мая 01 2003

Никель в экосистеме кучурганского водоема-охладителя молдавской ГРЭС

Опубликовано в 11:14 в категории Чистота воды и здоровье

Никель в экосистеме кучурганского водоема-охладителя молдавской ГРЭС

Е.И.Зубкова

Институт зоологии Академии наук Республики Молдова (Кишинэу)

Никель – широко распространенный элемент. Это - пятый наиболее распространенный элемент после железа, кислорода, магния, и кремния в земной коре. Однако средняя концентрация никеля в земной коре составляет приблизительно 0,008 %.

В водных экосистемах никель встречается в виде растворимых неорганических солей, в виде поверхностно-сорбированных комплексов на глинистых частицах или органическом субстрате (детрит, морские водоросли, бактерии), или в составе органо-минеральных комплексах с гумусовыми и фульвокислотами и белковыми соединениями [2].

Естественными источниками поступления никеля в поверхностные воды являются: атмосферные осадки, горные породы и почвы [8,9].

В незагрязненных поверхностных водах, при величине pH в диапазоне 5-9, двухвалентные ионы Ni2+, (Ni (Н2О)6)2+ являются доминирующей формой миграции. В этом диапазоне pH, никель может также адсорбироваться на окислах железе и марганца, или формировать комплексы с неорганическими лигандами: ОН-, SO42-, Cl- или NH3 [3].

Среди антропогенных источников никеля следует отметить сжигание топлива. Большие концентрации никеля были найдены в маленьких частицах, выбрасываемых электростанциями, работающими на угле. Диаметр эти частиц не превышает 0,98 мм , именно частицы менее чем 1 мм в основном откладываются в альвеолярных отделах легких человека и животных [10].

Горение угля и нефти - главный источник переносимого по воздуху никеля. Оценка распространения микроэлементов в США из различных угольных и нефтяных источников сгорания и показала, что никель - существенный загрязнитель. При этом сжигание нефти - намного более существенный источник загрязнения никелем, чем сгорание угля [3,7].

Установлено, что в образцах летучей золы от работающих на нефти заводов, 60-100% компонентов никеля были растворимыми в воде, в то время как образцы летучей золы от предприятий, работающих на угле содержали 20-80 % растворимых в воде веществ. Поскольку сульфатные ионы были единственными анионами, обнаруженными в воде, был сделан вывод, что сульфат никеля - преобладающая форма никеля в выбросах работающих на нефти и угле электростанций. Это заключение было подтверждено инфракрасным анализом Фурье [5].

R.N. Dietz И R.F. Wieser [4] определили, что среди растворимых форм никеля имеются растворимые и мелкодисперсные частицы металлической окиси. Результаты исследований [6] показали, что основная масса никеля в угольных частицах летучей золы, была в растворимой сульфатной форме. Таким образом, выброс никеля в атмосферу в результате угольного и нефтяного сгорания, состоит главным образом из сульфата никеля [5,6], с меньшими количествами окиси никеля и никеля, соединенного с другими металлами в ассоциатах различных окислов [4].

Миграция и распространение частиц никеля в окружающей среде зависит от размера частицы и метеорологических условий. Очевидно, что очень мелкие частицы более длительное время находятся в атмосфере и разносятся на большие расстояния, а большие частицы оседают около источника их выброса [1]. J.A. Schmidt и A.W. Andren [8]считают, что время нахождения в атмосфере частиц никеля составляет 5,4-7,9 дней.

W. Snodgras [9] утверждает, что в речных водах никель мигрирует преимущественно в виде мелкодисперсных частиц и в составе органоминеральных соединений, а в озерах преобладает ионная форма и соединения с органическими веществами.

Динамика концентрации никеля в воде, взвешенных веществах и донных отложениях Кучурганском водохранилище зависит от функционирования Молдавской ГРЭС.

Несмотря на то, что в последние годы станция работает не на полную мощность, уровень содержания никеля в воде заметно увеличился. Возможно, последнее обусловлено уменьшением тепловой нагрузки на водоем, что в свою очередь привело к определенному понижению величины рН воды и удельной электропроводности и тем самым повысило миграционную способность растворенного в воде никеля (рис.1).

Рис.1 Динамика содержания никеля в воде Кучурганского водоема-

охладителя за 1976-2002 гг.

В водоотводящих каналах теплоэлектростанции концентрации никеля, практически всегда, выше таковых в зоне водозабора и в атмосферных осадках его концентрации достаточно высокие и составляют в среднем 7,5 мкг/л, в лежалом снеге - 655 мкг/м2, что в 3-6 раз выше, таковых в черте г.Кишинева и Дубэсарского водохранилища.

В протоке Турунчук и р.Кучурган, питающих водой Кучурганский водоем-охладитель, концентрации никеля 2,2-3,1 раза ниже, что несомненно подтверждает зависимость уровня никеля в водоеме-охладителе от выбросов станции.

Концентрации никеля во взвешенных веществах как правило несколько выше таковых в воде и между ними существует взаимозависимость ( r = 0,88).

Необходимо также отметить наличие положительной корреляции между и общим содержанием никеля в воде и концентрацией сульфатных ионов (r= 0,67).

В донных отложениях уровень никеля неуклонно растет и составляет в среднем 200 мкг/г абс.сухой массы, что в 5 раз выше, чем в почвах региона при этом в фракциях илов с диаметром менее 0.01 мм сконцентрировано более 95 % от валового содержания никеля.

Литература

1. Beijer K. & Jernelov A. Sources, transport and transformation of metals in the environment. In: Friberg L., Nordberg G.F. & Vouk V.B., ed. Handbook on the toxicology of metals, , Elsevier Science Publishers, Amsterdam, New York, Oxford, 1986.-V.I.-P. 68-84.

2. Boyle R.W. Geochemistry of nickel. In: Effects of nickel in the Canadian environment, Ottawa, National Research Council of Canada, 1981.Publication No. NRCC 18568.-P.31-44.

3. Cass G.R. & Mcrae G.J. Source-receptor reconciliation of routine air monitoring data for trace metals: An emission inventory-assisted approach. // Environ. Sci. Technol., 1983.-V.17.-No.3.-P.129-139.

4. Dietz R.N. & Wieser R.F. Sulfate formation in oil-fired power plant plumes. Vol. 1: Parameters affecting primary sulfate emissions and a model for predicting emissions and plume opacity, Upton, NY, Brookhaven National Laboratories, 1983.Report No. EA-3231.

5. Gendreau R.M., Jakobsen R.J. & Henry W.M. Fourier transform infrared spectroscopy for inorganic compound speciation // Environ. Sci. Technol., 1980.-V.14.-P.990-995.

6. Hansen L.D., Silberman D., Fisher G.L. & Eatough D.J. Chemical speciation of elements in stack-collected, respirable-size coal fly ash // Environ. Sci. Technol., 1984.-V.18.-P. 181-186.

7. Krishnan E.R. & Hellwig G.V. Trace emissions from coal and oil combustion // Environ. Prog., 1982.-V.1.-No.4.-P.290-295.
Milford J.B. & Davidson C.I.The sizes of particulate trace elements in the atmosphere - a review. // J. air Pollut., 1985.-V.35.-No.12.-P.1249-1260.

8. Schmidt J.A. & Andren A.W. The atmospheric chemistry of nickel. In: Nriagu, J.O. ed. Nickel in the environment, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, John Wiley and Sons, 1980.-P. 93-135.

9. Snodgras W. Distribution and behaviour of nickel in the aquatic environment. In: Nriagu J.O. ed. Nickel in the environment, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, John Wiley and Sons, 1980.-P. 203-274.

10. Stern A.C., Boubel R.W., Turner D.B. & Fox D.L. Fundamentals of air pollution, 2nd ed., Academic Press, Orlando, San Diego, San Francisco, 1984.-P.103-113.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.