Моніторинг концентрації іонів важких металів у водоймах м. Львова та околиць
УДК 504.054:574.52
Р. І. Гураль
Державний природознавчий музей НАНУ, м. Львів, Україна
MONITORING OF CONCENTRATION OF HEAVY METAL IONS IN RESERVOIRS OF LVIV SITY AND VICINITIES
R. I. Hural
State Museum of Natural History NAS of Ukraine, Lviv, Ukraine
Серед усіх чинників зовнішнього середовища, що впливають на водні екосистеми, антропогенні найбільше впливають на їх функціональний стан. Цей вплив, у свою чергу, викликаний значним і здебільшого негативним впливом на угруповання гідробіонтів. А за умови тривалої дії антропоресії призводять до значних структурних змін у гідроекосистемах.
Найбільш негативно впливає на природні гідроекосистеми забруднення водойм токсичними хімічними речовинами та продуктами радіоактивного розпаду (Курамшина, 1997). В останні роки спостерігається тенденція щодо посилення дії цих чинників на водойми. Забруднення радіонуклідами та іонами важких металів водного середовища призводить до змін гідрохімічного статусу гідротопів, що викликає різкі зміни умов існування гідробіонтів і негативно відбивається на загальному стані їх угруповань. Усі іони важких металів, за винятком ртуті, потрапляють до водного середовища у вигляді аерозолів. Внаслідок процесів самоочищення значна їх частина осідає поблизу джерела забруднення. Через концентрування на території м. Львова великої кількості підприємств, які можуть бути причиною забруднення гідротопів важкими металами, дослідження екологічного стану водних екосистем надзвичайно важливі.
Дослідження проводили протягом 2005 року у природних і антропогенно змінених водоймах міської та позаміської зони м. Львова. Відбір проб води та подальше транспортування в лабораторію здійснювали згідно з вимогами ГОСТ 17.15.04–81. У залежності від загальної площі водойми була проведена серія відборів води, на різних ділянках водойми з метою одержання узагальнених результатів їх гідрохімічного стану. Підготовлені до аналізу проби води аналізували на вміст іонів важких металів методом емісійного спектрального аналізу на спарених дифракційному і кварцевому спектрографах при фотометрії на реєструючому мікрофотометрі (Макрушин, 1974; Овчаренко, Головко, 2001).
У таблиці подано усереднені результати гідрохімічних досліджень водойм у міській та позаміській зоні м. Львова. Більшість досліджених гідротопів антропогенного походження.
Таблиця. Концентрація іонів важких металів у водоймах м. Львова, мг/л
| Іони ВМ |
Місця відбору проб |
|
|
Міська зона |
Позаміська зона |
|
| Pb2+ |
0,006±0,20х10–3 0,030 |
0,022±0,41х10–2 0,030 |
| Cu2+ |
0,025±0,52х10–2 0,050 |
0,010±0,23х10–3 0,050 |
| Zn2+ |
0,016±0,13х10–3 0,020 |
0,013±0,30х10–2 0,020 |
| Cd2+ |
0,007±0,20х10–3 0,001 |
0,008±0,16х10–3 0,001 |
| Cr2+ |
0,001±0,11х10–3 0,030 |
0,093±0,50х10–3 0,030 |
Примітка: у чисельнику подано середнє значення концентрації іонів важких металів, а у знаменнику – значення ГДК.
Особливості розподілу та міграції свинцю обумовлені інтенсивністю осадження та комплексоутворення. Pb2+ використовується у виробництві лакофарбових виробів, акумуляторів, хімічних препаратів тощо (Овчаренко, Головко, 2001). Крім того, значна кількість свинцю потрапляє у водні екосистеми у складі автомобільних викидів. При порівнянні концентрації іонів свинцю у водоймах міської та позаміської зони спостерігається досить цікава картина. У першому випадку концентрація іонів важкого металу приблизно у 4 рази вища, ніж у водоймах, розташованих поза межами міста (див. табл.). Пояснити це можна розміщенням водойм відносно автомобільних доріг. Так, водойми міської зони розташовані переважно у парках, таким чином вони більш-менш віддалені від автотрас. Гідротопи розташовані у позаміській зоні або межують з дорогами з сильним автомобільним рухом (особливо у весняно-літній період), або знаходяться на незначній відстані від водойм.
Мідь у природних умовах широко трапляється у самородному стані та у вигляді сульфідів, арсенідів, хлоридів тощо. Cu2+ використовується в електропромисловості, будівництві. Головним джерелом забруднення іонами цього важкого металу є скид неочищених стоків підприємств. Концентрація іонів Cu2+ у водоймах міської зони незначно перевищує концентрацію іонів у водоймах позаміської зони. Причиною цього може бути більша концентрація підприємств у міській зоні у порівнянні з позаміською.
Цинк відноситься до групи мало поширених елементів. Згідно з літературними даними, близько 90 % від його загальної кількості у водних екосистемах діалізовано. Значна кількість цинку переноситься та випадає разом із атмосферними опадами, концентрація в яких Zn2+ може досягати 8–330 мкг/л (Овчаренко, Головко, 2001). Цей елемент характеризується акумулятивним токсичним ефектом. Концентраця Zn2+ у досліджених водоймах приблизно однакова (не перевищує ГДК).
Кадмій у водному середовищі перебуває у стійкому стані у двовалентній формі. Основним джерелом забруднення водойм іонами цього елемента є підприємства хімічної промисловості. В обох досліджених зонах концентрація іонів Cd2+ у 7–8 разів перевищує значення ГДК. Причиною такої ситуації може бути інтенсивне забруднення прибережної зони та акваторії водойм побутовим сміттям. Частковим підтвердженням цього є зростання концентрації іонів Cd2+ влітку, у порівнянні з весняним періодом, коли розпочинається масовий відпочинок на водоймах і зростає забруднення водойм сміттям.
Концентрація іонів хрому у гідротопах міської зони відповідає українським нормам щодо основних гідрохімічних показників. У той же час у водоймах позаміської зони концентрація цього елемента перевищує значення ГДК приблизно втричі. Причиною цього є насамперед неконтрольоване потрапляння неочищених комунальних стоків у водойми. Якщо у межах міста ця проблема більш або менш вирішена, то у позаміській зоні, особливо у місцях з відсутністю каналізаційних комунікацій або через їх незадвільний стан більша частина стоків потрапляє у водойми.
Підбиваючи підсумок, слід відзначити, що загальний екологічний стан водойм м. Львова та околиць задовільний. Фактично концентрація іонів більшості важких металів не перевищує значень ГДК, а за якістю води вони відповідають вітчизняним стандартам. Найбільшу загрозу для здоров’я та життя людей створюють значні концентрації іонів кадмію у гідроекосистемах. Частково виправити ситуацію можна шляхом очищення водойм від побутового сміття. Подібна ситуація спостерігається й у випадку з іонами хрому.
Наведені дані щодо гідрохімічного стану водойм мають попередній характер, оскільки дослідження тривають до цього часу. Детальну картину екологічного стану водойм можна буде отримати лише після проведення комплексних досліджень із залученням індикаторних організмів.
Дослідження здійсненні за підтримки Гранту Президента України GP/S8/31 за темою «Біологічний та хімічний контроль стану поверхневих вод м. Львова як основа моніторингу водних екосистем урбанізованого середовища».
Zoocenosis — 2005
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – 552 с.