Оценка токсичности и загрязнения донных отложений полигонов северо-западной части Черного моря тяжелыми металлами
Сравнительная характеристика загрязнения донных отложений двух морских полигонов: "Одесского региона" и "Взморья Килийского гирла Дуная" Северо-Западной части Черного моря по результатам биотестирования и химического анализа. ЛСреднее содержание ртути.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.07.2020 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оценка токсичности и загрязнения донных отложений полигонов северо-западной части Черного моря тяжелыми металлами
С. Е. Дятлов
Приводится сравнительная характеристика загрязнения донных отложений двух морских полигонов: «Одесского региона» и «Взморья Килийского гирла Дуная» Северо-Западной части Черного моря по результатам биотестирования и химического анализа.
Ключевые слова: Одесский регион; взморье Килийского гирла Дуная; донные отложения; тяжелые металлы; биотестирование; Черное море.
Основными источниками загрязнения северо-западной части Черного моря (СЗЧМ) являются речной сток, морские порты, сбросы сточных, дренажных, ливневых и льяльных вод. О высоком химическом загрязнении воды и донных отложений СЗЧМ свидетельствуют многие авторы [2, 6, 10]. В отношении антропогенного загрязнения, донные отложения более консервативны, чем вода, однако после интенсивных обложных дождей на водосборных площадях, реки выносят в море огромное количество взвешенных веществ с адсорбированными на их поверхности тяжелыми металлами, после осаждения которых, в морских донных отложениях происходят количественные и качественные изменения [1, 8]. Для оценки пространственного распределения загрязняющих веществ в донных отложений в последнее время используют ГИС-технологии [7, 9].
Целью данной работы было сравнение уровней токсичности и загрязнения донных отложений полигонов, расположенных в украинской части Черного моря.
Литологическая характеристика полигонов
«Одесский регион». Состав донных отложений контролируется глубиной и скоростью придонных течений. До глубин 10 м осадки представлены преимущественно средне-мелкозернистыми песками с примесями алевро-пели- товой составляющей и раковинно-детритом. В прибрежной зоне встречаются техногенные отложения, возникшие за счет хозяйственной деятельности. На
поверхности дна северной части полигона распространены алевритовые илы и ракушечники. В его северо-восточной части полигона располагается Одесская банка, представленная отложениями разнозернистых песков и ракушечников. Центральная часть характеризуется распространением преимущественно илов, алевритов биогенного и полигенного происхождения, реже илами песчанистыми. В юго-западной части находится Днестровская банка, отложения которой представлены терригенными и биогенными песками, раковинным детритом и ракушей. В южной части также распространены ракушечники, илы полигенные и биогенные с песком и ракушей. В восточной части полигона преобладают илы.
«Взморье Дуная» сформировано за счет твердого стока из гирл р. Дуная. Отложения взморья представлены аллювиальными осадками, состоящими из алевро-пелитовых илов, органогенных песков карбонатного состава, ракуши и ее детрита. Северная часть представлена терригенно-биогенными песками и полигенными алевритовыми илами, на северо-западе преобладают терригенно- биогенные пески. Центральная часть представлена алевритовыми илами и ракушечниками. Южнее - на выходе Старостамбульского гирла - терригенные пески, пелитовые илы с ракушей.
Материалы и методы исследований
Исследования проводили на двух основных полигонах комплексного мониторинга в летний период 2014 и 2015 гг.: «Одесский регион СЗЧМ» (далее - «Одесский регион»), площадь полигона - 2685 км2, средняя глубина 13,31±2,22 м, среднее расстояние между станциями - 4,94±0,40 км, диапазон 2,79-7,29 м; и «Взморье Килийского рукава Дуная» (далее - «Взморье Дуная»), площадь полигона - 2005 км2, средняя глубина - 15,21±1,31 м, среднее расстояние между станциями - 4,31±0,64 км, диапазон 1,42-8,25 км. Пробы донных отложений отбирали с помощью дночерпателя Петерсена с площадью захвата 0,1 м2.
Острую токсичность водных экстрактов донных отложений определяли в Институте морской биологии НАНУ с использованием лабораторных культур Hyalella azteca (Saussure, 1858), (Amphipoda: Hyalellidae), адаптированных к черноморской морской воде (18 %о) [9]. При оценке уровней загрязнения полигонов была использована методология Водной рамочной директивы ЕС [13] (табл. 1).
Содержание тяжелых металлов (As, Cd, Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Co, Cr) в пробах определяли в лабораториях Украинского НИИ медицины транспорта МЗО Украины по [4, 5]. В связи с отсутствием в Украине ПДК для донных отложений, был использован критерий Target value (TV), разработанный в Нидерландах [12] и широко используемый в странах ЕС. Значения TV для морских донных отложений приведены в табл. 2.
Таблица 1
Шкала токсичности водных экстрактов донных отложений
|
Бал интегральной токсичности |
Смертность тест-объекта, % |
Класс токсичности |
Класс экологического состояния [8] |
Цветная шкала |
|
|
і |
<10 |
не токсично |
отлично |
синий |
|
|
2 |
10-20 |
слабо токсично |
хорошо |
зеленый |
|
|
3 |
21-33 |
умеренно токсично |
удовлетворительно |
желтый |
|
|
4 |
34-50 |
токсично |
плохо |
оранжевый |
|
|
5 |
>50 |
сильно токсично |
очень плохо |
красный |
Таблица2
Значения критерия Target value для морских донных отложений
|
Металлы |
Cd |
Hg |
Cu |
Ni |
Pb |
Zn |
Cr |
As |
Co |
|
|
Target value (TV), мкгт-1 |
0,8 |
0,3 |
36 |
35 |
85 |
140 |
100 |
29 |
9 |
Карты пространственного распределения классов качества донных отложений были построены в программе Map-Info в соответствии с Водной рамочной директивой ЕС [13].
Результаты и их обсуждение
Среднее содержание ртути в донных отложениях полигона «Одесский регион» составило 0,21 мкгт-1 (0,7 TV), а полигона «Взморье Дуная» - 2,26 мкгт-1 (7,53 TV) (табл. 3). Таким образом, можно констатировать, что Дунай является важнейшим источником поступления ртути в море.
Загрязнение донных отложений отражает не сиюминутную ситуацию в море, а складывается под влиянием потоков загрязняющих веществ в воде, и интенсивностью оседания взвешенных частиц с адсорбированными на их поверхности загрязняющими веществами. Зона чистой воды (класс 1, «отлично») формируется за счет притока в летнее время чистых вод из Днепро-Бугского лимана (рис. 1).
По результатам биотестирования к классу 3 «удовлетворительно» относятся донные отложения, ограниченные снаружи ст. 15-19 и 21 (рис. 1). Загрязнение осадков этой акватории формируется за счет сброса льяльных вод [3] с рейдовой стоянки судов (ст. 5), ливневых и сточных вод. Окаймляет эту акваторию донные отложения, отнесенные к классу 2 «хорошо», осадки остальной части полигона относятся к классу 1 «отлично».
токсичность донный загрязнение морской
Диапазон содержания тяжелых металлов на полигонах
«Одесский регион» и «Взморье Дуная»
Таблица 3
|
Диапазон |
Тяжелые металлы, мкгт 1 с.м. |
|||||||||
|
ня |
1п |
Си |
РЬ |
As |
Сй |
Со |
N |
Сг |
||
|
Одесский регион |
||||||||||
|
тт |
0,00 |
1,02 |
0,38 |
0,49 |
0,56 |
0,00 |
0,26 |
0,23 |
0,46 |
|
|
тах |
0,69 |
16,59 |
9,00 |
2,08 |
1,92 |
0,02 |
1,40 |
1,80 |
3,01 |
|
|
шеап |
0,21 |
6,84 |
4,42 |
1,13 |
1,36 |
0,01 |
1,14 |
0,96 |
1,39 |
|
|
Взморье Дуная |
||||||||||
|
тт |
0,45 |
6,56 |
1,36 |
0,69 |
0,00 |
0,01 |
0,50 |
5,93 |
2,29 |
|
|
тах |
9,92 |
176,19 |
26,05 |
3,21 |
24,98 |
0,36 |
9,93 |
52,66 |
30,45 |
|
|
теап |
2,96 |
44,04 |
7,22 |
1,58 |
6,69 |
0,08 |
9,43 |
20,86 |
8,01 |
Примечание: с. м. - сухая масса донных отложений.
Зона донных отложений класса 3 «удовлетворительно» формируется под влиянием выноса твердого стока из гирла Быстрое (Новостамбульское), и, подпитываясь, выносом из других гирл, смещается к югу. Эта зона окаймлена осадками класса 2 «хорошо». Также к классу 2 отнесены донные отложения из района ст. 10-2 и 10-4. С севера примыкают осадки, относящиеся по качеству к классу 1 «отлично» (рис. 2).
Рис. 2. Пространственное распределение классов токсичности донных отложений полигона «Взморье Дуная»
На полигоне «Одесский регион» наиболее загрязненными по индексу «суммаTV» были ст. 19 (2,76), ст. 21 (2,07), 24 (1,84) (табл. 4). Наибольший вклад в загрязнение донных отложений вносили: ртуть (11,77), медь (2,09) и кобальт (1,50). Со сточными, дренажными и ливневыми водами г. Одессы в море ежегодно поступает 31,19 г растворенной формы ртути.
Таблица 4
Содержание тяжелых металлов в донных отложениях полигона «Одесский регион» и долей Target value
|
Номера |
Тяжелые металлы, мкг-дм-3 |
Сумма |
|||||||||
|
станций |
As |
Cd |
Hg |
Pb |
Zn |
Cu |
Ni |
Co |
Cr |
долей TV |
|
|
2 |
0,02 |
0,00 |
0,10 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,01 |
0,23 |
|
|
3 |
0,04 |
0,01 |
0,03 |
0,02 |
0,06 |
0,13 |
0,03 |
0,10 |
0,02 |
0,44 |
|
|
4 |
0,04 |
0,01 |
0,23 |
0,01 |
0,05 |
0,14 |
0,03 |
0,08 |
0,01 |
0,60 |
|
|
5 |
0,06 |
0,03 |
0,00 |
0,02 |
0,07 |
0,20 |
0,04 |
0,15 |
0,02 |
0,59 |
|
|
6 |
0,02 |
0,01 |
0,20 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,01 |
0,34 |
|
|
7 |
0,02 |
0,01 |
0,33 |
0,01 |
0,01 |
0,03 |
0,01 |
0,05 |
0,01 |
0,48 |
|
|
9 |
0,02 |
0,01 |
0,43 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,01 |
0,03 |
0,01 |
0,56 |
|
|
15 |
0,07 |
0,03 |
1,03 |
0,02 |
0,09 |
0,25 |
0,05 |
0,16 |
0,03 |
1,72 |
|
|
16 |
0,04 |
0,03 |
0,23 |
0,02 |
0,04 |
0,17 |
0,04 |
0,11 |
0,02 |
0,68 |
|
|
17 |
0,03 |
0,01 |
1,33 |
0,02 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,05 |
0,01 |
1,49 |
|
|
18 |
0,05 |
0,01 |
1,17 |
0,01 |
0,01 |
0,04 |
0,03 |
0,09 |
0,01 |
1,44 |
|
|
19 |
0,04 |
0,01 |
2,30 |
0,01 |
0,07 |
0,18 |
0,04 |
0,10 |
0,01 |
2,76 |
|
|
21 |
0,04 |
0,01 |
1,47 |
0,02 |
0,10 |
0,25 |
0,04 |
0,12 |
0,02 |
2,07 |
|
|
22 |
0,04 |
0,03 |
0,63 |
0,02 |
0,12 |
0,25 |
0,03 |
0,10 |
0,02 |
1,23 |
|
|
24 |
0,07 |
0,03 |
1,20 |
0,02 |
0,09 |
0,22 |
0,05 |
0,14 |
0,02 |
1,84 |
|
|
27 |
0,04 |
0,01 |
0,37 |
0,01 |
0,05 |
0,14 |
0,04 |
0,08 |
0,02 |
0,75 |
|
|
41 |
0,02 |
0,01 |
0,70 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,04 |
0,00 |
0,81 |
|
|
Сумма долей TV |
0,65 |
0,26 |
11,77 |
0,23 |
0,83 |
2,09 |
0,47 |
1,50 |
0,24 |
_ |
|
|
TV |
29 |
0,80 |
0,30 |
85 |
140 |
36 |
35 |
9 |
100 |
- |
На полигоне «Взморье Дуная» (табл. 5) наиболее загрязненными были: ст. 15 (гирло Быстрое) - 39,28, ст. 8 - 30,57 (Старостамбульское гирло) и ст. 14 - 17,86
Таблица 5
Содержание тяжелых металлов в донных отложениях полигона «Взморье Дуная» и сумма Target value
|
Номера станций |
Тяжелые металлы, мкг-дм-3 |
Сумма долей TV |
|||||||||
|
As |
Cd |
Hg |
Pb |
Zn |
Cu |
Ni |
Co |
Cr |
|||
|
4 |
0,19 |
0,01 |
4,40 |
0,01 |
0,05 |
0,04 |
0,17 |
0,13 |
0,02 |
5,02 |
|
|
7 |
0,40 |
0,19 |
6,27 |
0,01 |
0,81 |
0,45 |
1,50 |
1,10 |
0,17 |
10,91 |
|
|
7-1 |
0,13 |
0,03 |
3,57 |
0,01 |
0,17 |
0,07 |
0,42 |
0,19 |
0,06 |
4,66 |
|
|
7-3 |
0,20 |
0,06 |
1,50 |
0,02 |
0,25 |
0,19 |
0,52 |
0,23 |
0,06 |
3,03 |
|
|
7-4 |
0,19 |
0,09 |
4,40 |
0,02 |
0,24 |
0,19 |
0,58 |
0,45 |
0,05 |
6,19 |
|
|
8 |
0,13 |
0,03 |
29,50 |
0,02 |
0,18 |
0,09 |
0,40 |
0,18 |
0,04 |
30,57 |
|
|
10 |
0,17 |
0,03 |
3,40 |
0,03 |
0,24 |
0,16 |
0,67 |
0,28 |
0,07 |
5,04 |
|
|
10-2 |
0,00 |
0,14 |
5,03 |
0,02 |
0,09 |
0,14 |
0,30 |
0,15 |
0,04 |
5,90 |
|
|
10-4 |
0,12 |
0,01 |
1,97 |
0,01 |
0,14 |
0,07 |
0,35 |
0,19 |
0,03 |
2,89 |
|
|
14 |
0,21 |
0,11 |
16,07 |
0,03 |
0,28 |
0,26 |
0,57 |
0,26 |
0,06 |
17,86 |
|
|
15 |
0,86 |
0,45 |
33,07 |
0,04 |
1,26 |
0,72 |
1,47 |
1,10 |
0,30 |
39,28 |
|
|
17 |
0,17 |
0,05 |
9,07 |
0,01 |
0,07 |
0,04 |
0,20 |
0,06 |
0,04 |
9,70 |
|
|
Сумма долей TV |
2,77 |
1,19 |
118,23 |
0,22 |
3,77 |
2,41 |
7,15 |
4,33 |
0,96 |
- |
|
|
TV |
29 |
0,80 |
0,30 |
85 |
140 |
36 |
35 |
9 |
100 |
- |
Наибольший вклад в загрязнение вносили: ртуть - 118,23; никель - 7,15 и кобальт - 4,33.
Выводы
На полигоне «Одесский регион» по результатам биотестирования донные отложения класса 3 «удовлетворительно» сформировались под влиянием льяльных вод с рейдовой стоянки судов, притока загрязненных вод из района Одесского морского торгового порта и СБО «Северная». Остальная часть донных отложений полигона отнесена к классам 2 «хорошо» и классу 1 «отлично».
На полигоне «Взморье Дуная» по результатам биотестирования донные отложения класса 3 «удовлетворительно» формируются выносом загрязненных речных вод из гирла «Быстрое (Новостамбульское)» - гирла Старостамбульское. Донные отложения остальной части полигона отнесены к классам 2 «хорошо» и 3 «удовлетворительно».
Среднее содержание ртути в донных отложениях полигона «Одесский регион» составило 0,21 мкгт-1 (0,7 ТУ), а полигона «Взморье Дуная» -
мкгт -1 (7,53 ТУ).
Наибольший вклад в загрязнение донных отложений полигона «Одесский регион» вносили: ртуть - 11,77ТУ, медь - 2,09 ТУ и кобальт - 1,50ТУ, а «Взморья Дуная»: ртуть - 118,23 ТУ, никель - 7,15 ТУ и кобальт - 4,33 ТУ. Таким образом, Дунай является главным источником загрязнения взморья Ки- лийского рукава ртутью.
Список использованной литературы
Дятлов С. Е. Изменчивость содержания нефтепродуктов в воде и донных отложениях Одесского региона северо-западной части Черного моря / С. Е. Дятлов, Н. Ф. Подплетная, С. А. Запорожец // Вісн. Одеськ. нац. ун-ту. Серія: Географічні та геологічні науки. - 2015. - Т. 20. - Вип. 1. - С. 159-169.
Дятлов С. Е. Токсикологическая характеристика дренажных и ливневых вод Одесского побережья / [С. Е. Дятлов, А. В. Кошелев, В. В. Адобовский, Л. Ю. Секундяк и др.] // Наук. зап. Тернопільського нац. педагогічного ун-ту імені Володимира Гнатюка. - 2015. - № 3-4. - С. 203-207.
Ковальчук Л. И. Влияние морского транспорта на экосистему Черного моря // Актуальные проблемы морской медицины. - 2010. - № 4 (20). - С. 27-29.
Методические указания по определению токсичных загрязняющих веществ в морских донных отложениях. - № 43. - М.: Гидрометеоиздат, 1979. - С. 25-28.
Методические указания по определению токсичных загрязняющих веществ в морской воде на фоновом уровне. - № 45. - М.: Гидрометеоиздат, 1982. - С. 5-10.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и проект исследуемой Конвенции, ее главное содержание. Порядок предотвращения загрязнения Средиземного моря с судов нефтью и другими вредными веществами. Общие положения Конвенции по охране Черного моря от загрязнения, правовое обоснование.
реферат [26,7 K], добавлен 26.12.2013Нормы, критерии и методики оценки загрязненности донных отложений. Модели прогноза массопереноса тяжелых металлов во внутриводоемных процессах. Комплексный химический анализ компонентного состава донных отложений. Учет кинетики геохимических процессов.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 02.06.2014Физико-географическая характеристика буферной зоны г. Ноябрьска: геологическое строение, рельеф, климат; анализ состояния поверхностных вод и донных отложений. Оценка степени техногенного загрязнения рек, их пригодность для различного водопользования.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 17.06.2011Проблема загрязнения мирового океана. Экологические проблемы Черного моря. О международных механизмах решения экологических проблем. Масса воды Мирового океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков.
реферат [22,9 K], добавлен 21.04.2003Физико-географическая характеристика района. Оценка состояния водных объектов. Общая характеристика состояния поверхностных вод и донных отложений. Оценка степени загрязнения поверхностных вод и их пригодности для различных видов водопользования.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 17.06.2011Исследование природной воды, донных отложений и поверхностного слоя почвы реки Большая Алматинка. Органолептические и химические показатели природной воды. Содержание нефтепродуктов и тяжелых металлов в донных отложениях. Анализ почвенного образца.
презентация [2,2 M], добавлен 27.09.2013Моря России - крупные природные комплексы. Характеристика и анализ степени загрязнения морских вод. Экологические последствия загрязнения морей. Охрана морских вод. Экологические последствия загрязнения морей. Контроль за состоянием морских вод.
дипломная работа [7,5 M], добавлен 30.06.2008Порядок и правила отбора проб донных отложений, используемые при этом материалы и методы. Результаты обследования донных проб озера Дедно, анализ полученных результатов и оценка экологического состояния среды, накопление металлов в подводных растениях.
курсовая работа [282,1 K], добавлен 05.01.2010Источники, характер и степень загрязнения урбанозёмов и почв. Районы г. Челябинска, подверженные наиболее интенсивному загрязнению. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на растительность. Формы нахождения тяжелых металлов в выбросах и почве.
дипломная работа [183,3 K], добавлен 02.10.2015Водные объекты Украины. Чёрное и Азовское моря, озёра и реки. Климат Чёрного моря. Загрязнение морской среды. Биогены, среднегодовые концентрации. Заражение вод тяжелыми металлами. Состояние атмосферы, литосферы. Природоохранные территории.
реферат [1,7 M], добавлен 30.11.2010Источники загрязнения природных сред территории. Отбор проб снега, воды, воздуха, донных отложений для оценки их качества. Характеристики технических средств, используемых для этого. Сущность методов абсорбции и адсорбции. Стабилизация и консервация проб.
отчет по практике [165,2 K], добавлен 14.07.2015Общие положения Конвенции по защите морской среды Балтийского моря. Правила предупреждения загрязнения морской среды. Значение Конвенция по защите морской среды Балтийского моря. Приложение по предотвращению загрязнения моря нефтью и вредными веществами.
реферат [52,9 K], добавлен 26.12.2013Изучение выбора места контроля загрязнения и поиска его источника с целью первичной оценки или отбора проб. Отбор проб объектов загрязненной среды (воды, воздуха, почвы, донных отложений, растительности, животного происхождения). Средства контроля почв.
курсовая работа [53,1 K], добавлен 19.06.2010Азовское море — северо-восточный боковой бассейн Чёрного моря, краткая характеристика. Главные техногенные факторы, оказывающие наиболее негативное воздействие на экологическую систему моря. Пути решения экологических проблем, основные методы очистки.
реферат [27,8 K], добавлен 09.06.2010Методы определения зоны активного загрязнения. Оценка экономического ущерба от загрязнения атмосферы. Определение зоны активного загрязнения нефтепродуктами Каспийского моря. Экологическая проблема на Туркменбашинском нефтеперерабатывающем заводе.
реферат [42,7 K], добавлен 25.04.2012Проблема загрязнения Каспийского моря в результате антропогенной нагрузки. Изучение эпидемиологического состояния ихтиофауны казахстанского сектора акватории Каспийского моря. Сбор биологического материала от ихтиофауны. Анализ биоматериалов рыб.
статья [22,8 K], добавлен 06.10.2014Методы и правила проведения оценки загрязнения территории, с использованием геохимических данных относительно химических элементов в почвах, донных отложениях, в золе растений. Анализ размеров и интенсивности техногенных аномалий урбанизированного района.
курсовая работа [741,5 K], добавлен 06.04.2011Общая характеристика тяжёлых металлов, формы их нахождения в окружающей среде. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. Теория и методы биоиндикации. Биологические объекты как индикаторы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.
курсовая работа [179,0 K], добавлен 27.09.2013Рассмотрение вертикальной поясности. Влияние экспозиции и крутизны склонов на организмы. Роль элементов мезорельефа и микрорельефа в жизни организмов. Характеристика организмов альпийского и субальпийского пояса северо-западной части Большого Кавказа.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 18.07.2014Изучение проблемы шумового загрязнения в городах и влияния шума на человека. Анализ шумового загрязнения города Вологды. Составление карты шума улично-дорожной сети. Определение загруженности улиц автотранспортом. Методы защиты от шумового воздействия.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 09.11.2016
