± 23 38020 ± 764
4 16.2 ± 0.8 21.2 ± 1.5 37.2 ± 1.8 1.60 ± 0.1 41.0 ± 4.2 336 ± 15 6284 ± 186
5 43.6 ± 2.1 30.0 ± 1.8 25.4 ± 1.2 4.00 ± 0.3 74,2 ± 3.9 434 ± 16 30 140 ± 562
6 103 ± 5.1 68.8 ± 3.2 125 ± 4.3 14.4 ± 0.8 328 ± 6.4 715 ± 21 42 940 ± 846
7 87.4 ± 4.6 444 ± 8.9 263 ± 6.8 36.4 ± 1.7 598 ± 8.7 957 ± 24 44 380 ± 837
Фон* 53 28 22 20 66 443 17 000

* По данным Страховенко, 2011.

Высокое содержание Сг (в 1.9 раза), Cu (в 5.7 раза), Pb (в 1.4 раза), Zn (в 5 раз), Mn (в 1.6 раза), Fe (в 2.5 раза) по сравнению с фоновыми значениями наблюдается в донных отложениях на участке поступления водного стока с Холбольджинского угольного разреза (№ 6). Известно, что угольная промышленность входит в перечень источников загрязнения такими химическими элементами как Fe, Cd, Ni, Pb, Zn, Cu, Mn, Be, Co, Sr, ПАУ, их азот- и серосодержащими гетероциклическими производными, нефтепродуктами (РД, 2013).

Большой вклад в загрязнение озера Гусиного вносят реки Загустай и Цаган-Гол. Донные отложения, отобранные в устье р. Загустай содержат огромные количества загрязняющих веществ вследствие поступления сточных вод жилищно-коммунального хозяйства г. Гусиноозерск и аэротехногенного загрязнения территории водосбора атмосферными выбросами ГРЭС. Почва (№ 1–1) и зола (№ 1–2), отобранные на территории ГРЭС различаются между собой по химическому составу. В почве наблюдается накопление никеля. В золе установлены повышенные относительно фона содержания никеля, меди, цинка, марганца, железа в 1.6; 2,0; 1.9; 1.5; 2.1 раза соответственно. Известно, что концентрация элементов в золошлаковых выбросах в несколько раз выше, чем в исходном угле. При сжигании углей в атмосферу поступает в среднем: не менее 10% общей массы содержащихся в них Al, Co, Fe, Mn, Na, Se; 30% Сг, Сu, Ni, V; 50% Ag, Cd, Pb, Zn; 100% As, Br, Cl, Hg, Sb и Sc (Крылов, 2010).

Вызывают опасения высокие содержания загрязняющих веществ в донных отложениях в месте впадения реки Цаган-Гол, которая является самой крупной водной артерией (85% притока) впадающей в оз. Гусиное. Река Цаган-Гол имеет протяженность 25 км и является левым рукавом р. Темник. Сравнение валовых содержаний элементов в донных отложениях озера в месте впадения р. Цаган-Гол с фоновыми значениями свидетельствует о наличии источников загрязнения в водосборе р. Цаган-Гол (табл. 2). Содержание Сг и Pb в донных отложениях устья р. Цаган-Гол превышает фон в 1.6 и 1.8 раза соответственно. По Ni превышение достигает в 15.9 раза, по Сu в 11.9 раз, по Zn в 9.1 раза (табл. 2). Источниками Zn, Cu и Ni вероятно служат железнодорожная станция Гусиное озеро, шахта, а также осколки артиллерийских снарядов, рассеянных по рассматриваемой территории в результате взрыва складов боеприпасов на станции Гусиное озеро в начале 2000-х гг. (Тулохонов и др., 2012). Гильзы артиллерийских снарядов изготавливаются из латуни – сплава меди (68%) с цинком (32%). Остатки снарядов, попавших на дно озера, вероятно, подвергаются коррозионным процессам, что влечет за собой накопление тяжелых металлов в донных отложениях озера в этом месте.

Сравнение донных отложений по содержанию подвижных форм тяжелых металлов выявило, что пробы, взятые в устье р. Цаган-Гол и р. Загустай, значительно отличаются от валовых фоновых значений высокими содержаниями меди и цинка (табл. 3). Суммарное содержание наиболее подвижных форм элементов обменной и восстанавливаемой фракций, представляющих опасность для окружающей среды, составляет по меди 97 (в 4.4 раза) мг/кг в образце донного отложения р. Цаган-Гол и 108.4 (в 4.9 раза) мг/кг в р. Загустай. Превышение фоновых значений по цинку в 3.2 раза (210.7 мг/кг) в р. Цаган-Гол и в 3.4 раза (228 мг/кг) в р. Загустай. Никель в изученных донных отложениях, как и хром, является малоподвижным, несмотря на его высокие валовые содержания в пробах.

Таблица 3.  

Среднее содержание подвижных форм тяжелых металлов (мг/кг) в донных отложениях рек Цаган-Гол и Загустай (n = 3; P = 0.95)

Фракция Реки № пробы Элементы, мг/кг
Zn Cu Pb Ni Cr
Обменная Цаган-Гол 7 94.7 ± 4.9 17.0 ± 1.1 1.23 ± 0.1 4.20 ± 0.5 0.90 ± 0.1
Загустай 3 101 ± 4.3 17.4 ± 1.3 0.94 ± 0.1 3.70 ± 0.4 0.70 ± 0.1
Восстанавливаемая Цаган-Гол 7 116 ± 5.2 80.0 ± 3.6 14.1 ± 0.7 7.30 ± 0.5 3.70 ± 0.2
Загустай 3 127 ± 6.1 91.0 ± 3.4 15.7 ± 0.8 6.80 ± 0.4 3.70 ± 0.2
Окисляемая Цаган-Гол 7 97.5 ± 4.5 66.8 ± 2.7 6.28 ± 0.3 8.00 ± 0.5 5.20 ± 0.3
Загустай 3 171 ± 6.7 59.7 ± 2.6 9.61 ± 0.5 5.20 ± 0.4 5.50 ± 0.3

Полученные данные по фракционированию форм тяжелых металлов в образцах представлены на диаграммах (рис. 2). Известно, что обменные и восстанавливаемые формы тяжелых металлов являются наиболее подвижными и биологически доступными элементами (Курилов и др., 2009). Результаты фракционирования элементов выявили большую долю вышеназванных форм в исследуемых объектах.

Рис. 2.

Диаграммы распределения форм элементов в донных отложениях: а – оз. Гусиное (т. 5), б – р. Телья (т. 2), в – угольный разрез (т. 6), г – р. Загустай (т. 3), д – р. Цаган-Гол (т. 7).

Наиболее подвижная обменная фракция во всех пробах по всем изученным элементам находится в пределах от 1 до 38% от общего содержания. Наибольшей подвижностью обладают Zn (4–18%) и Pb (2–15%). Вклад Cu и Cr в обменной фракции во всех образцах не превышает 8%. Донные отложения, взятые в створе р. Телья, заметно отличаются от других проб. Так, количество обменного Ni достигает 38% от общего содержания (рис. 2 – диаграмма б). Высокие содержания подвижных форм никеля, свидетельствуют о том, что объект исследования до настоящего времени находится под постоянным и долговременным воздействием источника загрязнения этим металлом.

Восстанавливаемая форма тяжелых металлов в образцах преобладает над окисляемой формой. Не исключено, что произошло частичное растворение гуматов и фульватов при извлечении восстанавливаемой формы, что завышает результаты по восстанавливаемой форме и занижает по окисляемой форме (Савонина и др., 2006). Подвижность в данном случае обусловлена высвобождением элементов связанных с оксидами марганца и железа при восстановительных процессах в водоемах (процессы застоя, гниения, разложения и прочее). Исследуемые образцы характеризуются высокими валовыми содержаниями марганца и железа, концентрация которых достигает 0.96 и 44 мг/г соответственно (табл. 2). Установленный ряд подвижности элементов для двух наиболее сильных источников загрязнения (р. Загустай и р. Цаган-Гол, рис. 2 – диаграммы г и д) озера одинаков и имеет следующий вид: Zn (16–22%) → Cu (35–40%) → Pb (33–41%). В донных отложениях оз. Гусиного содержание восстанавливаемых форм Zn достигают 56% (рис. 2 – диаграмма а). При изменении окислительно-восстановительного потенциала донных отложений произойдет высвобождение элементов за счет растворения оксидов марганца и железа, которые присутствуют в исследованных объектах в огромном количестве. Высвободившиеся элементы перейдут в подвижную форму, и будут представлять потенциальную опасность для окружающей среды. Так по данным (Раднаева, 2018) реакция среды озера Гусиного в поверхностном слое составляет в среднем рН 8.2, в придонном слое рН 8.1. При этом окислительно-восстановительный потенциал выше в придонном слое воды, что влияет на содержание тяжелых металлов в донных отложениях.

Для всех образцов характерно в основном преобладание остаточной формы Ni (65–73%), Cr (71–84%), Mn (52–82%), Fe (82–97%) над подвижными. Эти формы элементов являются труднодоступными и не представляют угрозы экологическому состоянию озера Гусиное. В р. Загустай содержание труднодоступных форм Cu, Zn, Pb всего 27–32% от общего количества. В пробах р. Цаган-Гол количество остаточной формы меди 28%, по Pb и Zn 50–51%. Полученные результаты свидетельствуют о наличии загрязненности р. Загустай и Цаган-гол медью, цинком и свинцом.

Диаграмма форм нахождения элементов для образца донных отложений связанного с воздействием стока с угольного разреза заметно отличается от диаграмм, построенных для других участков. Здесь количество остаточной формы по всем элементам преобладает над подвижными формами (рис. 2 – диаграмма в). Такой вид диаграммы свидетельствует о прекращении активного воздействия угольного разреза на формирование донных отложений. При этом наблюдается высокое содержание относительно прочно связанных тяжелых металлов с матрицей образца при одновременном низком содержании обменной фракции элементов. Действительно, угольный разрез был закрыт 19 лет назад, количество шахтных вод сбрасываемых в озеро снизилось. В настоящее время наблюдаются только сезонные стоки с отвалов вскрышных пород.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что донные отложения озера Гусиного загрязняются сбросами сточных вод с промышленных предприятий и с населенных пунктов. В наибольшей степени происходит загрязнение цинком, медью, никелем и железом.

Проведенные исследования выявили, что для Ni, Cr, Mn, Fe общим свойством является их нахождение в донных отложениях в труднодоступной форме. Представляет угрозу для экологического состояния озера высокое содержание биологически доступных форм Cu, Zn, Pb в р. Загустай и Цаган-Гол. Результаты фракционирования форм тяжелых металлов образца донных отложений вблизи угольного разреза выявило, что содержание элементов в подвижной форме меньше, чем в остаточной фракции. Наблюдается высокое содержание прочно связанных с матрицей тяжелых металлов, которые не представляют экологической опасности для окружающей среды.

Исследование выполнено в рамках государственного задания ГИН СО РАН по проекту № АААА-А21-121011890033-1 “Геоэкологические риски и экстремальные природные явления Сибири и Дальнего Востока”; работа проведена с использованием средств Центра коллективного пользования “Аналитического центра минералогических, геохимических и изотопных исследований” при ГИН СО РАН (Улан-Удэ, Россия).

Список литературы

  1. Борисенко И.М., Пронин Н.М., Шайбонов Б.Б. (1994) Экология озера Гусиное. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 199 с.

  2. Гигиенические нормативы (2003) Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. М: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Министерства здравоохранения Российской Федерации, 74 с.

  3. ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. 5 с.

  4. Гуржапов Б.О., Цыдыпов Б.З., Андреев С.Г. и др. (2017) Оценка влияния сбросов Гусиноозерской ГРЭС на термический и гидрохимический режим оз. Гусиное. Экология водоемов – охладителей энергетических станций: Сборник материалов Всерос. науч.-практ. конф. с межд. уч. Чита, 57-65.

  5. Крылов Д.А. (2010) Тяжелые металлы в летучей золе ТЭС. Энергия: экономика, техника, экология. (4), 44-50.

  6. Курилов П.И., Круглякова Р.П., Савицкая Н.И., Федотов П.С. (2009) Фракционирование и определение форм тяжелых металлов в донных отложениях Азовского моря. Журнал аналитической химии. 64(7), 757-765.

  7. Павлов И.А., Тулохонов А.К., Ширеторова В.Г., Раднаева Л.Д. (2017) Микроэлементный состав вод озера Гусиное. Экология водоемов – охладителей энергетических станций: Сборник материалов Всерос. науч.-практ. конф. с межд. уч. Чита, 232-234.

  8. Плюснин А.М., Чернявский М.К., Перязева Е.Г. (2015) Основные факторы загрязнения поверхностных и подземных вод в зоне влияния Холбольджинского угольного разреза (Республика Бурятия). Фундаментальные и прикладные проблемы гидрогеологии: Материалы Всерос. совещания по подземным водам Востока России Якутск, 229-235.

  9. Раднаева Л. Д., Ширеторова В.Г., Цыбекмитова Г.Ц., Павлов И.А., Андреев С.Г., Пинтаева Е.Ц., Гармаев Е.Ж., Тулохонов А.К. (2018) Особенности макро-и микроэлементного состава и пигментных характеристик планктонных водорослей оз. Гусиное в подледный период. Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика. (4), 13-25.

  10. РД 52.24.609–2013 (2013) Организация и проведение наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях водных объектов. Росгидромет ФГБУ “ГХИ”, 27 с.

  11. Решетняк О.С., Закруткин В.Е. (2016) Донные отложения как источник вторичного загрязнения речных вод металлами (по данным лабораторного эксперимента). Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 4, 102-109.

  12. Савонина Е.Ю., Федотов П.С., Веннрих Р. (2006) Пятистадийное динамическое фракционирование форм меди, цинка и свинца в почвах, илах и донных отложениях с применением вращающихся спиральных колонок. Журнал аналитической химии. 61(7), 759-766.

  13. Страховенко В.Д. (2011) Геохимия донных отложений малых континентальных озер Сибири. Автореф. … доктора геол.-мин. наук. Новосибирск: Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 33 с.

  14. Тулохонов А.К., Гармаев Е.Ж., Андреев С.Г. (2012) Опыт социально-экологической реабилитации последствий взрывов боеприпасов (на примере катастрофы на станции Гусиное озеро, Республика Бурятия). Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций: Сборник материалов XVII междунар. науч.-практ. конф. М., 154-160.

  15. Федотов П.С., Спиваков Б.Я. (2008) Статические и динамические методы фракционирования форм элементов в почвах, илах и донных отложениях. Успехи химии. 77(7), 690-703.

  16. Хажеева З.И., Плюснин А.М. (2018) Современное состояние воды озера Гусиное (Западное Забайкалье). Водные ресурсы. 45(1), 68-74.

  17. Цыдыпов Б.З., Андреев С.Г., Аюржанаев А.А. и др. (2017) Влияние сбросов Гусиноозерской ГРЭС на термический и гидрохимический режим озера Гусиное. Известия Иркутского госуниверситета. 22, 135-150.

  18. Ширеторова В.Г., Павлов И.А., Раднаева Л.Д., Тулохонов А.К. (2017) Гидрохимическая характеристика озера Гусиное. Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах: Труды VI Всерос. симп. с межд. уч. Барнаул, 286-288.

  19. Dabrowska L. (2016) Chemical forms of heavy metals in bottom sediments of the mitrega reservoir. Civil Environ. Eng. Rep. 21(2), 15-26

  20. Goldberg E., Arrhenius G. (1958) Chemistry of Pacific pelagic sediments. Geochim. Cosmochim. Acta. 13, 153-212.

  21. Hirst D., Nicholls G. (1958) Techniques in sedimentary geochemistry. 1. Separation of the detrital and nondetrital fractions of limestones. J. Sediment. Petrol. 28, 468-481.

  22. Pisarsky B.I., Hardina A.M., Naganawa H. (2005) Ecosystem evolution of lake Gusinoe (Transbaikal region, Russia). Limnology. 6(3), 173-182.

  23. Santos A., Santos J.L., Aparicio I, Alonso E. (2010) Fractionation and Distribution of Metals in Guadiamar River Sediments (SW Spain). Water Air Soil Pollut. 207(1–4), 103-113.

  24. Whalley C., Grant. A. (1994) Assessment of the phase selectivity of the European Community Bureau of Reference (BCR) sequential extraction procedure for metals in sediment. Anal. Chim. Acta. 61, 2211-2221.

Дополнительные материалы отсутствуют.