Для отбора проб лизиметр (2-хлитровую бутыль с воронкой, заполненную полиэтиленовыми шариками) помещают на разных глубинах почвенного профиля. Над воронкой располагается ненарушенный почвенный керн, через который пропускается выводная трубка. Через эту трубку происходит отбор проб ручным насосом до полного опорожнения бутыли. Пропущенные через почвенный слой и отобранные затем из лизиметра воды называют лизиметрическими. Лизиметрические воды отбирают в июне, июле, августе и октябре. (Пробы были любезно предоставлены сотрудниками Лукиной Н.В. и Горбачевой Т.М. Института проблем экологии Севера, Кольский научный центр.)

Пробы из пресного лечебного аржаана Уургайлык (Тува) отбирались в мае, когда наблюдаются лишь небольшие колебания температуры. Отобранные пробы транспортировались и хранились в полиэтиленовых бутылях. Часть образцов анализировали сразу после пробоотбора и сохранили далее при температуре + 4°С. Другая часть проб сохранялась в морозильной камере, при этом для сравнения условий хранения часть из них замораживали жидким азотом.

Аппаратура. Для изучения состояния металлов, связанных с различными по размеру и природе компонентами природных вод, была использована установка, содержащая ряд связанных между собой полиметакриловых дисков, в которых находятся мембраны типа ядерных фильтров диаметром 47 мм с порами в диапазоне от 1 мкм (нижний фильтр) до 0,01 мкм (верхний фильтр). Общий внутренний объем установки и подводящих шлангов составляет 15 мл. Фракционная система в целом включает резервуары для отбора проб и промывной жидкости, многоканальный перистальтический насос, снабженный трубочками 2,06 мм фирмы Gilson Minipuls3 (Франция).

Содержание элементов в исходной пробе и во фракциях определяли с использованием масс-спектрометрии с ионизацией пробы в индуктивно связанной плазме (PlasmaQuard, VG, Англия).

Определение содержания исследуемых элементов в водных растворах проводили количественным методом с использованием образцов сравнения с содержанием исследуемых элементов 50 и 100 мкг/л.

Методика эксперимента. Система для фракционирования промывалась 0,01 M HCL до тех пор, пока содержание элементов не стало равным их содержанию в 0,01 M HCL ос.ч., и затем дистиллированной водой до нейтральной реакции. Оставшаяся вода удалялась из установки с помощью перистальтического насоса. Анализируемый образец вводился из резервуара на первой фильтрационной ступени (нижний фильтр), где часть раствора движется вдоль поверхности мембраны (тангенциальный поток) и возвращается в резервуар, а часть проходит через мембрану (фильтрационный поток). Фильтрат проникает в камеру следующего, находящегося выше диска, и также частично рециркулируется; процесс повторяется на каждой ступени, снабженной мембранами с меньшими размерами пор. Специальные регулирующие краны используются для управления скоростями потоков, с целью уменьшения образования намывной мембраны на поверхности фильтра и устранения явления концентрационной поляризации.

Анализируемая проба прокачивалась с фильтрационной скоростью 2 мл/мин и циркуляционной скоростью 0,6 мл/мин. При такой скорости пропускания, после прокачивания всего объема пробы, пробу пропускали в замкнутом цикле еще 40 мин. При таком режиме через установку проходит 5-тикратный объем пробы и таким образом реализуются равновесные условия, при этом коэффициент проникновения частиц данного размера равен ~ 1 [5]. После разделения выделенные фракции накапливались в соответствующих камерах, из которых с помощью шприцов проводился отбор проб для последующего анализа.