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....
После обращения экспертов регионального штаба Общероссийского народного фронта в Москве в межрайонную природоохранную прокуратуру по поводу Николо-Хованского пруда, в который коммерческие предприятия сливали отходы, виновных удалось разыскать и привлечь к административной ответственности. Напомним, пару месяцев назад эксперты и активисты Народного фронта встречались с жителями жилых комплексов «Испанские кварталы» и «Николин парк», которые жаловались на массовый помор рыб...
  О том как привить детям практические навыки в решение проблем окружающей среды и любовь к науке рассказывает изобретатель, эколог и педагог Сезар Харада.  Сезар Харада преподаёт гражданскую науку и изобретательство будущему поколению защитников окружающей среды в школе «Харбор» в Гонконге. Он перенёс свой класс в промышленное помещение, где  дети могут работать с деревом и металлом, изучать химию, биологию, оптику и в конечном счёте придумывать способы реше...
С каждым на Сахалине  растет число сивучей, запутанных в пластиковом мусоре и рыболовных снастях. Спасти этих редких животных невозможно без специальных ветеринарных препаратов, ввоз которых  в Россию затруднен из-за бюрократических препонов. Чтобы помочь сивучам , нужно в срочном порядке решать эту проблему. Проблема помощи травмированным сивучам, попавшим в брошенные рыбацкие сети, снасти, верёвки  и другой пластик,  обсудили в  Анкоридже на встрече 26-й рабочей группы...
C 2016 года  в Горном Алтае работает проект по вовлечению местных сельских жителей в охрану снежного барса (ирбиса). Он инициирован WWF России и компанией Pernod Ricard. Главный исполнитель проекта – Сайлюгемский национальный парк.  Для борьбы с браконьерством на редкого хищника используются не полицейские методы. Жители высокогорных отдаленных сел в местах обитания ирбиса становятся добровольными помощниками инспекторам и научным сотрудникам в деле сохранения редкого хищник...
Экологическая организация «Маленькая Земля» подготовила для вас несколько советов, которые помогут вам провести новогодние праздники с меньшим ущербом для окружающей среды и с большим весельем для всех. С Новым годом и счастливого Рождества! Арендуйте новогоднюю елку Какую елку выбрать на Новый год – живую или искусственную? Ряд исследований утверждает, что «экологический след» искусственной елки довольно большой и вам придется использовать ее в течение 20 лет, преж...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

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
28 недель 2 дня назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 189,292 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

3 года 40 недель назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 189,292 |

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

4 года 3 дня назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 189,292 |

нужна схема пещер с измерениями

4 года 3 недели назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 189,292 |

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

1 год 9 недель назад
Надежда Бреева
Надежда Бреева аватар
Бутырский район

Смотрели: 5,537 |

Экология в Новой Москве . Поселение Щаповское.

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

размешен 21.02.20 | Тип: Статью

8 февраля 2020 года исполнилось 50 лет Михаилу Крейндлину - одному из самых ярких, последовательных и принципиальных российских защитников природы,  бесконечно и безоговороч...

размешен 20.02.20 | Тип: Статью

Богатейшие люди мира все активнее включаются в решение экологических проблем планеты. Внушительными выглядят последнии заявленные ими ...

размешен 15.02.20 | Тип: Статью

Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное, что произошло в России и мире за последнюю неделю. ...

размешен 14.02.20 | Тип: Новость

Главная цель данного проекта по агро и экотуризму «Мой сад в Аральском море» реализуемый Международным инновационным центром Приаралья при Президенте Республики Узбекистан, пробу...

размешен 12.02.20 | Тип: Статью

Очевидный конфликт интересов и нешуточная борьба за городские территории разгорелись на публичных слушаниях по Генплану города Новосибирска. В настоящее время жите...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал