ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2023-3-54-59ekip-2318Research ArticleАНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫANALYSIS. METHODS. PROGNOSISМеханизмы кристаллизации химических соединений во льдах р. Амур и роль тяжелых металлов в ее загрязненииMechanisms of Crystallization of Chemical Compounds in Amur Ice and The Role of Heavy Metals in River PollutionМахиноваА.Ф.MakhinovaА.F.

канд. геогр. наук, вед. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Geography), Leading Researcher

podpiska@kalvis.ruМахиновА.Н.MakhinovA.N.

д-р геогр. наук, зам. директора

Dr. Sci (Geography), Deputy Director

podpiska@kalvis.ruШугуанЛюShuguangLiu

профессор

Professor

podpiska@kalvis.ruИнститут водных и экологических проблем Хабаровского Федерального исследовательского центра ДВО РАНРоссияInstitute of Water and Ecology Problems of Far East Branch of Russian Academy of ScienceRussian FederationИнститут водных и экологических проблем Хабаровского Федерального исследовательского центра ДВО РАНРоссияInstitute of Water and Ecology Problems of Far East Branch of Russian Academy of ScienceRussian FederationУниверситет ТунцзиКитайTongji UniversityChina2023140320232735459Copyright © ООО "Калвис", 20232023ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2318

Показано, что криопроцессы играют важную роль в загрязнении водотоков при льдообразовании. В кернах льда послойно определено содержание тяжелых металлов. Установлена скорость роста кристаллов льда, обусловленная температурным режимом. Рассмотрены механизмы концентрирования химических соединений в переохлажденной воде на контакте с нижней поверхностью ледовой толщи и их кристаллизация. Выявлено, что фазовый переход воды из жидкого состояния в твердое и рост кристаллов льда способствуют пересыщению воды химическими соединениями между кристаллами льда. Описаны условия, при которых содержание химических соединений в ледовой толще превышает их среднее содержание в подледной воде, что играет большую роль в загрязнении русла в половодье.

It is shown that cryoprocesses play an important role in the pollution of watercourses during ice formation. The content of heavy metals was determined layer by layer in ice cores. The growth rate of ice crystals, determined by the temperature regime, has been established. The mechanisms of concentration of chemical compounds in supercooled water at the contact with the lower surface of the ice mass and their crystallization are considered. It is revealed that the phase transition of water from a liquid to a solid state and the growth of ice crystals contribute to the supersaturation of water with chemical compounds between ice crystals. The conditions under which the concentrations of crystallizing chemical compounds exceed their average content in under-ice water and play an important role in channel pollution during floods are described.

река Амурледкристаллизация химических соединенийтяжелые металлыAmur Rivericecrystallization of chemical compoundsheavy metalsReferencesНовороцкий П.В. Климатические изменения в бассейне Амура за последние 115 лет. Метеорология и гидрология. 2007. № 2. С. 43—53.Новороцкий П.В. Климатические изменения в бассейне Амура за последние 115 лет. Метеорология и гидрология. 2007. № 2. С. 43—53.Махинов А.Н., Ким В.И., Матвеенко Д.В. Строение и многолетняя динамика ледяного покрова в нижнем течении реки Амур. Лед и снег. 2018. №58(1). С. 117—126.Махинов А.Н., Ким В.И., Матвеенко Д.В. Строение и многолетняя динамика ледяного покрова в нижнем течении реки Амур. Лед и снег. 2018. №58(1). С. 117—126.Zobrist B., Marcolli C., Peter T., Koop T. Heterogeneous ice nucleation in aqueous solutions: the role of water activity. J. Phys. Chem. 2008. № 112. P. 3965—3975.Zobrist B., Marcolli C., Peter T., Koop T. Heterogeneous ice nucleation in aqueous solutions: the role of water activity. J. Phys. Chem. 2008. № 112. P. 3965—3975.Kim V.I., Makhinov A.N. Ice erosion of the Amur river banks. 21-st IAHR International Symposium on Ice. Dalian, China, June 11 to 15, 2012. Dalian, University of Technology Press, 2012. P. 150—159.Kim V.I., Makhinov A.N. Ice erosion of the Amur river banks. 21-st IAHR International Symposium on Ice. Dalian, China, June 11 to 15, 2012. Dalian, University of Technology Press, 2012. P. 150—159.Ершов Э.Д. Общая геокриология. М., Издательство МГУ, 2002. 438 с.Ершов Э.Д. Общая геокриология. М., Издательство МГУ, 2002. 438 с.Голубев В.Н. Ориентация кристаллов в приконтактных слоях ледяных образований на инородных телах. МГИ. 1993. Вып. 76. С. 8—14.Голубев В.Н. Ориентация кристаллов в приконтактных слоях ледяных образований на инородных телах. МГИ. 1993. Вып. 76. С. 8—14.Голубев В.Н. Зарождение и рост льда на поверхности водоемов. Материалы гляциологических исследований. 2002. № 2. С. 149—157.Голубев В.Н. Зарождение и рост льда на поверхности водоемов. Материалы гляциологических исследований. 2002. № 2. С. 149—157.Иванов А.В. Теория криогенных и гляциогенных гидрохимических процессов. М., ВИНИТИ, 1987. 236 с.Иванов А.В. Теория криогенных и гляциогенных гидрохимических процессов. М., ВИНИТИ, 1987. 236 с.Иванов А.В. Криогенная метаморфизация химического состава природных льдов, замерзающих и талых вод. Хабаровск, Дальнаука, 1988. 164 с.Иванов А.В. Криогенная метаморфизация химического состава природных льдов, замерзающих и талых вод. Хабаровск, Дальнаука, 1988. 164 с.Shaw R.A., Durant A.J., Mi Y. Heterogeneous surface crystallization observed in undercooled water. J. Phys. Chem. 2005. № 109 (20). P. 9865—9868.Shaw R.A., Durant A.J., Mi Y. Heterogeneous surface crystallization observed in undercooled water. J. Phys. Chem. 2005. № 109 (20). P. 9865—9868.Степанов М.Б., Волков А.А. Механизмы протекающих криохимических реакций в растворах. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-protekanii-kriohimicheskih-reaktsiy-vrastvorah-postanovka-zadachi/viewer (дата обращения 08.12.2022).Степанов М.Б., Волков А.А. Механизмы протекающих криохимических реакций в растворах. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-protekanii-kriohimicheskih-reaktsiy-vrastvorah-postanovka-zadachi/viewer (дата обращения 08.12.2022).Эвтектические точки и пересыщение при охлаждении воды. [Электронный ресурс]. URL: https://www.activestudy.info/evtekticheskie-tochki-iperesyshhenie-pri-oxlazhdenii/ (дата обращения 22.06.2022).Эвтектические точки и пересыщение при охлаждении воды. [Электронный ресурс]. URL: https://www.activestudy.info/evtekticheskie-tochki-iperesyshhenie-pri-oxlazhdenii/ (дата обращения 22.06.2022).Котляков В.М., Гордиенко Ф.Г. Изотопная и геохимическая гляциология. Л., Гидрометиздат, 1982. 287 с.Котляков В.М., Гордиенко Ф.Г. Изотопная и геохимическая гляциология. Л., Гидрометиздат, 1982. 287 с.Шестеркина Н.М., Шестеркин В.П., Таловская В.С., Ри Т.Д. Пространственно-временная изменчивость содержания растворенных форм микроэлементов в водах реки Амур. Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 3. С. 336—347.Шестеркина Н.М., Шестеркин В.П., Таловская В.С., Ри Т.Д. Пространственно-временная изменчивость содержания растворенных форм микроэлементов в водах реки Амур. Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 3. С. 336—347.Moore E.B., Molinero V. Ice crystallization in water’s "no-man’s land". J. Chem. Phys. 2010. № 132. Р. 244504-1-10.Moore E.B., Molinero V. Ice crystallization in water’s "no-man’s land". J. Chem. Phys. 2010. № 132. Р. 244504-1-10.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.