CC BY
130
2004
Известия ТИНРО
Том 137
УДК 628.394(26)
Л.Т.Ковековдова, М.В.Симоконь (ТИНРО-центр, г. Владивосток)
ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В ПРИБРЕЖНЫХ АКВАТОРИЯХ ПРИМОРЬЯ. ТОКСИЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ
И ГИДРОБИОНТАХ
В соответствии с программой по оценке состояния и прогнозу последствий загрязнения дальневосточных морей исследованы уровни содержания металлов в донных отложениях и промысловых гидробионтах из прибрежных акваторий Приморья. Установлены фоновые концентрации металлов в донных отложениях зал. Петра Великого. Выделены локальные районы с высокими концентрациями металлов в донных отложениях прибрежных акваторий Приморья, способными оказывать негативное влияние на морские организмы. Показаны особенности формирования микрокомпонентного состава рыб и моллюсков. Содержание токсичных элементов Hg, As, Pb, Cd, Cu, Zn в тканях промысловых рыб и моллюсков из обследованных районов не превышало ПДУ. Установлено превышение ПДУ свинца и мышьяка в водоросли ламинария японская из бухты Рудной.
Kovekovdova L.T., Simokon M.V. Tendencies in change of chemoecological situation in the coastal area of Primorye. Toxic elements in bottom sediments and aquatic organisms // Izv. TINRO. — 2004. — Vol. 137. — P. 310-320.
Laboratory of applied ecology and toxicology of TINRO-Center monitored contents of toxic metals in bottom sediments and commercial hydrobionts in the coastal area of Primorye during two decades. A level of toxic metals concentration is considered as integrative indicator of the sea environment pollution. The degree of bottom sediments pollution was estimated by comparison the monitored data with background levels of the metals concentration obtained 20 years ago in the native area, remote from direct anthropogenic pressure (Reyneke Island). Besides, a toxic effect of bottom sediments metals from different points of Primorye coastal zone on marine organisms was investigated.
Spatial and temporal changes of toxic metals concentration in the bottom sediments of the bays Amur, Ussuri, Slavyanskiy and Nakhodka were considered in detail. The spatial pattern was characterized by decreasing the metals concentration from enclosed, highly polluted areas subjected to freshwater discharge to the open parts of the bays with practically background concentrations. Thus, there were found both uncontaminated and polluted areas with dangerous for marine organisms concentration of toxic elements in sediments.
Toxic elements content in the tissues of commercial fish, mollusks, and seaweeds had prominent interspecific differences, as well as temporal changes. The concentrations of such elements as Cd, Hg, As, and Pb in edible tissues of fish never exceeded the maximum permissible levels. Mollusks had significantly higher concentration of Hg, Pb, Zn in the areas of anthropogenic pressure, than in unpolluted areas. In Rudnaya Harbour Bay, the seaweed Laminaria japonica had the concentrations of arsenic and lead with the levels exceeded the maximum permissible levels (5.0 and 0.5 Ц-g/kg, correspondingly) because of the certain geochemical situation in the region, aggravated with anthropogenic pressure.
At present time, toxic metals pollution in the coastal zone of Primorye, caused by human activity, has local character. However, the coastal environment conditions are to be controlled and certain decisions have to be made to prevent further pollution.
В настоящее время оценка состояния и прогноз последствий антропогенного загрязнения морской среды приобретают особое значение для функционирования рыбной отрасли. В течение двадцати лет в лаборатории прикладной экологии и токсикологии ТИНРО-центра проводилась оценка прибрежных акваторий Приморья по содержанию токсичных металлов в донных отложениях и промысловых гидробионтах.
Миграция тяжелых металлов в водных объектах тесно связана с переходом их в системе "вода — донные отложения". Значение этого фактора и масштабы его отрицательного воздействия на водоемы значительно усиливаются при возрастающем антропогенном воздействии. Увеличение концентраций тяжелых металлов в морской воде на первом этапе вызывает их аккумуляцию в донных отложениях. При изменении динамического равновесия, а также в результате физико-химических и микробиологических процессов аккумулированные ранее металлы могут поступать из донных отложений в воду, оказывая влияние на качество водной среды, создавая при определенных условиях опасность вторичного загрязнения (Богданов и др., 1983). Поэтому уровни содержания тяжелых металлов в донных отложениях являются интегральным показателем загрязнения водоемов.
Современное состояние прибрежных акваторий Приморья, испытывающих значительный антропогенный пресс, приводит к нарушению природного фона токсичных элементов в морской среде, которое негативно влияет на существование гидробионтов (Ващенко, 2000). Цели работы: оценка состояния морской среды прибрежных акваторий Приморья по содержанию металлов в донных отложениях и оценка качества промысловых организмов по накоплению в их тканях токсичных элементов.
Основными районами работ были прибрежные акватории заливов Амурского, Славянского, Уссурийского, Находка и районы на севере Приморья — бухты Киевка и Рудная. Карта-схема районов исследования представлена на рисунке. Конкретные районы работ и время их проведения указаны в табл. 1.
Отбор проб донных отложений проводили водолазным способом согласно требованиям (ГОСТ 17.1.5.01-80). Подготовка проб донных отложений и тканей гидробионтов к анализу металлов осуществлялась в соответствии с методическими указаниями по выполнению измерений массовых концентраций элементов, разработанных отделом качества водной среды Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства (Методические рекомендации ..., 1995).
Определение содержания кислоторастворимых форм металлов в донных отложениях и общего их содержания в тканях гидробионтов проводили с использованием пламенного и беспламенных вариантов атомно-абсорбционного метода. Определение Zn, Cu, Fe, Pb, Ni, Co, Cr проводилось в воздушно-ацетиленовом пламени на ААС "Nippon Jarrell Ash" АА-855. As и Cd определялись методом беспламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборе "Hitachi" 170-70 с использованием графитовой кюветы. Hg определяли методом "холодного пара" на микроанализаторе "Hiranuma" Hg-1.
При стандартизации измерений применяли стандартные растворы, приготовленные из стандартных образцов растворов металлов, внесенных в Государственный реестр средств измерений, прошедших государственные испытания.
Оценку состояния морской среды районов проводили с позиций двух критериев: сравнивая существующий уровень содержания кислоторастворимых форм элементов в поверхностном слое донных отложений с фоновым уровнем концентраций элементов для прибрежных акваторий зал. Петра Великого
Карта-схема района работ Map of study area
и с точки зрения возможности этих уровней оказывать токсичный эффект на существование организмов.
Таблица 1
Районы отбора донных отложений
Table 1
Area of bottom sediment sampling
Район Год Название станций
Амурский залив. Западное побережье 1982, 1985, 1983, 1991, 1984, 1992 Мысы Перевозный, Атласова, пос. Дубки, п-ов Песчаный
Амурский залив. Восточное побережье 1991 Ст. Океанская, ст. Седанка
Амурский залив. Восточное побережье 2001 Ст. Первая Речка, Вторая Речка, Де-Фриз, устье р. Раздольной
Уссурийский залив 1993, 1994, 1995 Бухты Промежуточная, Л азурная, Андреева, Большой Камень, Разбойник, о. Ахлёстышева
1996 Мысы Огородный, Азарьева
2002 Мыс Виноградный, бухты Суходол, Теляковс-кого, Муравьиная, Сельдяная
Зал. Славянский 1986, 1987 Бухты Северная, Славянка, Наездник, Миноносок, ст. Центр залива
2000 П-ов Янковского, бухты Круглая, Северная, Славянка, Наездник, Миноносок, ст. Центр залива
Зал. Находка 1999, 1998 Бухта Находка, кут бухты Находка, устье р. Партизанской, бухты Врангеля, Новицкого, Тунгус, Попова
Бухта Киевка 1998, 1999 Пос. Заповедный, центр бухты, о. Скалы, устье р. Киевка, о. Камень, бухта Мелководная
Бухта Рудная 2000 Устье р. Рудной, мыс Бриннера, ст. Э стакада, ст. Пирс
Зал. Посьета 1996, 1997 Бухты Троица, Миноносок, Новгородская, Постановочная, Э кспедиции, Калевала
Обоснование фоновых уровней проводили на основании естественной вариации металлов в морских осадках из чистой, не тронутой хозяйственной деятельностью среды на станции о. Рейнеке, на которой более 20 лет проводился комплекс гидрохимических и химико-экологических исследований. Аналогичный подход к оценке содержания металлов в донных отложениях был предложен Лорингом с соавтором (Ьог^ е! а1., 1996). В табл. 2 представлены данные по содержанию тяжёлых металлов в донных отложениях у о. Рейнеке, усреднённые за период с 1982 по 2002 г.
За фоновые уровни принимались концентрации металлов, которые представляют собой верхнюю границу доверительного интервала: хср + 3а, куда попадает 99 % всех выборочных значений для соответствующего элемента. Для кадмия и свинца, коэффициенты вариации которых превышали 50 %, верхняя граница доверительного интервала составила хср+ 2а.
Фоновые концентрации кислоторастворимых форм тяжелых металлов для донных отложений из прибрежных районов зал. Петра Великого составили: Cd — 0,10 мкг/г сух. массы; Со — 7,0; Сг — 20,0; Си — 10,0; Fe — 15000,0; ^ — 0,050; Мп — 150,0; № — 10,0; РЬ — 10,0; 2п — 50,0 мкг/г сух. массы.
Таблица 2 Средние концентрации тяжелых металлов в донных отложениях фоновой станции (о. Рейнеке) за период 1982-2002 гг.
Table 2
Average metal concentrations in bottom sediments of background station (Reyneke Island) over 1982-2002 period
Металл N х ± о ср Cv, %
Cd 8 0,050 ± 0,031 62,0
Cr 16 10,3 ± 3,9 37,9
Cu 16 5,13 ± 2,27 44,2
Fe 15 7286,0 ± 3050,0 41,8
Zn 16 24,0 ± 9,2 38,3
Pb 14 5,1 ± 2,6 51,0
Co 12 3,4 ± 1,7 49,7
Hg 9 0,023 ± 0,010 43,5
Mn 12 75,9 ± 32,6 43,0
Ni 12 4,9 ± 1,9 39,3
Превышение этих значений концентраций может свидетельствовать о загрязнении донных отложений исследуемого района токсичными элементами.
Критерием оценки качества донных отложений с точки зрения возможности оказывать токсичный эффект на водные организмы служили пороговые уровни концентраций токсичных металлов в донных отложениях, разработанные Канадским советом министров по окружающей среде (Canadian Council ..., 1995). В табл. 3 приведены уровни, ниже которых не наблюдается негативного биологического влияния на водные организмы, — временные показатели качества донных осадков (Interim sediment quality guidelines — ISQGs), и уровни, выше которых биологические эффекты достоверно наблюдаются, — уровни вероятного эффекта (Probable effects level — PEL).
В табл. 4 представлены диапазоны концентраций металлов в донных отложениях акваторий за период с 1982 по 2001 г.
Самые высокие концентрации токсичных элементов, в десятки раз превышающие фоновые и способные оказывать токсичное влияние на живые организмы, отмечены в грунтах восточного побережья Амурского залива. Так, содержание кислотораствори-мых форм кадмия достигало 2,0 мкг/г, кобальта — 13,0, хрома — 71,0, меди — 138,0, ртути — 0,2, никеля — 27,0, свинца — 155,0, цинка — 170,0, мышьяка — 10,0 мкг/г. Донные отложения этого района подвержены влиянию промышленно-бытовых стоков г. Владивосток. Западное побережье Амурского залива загрязнено значительно меньше. Здесь зоны незначительно повышенных относительно фоновых концентраций металлов замечены близ посёлков и обусловлены тер-ригенным стоком р. Раздольной. В Уссурийском заливе наибольшие концентрации меди, цинка, хрома, ртути, кадмия, свинца, превышающие установленные фоновые уровни концентраций этих элементов для зал. Петра Великого, отмечены в донных отложениях кутовой части залива, в бухтах Муравьиной и Суходол, принимающих загрязнённые стоки рек Артёмовка, Ш котов-ка, Кневичи, Суходол, Петровка, Смолянинка. В донных отложениях бухты Промежуточной концентрации этих элементов также высоки, что обусловлено влиянием золоотвала ТЭЦ-2 г. Владивосток.
Анализ пространственного распределения элементов в донных отложениях Славянского залива позволил выделить локальные районы загрязнения конкретными элементами и выявить пути их поступления в залив. Акватория бухты Славянка загрязнена кадмием, свинцом, медью и цинком вследствие того, что она
Примечание. N — число лет, для которых были получены средние концентрации металлов в донных отложениях; о — стандартное отклонение; Cv — коэффициент вариации.
Таблица 3 Временные показатели качества морских донных отложений (ISQGs, на сухую массу) и уровни вероятного эффекта (PEL, на сухую массу) (Canadian Council ..., 2001), мг/кг
Table 3
Interim sediment quality guidelines (ISQGs) and probable effect levels (PEL) (Canadian Council ..., 2001), Mg/kg
Вещество ISQG PEL
As 7,24 41,60
Cd 0,70 4,20
Cr 52,30 160,00
Cu 18,70 108,00
Pb 30,20 112,00
Hg 0,13 0,70
Zn 124,00 271,00
Таблица 4
Диапазоны концентраций кислоторастворимых форм металлов в донных отложениях прибрежных акваторий Приморья, мг/кг сух. массы
Table 4
Recoverable metal concentration ranges in bottom sediments of coastal area of Primorye, |J.g/kg dry weight
Район Год Cd Со Сг Си Fe Hg Mn Ni Pb Zn As
Амурский залив
Западное 1982 0,005-0,026 3.4- -6.2 2,5-40,0 2,7- 18.4 5510- -38590 0,02-0,045 70- 120 2.5 -11,0 5.0- -12,0 16,5- -79,0 1.6- -6.2
побережье 1983 0,005-0,200 3,2- -7,0 11,1-46,0 3,8- 16,8 6200- -20700 0,020-0,05 80- 160 2,5 -10,5 5,6- -14,0 19,0- -70,0 1,6- -5,8
1984 0,05-0,156 3.6- -6.3 7,5-38,8 1,3- 15.0 7900- -25700 0,020-0,060 74- 120 2.4 -15,0 7.9- -11,3 15,9- -60,0 1.9- -6.7
1985 0,05-0,150 3.7- -6.8 8,3-27,0 2,4- 19.7 16000- -26600 0,018-0,060 70- 100 2.1 -10,5 5.9- -14,6 31,1- -98,0 2.2- -7.1
1991 0,05-0,11 3.4- -6.2 9,4-7,6 1,4- -4.6 5300- -10800 0,020-0,050 63- -97 2.9 -12,4 1,7- -2,7 13,1- -30,0 1.3- -5.8
1992 0,05-0,19 4,3- -12,0 7,3-40,5 1,5- 17,1 1043- -7738 0,018-0,060 75- 186 2,2 -28,6 1,9- -45,0 22,7- -59,0 2,1- -6,7
Восточное побережье 1991 2001 0,06-0,13 0,02-2,0 3,2-7,5- -7,0 -13,0 11,5-32,8 20,0-71,0 3,1-11,0- -9,3 6300-138,0 14500- -18000 -32000 0,020-0,130 0,024-0,200 64-75- 121 188 2,1 9,5 -15,0 -27,0 5,5-17,5- -17,0 -155,0 35,0-37,0- -57,0 ■170,0 0,8-1,4- -6,4 -10,0
Уссурийский залив
1993-1995
0,01-0,05 1,2-6,2 2,5-30,0 0,5-18,6 3100-18100 0,010-0,080 29-240 1,2-16,0 1,2-16,0
9,1-59,0
3,0-12,0
1996 2002 0,008-0,008- -0,040 -0,124 0,9-5,0- -5,0 17,0 12,3-5,0- -32,0 -28,0 4,8-5,0- -20,0 -20,0 6730-10000- -19680 -29150 0,030-0,025- -0,140 -0,170 60-62- -168 -375 зд- 3,8- -10,0 -21,0 2,4-3,8- -33,0 -25,0 14,0-25,0- -47,0 -80,0 2,4-3,0- -5,0 -56,0
Славянский залив 1986-1987 0,002- -0,330 2,8- -7,1 3,7- -30,3 2,2- -23,0 8600- -13750 0,010- -0,110 57- -196 1,9- -17,9 5,5- -24,7 26,6- -92,0 4,0- -6,5
2000 0,05- 0,670 2,0- -7,5 3,0- -32,5 1,5- -32,5 5000- -20250 0,011- -0,075 62- -165 2,5- -13,0 2,0- -36,3 22,0- 113,0 1,1- -4,4
Зал. Находка 1999 0,008 -0,30 1,2- -8,0 20,0 -37,0 4,0- -12,5 11500- -18750 0,015- -0,033 93- -188 6,0- -20,0 7,5- -15,0 40,0- -55,0 1,6- -10,0
Бухта Киевка 1999 0,005- -0,040 1,2- -7,5 3,8- -38,0 5,0- -16,5 6250- -17250 0,010- -0,037 99- -200 2,5- -24,0 2,5- -18,8 31,0- -65,0 1,6- -3,9
Бухта Рудная 2000 2,1- -6,8 2,5- -5,0 10,0 -12,5 20,0- -102,0 8750- -13750 0,040 -1,00 270- -1260 4,0 -6,3 115,0 -315,0 300,0- 1187,0 53,0- -405,0
Зал. Посьета 1996 1997 0,050-0,035- -0,017 -0,188 1,7-2,0- -7,2 -5,0 7,5-8,3- -28,0 -37,0 2,9-2,5- -19,0 -19,0 6170-4000- -15500 -28500 0,010-0,024- -0,222 -0,093 65-75- -145 -300 6,5-3,8- -12,4 -16,0 3,6-2,5- -19,0 -28,0 14,5-11,5- -71,0 -71,0 2,1-2,4- -6,8 -5,0
является приемником промышленных и хозяйственно-бытовых стоков одноимённого посёлка. В бухте Миноносок отмечены самые высокие концентрации кадмия. Донные отложения из бухты Наездник были загрязнены хромом, железом и никелем. Акватории бухты Круглой и у п-ова Янковского по уровню содержания элементов в донных отложениях сравнимы с фоновыми морскими акваториями, а несколько повышенное содержание железа, марганца подтверждает, что физико-химический состав донных отложений Славянского залива формируется под сильным влиянием терригенного стока.
Проследили изменение содержания элементов в грунтах Славянского залива во времени. В целом по заливу не произошло заметного увеличения уровня концентраций меди, хрома, железа, ртути, свинца и цинка в 2000 г. по сравнению с 1986-1987 гг. Э то свидетельствует о том, что химико-экологическая ситуация в Славянском заливе продолжает оставаться напряженной.
Проведённые ранее исследования экологического состояния зал. Находка свидетельствовали о загрязнении его акватории тяжёлыми металлами (Наумов, Найденко, 1997). В зал. Находка выделены локальные районы с повышенным содержанием элементов относительно фоновых концентраций в донных отложениях зал. Петра Великого. Наибольшие концентрации хрома — 31,0 мкг/г сух. массы; меди — 18,0; свинца — 14,0; железа — 23000,0; цинка — 75,0 и ртути — 0,09 мкг/г сух. массы — отмечены в бухте Находка. Наибольшие концентрации кадмия — 0,084 мкг/г сух. массы; мышьяка — 10,6; никеля — 15,0 мкг/г сух. массы — в бухте Новицкого. Наибольшие концентрации марганца — 185,0 мкг/г сух. массы; кобальта — 8,7 мкг/г сух. массы, — обусловленные терригенным стоком, обнаружены близ устья р. Партизанской. Повышение концентраций конкретных элементов в донных отложениях локальных районов зал. Находка обусловлено антропогенной нагрузкой. Источниками загрязнения этой морской акватории в бухте Находка являются порт и городские стоки, в бухте Новицкого — нефтебаза. При изменении физико-химических параметров морской среды возможна миграция токсичных элементов в морскую воду и близлежащие акватории.
В зал. Посьета наиболее загрязнены донные отложения бухты Новгородской. Так, содержание хрома составило 37,5 мкг/г сух. массы; меди — 19,5; никеля — 16,2; свинца — 18,5; ртути — 0,07; цинка — 71,0 мкг/г сух. массы. Наибольшие концентрации кадмия в грунтах бухты Миноносок достигали 0,30 мкг/г сух. массы. Это обстоятельство можно объяснить расположением в ней марикультурного хозяйства по выращиванию приморского гребешка. Источниками загрязнения отдельных бухт зал. Посьета являются морской порт и тер-ригенный сток.
В бухте Киевка наибольшие концентрации токсичных элементов в донных отложениях составили: кадмия — 0,45 мкг/г сух. массы; хрома — 50,0; меди — 16,0; ртути — 0,028; свинца — 18,0; цинка — 65,0 мкг/г сух. массы. На формирование микрокомпонентного состава донных отложений этой акватории влияют в основном стоки р. Киевка. Несмотря на отсутствие активной хозяйственной деятельности в этом районе, на территории заповедника находятся залежи цветных металлов и расположен рудник, в настоящее время недействующий.
На севере Приморья, в бухте Рудной, концентрации токсичных элементов многократно превышали фоновые уровни. Максимально регистрируемые концентрации кадмия — 6,8 мкг/г сух. массы; меди — 102,0; ртути — 1,0; свинца — 315,0; цинка — 1187,0; мышьяка — 405,0 мкг/г сух. массы — способны оказывать токсичный эффект на существование гидробионтов. Бухта Рудная находится в Дальнегорском горнорудном районе. В юго-западную часть бухты Рудной впадает р. Рудная. По долине р. Рудной располагаются рудники, обогатительные фабрики, предприятия химической, пищевой, строительной про-
мышленности. Такое высокое содержание элементов обусловлено природной геохимической ситуацией в этой бухте, усугубленной антропогенной деятельностью.
Анализ содержания кислоторастворимых форм токсичных элементов (мышьяка, кадмия, кобальта, железа, ртути, меди, хрома, свинца, никеля, цинка) в донных отложениях прибрежных акваторий Приморья позволяет заключить, что изменение химико-экологической ситуации носит пока локальный характер. В каждом из заливов имеются акватории, где в силу различных причин отмечается повышенное содержание металлов. В донных отложениях этих районов концентрации металлов не только значительно превышают фоновые, но и способны оказывать токсичные эффекты на бентосные организмы.
Увеличение содержания токсичных металлов в морской среде может вызвать их аккумуляцию промысловыми гидробионтами до концентраций, превышающих предельно допустимые уровни (ПДУ).
Рассмотрели уровень содержания элементов в рыбах, беспозвоночных и водорослях из прибрежных акваторий Приморья.
Анализировали ткани сельди тихоокеанской (Clupea pallasii pallasii (Val.)), наваги дальневосточной (Eleginus gracilis (Til.)), камбалы полосатой (Liopsetta pinnifasciata (Kner.)), камбалы остроголовой (Cleisthenes herzensteini) и терпуга восьмилинейного (Hexagrammos octogrammus) из зал. Петра Великого. Диапазоны концентраций элементов в тканях рыб за весь период исследования представлены в табл. 5.
Таблица 5
Диапазоны концентраций тяжёлых металлов в тканях промысловых видов рыб из зал. Петра Великого, мкг/г сух. массы
Table 5
Heavy metal concentration ranges in commercial fish species tissue of Peter the Great Bay, |g/g dry weight
Вид Ткань Zn Cu Fe Mn Cd Pb Hg*
Камбала Мышцы 12,8- 28,5 0,51- 2,97 13,6 -57,1 0,5 -7,6 0,002-0,007 0-0,19 0,0400,101 0,0530,352
(Амурский залив) Печень 29,5- 94,3 6,11- 75,4 379- 3630 1,1 8,7 0,18-1,46 0,17-1,0
Навага Мышцы 17,8- 26,6 0,50- 2,48 3,3- 26,3 0,7 7,3 - - 0,0140,221 0,0170,084
(Амурский залив) Печень 33,5- 99,9 2,75- 37,0 55,3 -325 2,1- 10,1 0,06-1,63 -
Сельдь (Амурский залив) Мышцы Печень 12,473,1- 68,2 122,0 1,0812,3- 7,77 27,8 20,5 76,0- -96,2 1468 0,45 1,61 1,82 -4,0 1,22-4,82 - 0,1010,132 0,1970,378
Камбала Мышцы 16,6- 32,3 0,56- 1,50 7,3- 14,0 0,25 1,12 - - 0,0050,071 0,0510,093
(Уссурийский залив) Печень 38,1- 127,0 3,05- 6,96 244 -719 3,4 7,4 0,67-1,48 -
Терпуг Мышцы 13,5 -21,0 0,43- 1,26 9,0- 27,6 0,22 1,38 - - 0,0450,097 0,0480,144
(Уссурийский залив) Печень 54,8- 145,0 1,97- 41,8 185- -550 1,3- 16,2 0,65-3,95 0,18-0,85
ПДУ*, мг/кг Мышцы [ 0,2 1,0 0,5
* и ПДУ токсичных металлов в морской рыбе приведены на сырую массу.
Закономерности распределения микроэлементов в отдельных органах многих видов рыб из различных морских акваторий обобщены в работе Н.П.Морозова и С.А.Петухова (1986). Выясненные нами особенности распределения металлов в органах и тканях рыб подтвердили, что независимо от видовой принадлежности в
печени рыб концентрируются максимальные количества железа, меди, кадмия, свинца и ртути; цинк концентрируется в гонадах и коже рыб. В мышечной ткани рыб обнаруживаются минимальные концентрации металлов, за исключением ртути.
Установлено, что концентрации токсичных элементов в тканях рыб из зал. Петра Великого имеют более низкий уровень по сравнению с рыбами из сильно урбанизированных, промышленно развитых прибрежных акваторий Мирового океана, и более высокий уровень по сравнению с акваториями, где деятельность человека минимальна. Концентрации токсичных элементов в мышцах рыб из зал. Петра Великого не превышали ПДУ.
Исследовали содержание токсичных элементов в гонадах морских ежей (Strongylocentrotus nudus, S. intermedius) и мышечных тканях дальневосточного трепанга (Stichopus japonicus). Средние концентрации токсичных элементов в гонадах серых ежей из различных бухт зал. Петра Великого составили для ртути — 0,025 мг/кг сырой массы; кадмия — 0,1; меди — 0,8; цинка — 16,0; свинца — 0,05-0,08 мг/кг сырой массы. Если сравнивать эти значения с известными ПДУ металлов для моллюсков, то можно считать, что они соответствуют норме.
Концентрации элементов в гонадах серого и чёрного ежей, собранных в относительно чистых районах залива, оказались весьма близкими. Идентичность микроэлементного состава этих видов морских ежей обусловлена сходством физиологии, образа жизни и условий существования. Во всех организмах гонады являются наиболее защищенным органом, в котором уровень элементов наиболее активно регулируется.
Диапазоны концентраций токсичных элементов в мышечных тканях трепангов, собранных в десяти бухтах залива, были невелики и составили: для цинка 2,0-11,0 мкг/г сух. массы; для меди 0,2-0,6; для кадмия 0,06-0,2; для ртути 0,005-0,007 мкг/г сух. массы. Несмотря на то что трепанг — грунтоед и живёт на грунтах с небольшим заилением, для которых характерно повышенное содержание металлов, ни один токсичный элемент в его тканях не находился в больших количествах. Вероятно, низкий уровень металлов в трепанге обусловлен биохимическими свойствами его мышечных тканей.
Моллюски являются важным функциональным звеном прибрежных морских экосистем, в которых могут завершаться циклы биохимических миграций элементов с последующей седиментацией. Моллюски являются фильтраторами и обладают способностью накапливать токсичные вещества в высоких концентрациях. Они служат тест-объектами, в качестве надёжного критерия степени загрязнения морской среды. В то же время они традиционно используются в пищу и являются источником необходимых человеку микроэлементов. Исследовали накопление токсичных элементов промысловыми моллюсками из зал. Петра Великого: мидией тихоокеанской (Mytilus trossulus), мидией Грея (Crenomytilus grayanus), приморским гребешком (Mizuhopecten yessoensis), устрицей гигантской (Oystrea gigas), анадарой Броутона (Anadara broughtoni), корбикулой японской (Corbicula japonica) (табл. 6).
Определение уровней концентраций металлов в органах различных видов моллюсков позволило выяснить особенности формирования их микрокомпонентного состава. Так, к особенностям формирования микрокомпонентного состава анадары Броутона можно отнести концентрирование в её тканях железа, алюминия и марганца. К особенностям формирования микроэлементного состава корбикулы можно отнести, наряду с накоплением железа, алюминия, цинка, повышенный уровень содержания меди.
Мягкие ткани устриц содержали почти на порядок больше цинка и меди, чем ткани других моллюсков. Количество кадмия в тканях гребешка на порядок выше, чем в тканях остальных исследуемых моллюсков. Аналогичные особенности накопления металлов устрицами и приморскими гребешками были отмечены Н.К.Христофоровой с соавторами (1993).
Уровни содержания металлов в моллюсках из районов, подверженных наибольшему антропогенному прессу, достоверно превышали содержание элементов в тканях моллюсков из относительно чистых районов. Так, содержание железа, цинка, кадмия и марганца в пищеварительной железе мидий Грея, собранных в бухте Славянка, достоверно превышало содержание элементов в том же органе мидий Грея, собранных у о. Рейнеке.
Санитарно-гигиеническая оценка двустворчатых моллюсков показала, что концентрации меди, мышьяка, ртути, свинца и цинка в мягких тканях мидии тихоокеанской, мидии Грея и приморского гребешка не превышали ПДУ этих элементов. Превышали нормируемые величины уровни содержания кадмия в мягких тканях мидии Грея с размером створок более 11 см, а также в печени и мягких тканях приморского гребешка. В съедобном органе гребешков — мускуле — уровни содержания кадмия были ниже ПДУ.
Исследовали содержание токсичных элементов в промысловой водоросли ламинарии японской. Допустимые уровни содержания элементов для морских водорослей в соответствии с СанПиН 2.3.2. 1078-01 составляют для свинца 0,5 мкг/г сырой массы, для ртути 0,1, для кадмия 1,0, для мышьяка 5,0 мкг/г сырой массы (СанПиН 2.3.2.1078-01). Превышения ПДУ свинца и ртути в ламинарии из зал. Петра Великого не наблюдали. Превышение ПДУ свинца и мышьяка в этой водоросли отмечали в бухте Рудной, что обусловлено геохимической ситуацией этого района, усугубленной антропогенным воздействием.
Таким образом, на основании химико-экологических работ, проводимых в течение 20 лет, установлены и научно обоснованы фоновые концентрации тяжёлых металлов в донных отложениях зал. Петра Великого.
Оценка состояния донных отложений прибрежных акваторий Приморья позволила выделить локальные районы, где отмечались высокие и действующие на гидробионтов концентрации металлов. Они характерны для кутовых частей за-
те а
К
ч о те Н
со
те Н
-о
о о те
о
о «
к
ч си
т
те ср
н
си
с
ч те
те «
о 2 ч ч о
т
о ч ч те н си
=к
к ^
те р
н к си а к
о «
3 к о
СО
те с те К
4
'3
£
-а
ы>
те
т
те
си ^
о
си
си Рц
(Л
13
с
си о с о о
13 си £
о
^222 1 1 тт т о с^
1 с^ ю
соОШО^ —<—<соо^СЗ о
сз~ сз~ сз~ сз~ сз~ 11111
11111 сзсзсзсзсз о а^
С3~ С3~ С5 сз~ сз~ сэ
О СЗ О СЗ со~ ¡5 °о 1111 сэ со
1 <-> 1 О - С5 С5 С5 ^^ С^ <э
«Э С5 «Э С5
СЗ СЭ с^ 11111
11111 Ю—'ЮО^С^
сэ сз сз сэ о~ сэ
С^ СО С^ОО со сосо^^-^ сзсзсзсзсз о сз
сэ сз сз сэ сэ 11111
11111 иоооь -нмсосоо сзсзсзсзсз о сз
СЭ С5 сз сэ сэ сз
ОсоО^М со 1 1 1 1 1 о со ^
ш ®о,к о 1 а^ СО
О Ч^^ЧоО со 1;сосо^ 1 1 1 1 1 СО
—"о оосзсз ^^ С^ г- 1 о<3
оососог-о^
СЭ СЗ сэ 11111 сз 1
11111 1
сэ сз сз сэ сэ сз
11111
1111 ОС^сО
О СЭ сз
О^Я? со со 1 1 1 1 1 147
гаоооп С^СОСЧО^^ СО
' т—<
к
тетт ^^ "КК «
ч ч -те те со со
=к =к
к к « «
о о =к =к
к к рр
^ ^
о о о о
те те а сх
^ те
о К ^ <
со со
т
г-
ю I
СО
о
С5
ао
I
ОО
ю I
со ^
СЗ
сз~ I
СО
со о
С5
о
ОО
со I
со со
ю I
ю
С5 I
сз~ сз
о со I
сз
со со
СО
ОО
I
о
ОО
г-I
ю
сз сз~ I
сз сз~
I
ОО
о I
СО
о о о~ I
^
о о
г-ю I
о
I
ю
I
о ^
к те
Ч те те^ си ср ^ « тек о Ч\о о те^ х ®о к Н
л К
си у
си с
ы о
_ 3
ч а.
те [Г
со
к § «
К о
у Л
& О
ч о
о В
Э о'« ч£ч
со
со
»К »К я
о ^
^ и
О* о о*
ливов второго порядка, восточного побережья Амурского залива и на севере Приморья для бухты Рудной.
Анализ содержания токсичных элементов в тканях промысловых рыб и моллюсков из обследованных районов показал, что концентрации токсичных элементов Hg, As, Pb, Cd, Cu, Zn не превышали ПДУ, в то же время их содержание было выше в моллюсках из районов, испытывающих значительный антропогенный пресс.
Изменение биогеохимической ситуации прибрежных акваторий Приморья имеет пока локальный характер, тем не менее оно влечёт за собой ряд экологических и социальных проблем, требующих безотлагательного вмешательства.
Литература
Богданов Ю.А., Гурвич Е.Г., Лисицын А.П. Механизм океанской седиментации и дифференциации химических элементов в океане // Биогеохимия океана / Под ред. А.С.Монина, А.П.Лисицина. — М.: Наука, 1983. — С. 165-195.
Ващенко М.А. Загрязнение залива Петра Великого Японского моря и его биологические последствия // Биол. моря. — 2000. — Т. 26, № 3. — С. 149-159.
СанПиН 2.3.2.1078-01: Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидимиологические правила и нормы. — М., 2002. — 164 с.
ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. — М.: Гос. комитет СССР по стандартам, 1980. — 5 с.
Методические рекомендации по выполнению измерений массовых концентраций элементов в донных отложениях и в гидробионтах. Перечень аттестованных методик химического анализа воды, донных отложений и гид-робионтов. — Ростов-на-Дону: АзНИИРХ, 1995. — 10 с.
Морозов Н.П., Петухов С.А. Микроэлементы в промысловой ихтиофауне Мирового океана. — М.: Агропромиздат, 1986. — 159 с.
Наумов Ю.А., Найденко Т.Х. Экологическое состояние залива Находка // Изв. ТИНРО. — 1997. — Т. 122. — С. 524-537.
Христофорова Н.К., Шулькин В.М., Кавун В.Я., Чернова Е.Н. Тяжёлые металлы в промысловых и культивируемых моллюсках залива Петра Великого. — Владивосток: Дальнаука, 1993. — 296 с.
Canadian Council of Ministers of the Environment. Protocol for the derivation of Canadian sediment quality guidelines for the protection of aquatic life. CCME-98E. — 1995. — 32 p.
Canadian Council of Ministers of the Environment. Canadian sediment quality guidelines for protection of aquatic life: summary tables. — 2001. — 5 p.
Loring D.H., Rantala R.T.T., Milligan G.T. Metallic contaminants in the sediments of coastal embayments of Nova Scotia: Can. Tech. Rep. Fish. Aquat. Sci. — 1996. — Vol. 2111. — 268 p.
Поступила в редакцию 4.03.04 г.
