Международная научно-практическая конференция
309 
«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГА
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРОСТРАНСТВЕ СНГ», посвященная 90-летию Российского
государственного гидрометеорологического университета
Физико-химические особенности формирования качества вод городских рек
Веницианов Е.В.', Воронина К.П.'
- Институт водных проблем РАН, еивепу.уепИзапоу@етай.сот
Аннотация. На примере содержания Си и 7 в водной массе и сорбированных формах на
взвесях дана оценка коэффициентов распределения, характеризующих концентрирование на
взвесях, и характерных времен сорбции.
Ключевые слова: тяжелые металлы, сорбция, равновесие и кинетика
Речная 
система 
р. 
Яузы 
является 
частью 
природной 
среды 
города, 
выполняет
градообразующие, инженерные и экологические функции, формирует ландшафтный облик города,
осуществляет отвод поверхностного и дренажного стока. Формирование качества воды в реке
находится под воздействием природных и антропогенных факторов: продолжительности и
интенсивности осадков, продолжительности периодов между дождями, сбросами сточных вод.
В реке наблюдаются превышения нормативов, установленных для водных объектов
культурно-бытового назначения: для взвешенных веществ — до 145 мг/л (13,5ПДКк-б), железа — до
1,2 мг/л (3,7 ПДКк-6), марганца — до 0,662 мг/л (6,6 ПДКк-6), свинца (- до 0,018 мг/л (1,8ПДКк-б6),
алюминия — до 0,431 мг/л (2,15 ПДКк-б), нефтепродуктов — до 2,4 мг/л (8 ПДК к-б), БПК5 — до 9,5
мгО»/л (2,4ПДКк-6), ХПК - до 120 мгО»/л (4 ПДКк-б) и формальдегида — до 0,12 мг/л (2,4 ПДКк-
6). Прозрачность воды опускалась до значения 3 см. Концентрации значительно изменяются как в
течение года, так и по длине реки.
В измерениях качества воды обычно определяются валовые концентрации компонентов.
Однако важно отметить, что большинство компонентов состава воды, прежде всего, тяжелые
металлы существуют в нескольких фазах. Фактически измеряется сумма нескольких концентраций
в водной массе, во взвесях (минеральных, органических), в органических коллоидах, в организмах
водной биоты, на оксидах Ее и Мп. Между этими фазами происходит взаимодействие и основным
механизмом является сорбция, т.е. поглощение молекул (ионов) вещества, содержащихся в одной
из фаз, другой контактирующей с ней фазой.
Рассмотрены особенности формирования качества воды в реке на примере тяжелых
металлов ('ГМ).
Основные механизмы сорбции: ионный обмен, физическая адсорбция, хемосорбция, т.е.
формирование 
комплексных 
соединений. 
Обмен 
компонентов 
между 
фазами 
происходит
благодаря переносу в нано-слое воды на поверхности раздела «вода — взвеси» и «вода — донные
осадки».
Закономерности 
взаимодействия 
фаз 
в 
нано-слое 
определяются 
двумя 
процессами:
термодинамическим 
равновесием — сорбируемого 
вещества 
в 
контактирующих 
фазах 
и
представляется изотермой и подводом сорбируемого вещества из водной массы к поверхности
раздела фаз (внешняя диффузия), а также диффузия по твердой фазе. Параметрами массообмена
между фазами «вода-взвешенная частица» являются:
— коэффициент распределения / между твердой и жидкой фазами (обычно /Г>>1);
— коэффициент массопереноса в нано-слое;
— коэффициент диффузии в веществе взвешенной частицы;
— дисперсный состав частиц взвеси.
Эти величины определяются экспериментально. Коэффициент распределения /Г’равен
отношению равновесных концентраций ТМ в осадке и в водной массе. Использовались данные,
полученные при анализе загрязненности тяжелыми металлами донных осадков (ДО) р. Ички,
левого притока р. Яузы, в пределах Национального парка «Лосиный остров» [1]. Река Ичка
подвержена мощному автотранспортному загрязнению от МКАД, пересекающей ее водосборный
бассейн. С полотна МКАД в реку поступают тяжелые металлы и другие компоненты. Пробы
донных отложений (ДО) были отобраны в 6 створах по течению р. Ички.