Распределение и состав углеводородов в донных отложениях Камышовой бухты (Черное море)

О. В. Соловьёва1, Е. А. Тихонова1, К. И. Гуров2, ✉

1 Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН, Севастополь, Россия

2 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: gurovki@gmail.com

Аннотация

Цель. Цель настоящего исследования – выявление особенностей пространственного и вертикального распределения углеводородов в донных отложениях прибрежной акватории, испытывающей постоянную антропогенную нагрузку, и оценка вероятных источников их поступления в морскую среду (на примере Камышовой бухты).

Методы и результаты. Пробы поверхностного слоя донных отложений (девять станций) и колонка отложений были отобраны в июле 2021 г. в рамках многолетнего мониторинга севастопольских бухт, проводимого ФИЦ ИнБЮМ совместно с ФИЦ МГИ. Изучены особенности пространственного распределения углеводородов, алканов и отдельных геохимических маркеров в поверхностном слое (0–5 см) и вертикальном разрезе донных отложений. Проанализирована история накопления рассматриваемых веществ в донных отложениях бухты на протяжении 30 лет. Концентрация углеводородов в донных осадках колебалась от 27,6 до 98,5 мг/кг, что позволяет отнести эти осадки к слабозагрязненным. Послойное исследование углеводородного состава донных отложений бухты показало, что в течение 30 лет донные отложения не были существенно загрязнены углеводородами. По результатам анализа состава алканов и значений геохимических маркеров установлено, что преобладающий источник поступления углеводородов, как и в поверхностном слое, – аллохтонное и автохтонное органическое вещество. Повышенные значения геохимических маркеров, диагностирующих нефтяное загрязнение, указывают на то, что второстепенным источником углеводородов можно считать поступление нефти и нефтепродуктов.

Выводы. Углеводороды в донных отложениях Камышовой бухты распределены неравномерно по акватории, образуется зона повышенного загрязнения в центральной части бухты. Это может являться следствием процессов, происходящих в полузамкнутой бухте, и определяться типом донных отложений. Согласно полученным результатам исследования углеводородного состава донных отложений, за прошедшие 30 лет и до настоящего времени антропогенная нагрузка на бухту Камышовую претерпевала незначительные колебания в связи с уровнем экономической активности порта, при этом уровень загрязнения бухты остается невысоким.

Ключевые слова

донные отложения, углеводороды, н-алканы, маркеры, Камышовая бухта, Черное море

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственных заданий ФИЦ ИнБЮМ по теме «Изучение биогеохимических закономерностей радиоэкологических и хемоэкологических процессов в экосистемах водоемов Азово-Черноморского бассейна в сравнении с другими акваториями Мирового океана и отдельными водными экосистемами их водосборных бассейнов для обеспечения устойчивого развития на южных морях России» (№ гос. регистрации 124030100127-7) и темам ФГБУН ФИЦ МГИ «Фундаментальные исследования процессов, определяющих потоки вещества и энергии в морской среде и на ее границах, состояние и эволюцию физической и биогеохимической структуры морских систем в современных условиях» (FNNN-2024-0001) и «Мониторинг карбонатной системы, содержания и потоков СО2 в морской среде Черного и Азовского морей» (FNNN-2022-0002).

Для цитирования

Соловьёва О. В., Тихонова Е. А., Гуров К. И. Распределение и состав углеводородов в донных отложениях Камышовой бухты (Черное море) // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 5. С. 669–689. EDN YGDVYH.

Soloveva, O.V., Tikhonova, E.A. and Gurov, K.I., 2024. Distribution and Composition of Hydrocarbons in the Bottom Sediments of Kamyshovaya Bay (Black Sea). Physical Oceanography, 31(5), pp. 626-646.

Список литературы

  1. Мезенцева И. В., Мальченко Ю. А. Комплексный подход в организации мониторинга загрязнения морских вод в прибрежных акваториях Севастополя // Труды ГОИН. 2015. Вып. 216. С. 326–339. EDN YPDEPN.
  2. Гидрохимическая характеристика отдельных бухт Севастопольского взморья / Е. А. Куфтаркова [и др.] // Труды Южного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии. 2008. Т. 46. С. 110–117. EDN VSMAKD.
  3. Санитарно-биологические исследования прибрежных акваторий юго-западного Крыма в начале XXI века / отв. ред. О. Г. Миронов, С. В. Алёмов. Симферополь : ИП «АРИАЛ», 2018. 270 с.
  4. Кременчуцкий Д. А., Гурова Ю. С. Факторы формирования пространственного распределения природных и техногенных радионуклидов в донных отложениях Камышовой бухты, Севастополь // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 5. С. 692–707. EDN FYRBGS.
  5. Соловьёва О. В., Тихонова Е. А. Динамика содержания органического вещества в донных отложениях портовых акваторий Севастополя // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. 2018. Т. 4 (70), № 4. С. 196–206. EDN YTABLV.
  6. Окислительно-восстановительные условия и характеристики донных отложений бухт Севастопольского региона / Ю. С. Куринная [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 1. С. 42–54. EDN ELPINK. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2022-1-42-54
  7. Основные результаты комплексных исследований в Азово-Черноморском бассейне и Мировом океане. Керчь : ЮгНИРО, 2008. 195 с.
  8. Основные источники загрязнения морской среды Севастопольского региона / Е. И. Овсяный [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь, 2001. Вып. 2. С. 138–152. EDN KQOLRV.
  9. Тихонова Е. А., Гуров К. И., Соловьёва О. В. Особенности распределения углеводородов в донных отложениях Стрелецкой бухты (Черное море) // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 5. С. 671–691. EDN WOSDOE.
  10. Осадчая Т. С. Нефтяные углеводороды в донных осадках прибрежных акваторий г. Севастополя (Чёрное море) // Сборник научных трудов SWorld. 2013. Т. 43, № 3. С. 30–36. EDN RFOHDX.
  11. Venkatesan M. I., Kaplan I. R. Distribution and transport of hydrocarbons in surface sediments of the Alaskan Outer Continental Shelf // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1982. Vol. 46, iss. 11. P. 2135–2149. https://doi.org/10.1016/0016-7037(82)90190-9
  12. Глязнецова Ю. С., Немировская И. А. Особенности распределения битумоидов в донных осадках Баренцева моря // Океанология. 2020. T. 60, № 6. C. 945–953. EDN ONYTWK. https://doi.org/10.31857/S0030157420050068
  13. Миронов О. Г., Кирюхина Л. Н., Алёмов С. В. Санитарно-биологические аспекты экологии севастопольских бухт в ХХ веке. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. 185 с.
  14. Каширцев В. А. Органическая геохимия нафтидов востока Сибирской платформы. Якутск : Изд-во СО РАН, 2003. 158 с.
  15. Origin of hydrocarbons in the water of the river–sea mixing zone: A case study from the Chernaya River – The Sevastopol Bay, Black Sea / O. V. Soloveva [et al.] // Regional Studies in Marine Science. 2021. Vol. 45. 101870. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2021.101870
  16. Peters K. E., Moldowan J. M. The Biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. New Jersey : Prentice Hall, 1993. 363 p.
  17. Peters K. E., Walters C. C., Moldowan J. M. The Biomarker guide. Cambridge : Cambridge University Press, 2004. Vol. 1 : Biomarkers and Isotopes in the Environment and Human History. 1115 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511524868
  18. Bouloubassi I., Saliot A. Investigation of anthropogenic and natural organic inputs in estuarine sediments using hydrocarbon markers (NAH, LAB, PAH) // Oceanologica Acta. 1993. Vol. 16, iss. 2. P. 145–161.
  19. Aliphatic and aromatic hydrocarbons in coastal Caspian Sea sediments / I. Tolosa [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2004. № 48, iss. 1–2. P. 44–60. https://doi.org/10.1016/S0025326X(03)00255-8
  20. Миронов О. Г., Миловидова Н. Ю., Кирюхина Л. Н. О предельно допустимых концентрациях нефтепродуктов в донных осадках прибрежной зоны Черного моря // Гидробиологический журнал. 1986. Т. 22, № 6. С. 76–78.
  21. Немировская И. А. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). М. : Научный мир, 2013. 432 с.
  22. Cranwell P. A. Chain-length distribution of n-alkanes from lake sediments in relation to postglacial environmental change // Freshwater Biology. 1973. Vol 3, iss. 3. P. 259–265. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.1973.tb00921.x
  23. Composition and distribution of aliphatic hydrocarbon compounds and biomarkers in seafloor sediments from offshore of the Leizhou Peninsula (South China) / Y. Gao [et al.] // ACS Omega. 2021. Vol. 6, iss. 50. P. 34286–34293. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c03529
  24. Sources and distribution of aliphatic and polyaromatic hydrocarbons in sediments of Jiaozhou Bay, Qingdao, China / X.-C. Wang [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2006. Vol. 52, iss. 2. P. 129–138. https://doi:10.1016/j.marpolbul.2005.08.010
  25. An n-alkane proxy for the sedimentary input of submerged/floating freshwater aquatic macrophytes / K. J. Ficken [et al.] // Organic Geochemistry. 2000. Vol. 31, iss. 7–8. P. 745–749. https://doi.org/10.1016/S0146-6380(00)00081-4
  26. Немировская И. А. Углеводороды в водах и донных осадках Баренцева моря в период изменчивости ледового покрова // Геохимия. 2020. Т. 65, № 7. С. 679–692. https://doi.org/10.31857/S0016752520070079
  27. Alkane and PAH provenance and potential bioavailability in coastal marine sediments subject to a gradient of anthropogenic sources in British Columbia, Canada / M. B. Yunker [et al.] // Organic Geochemistry. 2015. Vol. 89–90. P. 80–116. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2015.10.002

Скачать статью в PDF-формате