ИСТИНА

На сети мониторинга за состоянием водных объектов обычно определяются или валовые концентрации загрязняющих веществ, в зависимости от используемых методов измерений приблизительно соответствующих сумме содержания веществ в разных формах, или растворенные формы в пределах точности аналитических методов. Однако вещества в водных объектах могут существовать в виде различных химических соединений, быть представленными разными фазами: растворенными, во взвесях (минеральных, органических), в органических коллоидах, в организмах водной биоты, на оксидах железа и марганца и пр., иметь разную степень связи с наносами и соответственно разный уровень токсичности. Наиболее токсичные формы тяжелых металлов (ТМ) – растворенные, в природных водах присутствуют в незначительных количествах. Наименее токсичные – прочно сорбированные взвесями ТМ, внедренные в их скелет. Наиболее распространены связанные (сорбированные) формы металлов. Чаще всего в природных водах ТМ связаны с органическими и неорганическими комплексами, на порядок реже содержатся в ионообменных и адсорбционных формах, и на 3 порядка меньше в растворенных (ионных) формах. Разные формы существования вещества взаимодействуют в процессах сорбции/десорбции – то есть поглощения молекул (ионов) вещества, содержащихся в одной из фаз, другой контактирующей с ней фазой. Существуют условия, когда возможен выход сорбированных форм загрязняющих веществ из частиц взвеси или донных осадков в раствор, например, при изменении гидродинамических или окислительно-восстановительных условий в водной среде, попадании частиц наносов в пищевые цепочки. Поэтому помимо информации о валовом содержании загрязнителей во взвесях, необходимо знать, в каких соединениях они содержатся, и насколько легко связанные со взвесями формы могут перейти в токсичные ионные (растворенные). Чем меньше частицы взвеси, тем выше их суммарная способность к сорбции загрязняющих веществ за счет увеличения площади их удельной поверхности и, соответственно, свободной энергии. Микрочастицы и наночастицы взвеси поэтому являются переносчиками других, в том числе загрязняющих веществ, в том числе бактерий и и вирусов. Микрочастицы и наночастицы практически не осаждаются в потоке. Чем меньше частица, тем длиннее путь ее миграции как в воде, так и в живых организмах при их поглощении. Крупные города являются наиболее важными источниками загрязнения водных объектов разнообразными токсикантами. Спектр загрязняющих веществ от мегаполисов, как правило, является значительно более широким, чем от неурбанизированных территорий. Один из способов оценки степени антропогенной трансформации городского водного цикла – изучение донных отложений городских водных объектов, а также осадков городской канализации ЖКХ и поверхностных ливневых вод. И если осадок очистных ЖКХ и промышленных предприятий в основном в городах России характеризует состав сосредоточенного контролируемого стока, то состав осадка очистных ливневой канализации – интегральный показатель состояния городского склонового стока. С 2020 г. авторами изучалась роль взвешенных наносов и микрочастиц взвесей в переносе загрязнителей в водной среде Нижнего Новгорода: в снеге, в малых городских реках и подземных водах разного генезиса, в ливневой канализации в разные гидрологические фазы. В городской водной среде Нижнего Новгорода более половины суммарного переноса приоритетных загрязнителей осуществляется взвесями, значительная часть – микрочастицами менее 2 мкм. Доля взвесей в суммарном потоке переноса алюминия в водных объектах составляет от 70 до 100%, причем взвесями крупнее 2 мкм. В речной сети около 50% потока цинка переносится со взвесями крупнее 2 мкм, около 30% со взвесью в диапазоне 0.22–2 мкм. В зимнюю межень и в половодье в среднем около 70% железа переносится со взвесями крупнее 2 мкм, около 20% со взвесью в диапазоне 0.22–2 мкм. В зимнюю межень и в половодье почти 100% нефтепродуктов в снеге, в реках, в склоновом стоке ассоциированы со взвесями, обычно размерностью свыше 2 мкм. В отложениях поверхностного склонового стока в отстойниках ливневой канализации выделяется повышенное содержание железа, кальция, из микроэлементов – марганца и цинка. Обменные формы металлов (легко извлекаемые из взвеси поверхностные неспецифически сорбированные соединения) составляют незначительную часть (порядка 10%) общего содержания металла во всех выделенных размерных фракциях отложений ливневых отстойников. Основная часть металлов во взвесях городского ливневого стока находится в связанной форме.