Вестник МГТУ. 2019, Т. 22, № 1.

Земцова Е. С. и др. Химико-экологическая оценка состояния донных отложений реки Иртыш. его связь с содержанием органического вещества, и наоборот. Металлы, имеющие по сравнению с другими элементами наиболее тесные связи с нефтепродуктами (Ni, Cr и Sr), не имели статистически значимых связей с содержанием органического вещества. И наоборот, элементы, характеризующиеся относительно других элементов сильными связями с органическим веществом (Al, Co), не были связаны с содержанием нефтепродуктов (табл. 1). В связи с многократной разницей в содержании элементов в песках и суглинках оценка степени загрязнения донных отложений должна проводиться с учетом гранулометрического состава образцов. Получены уравнения множественной регрессии, отражающие математическую зависимость концентрации различных элементов от двух предикторов - доли глины и ила в донных отложениях нижнего течения реки Иртыш (табл. 2). Таблица 2. Зависимость концентрации металлов и металлоидов от процентного содержания глины и ила в донных отложениях нижнего течения реки Иртыш Table 2. Dependence of the concentration of metals and metalloids on the percentage of clay and silt in the bottom sediments of the lower reach of the Irtysh River Уравнение R R2 A, % Ni Y= 3,824 + 0,7772Xi + 0,05973X, 0,64 0,40 45 Cr Y= 6,7726 + 1,5387X1+ 0,196X2 0,73 0,54 44 Mn Y= 32,751 + 40,8353X1- 0,02241X2 0,72 0,52 38 Al Y= 3,1257 + 1738,2475Xi + 35,4557X2 0,82 0,66 51 Sr Y= 8,1398 + 2,0599X1+ 0,3562X2 0,79 0,62 37 Со Y= 0,928 + 0,4284X1+ 0,03929X2 0,85 0,72 28 Pb Y= 5,2616 + 5,4927X1+ 0,4738X2 0,83 0,70 35 Cu Y= 0,2875 + 0,8892X1+ 0,05732X2 0,82 0,67 46 Zn Y= 3,6282 + 2,2024X1+ 0,1707X2 0,78 0,60 36 As Y= 0,978 + 0,2013X1+ 0,02413X2 0,72 0,52 40 Примечание. Y - концентрация металла, Х 1 - процентное содержание глины (диапазон 0-15 %), Х2 - процентное содержание ила (диапазон 0-63 %), R - индекс множественной корреляции, R2- коэффициент детерминации, A - средняя ошибка аппроксимации. На основе данных уравнений рассчитаны теоретические значения элементов в исследуемых образцах донных отложений известного гранулометрического состава. Сравнение фактически полученных результатов с теоретическими показателями позволило выявить образцы донных отложений с ''аномальными'1концентрациями элементов (т. е. значительно отклоняющимися от теоретических показателей). На рис. 2 и 3 в качестве примера представлены уравнения регрессии для Ni, Cr, Mn, Al, Sr, Co, Pb, Cu, Zn, As. Приведены пределы содержания данных элементов в изученных образцах. Отражены фактические (круглый белый маркер) и теоретические (квадратный черный маркер) значения концентраций элементов в каждом образце. Показано суммарное процентное содержание глинистых и илистых фракций (серая сплошная линия). Образцы донных отложений расставлены в порядке возрастания суммарного содержания в них фракции глинистых и илистых частиц, и соответственно уменьшения содержания фракции песчаных частиц. Визуально можно выделить максимальные отклонения концентраций элементов от теоретической кривой. Так, в двух песчаных образцах Rs2 и M32 наблюдались нетипично высокие для песчаных проб концентрации Ni, превышающие теоретически рассчитанные значения в 4-5 раз. В этих же образцах зафиксировано также 2-3-кратное превышение концентраций Cr. Дополнительно в образце R33, имеющего 100 % содержание песчаных частиц, определено повышенное содержание Cr, сопоставимое с концентрацией данного элемента в суглинках. Корреляции между Ni и Cr были более тесными (г = 0,91), чем корреляции данных металлов с другими токсичными элементами. Как было показано выше, Ni и Cr имели наиболее тесные связи с содержанием нефтепродуктов (табл. 1). Известно, что одним из основных источников антропогенного поступления данных металлов в окружающую среду является сжигание ископаемого топлива. Обогащение осадков Ni и Cr коррелируется с поступлением золы из различных источников - от сжигания нефти, угля и древесины [22]. Интересно отметить, что превышения фактических концентраций макроэлементов - Al, Mn - в образцах R33, R32 и M32 практически не наблюдалось. Профили кривых, отражающих фактические и теоретические концентрации Co, Pb, Cu и Zn, имели схожий характер. Между перечисленными металлами определены сильные корреляции (r > 0,96). Особенностью профиля кривой экспериментально полученных значений Zn был выраженный пик в точке, соответствующей образцу R21 (содержание Zn превысило значения, рассчитанные по уравнению регрессии, в 3 раза). Практически для всех элементов (за исключением Mn) было характерно 2-кратное превышение фактических концентраций в образце R14. Выявлены повышенные концентрации As в песчаном образце R14, характерные для образцов с относительно высоким содержанием тонкодисперсных фракций. 180