О ЗАГРЯЗНЕННОСТИ БЕНЗ(А)ПИРЕНОМ ДОНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОГО РАЙОНА БАРЕНЦЕВА МОРЯ
Е.А. Муравьева
Северный филиал Полярного НИИ морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М.Книповича, г. Архангельск, Россия e-mail: muravyeva@sevpinroru Введение
Одной из наиболее актуальных проблем охраны морских биоресурсов является оценка воздействия нефтяного загрязнения на состояния водных экосистем.
Нефть и нефтепродукты (НПР) относятся к наиболее массовым загрязняющим веществам морей и океанов, без учета которых корректная оценка степени загрязненности акваторий не представляется возможной (Миронов, 2000). В свою очередь, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), являются наиболее токсичной группой углеводородов и имеют канцерогенные и мутагенные свойства (Ильницкий и др., 1979). Значительный интерес представляет канцерогенный бенз(а)пирен (Б(а)П). Он является приоритетным токсикантом окружающей среды, обладает наибольшей канцерогенной и мутагенной активностью, и поэтому, был выбран в качестве индикатора группы ПАУ (Герлах, 1985).
В процессе самоочищения морской среды от углеводородов значительная роль принадлежит донным отложениям, которые, адсорбируя углеводороды, с одной стороны, ведут к уменьшению их
содержания в воде, а с другой - могут служить при определенных условиях источником повторного загрязнения воды. При этом наносы и взвешенные частицы, действуя как «ловушки», играют значительную роль в миграции нефтяных загрязнений.
Углеводороды в результате адсорбции на взвешенных частицах осаждаются на дно, причем не всегда они остаются на поверхности донных отложений. Сложные физические, химические и биологические процессы, происходящие на поверхности раздела вода - донные отложения или вблизи него, могут изменять физическое и химическое состояние углеводородов. Кроме того, связанные со взвешенными частицами, углеводороды под воздействием гидрометеорологических факторов могут вновь перейти в толщу воды и возвратиться в повторный цикл с последовательными стадиями: высвобождение - окисление - осаждение (Шлыгин, 1983).
В относительно глубоководных районах при наличии придонных течений повышенная концентрация нефти в донных отложениях обусловливается также повторным суспендированием взвешенных частиц, содержащих углеводород. В прибрежных и мелководных районах повторное суспендирование частиц и их осаждение на дно имеет даже более важное значение.
Цель работы - получение информации об уровне Б(а)П в донных отложениях прибрежной зоны юго-восточной части Баренцева моря.
Материалы и методы
Объектами данного исследования явились пробы донных отложений, отобранных на сетке станций в центральной части Печорского моря, на сетке станций в прибрежном районе Печорского моря у п. Варандей и в прибрежной зоне Новой Земли научно-исследовательскими суднами «Протей» и «Поиск».
До непосредственного проведения анализа пробы грунта, упакованные в стеклянную тару, хранили в прохладном месте. Затем в аналитической лаборатории пробы размораживали, высушивали при комнатной температуре, растирали в ступке и просеивали через сито с размером ячеек 1мм.
Собранные пробы анализировались по методикам, рассмотренным и одобренным ФГУ «Центр экологического контроля и анализа» Министерства природных ресурсов России.
Метод измерения Б(а)П в донных отложениях основывался на экстракции его хлористым метиленом, концентрировании экстракта, при необходимости очистки его методом колоночной хроматографии, хроматографическом его разделении, регистрации сигнала с использованием флурес- центного детектора, идентификации пика Б(а)П на хроматограмме по времени удержания и расчете массовой концентрации Б(а)П (Методика ПНД Ф 16.1:2:2:2:3.39-03).
Результаты и обсуждение
Основными источниками поступления Б(а)П в юго-восточную часть Баренцева моря являются речной сток, особенно вклад реки Печоры, и приток более загрязненных вод с западной части Баренцева моря. Второстепенными источниками загрязнения рассматриваемого морского региона служат населенные пункты (воинские части) на побережье моря, утечки нефти с территории прибрежных месторождений нефти и судоходство.
Определенный вклад в загрязнение морской среды также вносят атмосферные осадки.Статистическая характеристика содержания Б(а)П (мкг/кг) в донных отложениях центральной части Печорского моря за 2007 и 2008 гг. дана в таблице 1. Содержание Б(а)П в донных отложениях прибрежной части Печорского моря за 2006 и 2007 гг представлена в таблице 2. Содержание Б(а)П в донных отложениях прибрежной зоны Новой земли дано в таблице 3.
Аварийных разливов нефти в рассматриваемых участках за 2006-2008гг. не отмечалось.
Донные отложения центральной части Печерского моря
Дно на глубинах >20м покрыто илистым песком и песчаным илом. К северу от устья реки Пе
чора в илистом песке встречается гравий и галька, а также обломки раковин моллюсков, иглокожих.
Таблица 1
Статистические характеристики содержания бенз(а)пирена (мкг/кг) в донных отложениях центральной части Печорского моря за 2007 и 2008 гг.
Статистика | 2007 г | 2008 г |
Среднее значение | 3,94 | 0,11 |
Стандартное отклонение | 2,02 | 0,06 |
Медиана | 4,60 | 0,09 |
Трехсреднее значение | 4,32 | 0,10 |
Нижний квартиль (25%) | 2,77 | 0,06 |
Верхний квартиль (75%) | 5,32 | 0,15 |
Интерквартильный размах | 2,55 | 0,09 |
Максимальное значение | 6,48 | 0,23 |
Минимальное значение | 0,41 | 0,01 |
Количество наблюдений | 11 | 19 |
Содержание Б(а)П в донных отложениях центральной части Печорского моря было относительно невысоким и колебалось в диапазоне 0,41 - 6,48 мкг/кг сух.
грунта (2007г) и 0,01 - 0,23 мкг/кг сух. грунта (2008г) (табл. 1). В 2008 г. в донных отложениях исследуемого района концентрации Б(а)П были гораздо ниже, чем в 2007г , что свидетельствует о снижении загрязнения. Тенденция к уменьшению загрязнения вод реки Печоры обусловлено ужесточением требований к охране природы при проведении геологоразведочных работ и другой хозяйственной деятельности, связанной с добычей, транспортировкой и переработкой нефти и нефтепродуктов.Донные отложения прибрежной части Печорского моря
Дно исследуемого района на глубинах менее 20м покрыто желтовато-серым песком с гравием и галькой. В песке содержится значительное количество обломков и целых раковин моллюсков. С увеличением глубины песок сменяется илистым песком и песчаным илом. Содержание Б(а)П в донных отложениях прибрежной части Печорского моря дано в таблице 2.
Таблица 2
Содержание бенз(а)пирена в донных отложениях прибрежной части Печорского моря за 2006 и 2007 гг.
№ станции | глубина, м | тип грунта | содержание бенз(а)пирена, мкг/кг сухого грунта | |
2006г | 2007г | |||
1 | 22,0 | ПИ, глина | 0,79 | 0,06 |
2 | 19,0 | ИП, ил вязкий | 0,06 | 0,19 |
3 | 17,0 | ИП, ил вязкий | 0,10 | 0,18 |
4 | 15,0 | ИП | 0,05 | 0,22 |
5 | 11,0 | жидкий ил на мелком песке | - | 0,13 |
6 | 15,0 | ИП | - | 0,11 |
7 | 17,0 | ИП, ил вязкий | 0,08 | 0,13 |
8 | 19,0 | ИП, ил вязкий | 0,12 | 0,10 |
9 | 22,0 | ПИ, глина | 0,13 | 0,04 |
10 | 22,0 | ПИ, глина | 0,13 | 0,09 |
11 | 22,0 | ПИ, глина | 0,13 | 0,05 |
12 | 18,0 | ИП, ил вязкий | 0,08 | 0,11 |
13 | 17,0 | ИП, глина | 0,08 | 0,05 |
14 | 17,0 | ИП | - | 0,07 |
Содержание Б(а)П в донных отложениях на сетке станций в прибрежной части Печорского моря у п. Варандей было низким и не превышало допустимые нормы.
Максимальное количество данного канцерогена было обнаружено на ст. 1 в 2006 году и на ст. 2 в 2007 году. Это можно объяснить тем, что станции 1 и 2 из всех исследуемых станций является наиболее глубоководными, при наличии придонных течений повышенная концентрация Б(а)П обуславливается повторным суспендированием взвешенных частиц, содержащих углеводород. Донный осадок представляет собой вязкий ил и глину, обладающие большей сорбционной поверхностью, а, следовательно, и способностью к удерживанию сорбированных веществ.Донные отложения прибрежной части Новоземельского мелководья
Большое разнообразие форм рельефа дна исследуемой акватории (рис.) обуславливает нали
чие всех типов грунта (табл.3).
Прибрежная зона Новой Земли
Таблица 3
Содержание бенз(а)пирена в донных отложениях прибрежной зоны Новой земли
Район исследования | Коли чество измерений | Тип грунта | Среднее содержание Б(а)П, мкг/кг сухого грунта | Предел колебаний Б(а)П, мкг/кг сухого грунта |
Бухта Никитина | 4 | песок, галька, валун | 0,16 | 0,09-0,27 |
Бухта Крапивина | 2 | Мелкозернистый песок | 0,23 | 0,15-0,30 |
Залив Цивольки | 5 | глина, ил | 0,76 | 0,14-1,65 |
Губа Моржовая | 9 | глина, галька, валун | 1,60 | 0,07-4,00 |
Губа Тарховая | 5 | глина, галька | 0,75 | 0,10-2,01 |
Губа Каменка | 5 | илистый песок | 0,16 | 0,09-0,23 |
Как показали исследования, загрязненность донных отложений Б(а)П зависит от сорбционной способности, обусловленной составом (механическим, химико-минералогическим) и физическими свойствами донных отложений.
Из таблицы видно, что содержание определяемого канцерогена в донных отложениях уменьшается от глинистых илов к мелкозернистому песку. Концентрации Б(а)П не высоки и не превышают предельно допустимое значение концентрации Б(а)П, установленной для почв. (ПДК составляет 20 мкг/кг).Выводы
Анализ полученных нами данных по содержанию Б(а)П в донных отложениях юго-восточного района Баренцева моря показал, что уровень загрязнения исследуемого района данным канцерогеном в целом следует признать относительно низким, поскольку полученные данные не превышают предельно допустимые значения концентраций Б(а)П, установленных СанПиНом (ПДК 20мкг/кг).
Максимальные концентрации Б(а)П наблюдались в грунтах, отобранных в непосредственной близости к акваториям портов, а также в районах, граничащими с зонами ярко выраженного техногенного воздействия.
Наибольший потенциал к накоплению Б(а)П отмечается на иловых отложениях, наименьший
- для галечно-гравийных песков и мелкозернистого песка. Илистые же грунты весьма подвержены размыву, и в зоне эрозионного воздействия, распространяющегося до дна, или на участках, где могут возникать сильные течения, значительное загрязнение донных осадков обычно не наблюдается.
В исследуемых районах по мере удаления от берега содержание определяемого канцерогена снижается. На общем фоне снижения загрязненности донных отложений выделяются отдельные глубоководные участки с более высоким содержанием. К ним относятся депрессионные участки рельефа дна: места скопления загрязненных веществ и районы свалки грунта. В первом случае это связано с общим направлением сноса осадков в пониженные участки рельефа дна, во втором - с непосредственным сбросом грунтов, содержащих Б(а)П.
Литература
Герлах Себастьян А., 1985. Загрязнение морей. Диагноз и терапия. Л.: Гидрометеоиздат. 263 с.
Ильницкий А . П ., Виноградов В . Н ., Рябчун В . К . и др., 1979. Опыт ретроспективного изучения канцерогенного углеводорода бенз(а)пирена в биосфере // ДАН АН СССР. Т. 245, №1. С. 254 -257.
Методика ПНД Ф 16.1:2:2:2:3.39-03, 2007. Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пи- рена в пробах почв, грунтов, твердых отходов, донных отложений методом ВЭЖХ с использованием жидкостного хроматографа « Люмахром». - М.:30 с.
Миронов О.Г., 2000. Биологические проблемы нефтяного загрязнения морей // Гидробиол. журн. Т. 36, №1. С.82-96.
Шлыгин И.А. и др., 1983. Исследование процессов при сбросе отходов в море. Л.: Гидрометиоиздат.149 с.
ABOUT DIRTINESS THE BOTTOM SEDIMENTS OF SOUTHEAST AREA BARENTSEVA OF A SEA WITH BENZ(A)PIREN E.A. Muravyeva
Northern Branch of PINRO, Arkhangelsk, Russia e-mail: muravyeva@sevpinroru
During a self-cleaning of a marine environment from hydrocarbons the significant role belongs to bottom sediments.
The material for the investigation of benz(a)piren content included were assays of the bottom sediments selected on a grid of stations of southeast area Barentseva of a sea.
The estimation of benz(a)piren was carried out by the VEZH metod with the use of the fluid analyzer «Fluorat-02» as a fluorimetric detector.
Analysis of the data received by us under the contents benz(a)piren in bottom sediments of southeast area Barentseva of a sea has shown, that as a whole it is necessary to recognize a level of pollution of probed area the given cancerogene rather low as the received data Would not exceed marginal values of concentrations benz(a)piren (maximum concentration limit of 20mkg/kg).