Антропогенная нагрузка по тяжелым металлам на донные отложения поверхностных водных объектов

Донные отложения представляют собой депонирующую среду, аккумулирующую загрязняющие вещества. Отложения не могут быть классифицированы как почвы или сапропели – из этого следует необходимость подбора метода анализа загрязняющих веществ, присутствие которых может препятствовать их использованию. В работе в качестве объектов исследования выбраны донные отложения поверхностных водных объек- тов – р. Лошица (г. Минск), вдхр. Чижовское, р. Титовка (г. Марьина Горка, Минская обл.) и в качестве реперного водного объекта – оз. Сергеевское (аг. п. Сергеевичи, Минская обл.).
В образцах отложений изучали влажность, зольность проб – все пробы отложений обладают высокой влажностью (W > 50 %), а зольность меняется от Ac = 24,24 % в оз. Сергеевское до Ас = 87,62 % в р. Лошица.
Состав проб исследовали методом элементного анализа с уточнением связей с помощью ИК-спектроскопии – по полученным данным отложения из р. Лошица, вдхр Чижовское и р. Титовка носят минеральный характер образования, а отложениям из оз. Сергеевское присущ естественный характер накопления. Оценка антропогенного влияния на донные отложения проводилась по величине содержания тяжелых металлов – Cu, Zn, Pb, Ni, Cr, Mn с использованием методов экстракционно-фотометрического, атомно-абсорбционной спектроскопии и мокрого озоления для выявления форм тяжелых металлов, связанных с органическим веществом. Антропогенная нагрузка рассчитывалась с помощью геохимичсекого критерия Igeo.
Выявлено, что в вдхр. Чижовское наибольшее загрязнение тяжелыми металлами (Cu, Pb, Cr, Ni). Геоаккумуляционный индекс по Cu составил 0,43 (вдхр Чижовское, прибрежная зона), по Pb – 0,31 (вдхр Чижовское, центр), по Cr максимум составил 1,92 (вдхр Чижовское, центр), по Ni максимум составил 1,53 (вдхр Чижовское, центр).

1. Минский областной комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды : [сайт]. – Минск, 2018–2025. – URL: https://minoblpriroda.gov.by (дата обращения: 04.03.2025).

2. Национальный статистический комитет Республики Беларусь : [сайт]. – Минск, 2018–2025. – URL: https:// www.belstat.gov.by/ (дата обращения: 04.03.2025).

3. Главный информационно-аналитический центр Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь : [сайт]. – Минск, 2017–2025. – URL: https://www.nsmos.by (дата обращения: 04.03.2025).

4. Байков, В. Н. Речная гидравлика и свойства русловых отложений на урбанизированных территориях / В. Н. Байков, В. А. Курочкина, Д. В. Писарев // Вестник Могилёвского государственного строительного университета. – 2011. – № 2. – C. 221–227.

5. Jaskuła, J. Analysis of spatial variability of river bottom sediment pollution with heavy metals and assessment of potential ecological hazard for the Warta river, Poland / J. Jaskuła // Minerals. – 2021. – Vol. 11, № 3. – P. 327–347. – DOI: 10.3390/min11030327.

6. Позднякова, А. И. Тяжелые металлы в системе «донные отложения – водная растительность» речных экосистем в зоне наблюдения Белорусской атомной станции / А. И. Позднякова // Журнал Белорусского государственного университета. Экология. – 2020. – № 3. – С. 41–52.

7. Изучение содержания тяжелых металлов в донных отложениях и воде в отводящем канале рисовой оросительной системы / Т. И. Дрововозова, Л. А. Булгакова, М. В. Власов, Н. Н. Красовская // Мелиорация и гидротехника. – 2024. – Т. 14, № 4. – С. 155–170.

8. Лукашев, О. В. Закономерности аккумуляции металлов в современных донных отложениях р. Свислочь / О. В. Лукашев // Проблемы региональной геологии запада Восточно-Европейской платформы и смежных территорий : материалы III Междунар. науч. конф., г. Минск, 15 дек. 2021 г. – Минск : БГУ, 2021. – С. 238–267.

9. Особенности загрязнения донных отложений малых рек тяжелыми металлами в результате различной хозяйственной деятельности / Б. И. Корженевский, Г. Ю. Толкачев, Н. В. Коломийцев, Т. И. Ильина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2021. – Т. 63, № 3. – С. 415–426.

10. Рябова, Л. Н. Критерий оценки экологического состояния донных отложений (на примере Брестской области) / Л. Н. Рябова, И. А. Залыгина // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2018. – Т. 54, № 4. – С. 455–466. – DOI: 10.29235/1561-8331-2018-54-4-455-466.

11. Overview assessment of risk evaluation and treatment technologies for heavy metal pollution of water and soil / Z. Wang, P. Luo, X. Zha [et al.] // Journal of Cleaner Production. – 2022. – Vol. 379. – P. 134043–134063. – DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.134043.

12. A critical review on chemical analysis of heavy metal complexes in water/wastewater and the mechanism of treatment methods / Z. Xu, Q. Zhang, X. Li [et al.] // Chemical Engineering Journal. – 2022. – Vol. 429. – P. 131688–131708. – DOI: 10.1016/j.cej.2021.131688.

13. Информационная система «Экологический Портал Республики Беларусь» : [сайт]. – Минск, 2024–2025. – URL: https://ecoportal.gov.by (дата обращения: 09.03.2025).

14. Макаревич, А. А. Антропогенные гидрологические преобразования рек г. Минска / А. А. Макаревич // Вестник Белорусского государственного университета. – 2001. – С. 62–67.

15. Лихачева, А. В. Химия окружающей среды. Лабораторный практикум : учеб.-метод. пособие для студ. / А. В. Лихачева, Л. А. Шибека. – Минск : БГТУ, 2011. – 204 с.

16. Qu K. Environmental Analytical Chemistry / K. Qu, D. Dan. – Amsterdam : Elsevier, 2023. – 230 p.

17. Index of geoaccumulation in the sediments of the Rhine River / G. Muller // Geojournal. – 1969. – Vol. 2. – P. 108–118.

18. Variation of humic substances within peat profile / H. Anderson, A. Hepburn // Peat and Water. – 1986. – Vol. 2. – P. 177–194.

19. Chukanov, N. V. Infrared spectroscopy of minerals and related compounds / N. V. Chukanov, A. D. Chervonnyi. – Cham : Springer, 2016. – 1109 p. – DOI: 10.1007/978-3-319-25349-7.