THERMODYNAMIC CONTROL OF HEXAVALENT CHROMIUM AND BORON MOBILITY IN A RIVER SYSTEM: THE ILEK RIVER CASE STUDY

Abduali Bayeshov,  Bauyrzhan Kapsalyamov,  Gulzat Zholmuratova

doi:10.37238/2960-1371.2960-138X.2026.102(2).43

Abduali Bayeshov, Bauyrzhan Kapsalyamov, Gulzat Zholmuratova ЕНУ

DOI: https://doi.org/10.37238/2960-1371.2960-138X.2026.102(2).43

Ключевые слова: шестивалентный хром (Cr(VI)); бор; Eh–pH термодинамика; взаимодействие подземных и поверхностных вод; вторичное загрязнение; аллювиальный водоносный горизонт; загрязнение рек; концепция «источник–путь переноса–рецептор»; ограничения естественного самоочищения.

Аннотация

Устойчивое загрязнение речных систем неорганическими поллютантами часто обусловлено вторичными источниками и подповерхностным переносом, а не действующими точечными сбросами. В данной работе исследованы термодинамические и гидрогеологические факторы, определяющие подвижность шестивалентного хрома (Cr(VI)) и бора (B) в техногенно нарушенной системе на примере реки Илек (Казахстан).

Полевые данные показывают, что поверхностные и связанные с ними подземные воды характеризуются нейтрально-щелочным pH (7,2–9,0) и устойчиво окислительными условиями (Eh +300…+600 мВ). Термодинамический анализ в системе Eh–pH свидетельствует, что данные условия соответствуют области устойчивости Cr(VI), что исключает его самопроизвольное восстановление до Cr(III). Бор, напротив, не зависит от окислительно-восстановительных условий и определяется кислотно-основным равновесием между H₃BO₃ и B(OH)₄⁻.

Гидрогеологический анализ показывает, что основным путём переноса загрязнителей являются подземные воды, формирующие устойчивые шлейфы в аллювиальных отложениях. Отсутствие эффективных механизмов естественного самоочищения объясняет хронический характер загрязнения и низкую эффективность мер, направленных только на поверхностные воды.

Предложена термодинамически обоснованная схема управления, включающая стабилизацию источников, восстановление Cr(VI) до Cr(III) и контроль потоков подземных вод. Результаты могут быть использованы для управления вторичным загрязнением в аналогичных системах.