Создание системы оперативного мониторинга водных ресурсов и экологического контроля гидротехнических инженерных сооружений Северного Казахстана - Оценка содержания металлов и тяжелых элементов в пробах вод водохранилищ

В ходе исследований гидрохимических параметров вод водохранилищ был проведен контроль показателей содержания металлов и тяжелых элементов в пробах вод (таблица 1 и 2).

По результатам проведенных исследований на соответствие гигиеническим требованиям превышения содержания металлов и тяжелых элементов не выявлено. Все показатели не превышают значений ПДК гигиенических нормативов показателей безопасности хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [138].

Таблица 1 - Содержание металлов и тяжелых элементов в пробах вод Верхнетобольского водохранилища

№	Показатель	Ед. изм.	ПДК	1	2	3	4	5	6	7	8	9	Среднее	СКО	КВ
4	Алюминий	мг/л	0,2000	<0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	< 0,04	-	-
5	Бор	мг/л	0,50	0,04	0,06	0,04	0,04	0,07	0,07	0,04	0,04	0,07	0,05	0,015	28,4
6	Ванадий	мг/л	0,4000	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	< 0,03	-	-
7	Кадмий	мг/л	0,0100	0,0030	0,0002	0,0001	0,0010	0,0010	0,0008	0,0006	0,0020	0,0020	0,0012	0,001	80,5
8	Сумма калия и натрия	мг/л	-	167,2	176,0	206,8	145,8	174,1	137,8	178,0	132,5	142,4	162,28	24,33	15,0
9	Кальций Са2+	мг/л	130,00	92,2	86,2	78,2	68,1	100,2	92,2	98,2	106,2	86,2	89,73	11,674	13,0
10	Кобальт	мг/л	0,0300	0,0020	0,0020	0,0020	0,0020	0,0020	0,0020	0,0020	0,0020	0,0020	0,002	0,000	0,0
11	Магний Mg2+	мг/л	65,00	40,10	42,53	48,60	38,68	35,24	41,31	37,66	32,80	43,74	40,073	4,714	11,8
12	Марганец	мг/л	0,050	0,030	0,020	0,005	0,005	0,030	0,030	0,005	0,005	0,030	0,018	0,013	70,5
13	Медь	мг/л	1,000	0,004	0,004	0,004	0,003	0,002	0,003	0,004	0,002	0,005	0,004	0,001	27,4
14	Молибден	мг/л	0,500	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	-	-
15	Мышьяк	мг/л	0,1000	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	-	-
16	Натрий	мг/л	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
17	Никель	мг/л	0,1000	0,0018	0,0030	0,0020	0,0021	0,0027	0,0027	0,0023	0,0027	0,0024	0,0024	0,0001	16,4
18	Общее железо	мг/л	0,3000	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,0100	0,000	0,0
19	Ртуть	мг/л	0,0005	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,000	-
20	Свинец	мг/л	0,0300	0,0049	0,0036	0,0038	0,0038	0,0041	0,0049	0,0019	0,0048	0,0033	0,0039	0,001	24,5
21	Селен	мг/л	0,0500	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,000	0,0
22	Хром	мг/л	0,0500	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	-	-
23	Цинк	мг/л	1,0000	0,6100	0,71	0,08	0,19	0,18	0,15	0,06	0,08	0,17	0,2492	0,239	95,9

Таблица 2 - Содержание металлов и тяжелых элементов в пробах вод Каратомарского водохранилища

	Показатель	Ед. изм.	ПДК	1	2	3	4	5	6	7	8	Среднее	СКО	КВ, %
4	Алюминий	мг/л	0,2	<0,04	<0,04	<0,04	<0,04	<0,04	<0,04	<0,04	<0,04	<0,04	-
5	Бор	мг/л	0,5	0,06	0,1	0,06	0,07	0,11	0,11	0,06	0,06	0,078	0,023	29,9
6	Ванадий	мг/л	0,4	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	<0,03	-	-
7	Кадмий	мг/л	0,01	0,006	0,001	0,0002	0,0009	0,0008	0,002	0,004	0,001	0,0021	0,002	99,2
8	Сумма калия и натрия	мг/л	-	122,82	153,6	155	149,04	136,16	171,35	193,9	136,85	152,3	22,30	14,6
9	Кальций	мг/л	130	132,2	124,2	122,2	122,24	124,25	134,27	114,23	106,2	122,47	9,045	7,3
10	Кобальт	мг/л	0,03	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0	0
11	Магний	мг/л	65	20,66	19,44	18,22	18,22	19,44	13,37	27,22	27,95	20,56	4,84	23,5
12	Марганец	мг/л	0,05	0,02	0,08	0,02	0,03	0,06	0,06	0,02	0,02	0,039	0,024	62,3
13	Медь	мг/л	1	0,0026	0,0024	0,0039	0,0038	0,0026	0,0033	0,0056	0,0043	0,0035	0,001	30,3
14	Молибден	мг/л	0,5	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	<0,0025	-	-
15	Мышьяк	мг/л	0,1	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	-	-
16	Натрий	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
17	Никель	мг/л	0,1	0,0026	0,0035	0,0056	0,0046	0,0031	0,0026	0,003	0,0023	0,0034	0,0011	33,3
18	Общее железо	мг/л	0,3	0,04	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	0,1	0,01	0,01	0,04	0,042	106,0
19	Ртуть	мг/л	0,0005	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-	-
20	Свинец	мг/л	0,03	0,0048	0,0023	0,0048	0,0049	0,0031	0,0047	0,003	0,0038	0,0039	0,001	25,0
21	Селен	мг/л	0,05	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0	0
22	Хром	мг/л	0,05	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-	-
23	Цинк	мг/л	1	0,171	0,21	0,16	0,22	0,074	0,067	0,152	0,0556	0,1387	0,065	46,9

Согласно Единой системе классификации качества воды Республики Казахстан воды водохранилищ возможно дифференцировать по классам чистоты согласно содержанию металлов. Содержание большей части металлов и тяжелых элементов соответствует первому классу качества вод согласно Единой системе классификации качества воды в водных объектах. Воды первого класса качества пригодны для всех видов (категорий) водопользования и соответствуют так называемому "очень хорошему" классу.

Однако по результатам обработки значений показателей содержания металлов и тяжелых элементов выявлены показатели, которые снижают класс качества воды в целом для водоема. В таблице 4.5 приведены числовые значения стандартов качества вод водохранилищ по классам качества согласно выявленным концентрациям металлов и тяжелых элементов. Согласно Единой системе классификации качества воды и числовым значениям стандартов качества вод по классам качества оба водохранилища соответствуют уровню четвертого класса. Определителем четвертого класса для Верхнетобольского водохранилища является показатель содержания магния (30-100 мг/л). Определителем четвертого класса для Каратомарского водохранилища является показатель содержания кадмия (0,002-0,005 мг/л).

Таблица 3 - Числовые значения стандартов качества вод водохранилищ по классам качества

Показатель	Верхнетобольское водохранилище		Каратомарское водохранилище
Показатель	Диапазон содержания показателя, мг/л	Числовые значения стандартов качества вод водохранилища по классам качества	Диапазон содержания показателя, мг/л	Числовые значения стандартов качества вод водохранилища по классам качества
Кадмий	0,001 - 0,002	3	0,002-0,005	4
Магний	30-100	4	20-30	3
Марганец	0,01-0.1	2	0,01-0.1	2
Молибден	0,001-0,25	2	0,001-0,25	2
Цинк	-	-	0,3-1	2

Воды этого класса качества пригодны только для орошения и промышленного водопользования, включая добычу полезных ископаемых, гидротранспорт. Для использования вод этого класса водопользования для хозяйственно-питьевого водопользования требуется глубокая подготовка вод.

Для большинства элементов СКО и коэффициенты вариации имеют небольшие значения, что указывает на достаточно гомогенный состав вод водохранилищ. Такие элементы как марганец, кадмий, цинк, медь, бор, свинец показывают достаточно высокие отклонения от среднего значения и высокие значения коэффициентов вариации (Таблица 4.6). Это указывает, что содержание этих элементов в различных точках двух водохранилищ может существенно различаться. Это может быть связано с высокой активностью и подвижностью элементов между жидкой водной фазой и твердой фазой донных отложений. Возможно влияние стоков с прилегающих полей и водных притоков на поступления элементов в водохранилища.

Таблица 4 - Коэффициенты вариации по показателям

Показатель	Верхнетобольское водохранилище	Каратомарское водохранилище
Показатель	Значения коэффициентов вариации в %
Марганец	70,5	211,1
Цинк	95,9	46,9
Кадмий	80,5	99,2
Свинец	24,5	25,0
Медь	27,4	30,3
Бор	28,4	29,9

[Источники]

138) ГОСТ 26213-91 ПОЧВЫ. Методы определения органического вещества. Soils. Methods for determination of organic matter. – Москва. – 8 с.