Ключевые слова: тяжелые металлы

Многофакторное моделирование распределения тяжелых металлов в системе «вода – донные отложения» (на примере Куйбышевского водохранилища)

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2026-9-3-3
Аннотация
В работе представлены результаты многолетнего мониторинга (2019-2026 гг.) содержания Zn, Ni, Fe, Cu, Cr в поверхностных водах и донных отложениях Куйбышевского водохранилища в районе города Ульяновск. Установлено, что средние концентрации Zn, Ni, Fe, Cr превышают предельно допустимые концентрации для водных объектов рыбохозяйственного назначения в 1,6–4,4 раза. С помощью иерархической кластеризации и метода K means выделены три группы металлов: сезонно-зависимые (Fe, Ni, Zn), консервативные (Cu) и металлы с признаками точечного антропогенного источника (Cr). Рассчитаны коэффициенты межфазного распределения lgKрасп, которые для Cu и Zn составляют 3,35–3,39, для Ni – 2,80, для Fe – 2,22, что указывает на различную способность металлов к аккумуляции в донных отложениях. С использованием множественной линейной регрессии получены эмпирические зависимости концентрации металлов от температуры воды и pH. Выполнен прогноз на весенний период 2027 года, согласно которому ожидаемое превышение ПДК составит: для Fe – в 7,9 раза, Zn – в 2,3, Ni – в 1,6, Cr – в 1,7 раза. Показано, что медь остается единственным металлом, содержание которого не превышает нормативов. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования систем экологического мониторинга и прогнозирования качества вод крупных равнинных водохранилищ.
PDF

Бентонит Нальчикского месторождения и возможности его использования как катионного адсорбента

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-2-2
Аннотация
Установлены химические, минералогические, гранулометрические и структурно-морфологические характеристики бентонитовых глин Нальчикского месторождения. Элементный состав содержит В (следовые количества), Al, Si, K, Ca, Ti, Fe. Выявлено, что минералогический состав исследуемой глины сложен монтмориллонитом, клиноптилолитом и низкотемпературным тригональным кварцем. Содержание монтмориллонита 53.0 ± 1.1 масс.%. Максимальный размер частиц составляет 198.7-210.1 мкм, доля таких частиц – 0.69 масс.%. Минимальный размер частиц 0.6-0.9 мкм, доля таких частиц – 1.22 масс.%. По результатам дифференциально-термического анализа зафиксированы 4 эндоэффекта, суммарная потеря массы при прокаливании образца – 16.5 %, с учётом потери свободной воды – 9.5 масс.%. Исследованы адсорбционные характеристики анализируемого бентонита с помощью «модельных» загрязнителей – катионов никеля (II) и красителя метиленового голубого. Установлено, что изотерма адсорбции ионов никеля (II) относится к классу L типу 3, а изотерма адсорбции метиленового голубого относится к классу L типу 2 по классификации Гильса. По результатам исследования показано, что бентонитовая глина Нальчикского месторождения способна отчистить сточные воды до предельно допустимой концентрации катионных загрязнителей.
Цели: исследовать вещественный состав и адсорбционные свойства бентонитовой глины Нальчикско-го месторождения.
Методы. Для определения элементного, фазового и гранулометрического состава, применялось следу-ющее оборудование: просвечивающий электронный микроскоп JEM-2100 (Jeol, Япония), дифрактометр Ultima IV (Rigaku, Япония), совмещенный анализатор ТГ/ДТГ/ДТА SDT Q600 (TA Instruments, Inc., США), анализатор размера частиц Microtrac S3500 (США), а также приборы и реактивы лабораторного назна-чения.
Результаты. Установлен минералогический состав образца глины Нальчикского месторождения; определено массовое содержание монтмориллонита. Изучен гранулометрический состав. Исследованы адсорбционные процессы образца глины по отношению к органическому красителю метиленовому голубо-му и ионам никеля (II).
Выводы. Установлен минералогический состав образца глины Нальчикского месторождения: монтмо-риллонит, клиноптилолит и низкотемпературный тригональный кварц. Содержание монтмориллонита составляет 53.0 ± 1.1 масс.%. Максимальный размер частиц фракции в исследуемом образце глины – 198.7˗210.1 мкм, доля таких частиц – 0,69 масс.%. Минимальный размер частиц фракции 0.6-0.9 мкм, доля частиц – 1.22 масс.%. Исследованы адсорбционные процессы образца глины по отношению к органическому красителю метиленовому голубому и ионам никеля (II). Показано, что глина Нальчикского месторождения способна отчистить сточные воды от указанных катионных загрязнителей до нормативных требований.
PDF

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ИХ ТРАНСФОРМАЦИЯ

Аннотация
Обобщены сведения о нахождении тяжелых металлов в окружающей среде. Отмечено, что большинство из них чрезвычайно токсичны даже в остаточных количествах. На основании данных различных литературных источников приведены данные о свойствах тяжелых металлов влиять на физико-химические и биологические межфазные взаимодействия. Показано, что минералы почвы играют важную роль в ускорении абиотических процессов полимеризации и поликонденсации органических соединений. При этом оксиды алюминия, железа и марганца являются наиболее реакционноспособными катализаторами превращения многих органических соединений благодаря их высоким потенциалам окисления, высокой удельной поверхности и реакционной способности поверхности. тяжелые металлы могут попадать в ор-ганизм при дыхании. При попадании в организм тяжелые металлы могут вызвать различные повреждения здоровья, включая рак, заболевания печени и почек, аборты, неврологические и визуальные повреждения, негативное влияние на иммунную систему, аллергию, сердечно-сосудистые заболевания и анемию. Важный путь попадания тяжелых металлов в организм – через питьевую воду. Третий путь – через продукты питания с высоким содержанием тяжелых металлов. Очевидна насущная необходимость снижения массы тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду, в частности, в водные объекты со сточными водами.
PDF