ИСТИНА

Проект направлен на изучение молекулярно-массового распределения, форм переноса органического вещества и органометаллических комплексов при процессах их образования, обменной адсорбции, биодеструкции и фотолиза в природных водах (в системе болото-река-озеро на примере малых рек бореальной зоны) методами каскадной фильтрации, диализа, обратноосмотического разделения на мембранах, высокоэффективной жидкостной хроматографии, гель-хроматографии и ионной хроматографии. Получение достоверной информации о процессах изменения депонированных и комплексных форм металлов, трансформации их комплексов с гуминовыми соединениями, последовательно, от высокомолекулярных ОВ болотных почв к коллоидным и истинно растворенным формам, а также к тонким взвесям (суспензиям) реки как зоны транзита и озера как области депонирования, редко осуществляется в рамках единого подхода с использованием методов физической геохимии, химии почв и гидрогеохимии и является фундаментальной задачей данной научной проблемы. Изучение этих процессов, в том числе расчет форм нахождения методами термодинамического моделирования, кроме определения валового содержания металлов, позволит решить проблему трансформации форм миграции микроэлементов при деструкции ОВ и выйти на балансовые оценки составляющих водосборного бассейна.

Для базовых точек пробоотбора природных вод опробуемых водосборных бассейнов рек средней полосы России, от Мещерской низменности (Владимирская область) и до Карелии были получены значения содержаний тяжелых металлов и информация о количественном распределении этих металлов по течению исследуемых рек. Объектами исследования на севере являлись малые реки, озера и ручьи Северной Карелии. Получены значения содержаний тяжелых металлов и информация о количественном распределении этих металлов по течению исследуемых рек для наиболее характерных опробуемых водосборных бассейнов от средней полосы России до Северной Карелии. Изученные речные и озерные воды являются нейтральными с pH от 6 до 7, болотные воды и почвенный раствор - кислыми с pH 3-5. Базовый объект был выбран на основании встречаемости вод с наиболее типичной кислотностью, учетом минерализации и содержания Сорг. гуминовой природы. На каждой точке пробоотбора in-situ производились температурные, потенциометрические, кондуктометрические, спектрофотометрические измерения. Для анализа выделенных фракций фильтратов и осадков на широкий круг макро- и микроэлементов использован метод ИСП-МС (Element-2, геологический факультет МГУ; Plasma Quard-2, ИПТМ РАН; Agilent 7500; GET, Тулуза). В результате проведенных исследований установлено: 1. Распределение органического углерода гуминовой природы по профилю малой реки (руч. Восточный, Сев. Карелия) закономерно: происходит уменьшение содержания Сорг. «сверху вниз» - от почвенного раствора через питающее болото, малые промежуточные озера, по самому ручью и к депонирующему озеру. Существует 3 основных источника поступления ОВ: 1) РОВ, источником которого являются продукты разложения растительного опада наземной растительности; 2) РОВ олиготрофных болот и дренирующих их ручьев; 3) РОВ крупных и глубоководных водоемов (оз. Ципринга). Доминирующий вклад вносит автохтонное ОВ, образующееся в ходе трансформации мортмассы макрофитов и фитопланктона. 2. Спектрофотометрический мониторинг ОВ проб, хранящихся в темноте в течение длительного времени, показал неизменность их оптической плотности, на свету происходит фотолитическая деградация РОВ, особенно, в первые дни. Отмечено снижение оптической плотности отобранных проб после экспозиции на свету в несколько раз, в то время как пробы, не подвергавшиеся воздействию прямого солнечного света, не изменяли свою оптическую плотность, что свидетельствует о процессе фотодеструкции. Высокие оптические плотности характерны для почвенных вод питающих болот. 3. Мольные доли низкомолекулярных фульвокислот и их моляльные концентрации во всех типах природных вод, даже в обстановке болот, доминируют, и с ними связано основное комплексообразование. Методы ВЭЖХ подтверждают вывод из термодинамического анализа о том, что в речном стоке абсолютно доминируют молекулы ГК с массой около 1 кДа 4. Содержание растворенного ОВ в реках составляет 10-20 мг/л, в озерах, болотах и почвенном растворе 5-20 мг/л, 20-60 мг/л, и 120-150 мг/л, соответственно. 5. Отмечается наличие цериевого минимума для большинства ручьев и временных водотоков, разгружающихся в оз. Ципринга, связанного по нашему мнению с характером питания инфильтрационными почвенными и поверхностными водами зоны аэрации. Характерно также, что в большинстве случаев на фоне слабо проявленного европиевого минимума намечается тенденция к появлению гадолиниевого максимума в общем тренде спектра РЗЭ от легких к тяжелым. В реках и озерах Владимирской Мещёры водосборного бассейна р. Клязьмы обнаружен более контрастный и глубокий европиевый минимум, но с отсутствием гадолиниевого максимума. 6. Выделяются 4 группы элементов по корреляциям с кривыми выведения ОВ и железа и динамике задержки на фильтрах с разным размером пор. 7. Изменение продуктивности растительности и её состава во время потепления климата в будет самым важным фактором увеличения потока макро- и микроэлементов (вероятно с фактором 2) от почвы к рекам и, наконец, к Северному Ледовитому океану. 8. Результаты междисциплинарного исследования, основанных на наблюдениях и измерениях потоков и связывания элементов и описания механизмов, действующих в бореальных и субарктических областях России, от Карелии до Камчатского полуострова, основанные на изучении литологического состава пород и различных видов растительности, указывают на то, что таяние вечной мерзлоты, сопровождаемое выделением органического углерода из древних почв, является одной из самых серьезных экологических угроз в сценарии глобального изменения климата.