ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА В СИСТЕМЕ ВОДА - ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ В УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ РЕКИ ХАЙФОН (ВЬЕТНАМ) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 639.41.053.1:556.541(597)

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА В СИСТЕМЕ ВОДА - ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ В УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ РЕКИ ХАЙФОН (ВЬЕТНАМ)

Чыонг Ван Туан, Волкова И.В. ©

ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет»,

Астрахань, Россия

Аннотация

Концентрация свинца, распределенного в водной среде и в отложениях в районе разведения моллюска Мв^пх lyrata, оказывает сильное влияние на возможность накопления и выведения МвШпх lyrata свинца в условиях естественного разведения на пляжах. Данное исследование сосредоточено на определении концентрации свинца, растворенного в воде, в сухом остатке и в отложениях.

Результаты исследования показали, что свинец существует преимущественно в сухом остатке (23,3 мг/кг) и в отложениях (14,31 мг/кг), в воде - очень мало (0,003 мг/кг). В виде органики свинец присутствует с перегноем, в основном это гуминовая и фульвокислоты, на это нужно обратить особое внимание, так как перегной является источником питания МвШпх lyrata, и в этом виде свинец может накапливаться в их организмах.

Ключевые слова: моллюсков, свинца, отложение, распределение. Keywords: molluscs, lead, deposit, distribution.

В устьевой области реки Хайфон (Вьетнам) сосредоточены промыслы по выращиванию многих видов аквакультуры, в том числе и Meretrix lyrata. Блюда из МвШпх lyrata являются повседневной едой вьетнамцев. Но экосистемы, где их выращивают подвержены сильным рискам загрязнения окружающей среды, в том числе и металлом свинцом.

В связи с этим, исследования колебаний концентрации свинца в воде пляжа для разведения Мвrвtrix lyrata в устьевой области реки Хайфон (Вьетнам) являются актуальными, они необходимы для последующего исследования накопления свинца в моллюсках. На основании полученных данных можно дать рекомендации по безопасному употреблению Meretrix lyrata в пищу.

Биологические особенности двустворчатых моллюсков заключаются в том, что они живут на дне и питаются за счет фильтрации. Meretrix lyrata не привередливы в еде, но привередливы к размерам пищи: только пища размером 4цт - 10цт проходит через систему фильтрации жабр, затем спускается в пищеварительный тракт. Их пища - это планктон, водоросли, взвешенный в воде детрит и фитопланктон.[3,17]

Таким образом, поступление и накопление тяжелых металлов у Мвrвtrix lyrata может происходить от указанных выше различных объектов их питания. Поэтому необходимо исследовать распределение металлов, содержащихся в воде, иле, взвешенном остатке и донных отложениях, а затем можно будет оценить, от каких составляющих среды обитания исходит опасность распространения тяжелых металлов для моллюсков. Исследовательской задачей данного проекта является прояснение указанных выше вопросов, а также выявление закономерности накопления свинца в Meretrix lyrata в естественной среде содержания на пляжах, расположенных в устьевой области реки Хайфон, Вьетнам. Эта устьевая область

© Чыонг Ван Туан, Волкова И.В., 2017 г.

ежегодно принимает множество источников сбросов от социально-экономической деятельности, загрязняющих окружающую среду: портовая деятельность, водный транспорт, судостроение и судоремонт, разбор старых судов, а также береговые промышленные зоны, сельское хозяйство.[5,97]

Место проведения исследования: Община донгбай, уезд Катхай, город Хайфон (Вьетнам). Время проведения наблюдений: с июня 2012 года по май 2013 года

Осмотр пляжа с МвгвМх ¡угШа проводился периодически, каждый месяц. Взятие проб воды проводилось с донного слоя, в 10 см от дна. Пробы воды брались 6 раз с частотой забора раз в 3 часа по каждому этапу обследования. Образцы осадочных отложений брались на глубине 2 см.

Количественный анализ производили с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра [2,34].

Предел обнаружения аналитическим оборудованием свинца в жидкой и твердой форме образцов:[2,34]

- Концентрация свинца в образцах воды: 5.10-4 мг/кг.

- Концентрация свинца в твердых образцах: 5.10-4 мг/кг.

Распределение концентрации свинца в водной среде на пляже по разведению моллюсков

Содержание растворенного в воде свинца (РЬ)

Результаты анализов показали тенденцию к повышению концентрации РЬ1 в сезон дождей (с мая по август), и снижению в месяцы сухого сезона (с сентября по апрель). В начале сезона дождей (май, июнь) загрязняющие вещества (свинец), накопленные в отложениях водостоков и водоемов, вымываются дождевой водой в реку, поэтому в эти месяцы концентрация данных веществ обычно выше, чем в конце сезона дождей.

При измерении содержания растворенного свинца (РЬ1) в воде, очищенной через бумажный фильтр 0,45 ц м, среднее значение РЬ1 колеблется в пределах 0,001^0,005ц г/л .

Динамика концентрации РЬ1 и колебания рН в воде пляжа по разведению моллюсков отображены на таблице 1.

Таблица 1

Содержание РЪ1 в водной среде пляжа с МегеЯгж ЬугМа

Время взятия образцов Среднее значение (мг/кг) Максимальное значение (мг/кг) рН

Этап 1 (01.06.2012) ( п = 6) 0,004 ± 1,7.10-4 0,0042 7.9

Этап 2 (27.06.2012) ( п = 6) 0,003 ± 2,4.10-4 0,004 8.1

Этап 3(27.07.2012) ( п = 6) 0,003 ± 3,4.10-4 0,0045 7.9

Этап 4 (29.08.2012) ( п = 6) 0,005 ± 3,2.10-4 0,006 6.4

Этап 5 (27.09.2012) ( п = 6) 0,002 ± 2,5.10-4 0,0028 7.8

Этап 6 (30.10.2012) ( п = 6) 0,002 ± 2,4.10-4 0,003 7.9

Этап 7 (04.12.2012) ( п = 6) 0,001 ± 1,9.10-4 0,002 8

Этап 8 (05.01.2013) ( п = 6) 0,003 ± 2,7.10-4 0,004 8.1

Этап 9 (27.01.2013) ( п = 6) 0,002 ± 2,1.10-4 0,0025 8.2

Этап 10 (04.03.2013) ( п = 6) 0,002 ± 2,5.10-4 0,003 6.4

Этап 11 (08.04.2013) ( п = 6) 0,003 ± 1,9.10-4 0,0035 8

Этап 12 (06.05.2013) ( п = 6) 0,004 ± 1,9.10-4 0,0045 8.1

Как видно из таблицы 1, максимальная концентрация свинца (0,006 мг/кг) отмечалась в период сезона дождей (29.08.2012), уровень рН при этом очень низкий (6,4). Водородный показатель рН воды на пляже для разведения МвШпх ¡уга1а колебался в пределах 6,4 ^8,3, самый низкий рН был в марте и августе, когда отмечалось большое количество осадков(до 180 ^ 200мм). Водородный показатель рН воды на пляже разведения моллюсков был подвержен влиянию пресной и морской воды, в течение дня он изменялся на 0,1 ^ 0,4.

Содержание свинца в сухом остатке (РЬтз^)

Среднее содержание РЬТ88 составило 23,14 мг/кг. Согласно исследованиям, содержание свинца в сухом остатке обычно повышается в сезон дождей, который длится с мая по август, и снижается в сухой сезон (Табл 2).

Таблица 2

Время взятия образцов Среднее значение (мг/кг) Максимальное значение (мг/кг) Т88

Этап 1 (01.06.2012) ( п = 6) 24,64±1,26 28,14 787.6

Этап 2 (27.06.2012) ( п = 6) 22,80±0,65 23,55 549.7

Этап 3(27.07.2012) ( п = 6) 23,30±0,90 26,4 875.2

Этап 4 (29.08.2012) ( п = 6) 30,68±1,39 35,24 898.2

Этап 5 (27.09.2012) ( п = 6) 21,70±1,03 25,44 731

Этап 6 (30.10.2012) ( п = 6) 23,43±0,58 25,88 492.7

Этап 7 (04.12.2012) ( п = 6) 18,45±0,59 20,56 355

Этап 8 (05.01.2013) ( п = 6) 18,90±1,12 22,60 335.7

Этап 9 (27.01.2013) ( п = 6) 21,57±0,56 24,12 537.2

Этап 10 (04.03.2013) ( п = 6) 20,65±0,80 24,50 310.5

Этап 11 (08.04.2013) ( п = 6) 25,18±1,38 29,32 680.3

Этап 12 (06.05.2013) ( п = 6) 26,34±1,26 30,50 800.6

Результаты исследования также показали наличие связей между концентрацией свинца РЬТ88 и количеством сухого остатка Т88, при этом коэффициент К2 = 0,6396, г = 0,799, что указывает на тесную связь такой корреляции. Корреляция между РЬТ88 и Т88 отражена на рисунке 1.

Как видно, РЬТ88 довольно стабилен во времени, имеет тенденцию изменяться пропорционально количеству Т88.

РЬТЙЭи ТЭ5 -|_теаг (РЬТЭЭ и ТЭЭ)

ллг/кг

у = 0.0127Х+ 15.354

♦ А - -------^ Т, ^ Ф .---------- ^ ^

О 200 400 600 800 1000

мг/л

Рис. 1. Корреляция между концентрацией РЪ^ и содержанием Т88

Содержание свинца в осадочных отложениях (РЬ$)

Образцы отложений из двух экспериментальных блоков (блока АО и блока ОТК) имеют различные характеристики. Экспериментальный блок ОТК находится в высокой приливной зоне, время высыхания 8^10 часов. Экспериментальный блок АО расположен в низкой приливной зоне, время высыхания 4 ^ 6 часов.

Образцы осадочных отложений брались с поверхности (2 см) каждого экспериментального блока на 4 квадратных блоках площадью 30 см2 и перемешивались, бралось количество образца, достаточное для определения содержания свинца в осадочных отложениях (РЬ§). Результаты анализа образцов по 12 этапам взятия проб отображены в таблице 3.

Концентрация в осадочных отложениях 2-х экспериментальных блоков различается слабо, однако время высыхания поверхности у них разное.

Данные анализов показали, что содержание свинца в осадочных отложениях было достаточно стабильно. Наблюдается тенденция к увеличению содержания свинца в осадочных отложениях в сезон дождей, включая июнь, июль, август и сентябрь, и к уменьшению его содержания в сухой сезон, то есть в остальные месяцы года. В сезон дождей отходы, содержащие свинец, выносятся дождевыми потоками к устьевой области реки, что увеличивает накопление свинца в осадочных отложениях.

Согласно полученных результатов, видно, что свинец присутствует в естественной среде разведения (на пляже) почти во всех составляющих: в воде, сухом остатке и донных отложениях. Однако, распределение свинца в данных составляющих неравномерно, а именно: в воде концентрация свинца очень мала (среднее значение 0,003мг/кг) , в сухом остатке намного выше в 7,7.103раз по сравнению с водой. В донных отложениях накопление свинца прослеживается четко, его концентрация выше в 4,8.10 раз по сравнению с водой.

Таблица 3

Содержание свинца в осадочных слоях двух экспериментальных блоков

Время взятия образцов Содержание свинца (мг/кг)

Осадочные Осадочные Среднее значение

отложения блока отложения блока

ОТМ АО

Этап 1 (01.06.2012) 15,08 15,03 15,05

Этап 2 (27.06.2012) 17,63 18,12 17,87

Этап 3(27.07.2012) 14,50 14,11 14,31

Этап 4 (29.08.2012) 20,10 20.98 20,54

Этап 5 (27.09.2012) 16,30 16.15 16,23

Этап 6 (30.10.2012) 11,25 11,20 11,20

Этап 7 (04.12.2012) 10,20 11,60 10,88

Этап 8 (05.01.2013) 10,25 10,24 10,24

Этап 9 (27.01.2013) 11,88 11,60 11,72

Этап 10 (04.03.2013) 14,34 12,78 13,55

Этап 11 (08.04.2013) 14,40 16,20 15,33

Этап 12 (06.05.2013) 16,71 16,88 16,79

Согласно работ А.М.иге, С.М.Вау1ё8оп и КР.ТЬошаз [1,23] тяжелые металлы в донных отложениях могут находиться в различных химических состояниях (табл 4).

Таблица 4

Существование свинца в донных отложениях по формам [1,23]

Металл Общая концентрация свинца Карбонат Оксид Ее-Мп Органика Другие состояния

мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг %

РЪ 14,48 100 - 0,00 4,40 30,39 5,88 40,61 4,20 29,00

Данные анализа, представленные в таблице 4, указывают на наличие свинца в донных отложениях и его распределение по формам следующим образом: в форме оксида Бе-Мп (30,39%), органики (40,61%) и в оставшихся формах 29,00% [2,54]

Результаты анализов образцов осадочных отложений, взятых в разных местах на пляже для разведения моллюсков, показали, что концентрация свинца в них не различается, хорошо просматривается равномерное распределение свинца на пляже для естественного содержания моллюсков, отсутствуют локализации загрязнений.

Концентрация растворенного в воде свинца очень мала (среднее значение составляет 0,003мг/кг), поэтому можно утверждать, что перемещение свинца из ила пляжа по разведению моллюсков в воду незначительно, в основном свинец содержится в нерастворенном виде.

Закономерность распределения свинца в донных отложениях следующая: в форме минерала > в форме органики > в форме оксида Бе-Мп > в форме карбоната > растворенный в воде

Таким образом, согласно различным источникам [3,89], свинец в отложениях на пляже для разведения моллюсков присутствует в основном в немобильной форме - в виде минералов, в меньшей степени - в органике, в виде оксида Бе-Мп и минимально - в карбонате. [1,36;4,42]

Свинец в состоянии органики существует в перегное, в основном это гуминовая и фульвокислоты, на которые нужно обратить внимание, так как перегной - это также источник пищи МвгвМх ¡yrata , и в данной форме свинец может накапливаться в их организмах.

В ходе исследования определили формы нахождения свинца в водной среде и в донных отложениях в районе пляжа для разведения МвгвМх ¡yrata, который расположен в устьевой области реки Хайфон, (Вьетнам). Было проанализировано и оценено содержание свинца в водной среде, закономерности его распределения по формам в донных отложениях.

Результатом является важная основа для исследований накопления и выведения свинца из МвгвМх ¡yrata , содержащихся в естественных условиях.

Литература

1. A.M.C.M. Davidson. Single and Sequential extraction schemes for trace metal speciation in soil and sediment / R.P. Thomas // Quality Assurance for Environment Analysis, Elsevier Science , 1995. 120p

2. AOAC:971-21,986.15,972.23. Методы анализа тяжелых металлов в продуктах питания, 2000.15стр

3. Denis A.Apeti. Relationship between heavy metals concentration in the American Oyster (Crassostrea virginica) and metal levels in the water column and sediment in Apalachicola Bay, Florida / Larry Robinson and Elijah Johnson // American journal of Enviroment Science 1 .2005. 179 - 186p

4. Phan Kim Phuong. Contamination by PCB, DDT, and heavy metals in sediment of Ho Chi Minh city's Canals Viet Nam, Bull Enviro / Chu Ngoc Son, J.J. Sauvivan, J. Tarradelas // Contam. Toxicology, 1998,pp.60347-354.

5. Patricia Navarro. Fate and tidal transport of butyltin and mercury compounds in the waters of the tropical Bach Dang Estuary (Haiphong, Vietnam) / David Amouroux, Emma Rochelle-Newall and Sylvain Ouillon // Marine Pollution Bulletin 64 (2012) 1789-1798-2012