Тяжелые металлы в донных осадках шельфа северо-восточной части Черного моря в современный период

И. В. Кораблина✉, Т. О. Барабашин, Н. И. Каталевский

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии», Азово-Черноморский филиал, Ростов-на-Дону, Россия

✉ e-mail: korablina_i_v@azniirkh.ru

Аннотация

Цель. Цель исследования – изучение накопления тяжелых металлов в слое 0–2 см донных осадков шельфа северо-восточной части Черного моря за период 2000–2020 гг.; выявление участков дна моря, подверженных повышенной антропогенной нагрузке, путем комплексной оценки степени их загрязнения с учетом гранулометрического состава.

Методы и результаты. Пробы донных отложений отбирались ежегодно (2000–2020 гг.) из поверхностного слоя (0–2 см) на одних и тех же станциях сетки наблюдений, что обеспечило высокую репрезентативность исследования. Обнаруженные концентрации металлов сравнивались с их содержанием в земной коре и фоновыми значениями. Оценивались динамика и тенденции содержания отдельных металлов в донных осадках шельфа за весь период наблюдений. Введено понятие средней характерной концентрации элемента, показан порядок ее расчета. Проведен анализ загрязнения донных осадков с учетом средней характерной концентрации элемента в различных гранулометрических типах донных отложений за весь период наблюдений. Выявлено увеличение среднего содержания свинца, цинка и хрома от начала периода наблюдений к 2020 г., обнаружена сезонная динамика содержания этих элементов на всей обследованной акватории (а также железа на отдельных участках).

Выводы. Обнаружены неоднократные случаи превышения концентраций свинца, марганца и хрома над их содержанием в земной коре, единичные – для цинка и меди. Определены тенденции изменения содержания отдельных металлов в обследованных донных осадках: концентрация свинца увеличилась в 1,2 раза, цинка – в 1,6 раза, хрома – в 2 раза, концентрации железа, марганца и меди – практически неизменны. Показана сезонная динамика содержания цинка, хрома, свинца и железа. Для ряда металлов обнаружены случаи превышения абсолютного содержания над средней характерной концентрацией. Определены районы, подверженные антропогенной нагрузке, выявлены места возможного локального поступления в водоем контролируемых элементов. Во временно́м разрезе наиболее загрязненными оказались донные осадки, отобранные в 2019 г.

Ключевые слова

Черное море, донные отложения, шельф, загрязнение, тяжелые металлы, средняя характерная концентрация

Благодарности

абота выполнена в рамках государственной работы «Осуществление государственного мониторинга водных биологических ресурсов во внутренних водах, в территориальном море Российской Федерации, на континентальном шельфе Российской Федерации и в исключительной экономической зоне Российской Федерации, в Азовском и Каспийском морях» (раздел 5 государственного задания ФГБНУ «ВНИРО» № 076-00005-20-02).

Для цитирования

Кораблина И. В., Барабашин Т. О., Каталевский Н. И. Тяжелые металлы в донных отложениях шельфа северо-восточной части Черного моря в современный период // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 5. С. 591-609. EDN POFJWM. doi:10.22449/0233-7584-2021-5-591-609

Korablina, I.V., Barabashin, T.O. and Katalevsky, N.I., 2021. Heavy Metals in the Bottom Sediments of the Black Sea Northwestern Shelf in Recent Years. Physical Oceanography, 28(5), pp. 549-566. doi:10.22449/1573-160X-2021-5-549-566

DOI

10.22449/0233-7584-2021-5-591-609

Список литературы

  1. Тихонова Е. А., Котельянец Е. А., Соловьёва О. В. Оценка уровня загрязнения донных отложений крымского побережья Черного и Азовского морей // Принципы экологии. 2016. № 5. С. 56–70. doi:10.15393/j1.art.2016.5283
  2. Heavy metals in soils and plants of the don river estuary and the Taganrog Bay coast / T. M. Minkina [et al.]. // Eurasian Soil Science. 2017. Vol. 50, iss. 9. P. 1033–1047. https://doi.org/10.1134/S1064229317070067
  3. Gurov K., Kotelyanets E. Estimation of the trace metals accumulation in bottom sediments and their connection with the granulometric composition // 18th International Multidiscip-linary Scientific GeoConference SGEM 2018 : proceedings. Sofia : STEF92 Technology Ltd., 2018. Vol. 18, book 3.2. P. 1127–1134. doi:10.5593/sgem2018/3.2/S15.143
  4. Митропольский А. Ю., Безбородов А. А., Овсяный Е. И. Геохимия Черного моря. Киев.: Наука, 1982. 144 с.
  5. Христофорова Н. К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения вод тяжелыми метал-лами. Л. : Наука, 1989. 192 с.
  6. Методика выполнения измерений массовых долей алюминия, бария, ванадия, железа, кобальта, магния, марганца, меди, мышьяка, никеля, свинца, стронция, титана, хрома, цинка и серы (общей) в пробах почв и донных отложений пресных и морских водных объектов методом рентгенфлуоресцентного анализа (ФР.1.31.2006.02634) // Практическое руководство по химическому анализу элементов водных экосистем. Приоритетные токсиканты в воде, донных отложениях, гидробионтах / Под ред. Т. О. Бараба-шина. Ростов н/Д : Мини Тайп, 2018. С. 46–60. URL: http://azniirkh.vniro.ru/wp-content/uploads/2018/12/Sbornik-metodik-1-213.pdf (дата обращения: 01.10.2021).
  7. Методическое обеспечение мониторинга загрязнения водных объектов Азово-Черно-морского бассейна / Т. О. Барабашин [и др.] // Водные биоресурсы и среда обитания. 2018. Т. 1, № 3–4. С. 9–27. doi:10.47921/2619-1024_2018_1_3-4_9
  8. Виноградов А. П. Геохимия океана : Избранные труды. М. : Наука, 1989. 220 с.
  9. Новиков М. А., Жилин А. Ю. Характер распределения тяжелых металлов в донных отложениях Баренцева моря (по результатам статистического анализа) // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2016. № 1, вып. № 29. С. 78–88.
  10. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2015. М. : Наука, 2016. 184 с.
  11. Папина Т. С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода - взвешенное вещество - донные отложения речных экосистем : аналитический обзор. Новосибирск, 2001. 58 с. (Серия: Экология ; вып. 62).
  12. Содержание токсикантов в глубоководном и прибрежных районах Черного моря у Крым-ского полуострова в весенне-осенний период 2019 года / [Т. О. Барабашин и др.] // Труды ВНИРО. М., 2020. Т. 181. С. 187–205. doi:10.36038/2307-3497-2020-181-187-205
  13. Геоэкология Черноморского шельфа Украины / В. А. Емельянов [и др.]. Киев : Академ-периодика, 2004. 293 с.
  14. Котельянец Е. А., Коновалов С. К. Распределение тяжелых металлов в донных отло-жениях Феодосийского залива // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. Вып. 17. С. 171–175.
  15. Тяжелые металлы в геолого-экологической системе донных отложений континенталь-ного склона Черного моря / В. А. Емельянов [и др.] // Геологiя i кориснi копалини Свiтового океану. 2018. № 2. С. 105–113.
  16. Загрязняющие вещества в донных отложениях Балаклавской бухты (Черное море) / Е. А. Котельянец [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 469–480. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-469-480
  17. Геология Азовского моря / Е. Ф. Шнюков [и др.]. Киев : Наукова Думка, 1974. 247 с.
  18. Хрусталев Ю. П. Закономерности осадконакопления во внутриконтинентальных морях аридной зоны. Л. : Наука, 1989. 261 с.
  19. Хрусталев Ю. П. Основные проблемы геохимии седиментогенеза в Азовском море / Апатиты : Мурм. мор. биол. ин-т КНЦ РАН : Кол. науч. центр Рос. акад. наук, 1999. 247 с.
  20. Влияние физико-химических характеристик донных осадков Севастопольской бухты на распределение микроэлементов на примере бухт Севастополя / А. С. Романов [и др.] // Экология моря. 2007. Вып. 73. С. 85-90
  21. Геохимические характеристики донных отложений акватории Каламитского залива Черного моря / К. И. Гуров [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 5. С. 69-80.
  22. Орехова Н. А., Овсяный Е. И. Органический углерод и гранулометрический состав литоральных донных отложений бухты Ласпи (Черное море) // Морской гидрофи-зический журнал. 2020. Т. 36, № 3. С. 287–299. doi:10.22449/0233-7584-2020-3-287-299
  23. Новый подход к оценке загрязненности донных отложений Азовского моря / И. Г. Кор-пакова [и др.] // Экологический вестник научных центров ЧЭС. 2005. № 2. С. 45–53.
  24. Экосистема Азовского моря: антропогенное загрязнение / А. А. Кленкин [и др.]. Краснодар, 2007. 324 с.
  25. Койчубеков Б. К., Сорокина М. А., Мхитарян К. Э. Определение размера выборки при планировании научного исследования // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 4. С. 71–74.

Скачать статью в PDF-формате