Основные формы миграции металлов в присутствии гуминовых веществ в содовых озерах Восточного Забайкалья

Abstract

Актуальность исследования обусловлена недостаточной изученностью поведения металлов в соленых озерах Восточного Забайкалья в присутствии гуминовых веществ как фактора снижения их токсичности и биодоступности. Цель: выявление основных форм миграции некоторых металлов в присутствии фульвовых и гуминовых кислот в водах содовых озер Восточного Забайкалья с помощью термодинамических расчетов. Объекты: гуминовые вещества, ионы металлов, содовые озера Восточного Забайкалья. Методы: химический анализ водных проб содовых озер - титриметрия, потенциометрия, фотоколориметрия, атомно-абсорбционная спектрометрия, пламенно-эмиссионная спектрометрия, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой; термодинамическое моделирование с применением программного комплекса MINTEQ (Generic NICA-Donnan). Результаты. Представлены результаты химических исследований состава природных вод содовых озер Восточного Забайкалья, проведены термодинамические расчеты с применением программного комплекса MINTEQ с учетом присутствия гуминовых и фульвокислот в озерных водах и установлены основные формы нахождения некоторых металлов. Показаны зависимости образования органически и неорганически связанных комплексов металлов от минерализации и pH, селективность сорбции металлов гуминовыми веществами и образование аутигенных минералов в содовых озерах, приведены индексы насыщения озерных вод по отношению к этим минералам. Установлено, что основным барьером на пути концентрирования в рассматриваемых озерах для основных катионов выступают минералы, с которыми вода находится в равновесии и даже пересыщена ими. Количество связанных в комплексы металлов и их положения в рядах определяются содержанием органического вещества, свойствами этих металлов, а также основными геохимическими параметрами среды.

Relevance of the research is caused by insufficient information on metals behavior in the presence of humic substances as a factor reducing their toxicity and bioavailability in saline lakes of Eastern Transbaikalia. The aim of the research is to identify basic forms of some metals migration in the presence of fulvic and humic acids in soda lakes of Eastern Transbaikalia using thermodynamic calculations. Objects: humic substances, metal ions, soda lakes of Eastern Transbaikalia. Methods: chemical analysis of soda lakes water samples: titrimetry, potentiometry, photocolorimetry, atomic absorption spectrometry, flame emission spectrometry, inductively coupled plasma mass spectrometry; thermodynamic modeling using the MINTEQ software package (Generic NICA-Donnan). Results. The paper introduces the chemical research results of natural water samples composition taken from soda lakes of Eastern Transbaikalia. The authors have carried out thermodynamic calculations using the MINTEQ software package, taking into account the presence of humic and fulvic acids in lake waters and determined the basic forms of some metals available. The paper demonstrates the dependence of organically and inorganically bound metal complexes formation on mineralization and pH, metals sorption selectivity by humic substances and authigenic minerals formation in soda lakes and introduces the lake waters saturation indices with respect to these minerals. It was determined that those minerals, which lake water is in equilibrium with and even supersaturated by them, are the main barrier against basic cations concentration in lakes considered. The number of metals bound to complexes and their positions in the rows are determined by the level of organic matter, their properties, together with basic geochemical parameters of the environment.