Порядин А.Ф., Хованский А.Д. - Оценка и регулирование качества окружающей природной среды (1044943), страница 20
Текст из файла (страница 20)
к основным факторам, определяющим концентрации соединений азота и фосфора в природных водах, относятся: поглощение их при фотосинтезе, выделение при разложении органического вещества, обмен между органическими и неорганическими формами. Содержание ионов аммония в естественных условиях не превышает 0,5 мг/л, нитрнтные ионы в речных водах очень неустойчивы и их концентрация обычно не более сотых долей мг(ч/л, для нитратных ионов характерны сотые и десятые доли мг/л.
Концентрация фосфора в природных водах составляет сотые-десятые доли мгР/л, Кремний находится в природных водах частично в истинном растворе в виде кремниевой и поликремниевой кислот, частично в коллоидном состоянии. Концентрация кремния в речной воде в пределах 1 — 5 мг/л. Органическое вещество в природных водах находится в растворенном и взвешенном состоянии. Растворенное органическое вещество имеет сложный состав, в котором преобладают фульво- и гуминовые кислоты (до 60 — 80/), причем содержание фульвокислот обычно на порядок выше содержания гуминовых; фульво-и гуминовые кислоты образуют в растворах полидисперсионные системы с молекулярным весом от менее 300 до 300000 и более. Значительная часть органического вещества в воде — каллоиды, состоящие из обломков высокомолекулярных биополимеров.
В воду органическое вещество поступает за счет смыва с водосборной площади и в процессе образования и разложения растительных и животных организмов в водных объектах. Предельные содержания растворенного органического вещества в речной воде составляют 1 — 30 мг С/л. Во многом концентрация органического вещества зависит от физико-географических условий бассейна. Среднегодовое содержание Сорг в воде рек составляет: в тундре и лесотундре — 5,7 мг/л, средней тайге — 9,7, южной тайге и смешанных лесах— 10,8, широколиственных лесах и лесостепи — 5,8, степи— 4,5, пустыне — 3,1, субтропиках 1,1 мг/л (3).
Микроэлементы, входящие в состав природных вод, О.А. Алекин (4) условно разделил на пять групп: 1) типичные катионы — Ы', Ко", Сз', Бг'", Ва'" и дрл 2) ионы тяжелых металлов — Сп, А8, Ап, РЬ, Хп, %, Со и дрл 3) амфотерные комплексообразователи — Сг, Мо, У; 4) типичные анионы — Вг, 1, Р, В; 5) радиоактивные элементы. Основными факторами, определяющими содержание микроэлементов в речных водах, являются: геохнмические свойства элементов„состав пород и почв, климатические условия и растительный покров на водосборе, окислительно-восстановительные и щелочно-кислотные условия в воде, интенсивность сорбционных процессов и поглощение живыми организмами. Для большинства микроэлементов в природных водах характерны низкие концентрации.
Это связано с их малой распространенностью в природе, ограниченной растворимостью многих тяжелых металлов, интенсивной адсорбцией минеральными и органическими взвесями, извлечением из воды растениями и животными (табл. 4.2). ыз Таблица 4.2 Среднее содержание химических злементов в речной воде и езеееи (5/. мкг/к мг/кг мкг/л мг/кг 30 Бе 02 70 Вг 20 5 2,5 18 В Р ! 00 — ВЪ 2,0 120 А! 50 83000 Бг 50 150 Бс 0,004 20 Ъ' 2,6 200 Т1 3 4000 Ь1Ь 0,01 30 У 1 130 Мо 1 3 Сг 1 130 А8 0,2 13 Мп 10 1100 Сс1 0,2 0,7 Ее 40 51000 БЪ 1 2 Со 03 18 Сз 0,03 5,2 Ь!! 2,5 84 Ва 40 б00 Сп 7 80 Аа 0,002 0,5 Еп 20 310 Н8 0,07 Сга 0,1 18 РЬ 1 151 Аз 2 5 ТЬ 01 10 И 0,5 3 мз Химический состав речных взвесей.
К взвесям относятся минеральные и органические вещества, переносимые рекой во взвешенном состоянии. Содержание взвешенного вещества в речной воде илн мутность меняется в очень больших пределах — от долей до десятков тысяч миллиграммов в 1 л воды. Концентрация в речной воде и сток взвешенных веществ зависят от климата, геологического и геоморфологического строения, характера растительного покрова в бассейне реки. Минимальная мутность (менее 50 мг/л) наблюдается в реках тундры и тайги, в лесостепной зонах она увеличивается до 50 — 150 мг/л, в степной и полупустынной зонах — 150 — 500 мг/л, в горных районах — более 500 мг/л. В гранулометрическом составе речных взвесей преобладают пелитовые фракции — 67 , в меныпей мере представлены песчано-алевритовые — 26,4;/ и грубообломочные — 6,6 / .
Минеральный состав взвесей тесно связан с гранулометрическим, В более крупных фракциях преобладают кварц, кальцит, полевые шпаты, реже встречаются рудные минералы, силикаты. Мелкие фракции сложены в основном глинистыми минералами: иллитом, хлоритом, монтмориллонитом, каолинитом. Концентрация химических элементов во взвешенном веществе рек зависит от Их минералогического и гранулометрического состава, пород и почв, климата и рельефа речного бассейна.
По содержанию основных компонентов взвеси занимают промежуточное положение между осадочными породами и почвами, что позволяет рассматривать их как источники взвешенного вещества в воде рек. Речные взвеси, по сравнению с осадочными породами и почвами, заметно обогащены кадмием, серебром, свинцом, цинком, медью, в меньшей мере — молибденом, железом, марганцем, и обеднены стронцием (5).
По формам нахождения во взвешенном веществе рек элементы подразделяются на две основные группы — подвижные и неподвижные. Подвижные формы элементов входят в сорбированпый комплекс, гидроокислы железа и марганца, легкорастворимые карбонаты, органическое вещество и прн изменении условий могут переходить в растворенное состояние. Элементы неподвижной формы находятся в кристаллических решетках минералов и в раствор практически не переходят. В речных взвесях преобладают формы элементов, входящие з гидроокислы железа н марганца и в кристаллические решетки силикатов, Подчиненное значение имеют органические и поверхностно-сорбированные формы. Распределение элементов в речных осадках. Химический состав речных осадков изучен недостаточно.
Имеются данные по распределению элементов в донных отложениях некоторых рек (табл.4З). Содержание элементов в осадках (табл.4.4) зависит от их гранулометрического состава и вещественно- генетического типа. В реках преобладают кварцевые пески с примесью полевых штатов, тяжелых минералов и раковинного детрита. На участках с повышенной скоростью течения (плесы, перекаты) распространены пески различной зернисгости. На отмелях, где происходит'снижение скорости потока и осаждение мелких фракций взвесей, формируются алевритовые и глинистые илы.
При уменьшении крупности осадков в них возрастает аодержание большой группы элементов (табл.4.4) и снижается доля кремнезема. гзо 4.5. Антропогенные изменения в водных объектах Наиболее существенные изменения в водных объектах происходят в районах промышленно-селнтебных зон, водохранилищ и гидроузлов, сельскохозяйственного производства, мелиорации земель, добычи полезных ископаемых. В водных системах техногенные вещества включаются в существующнс циклы миграции, распространяются и накапливаются во всех компонентах аквасистемы — воде, взвеси, донных отложениях, живых организмах. В результате этого нарушается структура и природные взаимосвязи экосистем, происходит загрязнение нх химическими веществами, возникают техногенные геохимические аномалии. Степень преобразования водной системы определяется с одной стороны мощностью антропогенного воздействия, а с другой — способностью водоемов или водотоков противостоять ему.
Последнее зависит от объема водного стока, гидрологического н гидрохимического режимов. В малых реках антропогенные изменения обусловлены воздействием преимущественно одного нли нескольких факторов, В городских районах это бытовые, промышленные, поверхностные стоки, в сельских районах — стоки сельскохозяйственных угодий, животноводческих комплексов, коллекторно-дренажные воды. На крупные реки влияет множество техногенных факторов и наблюдаемые изменения являются результатом техногенеза на всем водосборе реки. Наиболее существенное антропогенное преобразование испытывают малые реки, нередко принимающие оснозныс объемы сточных вод. Кроме того, малые реки, являясь притоками более крупных рек, оказывают огромное влияние на формирование нх геохнмического режима (табл. 4.5) .
Детальный анализ воздействия промышленно-селвтебных зон на малые реки проведен в работе (71. В малых реках, протекающих через промышленные н жилые зоны, происходит коренное преобразование гидрохимнческого режима. Увеличивается минерализация воды, изменяется соотношение главных ионов, воды из гидрокарбонатно-кальциевых превращаются в сульфатно-кальциевые, сульфатно-хлоридно-натриевые, хлорцдно-натриевые. Значительно возрастает концентрация бногенных элементов (см. табл.
4.5). Возникает резкая пространственная и временная неоднородность распределения компонентов солевого состава воды, В водном потоке увеличивается концентрация микроэлементов: ртути, свинца, кадмия, меди, цинка, никеля, хрома, ванадия, серебра, олова и др. Содержание указанных эле- шз =! си с(сс1 + о с о х Сс сс 124 1 о сч $я о|а с (~ СС1 ~ ЧО о)С'1 с~)сч о ~сч сср 1 О)ч„ сч~ "ч ч с Ч' Ссс Ссс !.~ Ф6 сс,з ~ р Й~ ССС (ОС1 Я)ьъ с а(сч йй ,(сч ВВ ыФ ссъ ~сч сс~- у~ г Р!Р сс1)„~" СЧ~С 1 ч:р (~О Р(,- Я(о и)л с ~)о й1=- сл(о Сс(,1 ~с) с с'!, Я~о Яо ментов повышается как в растворе, так и во взвеси (табл.4.6).
На загрязненном участке реки, по сравнению с естественными условиями, значительно изменяется соотношение взвешенных и растворенных форм элементов. Таблица 4.6. Содержание элементов в растворенной (Р) и взвешенной (В) формах вод (малая река в зоне влияния промышленного центра) (7). доля аяаещенноя формы ст общего содержания, Форма нахожде- ния Коэффициент концентрации, Кс Среднее содержание, мкг/л Элемент 29,5 10,6 26,1 3,02 73,6 Хром 35,2 Никель 48,0 73,7 34,3 68,2 Медь В 69 8 4 78 59,1 Р 48,2 1,69 Цинк Кадмий В 3,22 7,97 34,4 43,1 Ртуть Свинец Растворенная составляющая техногенного водного потока отличается максимальной динамичностью.
За короткий промежуток времени (часы-сутки) содержание элементов может измениться в десятки и сотни раз. Техногенное воздействие приводит к увеличению абсолютных содержаний элементов в неорганических н органических растворенных формах, а также к изменению их природного соотношения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
