Сотрудниками лаборатории эволюционной биогеохимии и геоэкологии ГЕОХИ РАН проведены уникальные исследования по влиянию весеннего-летнего-осеннего сезонов (температура, влажность, количество атмосферных осадков, время года) на формирования химических равновесий в природных водах различного генезиса заповедной территории Российской федерации в Валдайском национальном парке.

Данные, полученные в течение восьми сезонов отражают изменения содержания токсичных форм элементов в течение года в лизиметрических водах, то есть, водах, которые собираются за счёт вертикального движения почвенного раствора, под гумусовым горизонтом. Выявлено, что в весенний период за счет снеготаяния доля токсичных форм элементов возрастает, в летний период за счет биохимической деятельности найдено значительное снижение токсичных форм элементов. Результаты исследования опубликованы в журнале Membranes.

Национальный парк «Валдайский» является особо охраняемой природной территорией (ООПТ), он расположен на значительном удалении от промышленных объектов и представляет собой идеальную модель для исследования климатических и геохимических факторов формирования вод на условно фоновой территории. В работе установлено, что более высокие молекулярные массы гумусовых органических веществ вод (аллохтонные — поступающие с водосбора органические вещества) в летние периоды ингибируют активность ионов никеля, кадмия, меди и свинца; повышенные содержания «светлого гумуса» (более низкомолекулярных органических веществ, формирующихся за счёт преимущественно биологических процессов) создают возможность дополнительной инактивации ионов металлов, преимущественно для ионов цинка и кобальта.

В работе рассмотрены разноразмерные формы нахождения элементов от взвеси, коллоидных соединений до ионных соединений размером менее 100 кДа (кило-Дальтон, единица измерения массы), также оценены лабильные и нелабильные формы токсичных элементов (кадмий, свинец и т.д.) и генезис органических веществ, механизмы реакций. Исследования проводились сезонно на протяжении 8 лет и в работе приводятся как экспериментальные, так и расчетные данные для понимания геохимии приводных вод. Схема исследования и основное оборудование представлены на рисунке.

В осенние сезоны выявлены преобладающие влияния гумусовой органики и, следовательно, проявляется повышение протекторных свойств фульватной под-фракции гумусовых веществ. В весенний период (после таяния снеговых выпадений) найдены наименьшие содержания двух типов органических веществ и нахождение большинства элементов преимущественно в активных миграционных формах существования. Проведённый статистический анализ полученных данных наглядно показал различия в соотношении форм сосуществования элементов в различных формах для проб вод после снеготаяния, в летний и осенний сезоны отбора. Указанные данные отражают наиболее приближённые к естественным природным процессам изменения баланса наиболее токсичных форм нахождения элементов в сезонном срезе.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.