Концентрирование ртути во взвешенном веществе пены и воды Чёрного моря

Abstract

Способность взвешенного вещества концентрировать ртуть может быть превалирующим фактором в очищении водной толщи Чёрного моря. В результате седиментации взвешенные частицы выносят загрязнения из поверхностного слоя воды и в итоге могут депонировать их в донных осадках, участвуя таким образом в процессах самоочищения морской акватории. Взвешенное вещество как дисперсная фаза водной среды, рассматриваемой в качестве гетерогенной дисперсной системы, может быть более насыщено ртутью, чем сама вода как дисперсионная среда. В данной работе определён вклад растворённой и взвешенной форм ртути в её общее содержание и оценена концентрирующая способность взвешенного вещества в отношении ртути, обуславливающая биогеохимическое самоочищение вод от ртути. Все пробы воды разделяли на фильтрат и взвесь путём их фильтрации через нуклеопоровые фильтры с диаметром пор 0,45 мкм. Измерения содержания ртути проводили на анализаторе «Хиранума-1» методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Концентрацию растворённой ртути в воде определяли в пересчёте на литр, а во взвешенном веществе — на литр и на грамм сухой массы. Выявлено превалирование растворённой формы ртути независимо от сезона года с варьированием её процентного содержания в диапазоне 66,3–85,8 % от общей (суммарной) концентрации ртути. Средняя концентрация взвешенной формы составила 14,2–33,7 % от её общего содержания. При этом значения концентрации взвешенного вещества (mвзв) варьировали от 0,1 до 15,0 мг·л−1 за весь исследованный период, а коэффициент накопления ртути взвешенным веществом (Кнвзв) изменялся в диапазоне от n·10³ до n·107. Определён значительный вклад взвешенной формы ртути в её общее содержание в морской пене, образованной в штормовую погоду. Так, при концентрации взвешенного вещества в морской воде 9,6 мг·л−1 концентрация растворённой формы ртути имела значение 55 нг·л−1, а взвешенной — 20 нг·л−1. В морской пене концентрация взвешенного осадочного вещества составила 895,2 мг·л−1, а концентрация ртути достигла 200 нг·л−1 в растворённой форме и 260 нг·л−1 — во взвешенной. Содержание общей (суммарной) ртути в морской пене при этом превышало предельно допустимую концентрацию (100 нг·л−1) для морской воды. В данном случае Кнвзв для морской воды был равен 3,8·104, а для пены — 1,5·103. Такое распределение ртути в морской взвеси, пене и воде, а также полученные значения коэффициента накопления свидетельствуют о большой важности взвешенного вещества в самоочищении морской акватории. При низком содержании ртути в воде концентрирующая способность взвешенного вещества, характеризуемая относительно высокими значениями его коэффициента накопления ртути, становится весьма значимым фактором в седиментационном самоочищении вод от ртути, однако при повышении загрязнения вод ртутью влияние этого фактора снижается.