Концентрирование ртути во взвешенном веществе пены и воды Чёрного моря
Loading...
Files
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
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 (m взв ) варьировали от 0,1 до 15,0 мг·л −1 за весь исследованный период, а коэффициент накопления ртути взвешенным веществом (Кн взв ) изменялся в диапазоне от n·103 до n·10 7 . 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 Кн взв для морской воды был равен 3,8·10 4 , а для пены — 1,5·10 3 . 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.
Description
The ability of suspended matter to concentrate mercury may be the prevailing factor in Black Sea purification. As a result of sedimentation, suspended particles transport pollution from the surface layer of the water column and, as a consequence, can deposit them in bottom sediments, thus participating in self-purification of marine area. Suspended matter, as a dispersed phase of an aqueous medium, considered as a heterogeneous dispersed system, can be more saturated with mercury than water itself, as a dispersion medium. In this work, contribution of dissolved and suspended forms of mercury to its total content was determined, and concentrating ability of suspended matter relative to mercury, which affects biogeochemical self-purification of waters from mercury, was estimated. All water samples were separated into filtrate and suspension by filtration through nucleopore filters with a pore diameter of 0.45 μm. Measurements of mercury concentration were carried out using a Hiranuma-1 analyzer by the method of atomic absorption spectrophotometry. Concentration of dissolved mercury in water was determined per liter, while in suspended matter – per liter and per gram of dry weight. Prevalence of dissolved form of mercury was revealed regardless of the season, with its percentage varying from 66.3 to 85.8 % of total mercury concentration. Average content of suspended form varied in the range of 14.2–33.7 % of its total form. Values of the dry weight of suspended matter (m ) varied from 0.1 to 15.0 mg·L−1 over the entire period studied, and an accumulation coefficient of mercury in suspended matter (K ) varied from n·103 to n·107. Significant contribution of suspended form of mercury in sea foam to its total content in stormy weather was established. With dry weight of suspended matter in seawater reaching 9.6 mg·L−1, the concentration of dissolved form of mercury reached 55 ng·L−1, and the concentration of suspended one reached 20 ng·L−1. In sea foam, the concentration of suspended sedimentary matter was of 895.2 mg·L−1; mercury concentration reached 200 ng·L−1 in dissolved form and 260 ng·L−1 in suspended one. Total mercury concentration in sea foam in this case exceeded the threshold limit value (100 ng·L−1) for seawater. The accumulation coefficient of mercury in suspended matter (K ) was 3.8·104 for seawater and 1.5·103 for foam. Such distribution of mercury in sea suspension, foam, and water, as well as K values obtained, may indicate high significance of suspended matter in self-purification of marine area. At a low mercury content in water, the concentrating ability of suspended matter, characterized by relatively high values of its mercury accumulation coefficient, becomes a very significant factor in the sedimentation self-purification of waters from mercury; however, with an increase in water pollution with mercury, the effect of this factor decreases.
Keywords
Citation
Стецюк А. П. Концентрирование ртути во взвешенном веществе пены и воды Чёрного моря // Морской биологический журнал. - 2020. - Т. 5, № 3. - С. 74-84.