Закономірності міграції гумусових речовин у поверхневих водах України

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук

ЗАКОНОМІРНОСТІ МІГРАЦІЇ ГУМУСОВИХ РЕЧОВИН У ПОВЕРХНЕВИХ ВОДАХ УКРАЇНИ

11.00.07 - гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія

ОСАДЧА НАТАЛІЯ МИКОЛАЇВНА

Київ - 2011

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Українському науково-дослідному гідрометеорологічному інституті Міністерства надзвичайних ситуацій України та Національної академії наук України

Науковий консультант: доктор хімічних наук, професор Линник Петро Микитович, завідувач відділа гідрохімії Інституту гідробіології НАН України

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, старший науковий співробітник Совга Олена Євгенівна, вчений секретар Морського гідрофізичного інституту НАН України

доктор географічних наук, професор Лобода Наталія Степанівна, завідувач кафедри гідро-екології та водних досліджень Одеського державного екологічного університету

доктор географічних наук, старший науковий співробітник Тімченко Володимир Михайлович, провідний науковий співробітник відділу екології водоймищ Інституту гідробіології НАН України

Захист відбудеться « 14 » червня 2011 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.001.22 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. Київ, МСП-680, проспект Глушкова, 2-А, географічний факультет.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033 м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий «___» травня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д.26.001.22 доктор географічних наук, проф. С.І. Сніжко

АНОТАЦІЯ

Осадча Н.М. Закономірності міграції гумусових речовин у поверхневих водах України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук за спеціальністю 11.00.07 - гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія. - Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС України та НАН України, Київ, 2011.

Розроблено методологію та на прикладі поверхневих вод України виконано комплексне дослідження гумусових речовин (ГР), що розкриває сутність основних закономірностей їхнього надходження, просторово-часового розподілу та фізико-хімічних процесів внутріводоймової трансформації. Вивчено основні властивості ГР поверхневих вод - полідисперсність, розчинність, вплив на формування кольоровості води. Показано, що серед процесів самоочищення вод від гумусу основну роль відіграє сорбція зависями, серед яких максимальну ємність виявляють оксиди і гідроксиди Fe, Al, Mn.

Розраховано баланс ГР каскаду дніпровських водосховищ та показано, що води р. Прип'ять формують близько 50% стоку розчинених ГР. Встановлено, що у водоймах з уповільненим водообміном для фульвокислот (ФК) властива не лише транспортувальна, а й акумулятивна функція.

Здійснено термодинамічне моделювання співіснуючих форм ГР у воді та показано наявність вільних фульват-іонів, що визначає комплексоутворювальну здатність як важливу характеристику буферної ємності поверхневих вод щодо важких металів.

Виконано математичне моделювання виносу ГР з поверхні водозбору.

Ключові слова: поверхневі води, гумінові та фульвокислоти, полідисперсність, сорбція, термодинамічне моделювання, математичне моделювання.

АННОТАЦИЯ

Осадчая Н.Н. Закономерности миграции гумусовых веществ в поверхностных водах Украины - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук по специальности 11.00.07 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия. - Украинский научно-исследовательский гидрометеорологический институт МЧС Украины и НАН Украины, Киев, 2011.

Разработана методология и на примере поверхностных вод Украины выполнено комплексное исследование гумусовых веществ (ГВ), которое раскрывает сущность основных закономерностей их поступления, пространственно-временного распределения и физико-химических процессов внутриводоемной трансформации. Средствами ГИС разработаны карты цветности и содержания основных групп ГВ: гуминовых (ГК) и фульвокислот (ФК) в поверхностных водах Украины. Показано, что пространственная дифференциация исследованных показателей в значительной степени соответствует закону широтной зональности и зависит от зонально-генетических условий гумусообразования. Содержание ГВ в каскаде днепровских водохранилищ, являющегося азональной системой, уменьшается от верхнего, Киевского, до нижнего, Каховского, водохранилища. Введен коэффициент водной миграции ГВ, характеризующий их соотношение в воде и грунтах водосбора, на основании которого проведено районирование территории Украины по условиям миграции ГВ в поверхностных водах.

Изучены основные свойства ГВ поверхностных вод - полидисперсность, растворимость, влияние на формирование цветности воды. Показано, что растворенные в воде ГК более высокомолекулярны и полидисперсны по сравнению с ФК. В составе ГВ поверхностных вод преобладают их наиболее тонкодисперсные фракции, содержание которых составляет 50-65% для ГК и около 50% для ФК. Установлены количественные характеристики и особенности межфазового распределения ГК и ФК и изменение их молекулярной массы в системе “грунтовый комплекс водосборов - речная вода - взвеси - донные отложения”.

Показано, что сорбция взвешенными веществами играет основную роль в процессах самоочищения вод от гумуса, а максимальную сорбционную емкость в отношении ГВ имеют оксиды и гидроксиды Fe, Al, Mn. Путем лабораторных экспериментов получены изотермы сорбции ГВ гидроксидами Fe и глинистыми минералами донных отложений (ДО) днепровских водохранилищ. Установлено, что среди различных факторов природных вод конформационные изменения ГВ преимущественно обусловлены изменением рН.

Исследованы содержание и вертикальное распределение ГВ в ДО днепровских водохранилищ и показано, что максимальные концентрации ГВ наблюдаются в ДО Киевского водохранилища. Рассчитаны количественные показатели выноса ГВ с поверхности водосбора р. Припять, а также показана роль отдельных источников питания в формировании стока ГВ. На основе полученных данных рассчитан материальный баланс ГВ каскада днепровских водохранилищ и показана роль р. Припять как основного источника поступления ГВ. Установлено, что каскад днепровских водохранилищ - мощный биогеохимический барьер, способствующий выведению из фазы раствора ГВ и связанных с ними поллютантов в ДО, а в водоемах с замедленным водообменом для ФК свойственна не только транспортирующая, но и аккумулирующая функция.

Выполнены термодинамические расчеты сосуществующих форм ГВ в воде. Установлено, что при характерных для поверхностных вод физико-химических условиях в воде присутствует 13-15% свободных фульват-ионов, способных связывать тяжелые металлы, что является важной характеристикой для оценки буферной емкости вод. Соотношение основных форм миграции ФК определяется конкуренцией между катионами кальция и железа. При увеличении концентрации Fe > 1 мг/дм³ связывающая способность воды резко уменьшается, что негативно отражается на процессе комплексообразования с другими металлами и их детоксикации.

Проведено математическое моделирование выноса ГВ на основе транспортно-боксового подхода. Поступление растворенных веществ с поверхности водосбора рассматривалось как следствие конвективно-диффузионного процесса. Полученные расчетные данные удовлетворительно описывают результаты натурного эксперимента.

Ключевые слова: поверхностные воды, гуминовые и фульвокислоты, полидисперсность, сорбция, сток гумусовых веществ, термодинамическое моделирование, математическое моделирование.

гумусовий поверхневий водозбір хімічний

SUMMARY

Osadcha N.M. Regularities of humic substances migration in surface waters of Ukraine - Manuscript.

Dissertation for a Doctor degree of Geographic Sciences by specialization 11.00.07 - land hydrology, water resources, hydrochemistry.- Ukraine Research Hydrometeorology Institute of the Ministry on Emergencies of Ukraine and National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2011.

The methodology is developed and complex research of humic substances (HS) is executed on an example of surface waters of Ukraine. The research discloses nature of the main mechanisms of HS inflow, spatio-temporal distribution and physical and chemical processes of their transformation in the water environment.

The basic properties of HS in surface waters are investigated - polydispersity, solubility, influence on water chromaticity formation.

Sorption by suspended particles is shown to play the basic role among self-cleaning processes of waters from humus. Hydrates Fe, Al have maximum sorption capacity concerning HS.

Balance of HS in cascade of Dniper reservoirs is calculated and is shown that Pripyat river forms about 50 % of dissolved HS discharge. Both accumulative and transporting functions are characteristics for fulvic acids in reservoirs with delayed flow.

Thermodynamic calculations of HS co-existing forms in water are executed and presence of 13-15 % of free fulvat-ions is shown. It defines buffer capacity of surface waters concerning heavy metals.

Mathematical modelling of HS wash-out from a basin surface is developed.

Keywords: surface waters, humic acids, fulvic acids, polydispersity, sorption, humic substances discharge, thermodynamic and mathematical modelling.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Гумусові речовини (ГР) - широко розповсюджені у природному середовищі фізіологічно активні речовини, які утворюються там, де рослинні і тваринні рештки зазнають процесів біохімічного розпаду. Маса вуглецю, зосереджена у складі ГР, за своєю кількістю значно перевищує біомасу живих організмів.

На відміну від синтезу біополімерів, що утворюються за генетичним кодом, процес гуміфікації є стохастичним, в основі якого міститься відбір стійких до біодеградації структур з наступним об'єднанням у макромолекули.

Складність будови та здатність до трансформацій ГР призвели до того, що, незважаючи на 200-річний період досліджень, природа цього класу сполук ще й дотепер залишається недостатньо вивченою. Згідно з сучасними уявленнями, ГР являють собою складні ансамблі макромолекул змінного складу і нерегулярної будови. Вони відзначаються широким спектром властивостей, основною з яких є стійкість до біорозкладання в умовах високої біологічної активності. До інших фундаментальних властивостей ГР відносяться змінний склад, нерегулярна будова, гетерогенність структурних елементів, полідисперсність, що визначають численні функції ГР, які вони виконують у біосфері. Серед головних слід зазначити акумулятивну, транспортну, захисну, регуляторну та фізіологічну роль (Орлов, 1996).

Водний цикл міграції ГР довгий час практично знаходився поза увагою дослідників, що було пов'язано з традиційною точкою зору про інертність, стійкість і переважно позитивну роль ГР для водних екосистем. Однак накопичений досвід з вивчення ГР показав, що вони відіграють значно вагомішу роль у формуванні хімічного складу поверхневих вод внаслідок впливу на фізичні, хімічні та біологічні процеси. ГР становлять основну частину органічної речовини поверхневих вод. Від їхньої наявності істотно залежить рН води та стан кисневого режиму водних об'єктів, вони мають властивості регулятора окисно-відновного стану, значною мірою впливають на цикли біогенних елементів і стійкість елементів карбонатно-кальцієвої рівноваги. Без знання ГР неможливо оцінити міграційну здатність важких металів, органічних мікрополютантів. Крім того, вони прямо й опосередковано впливають на розвиток гідробіонтів, регулюючи багато метаболічних процесів у воді.

Підвищення уваги до вивчення ГР у воді стимулювали також практичні питання, зокрема складнощі із забезпеченням питної води нормативної якості у низці міст Подніпров'я.

В той же час відомості про кругообіг ГР у водних об'єктах залишаються надзвичайно обмеженими. Дослідження кількісних характеристик і просторово-часового розподілу ГР у поверхневих водах України, закономірностей їхньої трансформації і перерозподілу у водному середовищі, участі у процесах самоочищення та ролі у транспортуванні мікрополютантів у водних об'єктах різного типу і визначили актуальність даної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за проблемою дисертації виконувались відповідно до планів науково-дослідних робіт Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту МНС і НАН України (УкрНДГМІ) за участі автора як наукового керівника та виконавця держбюджетних і госпдоговірних тем, які входили до складу бюджетних програм:

- “Наукове забезпечення гідрометеорологічної діяльності” (1994-2002 рр.), “Прикладні наукові та науково-технічні розробки з пріоритетних напрямів у сфері гідрометеорологіі” (2003-2006 рр.), “Прикладні наукові та науково-технічні розробки, виконання робіт за державними цільовими програмами і державними замовленнями у сфері гідрометеорології, фінансова підтримка підготовки наукових кадрів” (2007-2011 рр.): “Підготувати огляд "Хімічний склад і якість поверхневих вод України за 1991-1995 рр.”. Тема Х.I.4, 1995 р., № держреєстрації 0196U017694; “Методологія дослідження транспорту, фізико-хімічної трансформації та акумуляції важких металів в абіотичних компонентах водних систем”. Тема IV.1, 1996-1997рр., № держреєстрації 0196U017697; “Підготувати аналітичну довідку про хімічний склад та якість поверхневих вод України за 1996-1997 рр.”. Тема Х.I.4, 1998 р., № держреєстрації 0198U000957; “Розробити та впровадити в Державну систему спостережень багатофункціональні бази даних по хімічному складу та якості поверхневих вод, донних відкладів, ґрунтів”. Тема VIII.16, 1998 р., № держреєстрації 0198U004794; “Розробити науково - обґрунтовані пропозиції по оптимізації мережі гідрохімічних спостережень поверхневих вод України”. Тема IХ.4, 1998 р., № держреєстрації 0198U004795; “Підготувати огляд “Хімічний склад та якість поверхневих вод, ґрунтів”. Тема Х.I.7, 1999 р. № держреєстрації 0198U004797; “Підготувати огляд ”Хімічний склад та якість поверхневих вод України”. Тема V.1 2000 р., № держреєстрації 0100U003629; “Виявити основні закономірності та провести кількісну оцінку впливу природних і антропогенних факторів у формуванні хімічного складу та якості поверхневих вод України”. Тема V.2, 2001-2002 рр., № держреєстрації 0101U003778; “Розробити державні стандарти та керівні документи в галузі гідрометеорології”, розд. 8 “Підготувати “Керівництво з хімічного аналізу поверхневих вод суші”. Тема VIII.1, 2002-2004 рр., № держреєстрації 0101U003776; “Дослідити умови та виявити основні чинники формування хімічного складу та якості поверхневих вод річкових басейнів України”. Тема № 10/03, 2003-2005 рр., № держреєстрації 0103U006559; “Розроблення методології і технології прогнозування та оцінки стану поверхневих вод”. Тема № 21/06, 2006-2008 рр., № держреєстрації 0106U007590; “Науковий супровід існуючої системи моніторингу поверхневих вод України та розроблення принципів та методології її модернізації у відповідності з міжнародними стандартами”. Тема 15/09, 2009-2011 pp., № держреєстрації 0109U005588;

- Комплексної програми НАН України “Мінеральні ресурси України” (2003-2006 рр. та 2007-2009 рр.): “Оцінка сучасного екологічного стану поверхневих вод України з метою їх ефективного господарського використання”. Тема № 13.4 (04+05+06), 2004-2006 рр., № держреєстрації 0104U006839; “Гідрохімічне районування поверхневих вод України за основними показниками хімічного складу”. Тема 15.07, 2007-2009 рр., № держреєстрації 0107U009657;

- комплексу Державних науково-технічних програм на замовлення Мінприроди України: “Створення технічних та системних засобів моніторингу навколишнього природного середовища” (2001-2005 рр.), Національної програми з екологічного оздоровлення р. Дніпро та поліпшення якості питної води (1996-2000 рр.): “Розробка та впровадження багатофункціональної комп'ютерної інформаційно-аналітичної системи “Хімічний склад та якість поверхневих вод басейнів Сіверського Донця, Дунаю, Дністра та Південного Бугу”. Тема № 5/040201/09, 2001-2003 рр., № держреєстрації 0101U007504; “Еколого-економічна оцінка зниження рівня водосховищ дніпровського каскаду”. Тема №12/1180/19, 2004-2005 рр., № держреєстрації 0104U008717; “Розробка регіональної комп'ютерної експертної системи для передачі, збереження та обробки екологічної інформації з метою підготовки та прийняття управлінських рішень (на прикладі басейну р. Західний Буг та річок Криму)”; Тема № 13/1180/19/2, 2004 р., № держреєстрації 0104U008718; “Розробка регіональної комп'ютерної експертної системи для передачі, збереження та обробки екологічної інформації з метою підготовки та прийняття управлінських рішень (на прикладі басейну р. Сіверський Донець та річок Приазов'я)”. Тема № 14/1180/19/2, 2004 р., № держреєстрації 0104U008716;

- державного замовлення з пріоритетного напряму розвитку науки і техніки України “Охорона навколишнього природного середовища” (1998-2000 рр.): “Розробити та впровадити програмно-моделюючий комплекс кількісної оцінки токсичних форм важких металів у природних водах”. Тема № 8/11-98, 1998-2000 рр., № держреєстрації 0198U000437; “Кількісна оцінка надходження, розподілу та трансформації гумусових речовин у водосховищах дніпровського каскаду для прогнозування їх впливу на якість водних екосистем та вдосконалення методик водопідготовки”. Тема 8/47, 2000-2004 рр., № держреєстрації 0100U004831;

- програми фонду фундаментальних досліджень Міністерства освіти і науки України (2001-2006 рр.): “Розробка теоретичних основ та кількісна оцінка процесів самоочищення та вторинного забруднення водних екосистем до важких металів (на прикладі водосховищ дніпровського каскаду)”. Тема Ф7/432, 2001-2006 рр., № держреєстрації 0102 U000208;

- міжнародної програми українсько-канадського співробітництва “Розвиток управління навколишнім середовищем в Україні (район басейну р. Дніпро)” з Канадським Центром досліджень міжнародного розвитку (IDRC) (1994-1997 рр.): “Комплексна оцінка забруднення водних мас та донних відкладів дніпровських водосховищ важкими металами, радіонуклідами та пестицидами”, 1994-1995 рр.; “Оцінка сучасного рівня хімічного забруднення води та донних відкладів дніпровських водосховищ”, 1995-1997 рр., № контракту 93-09505-9210-4;

- міжнародної програми Глобального екологічного фонду (GEF) “Екологічне оздоровлення міжнародного басейну Дніпра” (1998-2000 рр.): “Розробка та впровадження міжвідомчої інформаційно-аналітичної бази даних “Хімічний склад та якість поверхневих вод басейну Дніпра”, 1998-2000 рр., № контракту ОС 97-0003-9124;

- на замовлення ВП “Запорізька АЕС”: “Гідроекологічний моніторинг водних об'єктів регіону розташування Запорізької АЕС. Математичне моделювання процесів міграції і акумуляції радіоактивних і хімічних речовин у водних екосистемах”. Тема № 3/96, 1996-1998 рр., № держреєстрації 0196U013374; “Кількісна оцінка джерел надходження міді у водойму-охолоджувач Запорізької АЕС та розробка рекомендацій з мінімізації її негативного впливу на екосистему водойми-охолоджувача та прилеглу акваторію Каховського водосховища”. Тема 7-2004, 2004-2008 рр., № держреєстрації 0108 U000050.

Мета і завдання дослідження. Мета дисертаційної роботи - комплексне дослідження процесів міграції і розподілу ГР між абіотичними компонентами у поверхневих водних об'єктах України, вивчення їхніх властивостей і закономірностей трансформації за дії різних чинників середовища та напрацювання методичних підходів щодо моделювання виносу ГР з поверхні водозбору.

Для досягнення поставленої мети вирішувались такі завдання:

– розробка методологічних засад вивчення шляхів міграції ГР у поверхневих водоймах і водотоках;

– аналіз та узагальнення формування системних уявлень про будову і склад ГР;

– дослідження на основі басейнового підходу просторово-часових закономірностей розподілу ГР у водних об'єктах з різними характеристиками гідрологічного режиму та мінералізації води;

– типізація водних об'єктів України за вмістом ГР;

– вивчення кількісних параметрів розчинності різних фракцій ГР та їхнього впливу на формування кольоровості води;

– дослідження молекулярно-масового розподілу ГР різних абіотичних компонентів та його змін у системі “ґрунт - вода - донні відклади”;

– дослідження основних функціональних груп ГР;

– вивчення механізмів і кінетичних параметрів трансформації ГР у системі “вода - тверда фаза”;

– оцінка просторового і вертикального розподілу ГР у донних відкладах і вірогідності їхнього надходження у водне середовище за дії різних чинників;

– дослідження внутріводоймової трансформації ГР;

– натурне та експериментальне дослідження умов формування стоку ГР і розробка балансової моделі їхнього виносу на прикладі каскаду дніпровських водосховищ;

– вивчення комплексоутворювальних властивостей ГР щодо важких металів;

– дослідження основних форм міграції ГР у поверхневих водних об'єктах;

– напрацювання методичних підходів з моделювання виносу ГР з поверхні водозбору.

Об'єкт і предмет дослідження. Об'єкт дослідження - поверхневі водні об'єкти України різного типу в ієрархії від суббасейнів до басейнів основних річкових систем, серед яких найвищий пріоритет і поглиблене вивчення були надані басейну Дніпра та каскаду дніпровських водосховищ.

Предмет досліджень - процеси міграції, накопичення і трансформації ГР у поверхневих водних об'єктах та особливості їхнього розподілу між абіотичними компонентами водних екосистем залежно від прояву різних чинників середовища.

Методи дослідження. В основу розробки методології вивчення ГР було покладено системний підхід, що базувався на засадах загальної теорії систем, регіональних гідрохімічних систем (С.І. Сніжко, 2006), а також елювіальних геосистем (М.А. Глазовська, 1988). Міждисциплінарний характер досліджень ГР зумовив використання фундаментальних принципів ґрунтознавства, розроблених І.В. Тюріним, В.В. Пономарьовою, М.М. Кононовою, І.С. Каурічевим, Д.С. Орловим. Визначення вмісту ГР проводили відповідно до положень систематичного аналізу органічних речовин (Г.М. Варшал та І.С. Сіроткіна, 1974). Для вивчення вмісту та властивостей ГР у водних об'єктах використовували методи іоно-обмінної і гель-проникаючої хроматографії, мембранного фільтрування, розділення у кислому середовищі з наступним фотоколориметричним визначенням ГР, термодинамічного і математичного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у вирішенні важливої географічної науково-прикладної проблеми і включає такі положення:

– вперше розроблено теоретичні засади і методологічні основи дослідження чинників і процесів надходження ГР з поверхні водозборів та їхньої внутріводоймової трансформації;

– вперше проведено багаторічний (1994-2010 рр.) цикл системних гідрохімічних досліджень щодо вмісту ГР у поверхневих водах України та особливостей їхнього просторово-часового розподілу та виконано картування за показниками кольоровості води і вмісту гумінових (ГК) і фульвокислот (ФК) засобами ГІС;

– розраховано коефіцієнт водної міграції ГР і виконано районування водних об'єктів України за зазначеним показником;

– вперше в умовах натурних досліджень і з залученням результатів лабораторних експериментів встановлено кількісні характеристики й особливості міжфазового розподілу окремих фракцій ГР і зміну їхньої молекулярної маси у системі “ґрунтовий комплекс водозборів - річкова вода - зависі - донні відклади”;

– вперше на підставі результатів натурних та експериментальних досліджень з використанням результатів лабораторних експериментів показано, що основні трансформаційні зміни ГР відбуваються у системі “вода - завислі частинки”, що призводить до кардинальної зміни співвідношення основних фракцій ГР у складі донних відкладів порівняно з ґрунтовим комплексом;

– встановлено, що серед різноманітних сорбентів максимальною сорбційною ємністю щодо ГР характеризуються оксиди і гідроксиди Fe, Al, Mn. Шляхом лабораторних експериментів отримано ізотерми сорбції ГР гідроксидами Fe і глинистими мінералами донних відкладів дніпровських водосховищ;

– вперше розраховано кількісні показники виносу ГР з поверхні водозбору р. Прип'ять і показано роль окремих складників живлення у формуванні стоку ГР. На підставі одержаних даних розраховано матеріальний баланс ГР каскаду дніпровських водосховищ і показано роль р. Прип'ять як основного джерела надходження ГР;

– вперше показано, що каскад дніпровських водосховищ - це потужний геохімічний бар'єр з виведення із фази розчину ГР і зв'язаних з ними полютантів у донні відклади. Основну бар'єрну функцію у каскаді відіграють верхні водосховища - Київське та Канівське;

– вперше показано, що у водоймах з уповільненим водообміном для ФК властива не тільки транспортувальна, а й акумулятивна функція;

– вперше на основі вивчення структури вертикального розподілу ГР у донних відкладах виконано ретроспективний аналіз надходження ГР до водосховищ дніпровського каскаду;

– шляхом термодинамічного моделювання вперше вивчено співіснуючі форми ГК і ФК у поверхневих водах та встановлено, що основні фізико-хімічні форми ФК визначаються конкуренцією між кальцієм і ферумом. Кількісно показано наявність вільних фульват-іонів, які визначають комплексоутворювальну здатність ФК і можуть бути однією з важливих характеристик буферної ємності водних систем стосовно важких металів;

– вперше напрацьовано основні засади моделювання виносу ГР з поверхні водозбору.

Теоретичне і практичне значення отриманих результатів. За результатами проведених автором досліджень вирішено важливе науково-прикладне завдання, пов'язане з міграцією ГР і зв'язаних з ними токсикантів у поверхневих водах, що базується на поєднанні географічних підходів вивчення умов і чинників формування стоку ГР з фізико-хімічними процесами їхньої трансформації у водному середовищі.

Наукове та практичне значення роботи полягає як у використанні окремих теоретичних, методичних і прикладних розробок, так і в застосуванні системного підходу для дослідження міграції ГР. Автором розроблено методологію та на прикладі поверхневих вод України виконано комплексне дослідження ГР, що розкриває сутність основних закономірностей їхнього просторово-часового розподілу у водних об'єктах України та фізико-хімічних процесів, які визначають надходження ГР і їхню внутріводоймову трансформацію.

Отримано характеристики кількісного вмісту ГР для основних річкових басейнів України і каскаду дніпровських водосховищ і досліджено особливості їхнього гідрохімічного режиму. Обґрунтовано використання зонального підходу для характеристики розподілу ГР у поверхневих водах України.

Запропоновано та реалізовано на прикладі каскаду дніпровських водосховищ схему вивчення ГР шляхом поєднання географічних підходів оцінки просторової та часової диференціації їхнього вмісту у системі “вода - завислі речовини - донні відклади” та аналізу фізико-хімічних процесів, що визначають трансформацію ГР.

На підставі результатів натурних досліджень, виконаних на водосховищах дніпровського каскаду протягом 1995-2010 рр., зроблено узагальнення щодо основних закономірностей надходження, трансформації та виносу ГР. Матеріали дисертації слугували теоретичною базою для оцінки впливу природних чинників на формування хімічного складу та якості води басейну Дніпра.

Зроблено теоретичне припущення та на підставі отриманих результатів досліджень визначено кількісні параметри самоочищення поверхневих вод басейну Дніпра від ГР і зв'язаних з ними мікрополютантів.

Удосконалено методику визначення стоку ГР речовин шляхом оцінки їхнього виносу та виконано зазначені розрахунки для р. Прип'ять та інших великих приток Дніпра. Обґрунтовано ідею про визначальний вплив р. Прип'ять як головного постачальника ГР до каскаду дніпровських водосховищ на формування фізико-хімічних умов зазначеної водної системи.

Досліджено гідрофізичні та фізико-хімічні умови емісії ГР з поверхні водозбору та зроблено висновок про конвективно-дифузійний характер їхнього надходження у річкові води. Запропоновано алгоритм математичного моделювання виносу ГР.

Адаптовано для поверхневих вод України використання програмно-моделювального комплексу, основаного на вирішенні завдань рівноважної термодинаміки, для дослідження співіснуючих форм ГР. Показано основні форми міграції ФК у водних об'єктах різного типу.

Результати проведених досліджень слугували основою для розробки методів прогнозування надходження ГР на Деснянський і Дніпровський водозабори м. Київ. На основі виконаних робіт розроблено схему вдосконалення водопідготовки для забезпечення Києва питною водою нормативної якості, яка використовується у практичній роботі ВАТ “Київводоканал”.

Отримані матеріали ввійшли складовою частиною під час виконання Комплексної програми НАНУ ”Мінеральні ресурси України”: “Оцінка сучасного екологічного стану поверхневих вод України з метою їх ефективного господарського використання” та використані в ході підготовки розділів “Стан поверхневих вод” та “Оцінка якості води за гідрохімічними показниками” до “Національної доповіді про стан навколишнього природного середовища” (щорічно протягом 2000-2010 рр.). Результати виконаних робіт увійшли складовою частиною до монографій “Аналітична хімія поверхневих вод” (2007 р.) та “Гідрохімічний довідник. Поверхневі води України. Гідрохімічні розрахунки. Методи аналізу” (2008 р.).

Наукові та прикладні результати роботи є важливою базою для розробки теоретичних і прикладних засад оцінки буферної ємності водних екосистем та обґрунтування концепції ризику забруднення поверхневих вод. Отримані дані можуть бути використані державними органам управління (Міністерство екології, Міністерство надзвичайних ситуацій, Міністерство охорони здоров'я) для оцінки і прогнозування стану довкілля та прийняття ефективних управлінських рішень.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота узагальнює результати багаторічних досліджень (1994-2010 рр.), напрям та методологію яких було розроблено та реалізовано автором самостійно. Експедиційні натурні дослідження на водних об'єктах України та лабораторні експерименти виконано під науковим керівництвом та за безпосередньої участі автора спільно із співробітниками відділу гідрохімії УкрНДГМІ: Л.О. Чернишовою, В.Я. Салівон-Песковою, С.В. Білецькою. Термодинамічні розрахунки виконано автором самостійно за моделями, розробленими за безпосередньої участі автора. Математичне моделювання емісії ГР виконано у співавторстві зі ст. наук. співр. УкрНДГМІ В.В. Лутковським. Особистий внесок автора полягав у постановці завдань, у керівництві та безпосередній участі під час проведення робіт, обробки та інтерпретації отриманих результатів і оформлення їх у вигляді наукових публікацій.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались і були оприлюднені на: X Міжнародному Симпозіумі з явищ розчинності та семінарі “Явище розчинності - застосування для покращення довкілля” (Варна, Болгарія, 2002); X Україно-Польському симпозіумі “Теоретичне та експериментальне вивчення граничних явищ та їх технологічне застосування” (Львів, 2006); VI Всеросійському гідрологічному з'їзді (Санкт-Петербург, Росія, 2004); II, IV та V з'їздах Гідроекологічного товариства (Київ, 1997; Карадаг, 2005; Житомир, 2010); Міжнародних водних форумах “АКВА Україна” (Київ, 2003 та 2007); II Міжнародній конференції “Метали у навколишньому середовищі” (Вільнюс, Литва, 2001); Міжнародній конференції з хімії та міграції актиноїдів та продуктів розщеплення в геосфері MIGRATION'07 (Мюнхен, Німеччина, 2007); XII та XXII Конференціях Придунайських країн з гідрологічного прогнозування та обґрунтування водного управління (Будапешт, Угорщина, 1994; Брно, Чехія, 2004); Міжнародній конференції “Менеджмент річкових басейнів 2003” (Лас Пальмас, Іспанія, 2003); Міжнародній конференції “Використання сучасних інформаційних технологій для оцінки екологічного стану великих річкових басейнів” (Київ, 2003); VI Міжнародній науково-практичній конференції “Вода: проблеми та рішення” (Дніпропетровськ, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції “Природничо-географічна наука і освіта: стан, перспективи та шляхи розвитку” (Київ, 2009 р.); Першій, Другій, Третій та Четвертій Всеукраїнських наукових конференціях “Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія” (Київ, 2001, 2003, 2006; Луганськ, 2009); II науково-технічній конференції, присвяченій 75-річчю Одеського державного екологічного університету “Навколишнє природне середовище - 2007: Актуальні проблеми екології та гідрометеорології; інтеграція освіти і науки” (Одеса, 2007 р.); Міжрегіональній науковій конференції “Проблеми екологічної оптимізації землекористування та водогосподарського будівництва в басейні р. Дніпро” (Київ, 1994); Науково-практичному семінарі “Визначення важких металів у воді” (Київ, 2005).

Публікації. Основні наукові положення і результати дисертаційної роботи викладено у 45 наукових працях, з них: 2 монографії, 32 статті, з яких 31 у фахових періодичних виданнях, рекомендованих ВАК України, 11 публікацій матеріалів всеукраїнських і міжнародних наукових конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, восьми розділів, висновків, списку використаних літературних джерел (492 найменування на 57 сторінках). Загальний обсяг дисертації становить 620 сторінок, з яких 312 сторінок текстової частини, 223 рисунки, 68 таблиць та 14 додатків на 107 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету й основні завдання щодо її реалізації. Відзначається наукова новизна і практичне значення отриманих результатів і показано їхній зв'язок з науковими програмами.

У розділі 1 наведено дані про загальну характеристику ГР і їхню роль у довкіллі. ГР утворюються внаслідок стохастичного процесу, в результаті якого накопичуються термодинамічно найстійкіші структури. За хімічним складом - це нерегулярні співполімери ароматичних оксикарбонових кислот. Незалежно від джерела походження для будови ГР характерна наявність ароматичного вуглецевого каркаса, заміщеного функціональними групами, серед яких переважають карбоксильні і гідроксильні, та ковалентно зв'язаної з ядром периферійної частини полісахаридно-пептидного складу.

Найпоширеніша систематика ГР базується на їхній різній розчинності у лугах і кислотах. До розчинної у воді фракції відносять ФК, які розчиняються за всього діапазону рН поверхневих вод, ГК - нерозчинні у кислотах (рН<2) та розчинні у лугах, нерозчинну фракцію ГР (гуміни) становлять міцно зв'язані з мінеральною частиною ґрунту ГК і ФК і компоненти рослинних решток, що важко розкладаються мікроорганізмами. У найбільш загальному вигляді здатність ГР до розчинення залежить від співвідношення в молекулах ароматичних сіток вуглецю, що має гідрофобні властивості, та бокових ланцюгів, які містять гідрофільні групи.

ГР - типова природна система, яка характеризується саморегуляцією, самопідтримкою і самовідновленням. Обґрунтуванням для розгляду ГР як системи є наявність системоутворюючих ознак, головна з яких - стійкість до біорозкладання за умов високої біологічної активності.

У поверхневих водах ГР формують переважну частину органічних речовин, а їхній вуглець досягає 50-85% С_орг. Наявність у складі ГР кислих функціональних груп призводить до зниження величини рН води об'єктів з високим вмістом гумусу та підвищення агресивності води. Виконане нами термодинамічне моделювання умов формування величини рН води Канівського водосховища показало, що вона відхилена від рівноважного стану внаслідок надходження ГР. Вони також відіграють значну роль у формуванні режиму О₂ вод за рахунок витрат кисню на окиснення гумусу та впливу на фітопланктон через пригнічення процесу фотосинтезу внаслідок зменшення фотичного шару води. Завдяки сильним відновлювальним властивостям ГР є другою потенціалзадавальною системою вод суші. Їхній окисно-відновний потенціал варіює у межах Е₀=0,5 В (ФК) - 0,7 В (ГК). За діапазону рН поверхневих вод зазначені властивості ГР найбільше проявляються під час зменшення у воді вмісту О₂. ГР погіршують органолептичні властивості води і підвищують її кольоровість. На сьогодні накопичено великий обсяг даних, що свідчать про виняткову роль ГР у зв'язуванні важких металів, радіоактивних елементів та органічних мікрополютантів. У водних екосистемах ГР відіграють роль домінуючого ліганда, що зв'язує зазначені речовини у стійкі комплексні сполуки і сприяє розширенню зони їхньої міграції. Утворення комплексних сполук знижує токсичність ксенобіотиків по відношенню до гідробіонтів за рахунок зменшення активності іонів та утворення високомолекулярних комплексних сполук, які не здатні дифундувати через мембрану клітини. Разом з тим ГР виявляють високу сорбційну здатність стосовно багатьох елементів, зокрема сприяють стабілізації карбонатно-кальцієвої системи. Підвищені концентрації ГР спричиняють значні ускладнення у процесі водопідготовки.

Розділ 2 присвячено висвітленню методології досліджень і методичних основ вивчення ГР у поверхневих водах. Проведене дослідження ґрунтувалося на системних уявленнях про ГР природних вод, які розглядались як басейнові системи зі структурою, утвореною генетично зв'язаними елементами: запасами ГР у ґрунтовому покриві водозбірних басейнів, їхнім вмістом у водах стоку, русловій частині, на зависях та у донних відкладах (ДВ) водних об'єктів. Кожному з елементів притаманні певні властивості, внаслідок прояву яких елементи вступають у відношення, забезпечуючи обмін потоками енергії і речовинами між складовими зазначеної системи. Виконані роботи були присвячені як дослідженню горизонтальної структури системи, що виявляється у географічному розподілі ГР у різних річкових басейнах, так і вивченню фізико-хімічних процесів, що визначають взаємовідношення між елементами системи ГР і закономірності міграції та трансформації ГР за різних бінарних взаємодій.

Системне охоплення передбачало комплексне вивчення системи ГР у цілому, її структурних складових, напрями досліджень властивостей ГР, провідних чинників впливу та їхній розподіл за сутністю впливу та групами змістовного, часового чи просторового характеру. Одне з головних джерел надходження ГР до річкових систем - органічна речовина ґрунтового покриву водозборів. Під час контакту з атмосферними опадами ГР надходять до поверхневих вод і впливають на низку фізико-хімічних процесів у водному середовищі. Для розуміння особливостей поведінки ГР в окремих річкових басейнах вивчали закономірності формування їхнього стоку, сезонного розподілу, основні фізико-хімічні процеси, що впливають на надходження і трансформацію ГР. Процеси самоочищення води визначали шляхом вивчення закономірностей розподілу ГР у системі “вода - завислі речовини - ДВ”. Крім кількісних параметрів, досліджували основну характеристику ГР - їхній молекулярно-масовий розподіл. Вивчення вмісту ГР у порових розчинах ДВ дозволило розробляти прогнози ймовірності вторинного надходження ГР до водного середовища.

Незважаючи на очевидну важливість кількісної оцінки процесів формування стоку ГР, ця проблема далека від свого вирішення. Перспективними для зазначеного питання виявилися методи складання балансу речовин у водному об'єкті. Розробка концептуальної моделі та кількісна оцінка окремих складових балансу дозволили оцінити внесок окремих чинників у формування виносу досліджуваних речовин, зрозуміти механізм їхнього геохімічного переносу та розробити методи прогнозування.

Системне уявлення про зміст системи досліджень на підставі системного охоплення досягалося побудовою математичної моделі механізму формування вмісту ГР за взаємозв'язками процесів, що реалізовано на мезомасштабному рівні річкових басейнів і мікрорівні стокових площадок. Для опису міграції ГР використано конвективно-дифузійну модель масопереносу речовин. Шляхом термодинамічного моделювання висвітлено роль ГР у міграції окремих важких металів і вивчено основні співіснуючі форми розчинених ГР.

Системна організація досліджень вміщувала передусім планування принципів і застосування засобів отримання емпіричної інформації про зміст і стан системи ГР різної ієрархії. ГР не входять до програми регулярних спостережень жодного з відомств України. Для їхнього вивчення було організовано цільові експедиційні дослідження на різних водних об'єктах України та проводились лабораторні та натурні експерименти.

У розділі 2 також охарактеризовано основні методи виділення ГР з твердої та рідкої фаз, їхнє розділення на окремі фракції, а також методики кількісного визначення ГР і дослідження їхніх основних властивостей у воді.

У розділі 3 наведено результати вивчення окремих властивостей ГР. Міграція останніх у поверхневих водах визначається їхньою здатністю до розчинення. Транспортувальна функція ГР визначається переважно ФК за рахунок формування легкорозчинних комплексних сполук з катіонами та гідроксидами металів. Серед ГК, як встановлено за результатами моделювання, зазнають розчинення не більше 2,2% їхньої масової частки у ґрунтах. Кількісні характеристики розчинених ГР (на прикладі сірих лісових ґрунтів) визначаються їхнім вмістом у зоні промочування та формою знаходження у поровому розчині (солі катіонів z=1 чи z=2, комплексні сполуки).

ГР поглинають хвилі голубої ділянки видимого спектра та УФ-радіації, що спричиняє їхнє жовте забарвлення, а після розчинення ГР надають кольоровості воді. На 40-60% воно зумовлене структурними одиницями ароматичного каркасу, в той час як кислотні функціональні групи не мають істотного впливу на світлопоглинання ГР (Михайлова, Орлов, 1986). На основі експериментальних робіт нами встановлено, що за кількісних характеристик і співвідношення окремих фракцій ГР у природних водах кольоровість останніх визначається саме менш забарвленими ФК, 1 мг яких формує у середньому 5? кольоровості води за Cr-Co шкалою. Оптична густина розчинів ФК та ГК прямо залежить від величини рН і у діапазоні значень від 2 до 12 одиниць зростає за лінійною залежністю.

Подібно до ґрунтових ФК серед функціональних груп розчинених у воді ФК переважають кислотні -СООН та -ОН групи, сукупний вміст яких досягає 38-55% і збільшується із підвищенням біопродуктивності водойм.

Аналіз молекулярно-масового розподілу (ММР) ГР поверхневих вод свідчить про їхню гетерогенну природу. Зокрема, ГК характеризуються високою молекулярною масою (ММ), середньозважена величина якої () коливається у межах 11-19 кДа, та значною полідисперсністю, що змінюється від 2,5 до 3,3. ФК -більш низькомолекулярні та гомогенні, їхня варіює у вужчих межах - від 0,9 до 1,0 кДа, а середній ступінь полідисперсності становить 1,9.

На шляху від ґрунтового покриву до водних об'єктів ММР ГР зазнає значних змін. ГК торф'янистих ґрунтів характеризуються такими величинами ММ: досягає 59,0 кДа, а відносна частка фракції з ММ >60-70 кДа становить 51%. Внаслідок контакту ГК із атмосферними опадами у розчин переходять їхні найбільш низькомолекулярні фракції з гідрофільними властивостями. Високомолекулярні гідрофобні фракції ГК схильні до утримання у зоні ґрунтотворення, відтворюючи акумулятивну функцію гумусу. У водах ґрунтового стоку зони аерації, отриманого шляхом дощування дослідної ділянки, ГК зменшувалась до 38,9 кДа.

Як показали експериментальні дослідження, вимивання ФК із ґрунту відбувається переважно за рахунок мономерів з ММ ?400 Да. В той же час у водах ґрунтового стоку зони аерації вміст найбільшої за ММ фракції ФК (>1000 Да) становить 42%, відносна частка мономерів не перевищує 27%. Причиною цього є агрегатна нестійкість ГР і утворення асоційованих форм ФК внаслідок їхньої високої концентрації, що досягала 85 мг/дм³.

Для ММР ГР річкових вод характерне домінування їхніх найменших за ММ фракцій (ГК - ?0,25 кДа, ФК - ?400 Да), частка яких для ГК становить 50-65%, а для ФК ~ 50%.

Сезонна трансформація ММР ГК і ФК у водних екосистемах різнонаправлена. Навесні у складі ГК спостерігається найбільший вміст високомолекулярних фракцій внаслідок їхнього вимивання з ґрунтового покриву. Висока здатність до сорбції зависями сприяє виведенню зазначеної складової ГР із фази розчину і поступовому зсуву ММР ГК у літній період у бік нижчих ММ.

На відміну від ГК, відносний вміст найменшої за ММ фракції ФК не домінує протягом усього року. У весняний період у складі ФК різко зростає кількість мономерних форм (?400 Да), їхній вміст набуває найбільших за рік значень і суттєво переважає над кількістю всіх інших за ММ фракцій ФК. З настанням літньо-осінньої межені вміст низькомолекулярних форм ФК скорочується вдвічі. Відповідно спостерігається зростання відсоткового вмісту найбільшої за ММ фракції ФК (?1 кДа). Такий характер зміни ММР свідчить про те, що основні перетворення розчинених у воді ФК спричинені їхньою асоціацією та утворенням крупніших форм внаслідок міжмолекулярної взаємодії.

Самоочищення водних мас від ГР і зв'язаних з ними токсикантів відбувається за рахунок сорбції та наступної седиментації найбільш високомолекулярних форм ГР. Як показали отримані нами дані, відносний вміст найбільшої за ММ фракції ГК на зависях на ~10% переважає аналогічний показник ГК у розчині, а значення ГК_завис майже удвічі більше порівняно з ГК_розч. Для ФК також спостерігалося перевищення відносного вмісту їхніх найбільш високомолекулярних форм (?1 кДа) на зависях порівняно з розчином, що становило у р. Прип'ять та р. Десна відповідно 18,5% та 13,6%. У ДВ, як показано на прикладі Кременчуцького водосховища, зазначене перевищення для ГК досягло 2,4 раза, а для ФК - 1,8 раза. Отримані результати дозволили зробити висновок, що механізм самоочищення водних мас від обох фракцій ГР є однаковим, а ГК, які мають більшу ММ, значною мірою зазнають впливу цього процесу. Кількість сорбованих форм ГР залежить від каламутності води.

У розділі 4 наведено узагальнені результати просторового розподілу ГР у поверхневих водах України. В результаті багаторічних натурних спостережень (1994-2010 рр.), виконаних у межах основних річкових басейнів України, серед яких найвищий пріоритет був наданий басейну Дніпра та каскаду дніпровських водосховищ, встановлено граничні межі коливання і середні значення кольоровості, перманганатної (ПО) і біхроматної (БО) окиснюваності води, вмісту ГК і ФК та співвідношень, що характеризують якісний склад ГР (ПО/БО, С_ГК:С_ФК), у різні сезони року. Зібраний матеріал став базою для розробки засобами ГІС тематичних карт кольоровості води та вмісту ГК і ФК. Встановлено, що просторова диференціація зазначених показників у поверхневих водах України значною мірою відповідає закону широтної зональності та тісно пов'язана з зонально-генетичними особливостями гумусоутворення. Граничні умови надходження ГР у розчин залежать від запасів гумусу в ґрунтах і його фракційно-групового складу, які визначаються фізико-географічними умовами. Аналіз закономірностей зміни гумусу в основних типах ґрунтів України та просторової диференціації ГР у поверхневих водах показав, що вони не збігаються за своєю спрямованістю (табл. 1). Найбільший вміст гумусу спостерігається у лісовій зоні, в районах поширення торфовоболотних ґрунтів, у вбирному комплексі яких переважають іони Н⁺. Останнє спричиняє існування ГР у вільній формі, які легко можуть вимиватися поверхневими водами. Широке співвідношення С_ГК:С_ФК свідчить про переважно фульватний склад гумусу. Середній вміст гумусу в ґрунтах окремих фізико-географічних зон збільшується у напрямку від зони мішаних лісів до лісостепової зони, а у зоні степу спостерігається його відносне зменшення. Вміст ГР у поверхневих водах, навпаки, у напрямку від зони мішаних до широколистяних лісів зменшується майже удвічі. Це пояснюється зменшенням вільних рухливих форм ГР за рахунок насичення вбирного комплексу ґрунтів основами (в першу чергу Са²⁺), що спричиняє інертність гумусу. Якщо у зоні хвойних лісів у рухливій формі перебуває 100% ГР, то у зоні широколистяних лісів - 20-30%, а у напрямку до лісостепу і степу ця кількість зменшується до 15-20% та 10-15% відповідно (Скопінцев, 1987).

Таблиця 1. Вміст гумусу у верхньому шарі ґрунтів і водних об'єктах фізико-географічних зон рівнинної частини України.

Для виявлення закономірностей розподілу гумусу в поверхневих водах нами встановлено коефіцієнт водної міграції (К_вм) ГР, який характеризує відношення вмісту ГР у воді до його вмісту в поверхневому шарі ґрунту. Останній визначали засобами ГІС як середньозважену величину для кожного досліджуваного басейну. Використання зазначеного коефіцієнта дозволило виконати схематичне районування поверхневих вод рівнинної території України за здатністю до міграції ГР. Залежно від величини К_вм виділено 3 основні зони, в яких спостерігаються близькі умови щодо здатності ГР до міграції у водах (рис. 1). Виділені зони обґрунтовуються фізико-географічним районуванням України, що є найбільш комплексною характеристикою для визначення чинників міграції хімічних речовин (Пелешенко, 1975).

Характер розподілу ГР уздовж каскаду дніпровських водосховищ як азональної системи показано на рис. 2. У верхній частині басейну Дніпра зосереджені притоки з найбільшим водним стоком і максимальними концентраціями ГР. Велика маса гумусу, що надходить до головного, Київського, водосховища в основному з водами р. Прип'ять, поступово перерозподіляється з верхньої до нижньої частини каскаду. Певну роль у формуванні ГР відіграють внутріводоймові процеси, що сприяють утворенню планктоногенного гумусу.

...