Про хімічний склад донних відкладів у водних об`єктах районів АЕС

Суттєвий вплив на розподіл та міграцію багатьох речовин, що знаходяться у водоймах, мають донні відклади. До них належать мінеральні та органічні частки, які утворились та осіли на дно внаслідок фізичних, хімічних і біологічних процесів, що відбуваються у водному об`єкті. Розвиток цих процесів визначає акумуляцію у донних відкладах значної кількості різноманітних елементів та їх сполук, в тому числі і біологічно активних (азот, фосфор, мікроелементи тощо), як автохтонного так і алохтонного походження [1,2]. За певної зміні фізико-хімічних та гідродинамічних умов у придонному шарі води речовини із донних відкладів або розчинні продукти їх діагенезу можуть переходити у водну фазу. Седиментація та накопичення речовин природної та антропогенної генези у донних відкладах, їх трансформація і часткове повернення різних сполук у водну фазу – процеси, що визначають характер повного кругообігу речовин у водному об`єкті. Тому важливим завданням досліджень, особливо на водоймищах-охолоджувачах АЕС (ВО АЕС), є вивчення хімічного складу донних відкладів. Такі експериментальні дослідження проведені нами на ВО ЧАЕС, ХАЕС і ЗАЕС, на р.Горинь, Каховському водосховищі, Дніпровсько-Бузькому лимані. Частково результати цих досліджень опубліковано [3,4,5].

Характерною особливістю ВО, особливо наливного типу, є уповільнений водообмін, що зумовлює накопичення у цих водоймищах речовини різної генези. Автохтонні компоненти донних відкладів вміщують продукти абразії берегів, залишки відмерлих гідробіонтів та завислих речовин, що випадають із водної товщі. Важливу роль у формуванні донних відкладів відіграють ґрунти, що складають дно ВО. Після наповнення ВО внаслідок статичного і динамічного впливу водних мас, особливо підігрітих, за умови повного і тривалого зволоження відбувається розмочування і розмивання первинних ґрунтів. Процес розмивання найбільш типовий для мілководних ділянок, де великий вплив мають вітрові хвилі [1]. Важливим гідрологічним чинником є стокові течії — хоч і порівняно невеликі за швидкістю, але постійні за часом і напрямком. До автохтонних джерел також належать збагачені органічною речовиною відмерлі залишки гідробіонтів, фіто- і зоопланктону вищої водної рослинності, відходи садкових рибних господарств (їжа, фекалії риб тощо), що створені на ХАЕС, ЗАЕС, були на ЧАЕС.

З алохтонних джерел, що формують донні відклади, головну роль відіграють речовини, що надходять із водою річок, що живлять ВО. Для ВО руслового та руслово-наливного типу значний внесок робить поверхнево-схиловий стік, особливо в період повені та зливових дощів. Для ВО наливного типу, такого як ВО ЧАЕС, цей чинник взагалі практично відсутній. Достатньо велика кількість завислих і розчинених речовин надходить у ВО із господарсько-побутовими і промисловими стічними водами.

Стокові течії та вітрові хвилі впливають на процес трансседиментації алохтонних та автохтонних завислих часток, в ході якого відбувається їх сортування за площею і глибиною. При цьому у найбільш глибоких частинах ВО, більше 6-8м, відбувається акумуляція тонкодисперсної, мулистої частини відкладів, як автохтонного, так і алохтонного походження.

При вивченні донних відкладів на ВО АЕС особлива увага приділялась нами розподілу важких металів [3,4]. Донні відклади на ВО ЧАЕС, ЗАЕС та ХАЕС вивчались у 1985—1991рр. у процесі польових досліджень при гідрохімічних зйомках. На р.Горинь донні відклади вивчались у 1990р. у процесі спільних з відділом геотехніки і гідрохімії інституту Укрдіпроводгосп досліджень з вивчення екологічного стану середньої частини басейну р.Горинь (у зоні водозаборів м.Рівне) та впливу ВО ХАЕС на водні ресурси цієї річки [9]. Проби донних відкладів відбирались за допомогою дночерпалки. У донних відкладах визначався валовий вміст важких металів у різних фракціях за допомогою розробленого у ПНДЛ гідроекології та гідрохімії багатоцільового уніфікованого гібридного екстракційно-атомно-абсорбційного методу. Цей метод має в основі групову екстракцію металів в органічний розчинник – аліфатичну монокарбонову (пеларгонову) кислоту в присутності бензиламіну. Метод детально охарактеризований [6] і запатентований. Визначаються важкі метали за допомогою атомно-абсорбційного методу, в полум`яному варіанті атомізації в екстрактах-концентратах, без допоміжної їх обробки (випаровування, мінералізації тощо). Висока чутливість аналізу досягалась при введенні у полум`я горючого екстракту елементів, що сприятливо впливало на умови їх розпилення і атомізації. В цілому ж для вивчення зразків донних відкладів і водних витяжок використано методи, поширені у практиці гідрохімічних досліджень.Середній вміст важких металів у різних типах донних відкладів ВО АЕС наведений у табл.1. У пробах донних відкладів р. Горинь, крім важких металів, у яких визначалась також водорозчинна форма, вивчалися у водних витяжках також вміст головних іонів, нітрати і пестициди (табл.2). Одержані дані по ВО АЕС, р.Горинь і Каховському водосховищу порівнювались із раніше одержаними нами результатами на Дніпровсько-Бузькому лимані та з літературними даними. Слід відзначити, що для ВО ХАЕС на початковому етапі переважали процеси автохтонного надходження матеріалу, передусім за рахунок розмивання берегів, дна і островів. Ці джерела постачали переважно мінеральні речовини, а органічні частки утворювались потім із продукції фітопланктону, водної рослинності, садкового рибного господарства тощо. Алохтонні надходження матеріалу здійснювались у перші два-три роки за рахунок води р.Горинь, якою спочатку наповнювалось ВО, а потім – за рахунок річкового стоку р.Гнилий Ріг. Для ВО ЧАЕС і ЗАЕС із алохтонних джерел, поряд із стічними водами, основну роль відігравали води відповідно р.Прип'ять і Каховського водосховища, що підживлюють ці ВО наливного типу. Певну роль відіграють для ВО АЕС також господарсько-побутові і промислові стічні води, особливо зливової каналізації. Із автохтонних джерел більше значення мають внутришньоводоймищні гідробіологічні процеси.