ИСТИНА

Объектом исследования являлись донные отложения и водные массы водоемов – источников водоснабжения. Цель исследования состояла в выяснении механизмов геохимической миграции железа и марганца в воде и донных отложениях водоемов и разработке мероприятий по снижению уровня загрязнения водных объектов – источников водоснабжения растворенными формами этих элементов. Методология исследования основывалась на комплексном подходе, сочетающем теоретический анализ и экспериментальное моделирование механизмов геохимических процессов, контролирующих миграцию железа и марганца в водных объектах, и верификацию выводов по результатам натурных наблюдений. Результаты исследования соответствуют мировому уровню. Предложения по организации мероприятий по снижению уровня опасности для питьевого водоснабжения вследствие миграции железа и марганца из донных осадков предназначены для использования на предприятиях водохозяйственного комплекса в целях предотвращения возникновения сверхнормативных концентраций железа и марганца в водных объектах – источниках водоснабжения.

Построена классификация источников поступления соединений железа и марганца в водные объекты – источники водоснабжения, основанная на выделении различных видов процессов массообмена, с которыми химические вещества поступают в водные объекты; сделан обзор содержания железа и марганца в источниках вещества водных объектов; даны ориентировочные оценки вклада антропогенных процессов в поступление железа и марганца в водные объекты (этап 1.1). Выявлены основные закономерности трансформации соединений железа и марганца в водных объектах суши; установлены зависимости концентраций растворенных форм железа и марганца от процессов химической и биохимической трансформации соединений этих элементов, протекающих в водных объектах (этап 1.2). Проведен критический анализ существующих математических моделей трансформации соединений железа и марганца в донных отложениях водоемов и процессов массообмена на границе раздела вода–дно на основе дифференциальных уравнений массопереноса; разработана альтернативная полуэмпирическая модель поступления растворенных форм железа и марганца из донных отложений в водную толщу, основывающаяся на математической формализации закономерностей, установленных для природных объектов (этап 1.3). Выявлены критерии опасности, связанной с поступлением железа и марганца и донных отложений в водную толщу; определены необходимые и достаточные условия вторичного загрязнения водоемов железом и марганцем; разработана методика заблаговременной индикации опасности поступления железа и марганца из донных отложений в водную толщу; разработана методика оценки потенциального вторичного загрязнения водных объектов тяжелыми металлами и радионуклидами в результате растворения оксигидроксидов железа и марганца в донных отложениях в условиях гипоксии (этап 1.4). Проведен критический анализ основных типов мелиоративных мероприятий на водосборе и непосредственно в водоемах, а также способов удаления растворенных форм железа и марганца при водоподготовке для целей питьевого водоснабжения; выполнено экспериментальное изучение обезжелезивания и деманганации аноксидных пресных вод в процессе аэрации, включая сопутствующее удаление из раствора микроэлементов; предложено проведение превентивной аэрации водоемов в периоды, благоприятствующие развитию гипоксии и аноксии; обосновано использование аэрации водоемов как наиболее эффективного способа предотвращения сверхнормативного загрязнения вод растворенными формами железа и марганца вследствие их поступления из донных отложений; сформулированы предложения по повышению эффективности использования аэрационного оборудования (этап 2).