Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 25(195)
Рубрика журнала: Биология
Секция: Экология
Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3
ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ВОДЫ РЕК АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ С ПОМОЩЬЮ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
АННОТАЦИЯ
Рассматриваются вопросы оценки качества воды рек Архангельской области; полученные в опытах данные позволяют сравнить физико-химические показатели осени 2019 года и весны 2022 года; результаты исследования могут быть полезны для проведения дальнейшего экологического мониторинга и предотвращения ухудшения показателей качества воды рек Архангельской области.
Ключевые слова. вода, проба воды, качественный состав воды, катионный состав, анионный состав, хроматография.
На сегодняшний день одна из самых значимых проблем человечества является снабжение пресной чистой водой. В будущем эта проблема станет еще более острой в связи с ростом потребности данного ресурса, а также загрязнением озер и рек. Пригодной для употребления человеком на Земле является около 0,003%. Речные воды были и остаются основным источником удовлетворения потребности человека в пресной воде. Их запасы не столь значительны, а водопотребление с каждым годом увеличивается.
Следует отметить, что малые реки в первую очередь испытывают антропогенное воздействие, особенно негативное. Большинство малых рек не находятся под контролем водохозяйственных органов, способных оценивать и предвидеть последствия природных и антропогенных процессов, происходящих не только в руслах самих рек, но и во всем бассейне, и воздействующих на реки через почву, растительность и подземные воды.
Цель исследования: определение качественного состава воды рек Архангельской области г. Котласа, их сравнение с результатами прошлых лет.
Теоретическая значимость: заключается в обновлении данных о качестве воды в реках Архангельской области.
Практическая значимость: состоит в возможности предотвращения использования некачественных вод.
Бассейн реки Северной Двины связывает 3 почти независимых бассейна: Северодвинский и бассейны рек Сухоны и Вычегды. Захватывая большую область (375 000км2), бассейн реки протягивается по местности Архангельской также Вологодской областей, а также Коми, и обладает существенной значимостью с целью формирования экономики данных управленческих частей Российской Федерации.
В связи с обширным применением водных ресурсов бассейна Северной Двины в разных секторах экономики общенародного хозяйства, необходимостью значительного числа пресной воды с целью решения общественных задач и потребностью сбережения естественных ресурсов рек в целях вероятного воспроизводства рыбных запасов возникает потребность исследования региональных отличительных черт гидрохимического порядка рек данного бассейна.
Природное качество используемых подземных вод. На территории области выделяются отдельные гидрогеохимические провинции с высокими содержаниями в подземных водах отдельных нормируемых микрокомпонентов: железа, стронция стабильного, сульфатов, реже марганца, а также отдельных физических показателей (цветность, мутность), жесткости. Их присутствие в воде в концентрациях, превышающих ПДК, обусловлено природными факторами: геологическим строением, литологическим составом пород, условиями питания и циркуляции вод [1].
Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающие качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов [3,4].
Основным источником загрязнения водных объектов в Архангельской области служит предприятие целлюлозно-бумажной промышленности.
Ионная хроматография – это метод, основанный на ионообменных процессах сорбции–десорбции, приводящих к разделению ионов на хроматографической колонке соответствующего типа.
Разделение анионов. Используемая колонка «Аквилайн А3» заполнена специфическим анионообменным сорбентом на основе поливинилдиольного геля с привитыми четвертичными аминогруппами. Принцип работы колонки основан на процессе многократной сорбции-десорбции анализируемых ионов на поверхности и в порах анионообменного сорбента.
Кондуктометрическое детектирование разделенных анионов осуществляют с подавлением фоновой электропроводности элюента. Мешающее влияние органических веществ исключается соответствующей подготовкой проб к измерениям [2].
Разделение катионов. Метод основан на хроматографическом разделении катионов по ионнообменному механизму на разделительных ионнообменных хроматографических колонках, заполненных специфическими катионнообменниками малой ионной емкости, и последующем кондуктометрическом детектировании анализируемых ионов.
Используемая хроматографическая колонка «Shodex IC YS-50» заполнена специфическим катионообменным сорбентом на основе поливинилового спирта с привитыми карбоксильными группами.
Принцип работы колонки основан на процессе многократной сорбции- десорбции анализируемых ионов на поверхности и в порах катионообменного сорбента [2].
Для анализа были взяты пробы из трёх рек Архангельской области – Северная Двина, Коряжемка, Вычегда. Из каждой реки для более достоверных результатов были по 3 пробы в различных точках с большим загрязнением: Северная Двина – 1 проба вблизи автомобильного моста, 2 проба вблизи речного порта, 3 проба вблизи ООО «Котласский Мелькомбинат»; Коряжемка – 1 проба вблизи городского пляжа, 2 проба вблизи автомобильного моста, 3 проба вблизи филиала группы «Илим»; Вычегда – 1 проба вблизи водопада, 2 проба вблизи городского пляжа, 3 проба вблизи картонного завода «Нортолайн». Анализ проводился осенью 2019 года и весной 2022 года с целью экологического мониторинга данных водных объектов. Химический анализ проб осуществлялся в лаборатории института химии и экологии в ВятГУ в г. Киров. Результаты представлены в табл. 1, табл. 2.
Таблица 1
Концентрации анионов
|
Проба |
Дата сбора пробы |
F- |
Cl- |
NO3- |
SO4- |
PO43- |
NO2- |
|
Северная Двина |
|||||||
|
1 |
Осень 2019 |
<0,1 |
21±3 |
8,2±0,8 |
4,8±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
2 |
0,13±0,03 |
9,2±0,4 |
1,6±0,3 |
16±2 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
3 |
0,14±0,03 |
9,8±0,5 |
1,7±0,4 |
5,9±0,6 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
Весна 2022 |
<0,1 |
22±3 |
8,6±0,8 |
4,9±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
0,18±0,2 |
9,3±0,4 |
1,7±0,4 |
17±2 |
<0,2 |
<0,003 |
||
|
0,15±0,3 |
10,0±0,5 |
1,8±0,4 |
6,1±0,6 |
<0,2 |
<0,003 |
||
|
1 |
Осень 2019 |
<0,1 |
24±3 |
8,0±0,8 |
5,0±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
2 |
0,13±0,03 |
8,1±0,4 |
2,0±0,3 |
13±2 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
3 |
0,13±0,03 |
8,3±0,4 |
2,2±0,3 |
5,4±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
Весна 2022 |
<0,1 |
24±3 |
8,1±0,8 |
5,0±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
0,14±0,03 |
8,5±0,4 |
2,1±0,3 |
14±2 |
<0,2 |
<0,003 |
||
|
0,14±0,03 |
9,1±0,4 |
2,0±0,3 |
5,3±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
||
|
1 |
Осень 2019 |
<0,1 |
25±3 |
8,7±0,8 |
6,1±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
2 |
0,14±0,03 |
9,0±0,4 |
1,8±0,3 |
11±2 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
3 |
0,14±0,03 |
8,2±0,4 |
2,1±0,3 |
5,2±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
Весна 2022 |
<0,1 |
26±3 |
8,2±0,8 |
5,1±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
|
|
0,14±0,03 |
8,1±0,4 |
2,4±0,3 |
14±2 |
<0,2 |
<0,003 |
||
|
0,15±0,03 |
9,0±0,4 |
2,0±0,3 |
5,3±0,5 |
<0,2 |
<0,003 |
||
Примечание: Значение со знаком «<» обозначает то, что показатель ниже предела обнаружения
Таблица 2
Концентрации катионов
|
Проба |
Дата сбора пробы |
K+ |
Na+ |
Ca+ |
Mg+ |
NH4+ |
Sr+ |
|
Северная Двина |
|||||||
|
1 |
Осень 2019 |
0,3±0,1 |
13±2 |
29±3 |
9,0±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
2 |
0,4±0,1 |
10±2 |
29±3 |
10±3 |
|||
|
3 |
0,3±0,1 |
11±2 |
29±3 |
9,1±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
|
Весна 2022 |
0,4±0,1 |
12±2 |
29±3 |
9,0±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
|
0,4±0,1 |
13±2 |
29±3 |
11±3 |
0,23±0,05 |
<1 |
||
|
0,5±0,1 |
11±2 |
29±3 |
10,0±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
||
|
1 |
Осень 2019 |
0,4±0,1 |
11±2 |
27±3 |
8,7±0,9 |
0,22±0,05 |
<1 |
|
2 |
0,5±0,1 |
13±2 |
27±3 |
11±3 |
|||
|
3 |
0,3±0,1 |
10±2 |
27±3 |
9,0±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
|
Весна 2022 |
0,5±0,1 |
12±2 |
27±3 |
8,9±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
|
0,5±0,1 |
13±2 |
27±3 |
10±3 |
0,23±0,05 |
<1 |
||
|
0,3±0,1 |
9±2 |
27±3 |
9,1±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
||
|
1 |
Осень 2019 |
0,3±0,1 |
10±2 |
26±3 |
8,0±0,9 |
0,25±0,05 |
<1 |
|
2 |
0,6±0,1 |
9±2 |
26±3 |
11±3 |
|||
|
3 |
0,6±0,1 |
11±2 |
26±3 |
8,7±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
|
Весна 2022 |
0,5±0,1 |
11±2 |
26±3 |
8,2±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
|
|
0,4±0,1 |
10±2 |
26±3 |
12±3 |
0,23±0,05 |
<1 |
||
|
0,4±0,1 |
10±2 |
26±3 |
8,8±0,9 |
0,23±0,05 |
<1 |
||
Примечание: Значение со знаком «<» обозначает то, что показатель ниже предела обнаружения
Данные, полученные в ходе анализа, позволили наглядно увидеть, что показатели не превышают норм ПДК, при этом имеют постоянную тенденцию к росту. На данные показатели в большей степени влияет антропогенное воздействие, а именно деятельность заводов, расположенных вблизи берегов рек Архангельской области, слив канализационных отходов, возведение береговых построек.
Список литературы:
- Беспамятников Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде / Справочник. – Л.: Химия, 1994, 169 с.
- Сборник методик выполнения измерений [Текст] М.: НПКФ Аквилон, 2006. – С. 20–36.
- Экологическая химия: Учеб. для. студ. сред. проф. учеб. заведений / Астафьева Л. С. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 224 с.
- Экологическая экспертиза: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Донченко В. Н., Питулько В. М. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 480 с.
Оставить комментарий