Донні відклади верхньо-середньої частини р. Дністер (еколого-геохімічний аспект)

Геохімію донних відкладів вивчали на підставі комплексної методики за такою схемою: відбір проб; підготовка зразків до аналізу; механічний аналіз осадів з одночасним виділенням восьми розмірних фракцій (>2, 2-1, 1-0, 5, 0, 5-0, 25, 0, 25-0, 1, 0, 1-0, 05, 0, 05-0, 01 та <0, 01 мм) ; визначення карбонатності; мінералогічні дослідження важкої і легкої фракції під бінокуляром; рентген-дифрактометричний аналіз пелітової фракції (паралельно досліджували зразки вихідного і орієнтованого препарату, а також зразки, насичені етиленгліколем, проведено хімічну і термічну обробку зразків) ; електронно-мікроскопічні дослідження пелітової фракції донних відкладів (методом суспензій) ; отримання водних і кислотних витяжок з донних відкладів; кількісний спектральний аналіз валового вмісту важких металів у пробах вихідних зразків, зразків без карбонатних мінералів, а також окремо алевритової та пелітової фракцій; системно-статистична обробка отриманих даних (пакет програм “STATІSTІCA” – кореляційний, факторний тощо).

Проби відбиралися з донних відкладів на відстані 1-2 м від берегів у місцях впадіння приток, а за їхньої відсутності – з інтервалом 2 км уздовж берегів на глибину до 10 см. Всього відібрано 286 проб. Маса кожної проби становила приблизно 1, 0-1, 5 кг. Проби зберігалися у закритих поліетиленових пакетах.

Усі відібрані проби донних осадів досліджувалися методом водної витяжки на вміст рухомих форм макро- і мікрокомпонентів, що зумовлено необхідністю отримання головної інформації про закономірність розподілу вмісту рухомих форм компонентів у донних відкладах. З метою розкриття деяких особливостей речовинного і хімічного складу донних відкладів використовувались усі інші вищезазначені методи.

У розділі 4 “Літолого-мінералогічні особливості донних відкладів” наведено результати детальних досліджень літолого-мінералогічного складу донних відкладів – однієї з головних характеристик осадів сучасних водойм, що визначають суть донних відкладів як гетерогенної дисперсної системи, їхні фізико-хімічні властивості, характер концентрування в них забруднюючих речовин і певною мірою відображають умови формування осадів.

Досліджувані донні відклади характеризуються досить вузьким спектром гранулометричних фракцій: від 0, 25 до 0, 001 мм; майже всі проби представлені алевритовими різновидами (82%) з незначними домішками псамітового (14%) та пелітового (4%) компонентів. У донних відкладах переважає дрібноалевритова фракція 0, 05-0, 01 мм.

На сьогодні запропоновано багато класифікацій осадів сучасних водойм за результатами аналізу механічного складу донних відкладів, які певною мірою доповнюють одна одну. Широко застосовують класифікації Траска (1939), М. В. Кленової (1948), Н. Н. Зубова (1950), М. М. Страхова (1954), П. Л. Безрукова і П. Л. Лісіцина (1960), С. І. Романовського (1968) та ін., побудовані як за процентним вмістом тих чи інших фракцій, так і з урахуванням медіанного розміру, коефіцієнта сортованості та функції нормованої ентропії. На жаль, немає єдиної найінформативнішої універсальної класифікації.

Під час класифікації донних відкладів Дністра використано термінологію, запропоновану М. В. Кленовою, яка була дещо доповнена класифікаціями П. Л. Безрукова і П. Л. Лісіцина та М. М. Страхова; відповідно, незначно змінена структура поділу за типами. Тобто, визначальне значення при виділенні типів донних відкладів у класифікації має вміст пелітової складової, а також вміст трьох головних гранулометричних фракцій (псамітової, алевритової і пелітової) з урахуванням медіанного розміру частинок. На території чітко спостерігаються донні відклади чотирьох основних типів: пісок (2%), пісок замулений (10%), мул піщаний (71%) і мул глинистий (17%).

У цілому досліджувані донні відклади є середньо відсортованими, трохи слабше відсортовані піски мулисті, для яких характерні двовершинні діаграми вмісту фракцій. За значеннями коефіцієнта сортованості (So) частинок, піски – добре відсортовані (So=1, 52), піски мулисті, мули піщані і глинисті – середнього ступеня сортованості (So =2, 21 – 2, 66).

У розподілі основних гранулометричних складових фракцій донних відкладів простежуються такі закономірності: збільшення дисперсності частинок за течією водойми; вміст псамітових та крупноалевритових фракцій зменшується вниз за течією, в цьому ж напрямі зростає вміст пелітових та дрібноалевритових частинок; зміна механічного складу донних відкладів від верхів’я до пониззя відбувається поступово.

Мінеральний склад досліджуваних донних відкладів досить різноманітний. У складі важкої фракції (0, 05-0, 1 мм), вихід якої коливається від 0, 1 до 0, 8% загальної маси фракції, найпоширенішими є ільменіт, магнетит, гранати, лейкоксен, рутил, циркон, апатит, монацит, сфен, шпінель, дистен, ставроліт. Значно рідше трапляються піроксени, амфіболи, епідот, цоїзит, турмалін, силіманіт, хроміт та ін. У легкій фракції головними мінералами є кварц, польові шпати і слюди (мусковіт, біотит).

Електронно-мікроскопічні дослідження та результати рентгенівської дифрактометрії засвідчили, що головними осадотвірними глинистими мінералами донних відкладів Дністра та Дністровського водосховища є гідрослюда, змішаношарувата фаза монтморилоніт-хлоритового складу, каолініт і хлорит. Серед неглинистих мінералів наявні кварц, кальцит, польові шпати, іноді гіпс.

Виконані обчислення кількісного вмісту окремих фаз у пелітових складових донних відкладів засвідчили, що в пелітовій фракції донних відкладів переважають кварц (в середньому 32%), гідрослюда (26%), змішаношаруваті монтморилоніт-хлоритові утворення (19%), менше кальциту (10%), польових шпатів (7%) і ще менше каолініту (4%) і хлориту (2%). Специфікою мінерального складу пелітової фракції донних відкладів гідроекосистеми Дністра є незначне переважання за вмістом гідрослюди над змішаношаруватим монтморилоніт-хлоритовим утворенням. Це помітно відрізняє їх від донних