Естественные и технические науки, № 4, 2011
Ваганова Е.С., аспирант Давыдова О.А., доктор химических наук, профессор
(Ульяновский государственный технический университет)
ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА САМООЧИЩЕНИЕ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Показано влияние температуры, рН среды, карбонатной жесткости на процессы самоочищения малых рек Ульяновской области от тяжелых металлов (Fe, Zn, Cu, Ni, Cr). Установлено, что в сезонной динамике содержания тяжелых металлов, осенний период является наиболее благоприятным для протекания процессов самоочищения воды от тяжелых металлов при комплексном влиянии исследуемых физико-химических факторов.
Ключевые слова: тяжелые металлы, самоочищение водных экосистем, физико-химические факторы.
INFLUENCE OF PHYSICAL AND CHEMICAL FACTORS ON SELF-CLEANING
OF WATER ECOSYSTEMS
Temperature influence, рН is shown environments, to carbon rigidity on processes of self-cleaning of the small rivers of the Ulyanovsk region from heavy metals (Fe, Zn, Cu, Ni, Cr). It is established that in seasonal dynamics of the maintenance of heavy metals, the autumn period is optimum for course ofprocesses of self-cleaning of water from heavy metals at complex influence of investigated physical and chemical factors.
Keywords: heavy metals, self-cleaning of water ecosystems, physical and chemical factors.
В экологическом аспекте «самоочищение» является следствием процессов включения веществ, поступивших в водный объект, в круговороты с участием биоты и физико-химических факторов.
Цель работы - исследовать влияние физико-химических факторов (температуры, рН среды, карбонатной жесткости) на самоочищение малых рек Ульяновской области (на примере р. Свияга и её притоков) от тяжелых металлов (Fe, Zn, Cu, Ni, Cr).
Под влиянием физико-химических факторов, таких как температура, рН среды, карбонатная жесткость (Жк), в водных объектах происходят процессы распределения ТМ между водой и донными отложениями (ДО). Общую степень самоочищения (СС) по отношению к ТМ рассчитывали по формуле: СС=100(Сн-Ск)/Сн, где СС - степень самоочищения, %; Сн и Ск - содержание металла в начальном и конечном створе участка соответственно [1].
При исследовании СС р. Свияга в сезонной динамике содержания ТМ установлено, что высокая СС воды и ДО наблюдается в весенний период по Zn, Cr. В летний период отмечается максимальная СС воды и ДО от Ni, Fe; в осенний период - Fe, Cu.
Анализом множественной регрессии определено влияние рН среды, температуры, Жк на распределение ТМ между водой и ДО. Установленные положительные регрессионные коэффициенты (Бета) между температурой и содержанием Fe (Бета=0,579; р=0,035), Ni (Бе-та=0,536; р=0,005), указывают, что с возрастанием температуры воды могут наблюдаться процессы десорбции ТМ из ДО в воду. Отрицательные значения Бета между рН среды и содержанием в воде Cu (Бета=-0,625; р<0,001) и Zn (Бета=-0,488; р=0,016), дают возможность объяснить процессы сорбции ТМ из воды в ДО.
Увеличение Жк и рН в весенне-осенний период приводит к образованию гидрокарбонатов металлов. Ряд возрастания констант устойчивости (1§Куст.) для гидрокарбонатных комплексов металлов можно представить: Zn<Cu<Ni<Fe; гидроксокомплексов Ni<Zn<Cu<Cr<Fe [2]. Неустойчивые гидрокарбонатные комплексы металлов гидролизуются и образуют гид-роксиды, которые в виде малорастворимых комплексных соединений могут сорбироваться в
Естественные и технические науки, № 4, 2011
ДО. Это объясняет возрастание миграционной способности Fe, Cu, Ni из воды в ДО в осенний период [3].
Таким образом, установлено, что в осенний период наблюдается высокая степень самоочищения воды малых рек Ульяновской области, и этот период является наиболее благоприятным для протекания процессов самоочищения воды от ТМ при комплексном влиянии исследуемых в данной работе физико-химических факторов.
ЛИТЕРАТУРА
1. НиканоровА.М. Гидрохимия. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. С. 444.
2. Линник П.Н. Формы миграции металлов в природных водах / П.Н. Линник, Б.И. Набива-нец. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С. 271.
3. Ваганова Е. С. Мониторинг влияния жесткости воды на распределение тяжелых металлов в водных экосистемах / Е.С. Ваганова, А.С. Ваганов, О. А. Давыдова // Тез. докл. Всерос. научно-практической конф. «Экологические проблемы промышленных городов», Саратов, 2011. Саратов: СГТУ, 2011. С. 34-36.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.