Редкоземельные элементы в подземных водах Томского водозабора

Abstract

Актуальность. Редкоземельные элементы являются индикаторами экологического состояния подземных вод и могут применяться в системе мониторинга водных объектов. Таким образом, актуальность проблемы определяется слабой изученностью механизма и характера поведения редкоземельных элементов в подземных водах. Для вод, эксплуатируемых скважинами Томского водозабора, подобные исследования проводятся впервые. Цель: определение основных закономерностей изменения концентраций и распределения редкоземельных элементов в водах эксплуатационных скважин Томского подземного водозабора. Объекты. В основу работы положены результаты гидрогеохимического опробования 18 скважин Томского водозабора I-ой и III-ей очередей, выполненного в 2016-2017 гг. Методы. Концентрацию редкоземельных элементов определяли масс-спектрометрическим методом с индуктивно связанной плазмой. Результаты. Проведено исследование распределения редкоземельных элементов в подземных водах Томского водозабора. Отдельно проанализированы группы тяжелых и легких редкоземельных элементов, а также по отдельности группы скважин. Уровни содержаний редкоземельных элементов в изученных водах крайне низки (доли мкг/л). Выявлена тенденция к увеличению суммарной концентрации редкоземельных элементов с юга на север. Отличительной особенностью изученных вод является наличие положительной европиевой аномалии, что наблюдается в пробах, отобранных в зимние месяцы. Кроме этого, выявлены аномалии церия (Ce) и неодима (Nd) в скважине № 144 (за счет увеличения ∑ ЛРЗЭ). Обсуждаются причины появления этих аномалий. Вероятнее всего, уровень концентраций растворенных редкоземельных элементов в подземных водах определяется концентрациями редкоземельных элементов в водовмещающих породах, а также особенностями техногенного загрязнения вод.

The relevance. Rare earth elements are indicators groundwater ecological status and can be used in monitoring system for water bodies. Thus, the relevance of the problem is determined by the poor knowledge of the mechanism and nature of rare earth elements behavior in underground waters of the Tomsk water intake. The main aim of the research is to determine the main regularities of changes in concentrations and distribution of rare earth elements in the wells of Tomsk water intake. Objects. The work is based on the results of hydrogeochemical testing of 18 wells of the Tomsk water intake in the 1st and 3rd stages. Methods. The concentration of rare earth elements was determined by a mass spectrometric method with inductively coupled plasma. Results. The authors have studied the distribution of rare earth elements in underground waters of the Tomsk water intake. The levels of concentration of rare earth elements in the studied waters are extremely low (mcg/l). A tendency was found to increase the total con+ centration of rare earth elements from the south to the north. A distinctive feature of the studied waters is the presence of a positive europium anomaly. This is observed in samples taken during the winter months. In addition, anomalies of cerium (Ce) and neodymium (Nd) in well no. 144 (due to an increase in ∑ LREE) were revealed. The reasons for the appearance of these anomalies are discussed.