Морской гидрофизический журнал. 2019; 35: 469-480
Загрязняющие вещества в донных отложениях Балаклавской бухты (Черное море)
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-5-469-480Аннотация
Цель. Исследован уровень загрязнения и характер пространственного распределения микроэлементов и тяжелых металлов, хлороформ-экстрагируемых веществ и нефтяных углеводородов, дана оценка особенностям их накопления в поверхностном слое донных отложений Балаклавской бухты в зависимости от природных и антропогенных источников их поступления.
Методы и результаты. Пробы донных отложений отбирались в Балаклавской бухте из верхнего слоя (0–5 см) дночерпателем Петерсона в феврале 2015 г. Местоположение станций для отбора проб выбиралось, исходя из особенностей морфометрии бухты, гидролого-гидрохими-ческой структуры вод, источников загрязнения и характера процессов седиментации. Отбор, подготовка и анализ проб выполнялись стандартными методами в соответствии с норматив-ными документами. Выявлены изменения в соотношении илистых фракций и в вещественном составе гравийного материала. Рассчитана корреляционная зависимость между содержанием хлороформ-экстрагируемых веществ и нефтяных углеводородов. Получены особенности пространственного распределения содержания металлов в зависимости от природных геохимических процессов в донных отложениях. Выделены районы с наиболее интенсивной антропогенной нагрузкой на исследуемую акваторию.
Выводы. Отмечено, что содержание илистого материала в отложениях Балаклавской бухты во всех образцах в среднем увеличилось с 58,2 до 65,9 %, его максимальные значения наблюдаются в западной и северо-западной частях исследуемой акватории. За последние десять лет увеличилась доля пелито-алевритового материала, при этом участки его накопления расположены в местах активной антропогенной деятельности. Концентрация хлороформ-экстрагируе-мых веществ в донных отложениях Балаклавской бухты колебалась в широких пределах. За исследуемый период их содержание в среднем снизилось, тогда как концентрация нефтяных углеводородов осталась неизменной. Установлено, что загрязнение металлами донных отложений бухты носит полиэлементный характер и определяется в первую очередь такими металлами, как Pb, Cr, Zn, Cu, Sr. Увеличение концентраций микроэлементов отмечается в кутовой северо-восточной и центральной частях акватории, а в кутовой северо-западной и восточной ее частях – значительное уменьшение концентраций исследуемых металлов.
Список литературы
1. Миронов О. Г., Кирюхина Л. Н., Алемов С. В. Комплексные экологические исследования Балаклавской бухты // Экология моря. 1999. Вып. 49. С. 16–21.
2. Митропольский А. Ю., Безбородов А. А., Овсяный Е. И. Геохимия Черного моря. К. : Наукова думка, 1982. 144 с.
3. Тяжелые металлы в донных отложениях Севастопольской бухты / В. М. Кадошников [и др.] // Мінералогічний журнал. 2011. Т. 33, № 4. С. 73–79.
4. Ломакин П. Д., Попов М. А. Океанологическая характеристика и оценка загрязнения вод Балаклавской бухты. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 184 с.
5. Овсяный Е. И., Котельянец Е. А., Орехова Н. А. Мышьяк и тяжелые металлы в донных отложениях Балаклавской бухты (Черное море) // Морской гидрофизический журнал. 2009. № 4. С. 67–80.
6. Concentration and distribution of hydrophobic organic contaminants and metals in the estuaries of Ukraine / R. M. Burgess [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2009. Vol. 58, iss. 8. P. 1103–1115. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2009.04.013
7. Heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls in surface sed-iments of the Naples harbour (southern Italy) / M. Sprovieri [et al.] // Chemosphere. 2007. Vol. 67, iss. 5. P. 998–1009. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.10.055
8. An overview of toxicant identification in sediments and dredged materials / K. T. Ho [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2002. Vol. 44, iss. 4. P. 286–293. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(01)00251-X
9. Heavy metals in organisms and sediments from Turkish Coast of the Black Sea, 1997–1998 / S. Topçuoğlu [et al.] // Environment International. 2002. Vol. 27, iss. 7. P. 521–526. https://doi.org/10.1016/S0160-4120(01)00099-X
10. Bat L., Yesim Özkan Е., Can Öztekin H. The contamination status of trace metals in Sinop coast of the Black Sea, Turkey // Caspian Journal of Environmental Sciences. 2015. Vol. 13, iss. 1. P. 1–10. URL: https://cjes.guilan.ac.ir/article_112_4a666ae9d2870de30036717ef4f9a5d0.pdf (date of access: 01.10.2019).
11. Eckert S., Schnetger B., Brumsack H.-J. Trace metal patterns in Black Sea sapropels as a chemostratigraphic tool // Geophysical Research Abstracts. 2009. Vol. 11. EGU2009-9371. URL: https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2009/EGU2009-9371.pdf (date of access: 01.10.2019).
12. Trace metal distributions in shelf waters of the northwestern Black Sea / P. C. Tankéré [et al.] // Continental Shelf Research. 2001. Vol. 21, iss. 13–14. P. 1501–1532. https://doi.org/10.1016/S0278-4343(01)00013-9
13. Факторы формирования и отличительные особенности физико-химических характери-стик донных отложений Балаклавской бухты (Черное море) / К. И. Гуров [и др.] // Мор-ской гидрофизический журнал. 2015. № 4. С. 51–58.
14. Органическое вещество и гранулометрический состав современных донных отложений Балаклавской бухты (Черное море) / Н. А. Орехова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 6. C. 523–533. doi:10.22449/0233-7584-2018-6-523-533
15. Миронов О. Г., Миловидова Н. Ю., Кирюхина Л. Н. О предельно допустимых концентра-циях нефтепродуктов в донных осадках прибрежной зоны Черного моря // Гидробиоло-гический журнал. 1986. Т. 22, № 6. С. 76–78.
16. Мезенцева И. В., Чайкина А. В., Клименко Н. П. Современный уровень загрязнения вод акватории Балаклавской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь, 2003. Вып. 8. С. 115–118.
17. Куфтаркова Е. А., Ковригина Н. П., Родионова Н. Ю. Гидрохимическая характеристика вод Балаклавской бухты и прилегающей к ней прибрежной части Черного моря // Гидро-биологический журнал. 1999. Т. 35, № 3. С. 88–99.
18. Геоэкология Черноморского шельфа Украины / В. А. Емельянов [и др.]. К. : Академпе-риодика, 2004. 141 c.
19. Котельянец Е. А., Коновалов С. К. Тяжелые металлы в донных отложениях Керченского пролива // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. C. 50–60.
20. Влияние физико-химических характеристик донных осадков на распределение микро-элементов на примере бухт Севастополя (Черное море) / А. С. Романов [и др.] // Эколо-гия моря. 2007. Вып. 73. С. 85–90.
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2019; 35: 469-480
Pollutants in Bottom Sediments in the Balaklava Bay (the Black Sea)
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-5-469-480Abstract
Purpose. The purpose of the paper consists in studying the pollution level, and the character of spatial distribution of microelements and trace metals, the chlorophorm-extractable substances and petroleum hydrocarbons and in evaluating the features of their accumulation in the upper layer of bottom sediments in the Balaklava Bay depending on the natural and anthropogenic sources of pollutants.
Methods and Results. The samples were taken from the bottom sediments upper layer (0–5 cm) in the Balaklava Bay by the Peterson grabber in February, 2015. Location of the sampling stations was chosen proceeding from the features of the bay morphometry, hydrological and hydrochemical water structure, pollution sources and the character of the sedimentation processes. The samples were selected, preprocessed and analyzed by the standard methods according to the regulatory documents. Some changes in relation between the clay fractions and the gravel material composition were revealed. The correlation dependence between the contents of chlorophorm-extractable substances and petroleum hydrocarbons was calculated. The features of spatial distribution of the metals’ content depending on the natural geochemical processes in the bottom sediments are revealed. The regions subjected to the most intensive anthropogenic load within the region under study are distinguished.
Conclusions. The content of clay material in all the samples taken in the Balaklava Bay on the average increased from 58.2 to 65.9 % and its maximum values are still concentrated in the western and northwestern parts of the water area under study. During last ten years, growth of the portion of a fine-grained material in the bottom fractions has been noted; at that the places where it accumulats are located in the areas of intense anthropogenic activity. The chlorophorm-extractable substances concentration in the Balaklava Bay bottom sediments varied within a wide range. On the whole, in course of the investigated period their content decreased, whereas the petroleum hydrocarbons concentration remained unchanged. It is found that pollution of the bottom sediments by metals is of a polyelemental nature and is characterized primarily by such metals as Pb, Cr, Zn, Cu and Sr. The increased microelements concentrations are observed in the northeastern and central parts of the water area, whereas the decreased metal concentrations – in its northwestern and eastern parts.
References
1. Mironov O. G., Kiryukhina L. N., Alemov S. V. Kompleksnye ekologicheskie issledovaniya Balaklavskoi bukhty // Ekologiya morya. 1999. Vyp. 49. S. 16–21.
2. Mitropol'skii A. Yu., Bezborodov A. A., Ovsyanyi E. I. Geokhimiya Chernogo morya. K. : Naukova dumka, 1982. 144 s.
3. Tyazhelye metally v donnykh otlozheniyakh Sevastopol'skoi bukhty / V. M. Kadoshnikov [i dr.] // Mіneralogіchnii zhurnal. 2011. T. 33, № 4. S. 73–79.
4. Lomakin P. D., Popov M. A. Okeanologicheskaya kharakteristika i otsenka zagryazneniya vod Balaklavskoi bukhty. Sevastopol' : EKOSI-Gidrofizika, 2011. 184 s.
5. Ovsyanyi E. I., Kotel'yanets E. A., Orekhova N. A. Mysh'yak i tyazhelye metally v donnykh otlozheniyakh Balaklavskoi bukhty (Chernoe more) // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2009. № 4. S. 67–80.
6. Concentration and distribution of hydrophobic organic contaminants and metals in the estuaries of Ukraine / R. M. Burgess [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2009. Vol. 58, iss. 8. P. 1103–1115. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2009.04.013
7. Heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls in surface sed-iments of the Naples harbour (southern Italy) / M. Sprovieri [et al.] // Chemosphere. 2007. Vol. 67, iss. 5. P. 998–1009. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.10.055
8. An overview of toxicant identification in sediments and dredged materials / K. T. Ho [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2002. Vol. 44, iss. 4. P. 286–293. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(01)00251-X
9. Heavy metals in organisms and sediments from Turkish Coast of the Black Sea, 1997–1998 / S. Topçuoğlu [et al.] // Environment International. 2002. Vol. 27, iss. 7. P. 521–526. https://doi.org/10.1016/S0160-4120(01)00099-X
10. Bat L., Yesim Özkan E., Can Öztekin H. The contamination status of trace metals in Sinop coast of the Black Sea, Turkey // Caspian Journal of Environmental Sciences. 2015. Vol. 13, iss. 1. P. 1–10. URL: https://cjes.guilan.ac.ir/article_112_4a666ae9d2870de30036717ef4f9a5d0.pdf (date of access: 01.10.2019).
11. Eckert S., Schnetger B., Brumsack H.-J. Trace metal patterns in Black Sea sapropels as a chemostratigraphic tool // Geophysical Research Abstracts. 2009. Vol. 11. EGU2009-9371. URL: https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2009/EGU2009-9371.pdf (date of access: 01.10.2019).
12. Trace metal distributions in shelf waters of the northwestern Black Sea / P. C. Tankéré [et al.] // Continental Shelf Research. 2001. Vol. 21, iss. 13–14. P. 1501–1532. https://doi.org/10.1016/S0278-4343(01)00013-9
13. Faktory formirovaniya i otlichitel'nye osobennosti fiziko-khimicheskikh kharakteri-stik donnykh otlozhenii Balaklavskoi bukhty (Chernoe more) / K. I. Gurov [i dr.] // Mor-skoi gidrofizicheskii zhurnal. 2015. № 4. S. 51–58.
14. Organicheskoe veshchestvo i granulometricheskii sostav sovremennykh donnykh otlozhenii Balaklavskoi bukhty (Chernoe more) / N. A. Orekhova [i dr.] // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2018. T. 34, № 6. C. 523–533. doi:10.22449/0233-7584-2018-6-523-533
15. Mironov O. G., Milovidova N. Yu., Kiryukhina L. N. O predel'no dopustimykh kontsentra-tsiyakh nefteproduktov v donnykh osadkakh pribrezhnoi zony Chernogo morya // Gidrobiolo-gicheskii zhurnal. 1986. T. 22, № 6. S. 76–78.
16. Mezentseva I. V., Chaikina A. V., Klimenko N. P. Sovremennyi uroven' zagryazneniya vod akvatorii Balaklavskoi bukhty // Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa. Sevastopol', 2003. Vyp. 8. S. 115–118.
17. Kuftarkova E. A., Kovrigina N. P., Rodionova N. Yu. Gidrokhimicheskaya kharakteristika vod Balaklavskoi bukhty i prilegayushchei k nei pribrezhnoi chasti Chernogo morya // Gidro-biologicheskii zhurnal. 1999. T. 35, № 3. S. 88–99.
18. Geoekologiya Chernomorskogo shel'fa Ukrainy / V. A. Emel'yanov [i dr.]. K. : Akadempe-riodika, 2004. 141 c.
19. Kotel'yanets E. A., Konovalov S. K. Tyazhelye metally v donnykh otlozheniyakh Kerchenskogo proliva // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2012. № 4. C. 50–60.
20. Vliyanie fiziko-khimicheskikh kharakteristik donnykh osadkov na raspredelenie mikro-elementov na primere bukht Sevastopolya (Chernoe more) / A. S. Romanov [i dr.] // Ekolo-giya morya. 2007. Vyp. 73. S. 85–90.
