В настоящее время значительно обострились проблемы, связанные с использованием водных и биологических ресурсов. Ухудшение водного режима и снижение биологической продуктивности рыбохозяйственных водоемов может быть связано с антропогенными воздействиями [1]. Проблема загрязнения природной среды, в том числе и водоемов, остается одной из наиболее актуальной в современном индустриальном обществе, а вопросы, связанные с миграцией тяжелых металлов в окружающей среде занимают существенное место.
Цель исследования – Оценка токсикологического состояния рр. Урал, Кигач и Северо-восточного Каспия.
Материалы и методы исследования
Токсикологические исследования проводились весной, летом и осенью 2015 г. Отборы проб воды для анализа содержания металлов производились на 16 станциях, 6 из них расположены в дельте р. Урал, 5 – на р. Кигач (восточные рукава дельты Волги) на 6-ти станциях обследована Северо-восточная часть Каспия.
Содержания тяжелых металлов определялось на атомно-абсорбционном спектрометре «МГА-915» методом с электротермической атомизацией в графитовой кювете. Предварительная проба подготовка проводилась по методике для определения тяжелых металлов в природных водах с использованием микроволновой системы на Минатавре-2. Дозировка подготовленной пробы составляла 20 мкл.
Результаты исследования и их обсуждение
Содержание тяжелых металлов верхних и нижних течениях р. Урал осенью 2015г. было изучено определением их в пробах отобранных из р. Урал на границе г. Уральска с РФ и в середине, в конце реки в пределах г. Уральска и на станций «Университет» водоема в г. Атырау. Результаты анализов приведены в табл. 1. По данным исследования нужно отметить о снижении концентраций хрома по сравнению с весенним периодом этого года с 1,26 ПДК до 0,45 ПДК. Однако, как отмечено в работе [2] в 2011 г. содержание хрома было намного ниже ПДК.
Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в верхних и нижних течениях р. Урал, осенью
|
Точка отбора проб |
Содержание хрома (Cr), мкг/л |
Содержание кобальта (Co), мкг/л |
Содержание меди(Cu), мкг/л |
Содержание кадмия (Cd), мкг/л |
Содержание свинца (Pb), мкг/л |
|
Р. Урал, г. Уральск граница с РФ |
1,24 |
1,674 |
2,24 |
0,042 |
13,37 |
|
Р. Урал, г. Уральск, середина |
1,19 |
0,581 |
0,60 |
0,070 |
6,72 |
|
Р. Урал, г. Уральск, конец |
2,53 |
0,466 |
0,85 |
0,088 |
5,42 |
|
Р. Урал, г. Атырау, Университет |
2,26 |
0,217 |
1,18 |
0,105 |
10,49 |
|
ПДК, мкг/л |
10 |
10 |
1 |
5 |
10 |
Осенние исследования дают основание делать выводы о поступлениях соединений хрома в г.Атырау из верхних течений в пределах г. Уральска, так как на границе с РФ его содержание составляет 0,24 ПДК. Из токсичных металлов в паводок было повышено содержание меди – 7,7 ПДК. Осенью на границе с РФ концентрация составило 2,2 ПДК, в пределах Атырау – 1,1 ПДК (рис. 1).
Рис.1. Содержания тяжелых металлов в р. Урал осенью в различных течениях
В реке Урал в повышенных концентрациях встречается и свинец. Если его содержание весной составляло 1,93 ПДК, то осенью в г. Атырау было обнаружено в пределах – 1,04 ПДК, а в верховье реки Урал определены в концентрациях – 1,3 ПДК (табл. 1).
Состояние р. Кигач в осенний период были исследованы отбором проб в точках «Кудряшево», «Ново-лицевая» и «Птичий». Для сравнения также были отобраны пробы воды из р. Урал в этот период. В период паводка содержания токсикантов в р. Кигач характеризовалось как высокое. Превышение санитарных норм были по количеству меди и кадмия, остальные металлы находились в пределах ПДК, как и в ранних работах [3].
По сравнению с рекой Урал весной в р. Кигач экологическая обстановка напряженная. Осенью так же по количеству некоторых металлов значение выше, чем в р. Урал. Содержание меди, свинца и кобальта намного больше в р. Кигач, хотя по сравнению с весенним паводком концентрация уменьшилась (табл. 2, рис. 2).
Рис. 2. Содержания тяжелых металлов в р. Кигач осенью в различных течениях
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов в верхних и нижних течениях р. Кигач, осень
|
Точка отбора проб |
Содержание хрома (Cr), мкг/л |
Содержание кобальта (Co), мкг/л |
Содержание меди(Cu), мкг/л |
Содержание кадмия (Cd), мкг/л |
Содержание свинца (Pb), мкг/л |
|
Кигач, Птичий |
0,65 |
0,278 |
0,88 |
0,046 |
5,66 |
|
Кигач, Новолицевая |
0,68 |
0,073 |
– не обнарж. |
0,084 |
5,29 |
|
Кигач, Кудряшово |
0,70 |
0,825 |
– не обнарж. |
0,107 |
2,89 |
|
Р. Урал, с-я Университет |
0,62 |
0,170 |
– не обнарж. |
0,104 |
2,68 |
|
ПДК, мкг/л |
5 |
5 |
1 |
1 |
10 |
Северо-восточный Каспий
Содержание тяжелых металлов в акватории Северо-Восточного Каспия в летний период изменялись в изученных пробах в пределах ПДК для рыбохозяйственного водоема. Превышение санитарных норм зафиксировано для меди (Cu) в квадратах 12 в пределах 2,2 ПДК и кв.75 и 105 соответственно 1,2 и 2 ПДК (табл. 3). Увеличение содержания меди в квадратах предустьевого пространство можно объяснить, стоком из р. Урал, т.к. здесь превышение ПДК составляет 6,6 ПДК.
Следующим металлом, определенным в больших концентрациях, это свинец. Наибольший уровень этого тяжелого металла в квадрате 12. Содержание хрома в воде не превышает ПДК, хотя самое максимальное значение в квадрате 78 (рис. 3).
Рис. 3. Содержания тяжелых металлов в акватории Северо-восточного Каспия
Исследования, проведенные, в осенний период показали увеличение содержания меди в квадрате 12 и 25, по сравнению с летним периодом, значение поступления этого металла водоем в паводок видимо, не играет роль. Количество этого металла в остальных квадратах и в р. Урал в этот период значительно снизилась. В исследованных участках моря содержание свинца в кв 12 уменьшился ниже пределов ПДК, однако в кв 75,78,105 наблюдается рост концентраций этого металла. Содержание хрома во всех точках снизилась почти в 2 раза, а в квадрате 78 – 3,7 раза (табл. 4, рис. 4).
Таблица 3
Данные по содержанию тяжелых металлов в летний период, мкг/дм3
|
№ п/п |
Точки отбора проб |
Сu |
Со |
Pb |
Ni |
Cd |
Cr |
|
1 |
Кв. 12 |
12,1 |
0,410 |
78,55 |
2,422 |
0,053 |
2,200 |
|
2 |
Кв. 25 |
3,95 |
0,341 |
12,52 |
2,752 |
0,076 |
2,381 |
|
3 |
Кв. 75 |
7,19 |
0,124 |
8,10 |
1,566 |
0,371 |
1,499 |
|
4 |
Кв. 78 |
4,17 |
1,904 |
15,19 |
2,008 |
0,259 |
9,802 |
|
5 |
Кв. 105 |
10,62 |
0,178 |
19,23 |
2,031 |
0,057 |
1,596 |
|
6 |
Р.Урал |
6,61 |
1,000 |
18,93 |
4,277 |
0,123 |
3,012 |
|
7 |
ПДК, морск. /речная вода |
5/1 |
10/ 5 |
100/10 |
10/ 10 |
10/ 5 |
50/ 5 |
Таблица 4
Данные по содержанию тяжелых металлов в осенний период, мкг/дм3
|
№ п/п |
Точки отбора проб |
Сu |
Со |
Pb |
Мо |
Cd |
Cr |
|
1 |
Кв. 12 |
19,50 |
0,647 |
4,611 |
0,706 |
1,540 |
1,15 |
|
2 |
Кв. 25 |
6,548 |
11,16 |
9,321 |
1,715 |
0,156 |
1,44 |
|
3 |
Кв. 26 |
0,316 |
0,945 |
1,712 |
0,586 |
0,009 |
1,103 |
|
4 |
Кв. 75 |
0,642 |
0,099 |
21,66 |
1,478 |
0,088 |
0,242 |
|
5 |
Кв. 78 |
1,782 |
0,222 |
39,83 |
1,377 |
0,040 |
2,906 |
|
6 |
Кв. 105 |
0,155 |
0,372 |
25,05 |
0,489 |
0,068 |
0,992 |
|
7 |
Урал |
3,025 |
1,06 |
13,61 |
0,238 |
0,180 |
1,075 |
|
8 |
ПДК, морск. /речная вода |
5/1 |
10/ 5 |
100/10 |
10/ 10 |
10/ 5 |
50/ 5 |
Рис. 4. Содержания тяжелых металлов в Северо-восточном Каспии осенью
Заключение
Содержание тяжелых металлов в исследованных водах водоемов Урало-Каспийского бассейна характеризуются значениями одного порядка. В целом, превышения ПДК зарегистрировано по металлам первой категорий опасности, таким как медь, свинец и хром. Таким образом, появление нового фактора в среде обитания осетровых рыб – загрязнения Каспия токсическими веществами – существенно сказывается на их благополучии [4].