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....
Двадцать четыре дня продлилась экспедиция, организованная клубом Бумеранг, Сахалинским поисково-спасательным отрядом им В.А. Полякова МЧС РФ,  Сахалинским отделением Русского географического общества. Основная  цель экспедиции была познавательной - изучение центральных Курильских островов и наблюдение за морскими млекопитающими.  Экспедиция была посвящена памятным событиям 20-летней давности, когда на острове Симушир погибли 5 пограничников и на их поиски были отправлены саха...
Вокруг центральных Курильских островов
Началась эта история ещё 15 мая 2016 года. Поехали мы тогда большой компанией (я, Алексей Эбель, Денис Соломахин, Владимир Маер, Арсен Погосян, Данил Березиков и Лёша Кузнецов) искать гнездо чёрного аиста между посёлками Кармацкий и Мыльниково Первомайского района. Работали мы тогда по двум перекрещивающимся проектам: нашему "Как поживаешь, речка?" и Клуба исследователей природы Алтая «AltayNature» по чёрному аисту. И нам повезло, мы нашли гнездо. Первым заметил его Алек...
Писатель и публицист Дмитрий Быков на встрече в Новосибирске рассказал о  возможных сценариях для будущего России. Выступление «ведущего стратега литературных и интеллектуальных фронтов» - так писателя представили публике,  проходило в лофте «Подземка». Новосибирск, по признанию писателя, для него  «всегда был местом проговаривания того, о чем не говорят в Москве». Дмитрий Быков считает, что говорить о будущем интереснее всего ...
Упражнение в оптимизме от Дмитрия Быкова
Сотни лет шорцы жили на своих исконных землях, которые теперь называются Кемеровской областью. Занимались охотой, рыбалкой, шаманили, почитали духов — хозяев природы. А потом открылись угольные разрезы — Кузнецкий бассейн, Кузбасс. И боги отвернулись от людей. «На экологию всем плевать давно!.. — говорит молодой парень, сплевывая семечки прямо в машине, припаркованной рядом с нашей. — Народ готов нюхать этот уголь и эту гарь за три...
Когда прилетит Тор
Активисты ОНФ в Москве добились ликвидации половины свалок, отмеченных на карте проекта «Генеральная уборка». Из 95 свалок, указанных на карте проекта Общероссийского народного фронта «Генеральная уборка», более 40 ликвидированы. Таков итог работы активистов московского штаба Народного фронта в период реализации экологического проекта ОНФ. «В ходе рейдов мы выяснили, что в Москве преобладают навалы грунта, строительного мусора и сколы асфальта. Эти свалки, по сравне...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

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

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

Активность на сайте

Олеся Ильина аватар
Олеся Ильина
Эко-экспедиция #БайкалSOS

Выступление на конференции TEDx Новосибирск: о Байкале и о проблеме загрязнения пластиком - по мотивам экспедиции прошлого года.

...

Елена Теплюк аватар
Елена Теплюк
Родники Ольхона

Считаю проект актуальным и интересным!

Ольга Чупаченко аватар
Ольга Чупаченко
Анда буа («Друзья тайги»)

Проект чрезвычайно полезный, конкретный, с понятным и ярким результатом. Вроде бы "малое дело", зато с реальными измеряемыми после...

Анна Огородникова аватар
Анна Огородникова
Родники Ольхона

Чистая вода - один из главных наших ресурсов. Забота о родниках на Ольхоне - это не только дань памяти традициям местного населения и их пре...

Миша Самолетов аватар
Миша Самолетов
Родники Ольхона

Здорово! Слова благодарности люди оставляли по этой ссылке

...
Миша Самолетов аватар
Миша Самолетов
Родники Ольхона

Здорово! Слова благодарности люди оставляли по этой ссылке

...
сортировать по иконкам
34 недели 2 дня назад
Алексей Писковский
Алексей Писковский аватар
Экономия воды и газа или просто предупреждение потопов, взры...
Смотрели: 64,710 |

ЭкоКартридж есть такая организация. К ним обратись.https...

34 недели 6 дней назад
Гузель Арсланова
Гузель Арсланова аватар
Экономия воды и газа или просто предупреждение потопов, взры...
Смотрели: 64,710 |

Добрый день. 

Я не по теме с вопросом. Сайт не дает разместить новую тему. Поэтому пишу в этой..(админы простите). Поотому что т...

1 год 23 недели назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 138,908 |

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

1 год 35 недель назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 138,908 |

нужна схема пещер с измерениями

1 год 38 недель назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 138,908 |

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

размешен 24.10.17 | Тип: Статью

            Летом 2017 года, участники эколого-краеведческого кружка МБОУ АСОШ №5 «Я – исследователь!» участвовали в краевом исследовательском...

размешен 24.10.17 | Тип: Новость
Информационная рассылка «Лач» № 36 (702)

24 октября 2017 года

Этно-экологический информационный центр "Лач"

Сегодня в номере:

  1. ...
размешен 23.10.17 | Тип: Статью
Международный день снежного барса

Сегодня во всем мире отмечают международный день снежного барса.

Международный день снежного барса был учрежден 23 октября, так как именно в этот день в 2013...

размешен 23.10.17 | Тип: Статью
Мы хотим жить в цивилизованном городе!

21 октября в Новосибирске прошёл третий митинг  против мусорной концессии.

На площади перед ГПНТБ собралось более 300 человек. Активистов пришли...

размешен 23.10.17 | Тип: Новость
Депутаты Кировской области рассмотрят инициативу ОНФ о создании «зеленого щита»

Представители Общероссийского народного фронта в Кировской области внесли на рассмотрение регионального заксобрания законопроект о создании «зеленого щита» на террито...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал