Сторінка
2

Гумусові речовини та їх роль у процесах комплексоутворення й детоксикації у водосховищах Дніпра

Над рискою – граничні значення, під рискою – середні.

Вода Київського водосховища найбільш збагачена гумусовими речовинами і їх вміст в загальній сумі РОР досягає майже 90%. В Кременчуцькому водосховищі ГР складають близько 70 %, а в Каховському – 65 %. Максимальні величини концентрації ГР спостерігаються, як правило, в період весняної повені (березень – квітень). Влітку та восени на формування компонентного складу РОР в значній мірі впливають водяні організми, внаслідок чого утворюється певна кількість так званого “планктонного гумусу” й інших органічних речовин, зокрема білковоподібних сполук, вуглеводів та ін. Поверхневий збір в цей час зберігає своє першочергове значення лише під час злив та довготривалих дощів. Так, наприклад, в серпні 1993 р. під час дощів біхроматна окисність (БО) у воді Київського водосховища змінювалась в межах 27,3 – 81,4 мг О/дм3, а вміст ГР досягав 27,4 – 114 мг/дм3 , що значно перевищував аналогічні дані навіть в період весняної повені.

ГР – це сполуки з широким діапазоном молекулярної маси – від сотень до декількох сотень тисяч дальтон. Їх середня молекулярна маса залежить як від джерела походження, так і від фракційного складу. За величинами середньої молекулярної маси ГР можна розмістити в ряд: ГФК вод < ФК грунтів < ГК грунтів < ГФК торфу (ГФК – суміш ГК та ФК) [3]. Слід зазначити, що молекулярно-масовий розподіл ГР залежить від багатьох факторів, серед яких важливу роль відіграють каскадне розташування водосховищ, гідрологічні умови, пора року та ін. Для води Київського водосховища характерним є те, що більш високомолекулярна фракція ФК (>1000 Да) може досягати навіть 35%. В Кременчуцькому водосховищі частка такої фракції менша і складає біля 24% а в Каховському – 20%. Відповідно, у воді Каховського водосховища переважають більш низькомолекулярні фракції ФК (<1000 Да; рис.1). Аналіз молекулярно-масового розподілу (ММР) ФК з Київського водосховища в різні пори року показав, що частка високомолекулярних фракцій цих речовин підвищується переважно весною під час весняної повені, а влітку і восени відбувається поступове її зменшення з одночасним збільшенням вмісту низькомолекулярних фракцій (рис.2).

Хімічна природа та молекулярна маса комплексних сполук металів з РОР. Домінування в складі РОР водосховищ Дніпра ГР в значній мірі впливає на поведінку та міграцію металів. Результати наших багаторічних досліджень показали, що переважна частина розчинених металів знаходиться в складі аніонної фракції, що включає переважно ГР, які вилучаються в процесі розділення РОР на колонках з іонообмінними целюлозами. В цьому можна пересвідчитись на прикладі Київського водосховища, як водойми з найбільш високим вмістом ГР (рис. 3). Весною в

Рис. 3. Розподіл металів серед комплексних сполук з РОР різної хімічної природи у воді нижньої ділянки Київського водосховища весною (а) та влітку (б): 1 – аніонні, 2 – катіонні, 3 – нейтральні комплекси.

складі аніонних комплексів знайдено від 50,5 до 84,3% металів, зв’язаних в комплекси з РОР. Влітку відносна частка аніонної фракції металів дещо знижується, хоча залишається достатньо високою – від 47,8 до 71,5%. В цей період зростає частка комплексів металів з білковоподібними речовинами (катіонні комплекси) та вуглеводами (нейтральні комплексні сполуки), що зумовлено підвищенням концентрації цих груп органічних речовин в загальному балансі РОР і відповідно зростанням їх ролі в процесах комплексоутворення. Переконливим доказом зазначеного є дані про розподіл міді серед комплексних сполук з РОР у воді верхньої ділянки Канівського водосховища у весняно-літній період. Було встановлено, що в травні-червні частка аніонних комплексів складала близько 70–75 % від загального вмісту зв’язаної міді, з них фульватні комплекси становили 60–62 %, а гуматні – 9–14 %. Відносний вміст катіонних та нейтральних комплексів в цей час коливався відповідно в межах 5–7 та 15–18 %. В серпні розподіл мав дещо інший характер. У складі аніонних комплексів знаходилось близько 55 % зв’язаної міді, з них 50 % складали фульватні і 5 % - гуматні комплекси. Частка катіонних та нейтральних комплексів зросла відповідно до 11 і 28 %.

По мірі просування на південь відносний вміст аніонної фракції металів зменшується, але вона залишається пріоритетною серед органічних комплексних сполук. Наявність достатньо високих величин концентрації ГР у воді водосховищ Дніпра в значній мірі впливає на розподіл та міграцію навіть таких металів, як кадмій, що здатні до комплексоутворення значно менше. В одній із робіт [8] показано, що при концентрації ФК 10 мг/дм3 і більшефульватні комплекси кадмію стають домінуючими в загальній сумі його органічних комплексних сполук.Подібна ситуація характерна для цього металу і у водосховищах Дніпра.