О загрязнении вод Амура железом

 

В. П. Шестеркин,

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск, Россия, shesterkin@ivep.as.khb.ru 

 

Железо – широко распространенный элемент зем­ной коры, который лимитирует качество речных вод. Основными источниками его поступления в русловую сеть являются процессы химического выветривания горных пород, подземный сток, сточные воды про­мышленности и сельского хозяйства.

В речной воде железо находится в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях. Во взвешен­ную форму принято выделять частицы размером бо­лее 0,45 мкм, представляющие собой железосодержа­щие минералы и сорбированные на взвеси соединения железа. Растворенное железо может находиться в ионной форме, в виде комплексных соединений с ми­неральными и органическими веществами. На формы железа и их содержание большое влияние оказывают значения рН и Еh, концентрации органических кис­лот, растворенного кислорода, сероводорода, диокси­да углерода, а также микроорганизмы, окисляющие и восстанавливающие железо. Для обозначения сум­марной концентрации растворенных форм железа ис­пользуют термин «железо общее» [8], ПДК которого в воде рыбохозяйственных объектов составляет 0,1 мг/л. Под «валовым содержанием» подразумевают сум­марное содержание в воде растворенных и взвешен­ных форм железа, ПДК которого в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назна­чения составляет 0,3 мг/л.

Многие водные объекты Приамурья, по данным Росгидромета, характеризуются высоким содержа­нием в воде железа общего. В воде Амура в 2009 году наибольшая его концентрация составляла 1,64 мг/л, в 2010 году – 1,71 мг/л [2]. Сделано предположение, что увеличение концентрации железа общего в амурской воде в 1996–1998 годах связано с изменением клима­тических условий [6], повышенное его содержание зи­мой обусловлено 100%-м преобладанием подземных вод в питании реки [3]. Установлено также доминиро­вание концентрации растворенного железа над взве­шенным [4].

Такие большие различия в содержании железа обу­словили появление данной работы, в которой на осно­ве данных Росгидромета, АБВУ и ИВЭП ДВО РАН дана оценка содержания разных форм железа в зимнюю ме­жень (декабрь–март) – период, когда сток взвешенных веществ составляет менее 1% от годового стока.

Исследования проводились на р. Амур у г. Хаба­ровск в 2000–2012 годах на пяти равномерно распо­ложенных по ширине реки пунктах в зимнюю межень 1–2 раза в месяц. На р. Амур у с. Ленинское и р. Уссури у с. Казакевичево наблюдения осуществляли эпизоди­чески на трех равномерно распределенных по ширине реки пунктах. Пробы воды отбирали с поверхности и анализировали в Межрегиональном центре экологи­ческого мониторинга гидроузлов (№ ROCC RU 0001 515988) при ИВЭП ДВО РАН. Содержание железа общего и валового определяли по РД 52.24.358–2006.

Редкие наблюдения Росгидромета на середине Амура у Хабаровска зимой 1949–1975 годов свиде­тельствуют о большой амплитуде колебаний со­держания железа в воде (0,19–1,45 мг/л). Такая по­вышенная концентрация железа была обусловлена преобладанием в питании реки подземных вод, а также низкой концентрацией растворенного кисло­рода [7], при которой железо поступало из донных отложений в воду. Следует заметить, что в эти годы при определении железа пробы воды не фильтрова­ли или фильтровали на бумажных фильтрах [1], т. е. определяли валовое железо. Поэтому в марте (ото­брано 51% от общего количества проб) среднее мно­голетнее содержание железа составляло 0,68 мг/л, а его сток – 47,7 т в сутки.

После зарегулирования р. Зея расходы воды р. Амур в марте 1979–2003 годах постоянно превы­шали 900 м3/сек, что почти в два раза выше, чем в предыдущие годы [8]. Содержание железа колебалось в широких пределах (0,16–1,8 мг/л), а среднемного­летнее значение составило 0,72 мг/л, т. е. мало изме­нилось по сравнению с 1949–1975 годами. Максималь­ная концентрация валового железа, а соответственно и его сток отмечались в марте 1996 года (до 269 т/сут­ки). Среднемноголетний же сток этого вещества в эти годы в марте достигал 88 т/сутки, т. е. влияние Зей­ского водохранилища было существенным.

Наблюдения ИВЭП ДВО РАН на Среднем Амуре в марте 2002 года свидетельствуют о неравномер­ном распределении содержания валового железа по ширине реки от российского берега до фарватера, пониженной концентрации у Благовещенска (0,30– 0,39 мг/л) и повышенной – у с. Ленинское (0,67– 0,75 мг/л). Ниже было содержание валового железа в воде у этого села в декабре 2005 года после аварии в г. Цзилинь, причем больших различий в распре­делении по ширине реки не отмечалось. Подобная концентрация валового железа наблюдалась здесь и в марте 2006 года (до 0,41 мг/л).

Большие изменения в содержании и стоке вало­вого железа в воде Амура появились после сооруже­ния Бурейской ГЭС, когда наряду с увеличением во­дного стока возросло в 1,9 раза содержание валового железа, что в свою очередь привело к увеличению на порядок его стока (табл. 4.1). Высокая водность р. Бурея в марте 2009 (620 м3/с) и 2010 (764 м3/с) го­дов при стабильной концентрации валового железа

 

могла обусловить и более высокий его сток, порядка 15–18 т/сут.

Наблюдения в районе Хабаровска в 2005 году вы­явили влияние зашугованности русла Амура на содер­жание валового железа, которое достигало 3,64 мг/л. Повышенные концентрации железа на зашугованных участках Амура наблюдаются и в настоящее время. Поэтому их значения (>1,0 мг/л) в амурской воде в от­дельные годы (1951, 1954, 1976 и др.) могли быть обу­словлены именно этим явлением.

В маловодные зимы (2007–2009) концентрация валового железа в амурской воде изменялась в пре­делах 0,23–0,73 мг/л, а среднее значение составило 0,47 мг/л, т. е. было в 1,6 раза выше хозяйственно­питьевой ПДК. Снижение концентрации валового железа могло быть обусловлено улучшением кисло­родного режима [7] и значительным преобладанием стока рек Зея и Бурея над стоком остальных притоков Амура. Суммарные расходы воды этих двух рек в ян­варе 2008 и 2009 годов достигали 1 261 и 1 348 м3/с соответственно, что составляло 86% от стока Амура у Хабаровска в феврале–марте 2008 и 2009 года. Но даже при снижении концентрации валового железа за счет повышения водности Амура его сток в марте 2008, 2009 годов составил в среднем 58,3 т в сутки, т. е. остался на прежнем уровне. Большие изменения происходят и в распределе­нии содержания валового железа по ширине Амура у Хабаровска (рис. 4.5). В начале ледостава его со­держание распределяется относительно равномер­но. Со второй половины января в правобережной части Амура из-за влияния р. Уссури концентра­ции повышаются, достигая в конце ледостава мак­симальных значений. Наблюдения на р. Уссури у с. Казакевичево в феврале 2008 и 2012 годов сви­детельствуют о повышенном содержании валового железа в воде этой реки (до 0,9 мг/л), более вы­сокой его концентрации у левого берега (в 1,7–2,5 раза), по сравнению с правым. В левобережной ча­сти Амура концентрация валового железа возраста­ет меньше из-за более низких значений в воде рек Зея и Бурея.

Рис. 4.5. Соотношение содержания растворенного железа к валовому железу в воде по ширине р. Амур от правого до левого берега в зимнюю межень 2011–2012 гг.

 

Первые сведения о содержании растворенного железа в воде р. Амур в зимний период были полу­чены в 2008–2009 годах у Хабаровска и с. Богород­ское в ходе выполнения российско-японского проекта «Амур – Охотск». Было установлено, что содержание этой формы железа в амурской воде у Хабаровска из­меняется от 0,20 до 0,28 мг/л, а у с. Богородское – от 0,12 до 0,22 мг/л [5]. В 2009–2012 годах концентра­ция растворенного железа изменялась в более ши­роких пределах (0,04–0,36 мг/л), а среднее значение составляло 0,21 мг/л. Сток растворенного железа в марте 2010–2011 годах в среднем составлял 43,3 т в сутки, т. е. мало отличался от стока валового железа в 1950–1975 годах. Наблюдения на пограничных участ­ках Амура и Уссури свидетельствуют, что основное количество растворенного железа в Амур поступало с водами рек Зея и Бурея, меньше Сунгари и Уссури. Поэтому от устья р. Сунгари до Хабаровска это железо доминировало в воде левобережной части Амура.

Наряду с изменениями в содержании валового и растворенного железа в течение ледостава меняется и соотношение между различными формами желе­за. В начале ледостава в воде в основном доминирует взвешенное железо, в дальнейшем, по мере возраста­ния стока рек Зея и Бурея в стоке Амура, содержание растворенного железа возрастает и начинает доми­нировать в левобережной части. Изменяется и соот­ношение между стоком этих форм железа: в конце декабря – начале января различия в стоке отсутству­ют, в остальное время преобладает сток взвешенного железа.

Особо следует остановиться на содержании железа в виде ионов. Они появляются в воде при изоляции некоторых участков реки от основного русла ледя­ными перемычками, при котором создается дефицит растворенного кислорода в воде, что в свою очередь способствует поступлению железа из донных отло­жений в водную толщу. Подобные явления постоян­но отмечаются на многих водных объектах Приаму­рья. Так, в марте 1998 года в воде р. Пильда (бассейн оз. Удыль) содержание двухвалентного железа до­стигало 39 мг/л, в изолированной от основного рус­ла Амура протоке Бол. Шаманка – 13,7 мг/л. Анало­гичная ситуация имела место и в январе 2006 года в районе с. Малмыж, когда при снижении уровня воды р. Амур расположенная у левого берега яма размыва оказалась изолированной от основного русла реки, что привело к аномальным концентрациям микроэ­лементов в подледной воде. Содержание марганца до­стигало 11 мг/л, меди – 0,153 мг/л [3].

Таким образом, в воде р. Амур в зимнюю межень 2007–2012 годов по сравнению с 1949–1975 годами в результате развития гидроэнергетического строи­тельства отмечено снижение концентрации валово­го железа в 1,4 раза и увеличение его стока в 1,6 раза. Установлено преобладание в левобережной части Амура от устья р. Сунгари до Хабаровска содержа­ния растворенной, а в правобережной – взвешенной формы железа. Показано, что концентрации рас­творенного и валового железа в зимнюю межень 2011–2012 годов не превышают 4 ПДК и обусловле­ны природными факторами, что свидетельствует об отсутствии загрязнения вод Амура и его притоков железом.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 10-05-00227) и МНТЦ (проект 4008).


Литература

1                     Алекин О. А., Семенов А. Д., Скопинцев Б. А. Руковод­ство по химическому анализу вод суши. Л., 1973. 269 с.

2                     Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Хабаровского края в 2009 году / под ред. В. М. Шихалева. Хабаровск, 2010. 258 с.

3                     Кулаков В. В., Кондратьева Л. М., Голубева Е. М. Геологические и биогеохимические предпосылки по­вышенного содержания железа и марганца в воде р. Амур // Тихоокеанская геология. 2010. № 6. С. 66–76.

4                     Матюшкина Л. А., Левшина С. И., Юрьев Д. Н. О миграции железа в почвах и поверхностных водах Нижнего Приамурья //Биогеохимические и экологи­ческие исследования наземных и водных экосистем. Вып. 16. Владивосток, 2006. С. 185–194.

5                     Махинов А. Н., Ким В. И., Шестеркин В. П., Шираи­ва Т., Нагао С. Проект «Амур – Охотск»: результаты

 

российско-японских исследований в нижнем течении реки Амур и Амурском лимане // Вестник ДВО РАН. 2011. № 4. С. 3–13.

1                     Шамов В. В, Кулаков В. В., Ониши Т. Аномальная динамика железа в реках системы Амура в конце ХХ века: вероятные причины // Водоочистка, водоподго­товка, водоснабжение. 2008, № 10, № С.72–78.

2                     Шестеркин В. П. Зимний кислородный режим Аму­ра // География и природные ресурсы.2004. № 1. С. 148–151.

3                     Шестеркин В. П., Шестеркина Н. М. Влияние Зей­ского и Бурейского водохранилищ на зимний ги­дрохимический режим Среднего Амура // Научные основы экологического мониторинга водохранилищ. Хабаровск, 2005. С. 63–65.

 

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Описание организации-заявителя.  Региональная общественная организация Эколига, создана выпускниками Международной летней обменной экологической программы Тахо-Байкал Институт из Бурятии с целью содействия по осуществлению стратегических мер по охране, защите и улучшению окружающей среды в своем регионе, и реализации социальных, культурных,...
8 ноября 2010. Нью Йорк таймс. Клиффорд Леви. Байкальск, Россия — Когда стареющая бумажная фабрика в этом затерянном сибирском городке начинает перерабатывать бревно в рулоны картона, то это напоминает гигантские нити. В таких ситуациях Эдуард Меркулов не только начинает получать зарплату, но также у него появляется вера в будущее....
Центр по сапропелю с 2002 года занимается разработкой технологических решений в области эффективного применения сапропеля в качестве рекультивантов при воссоздании истощенных, техногенно нарушенных и пустынных земель как в России, так и за ее пределами. Сапропель - натуральный почвообразующий и удобряющий земли органический материал. В технологиях рекультивации применяется в жидком, сыпучем, капсулированном виде. Из жидкого сапропеля (естественной влажности) Центр по сапропелю в способах рекуль...
Весь архипелаг Новая Земля населяют олени, которые имеют обособленную уникальную генетику, этот вид требует охраны и углублённого изучения. В России во весь рост встает масштабная проблема: что делать с тоннами высокоактивного, рыхлого графита из выработавших свой ресурс атомных реакторов, ведь технологий его переработки и утилизации на сегодня не существует, а период полураспада радиоуглерода, из которого в основном состоит облученный графит – 5730 лет. Инженеры, серьезно озабоченные тем,...
Прокуроров арестовывают, а дела с нелегальными вырубками леса в Сибири стали ещё хуже, более чем в 40 городах страны прошли  митинги и пикеты во Всероссийский день экопротеста, растения-хищники Кокуйского болота теперь под охраной, а  в Италии знают, как сделать более счастливой и продуктивной  жизнь людей.  Эти и другие темы в новом выпуске  Дайджеста Международного Социально - экологического союза  от Света Забелина. Охрана природы, п...
Черные журавли неожиданно оказались на Филиппинах, желтозадые листоухие хомячки каким-то образом живут на высоте 6739 метров, Челябинская и Свердловская области находятся в последней десятке национального экологического рейтинга, кошки для общения с человеком выработали специальный язык, но разговаривать с животными можно и телепатически, даже с дикими: волками, соболями, выдрами и медведями. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Заб...
  О введении налога на домашних животных заявили в Якутске,  каждый 45-й человек на Земле вынужден будет переселиться из-за изменений климата, исследования в Голландии показали, что безопасного мусоросжигания не бывает, прикрываясь "чрезвычайными обстоятельствами", чиновники хотят отмены законодательных ограничений для прибрежных территорий Байкала — эти и другие материалы в новом выпуске  Дайджеста Международного Социально-экологического союза  от Света Забел...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

 

Активность на сайте

сортировать по иконкам
35 недель 1 день назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 190,191 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

3 года 47 недель назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 190,191 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/...

4 года 7 недель назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 190,191 |

нужна схема пещер с измерениями

4 года 10 недель назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 190,191 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

1 год 16 недель назад
Надежда Бреева
Надежда Бреева аватар
Бутырский район

Смотрели: 5,713 |

Экология в Новой Москве . Поселение Щаповское.

Щапово (Александрово) — посёлок в Троицком административном округе Москвы (до 1...

размешен 08.04.20 | Тип: Статью

Количество экстремальных метеорологических явлений на планете с каждым годом будет только расти. Человек - причина большинства пожаров. Из-за эпидемии коронавируса 2020 год стане...

размешен 08.04.20 | Тип: Статью

Уникальные кадры о жизни животных, встречи с потрясающими защищитниками природы ...

размешен 07.04.20 | Тип: Статью

Системный взгляд на причины эпидемии коронавируса и обстоятельства борьбы с ней от профессора Денниса Медоуза.
...

размешен 07.04.20 | Тип: Статью

К традиционному клещевому сезону Олег Корсун, кандидат биологических наук, профессор ЗабГУ, научный сотрудник заповедника «Даурский» ...

размешен 07.04.20 | Тип: Статью

В Чернобыльской зоне третьи сутки горят леса, а в Беларуси – горят болота. На Кубани раньше обычного начался сезон выброса дельфинов. В Германии используют неоникотиноиды д...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал