CC BY
130
2004
Известия ТИНРО
Том 136
УДК 628.394(26)
Н.К.Христофорова; Ю.А.Наумов; И.С.Арзамасцев (Дальневосточный государственный университет, г. Владивосток; филиал Владивостокского государственного университета экономики и сервиса в г. Находка; Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, г. Владивосток)
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ДОННЫХ ОСАДКАХ ЗАЛИВА ВОСТОК (ЯПОНСКОЕ МОРЕ)
Изучено содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Ni, Co) в донных отложениях зал. Восток, долгое время сохранявшегося в сравнительно чистом состоянии. Показано, что, несмотря на наличие небольшого числа локальных участков загрязнения, заметно возросший за последнее десятилетие антропогенный пресс на залив изменил экологическую ситуацию, существенно отклонив ее от фоновых условий. В то же время медленно накапливающиеся изменения в целом еще не достигли тех границ, с которых начинают сказываться негативные биологические эффекты. Детально проанализирована причина пространственного распределения металлов в донных осадках залива, особенно характер гидродинамики его вод.
Khristoforova N.K., Naumov Yu.A., Arzamastsev I.S. Heavy metals in bottom sediments of Vostok Bay (Japan Sea) // Izv. TINRO. — 2004. — Vol. 136. — P. 278-289.
Vostok Bay is one of the purest among other bays of Peter the Great Bay because of relatively weak anthropogenic impacts. By the end of 1970-s, concentrations of heavy metals in the Bay did not exceed their concentrations in open waters of the Japan Sea. In the recent years Vostok Bay receives only 0.1 % of total volume of polluted waters thrown into Peter the Great Bay. However, the situation started to change in the last 10-13 years because of the influx of recreational activities. Recent chemical observations showed that the levels of dissolved oxygen, biological consumption of oxygen, detergents, and numbers of enterobacteria proved an increase of anthropogenic impacts on the Bay. Bottom sediments served as the perfect indicator, in particularly the concentration of heavy metals (Zn and Cu like indicators of human waste, and Pb and Ni like indicators of industrial influence). For example, Pb and Zn concentrations in sediments of Volchanetskaya Creek were high (125 |g Pb, 329 |g Zn per g of dry weight). The lead accumulated in the western part of Vostok Bay. Cu was abundant in Podosenova River (26 |g/g) and accumulated in Gaydamak Bay (up to 27 |g/g). Besides, sediments in the eastern part of Vostok Bay were rich by Co, and in Gaydamak Bay — by Ni (19-30 |g/g). Some patterns of pollution allow to suppose its possible sources: ship repairing dockyard , agar plants, fish-processing factory, and the settlements Yuzhno-Morskoy and Livadia. Besides, some input is brought by marine transportation in the western part of the Bay and bottom engineering projects. As a result, today Vostok Bay is more contaminated with heavy metals than Posiet Bay (the southernmost part of Peter the Great Bay), but their levels still don't exceed those of the most polluted parts of Peter the Great Bay as Amur Bay and Golden Horn Bay. Patterns of the pollution dissemination were analyzed with taking into account the bottom currents in Vostok Bay.
Среди заливов второго порядка, входящих в состав зал. Петра Великого, зал. Восток долгие годы оставался наиболее чистой акваторией, поскольку на его побережье расположено небольшое число селений, промышленных предприятий и сельскохозяйственных ферм. Поэтому в течение длительного времени он служил районом сравнения при оценке загрязнения таких заливов, как Амурский, Уссурийский и Н аходка, испытывающих мощное воздействие человека (Хри-стофорова и др., 2002). С начала 70-х гг. ХХ столетия, т.е. с момента создания на Дальнем Востоке научного центра, в зал. Восток существует одноименная морская биологическая станция Института биологии моря ДВО РАН, имеющая международный статус, благодаря которой этот залив является наиболее изученным.
Удаленный от основных индустриальных центров зал. Восток еще до недавнего времени испытывал минимальную антропогенную и техногенную нагрузку. Так, в конце 70-х гг. концентрации растворенных металлов в водах залива не превышали фоновых уровней для открытой части Японского моря (Пропп, 1980). В 1989 г. на территории залива организован заказник "Восток", занимающий 18,2 км2. В него входят бухты Средняя, Восток, Тихая заводь и Литовка. Южная граница заказника проходит по акватории залива и представляет собой условную линию, соединяющую мысы Пущина и Елизарова. Береговая санитарная зона включает 500-метровую полосу (Тюрин, 1996).
В настоящее время зал. Восток по-прежнему характеризуется незначительным техногенным прессом: в него поступает лишь 0,1 % общего объема сточных вод, сбрасываемых в зал. Петра Великого (Огородникова, 2001). Однако за последние 10-13 лет экологическая ситуация в этом водоеме стала заметно меняться. Т олько в 1999 г., по данным морской природоохранной службы, здесь были зафиксированы 3 аварийных разлива нефтепродуктов (Наумов, 1999). Обилие песчаных пляжей, теплая и сравнительно чистая вода, а также доступность района, обусловленная близостью автомобильной трассы, привлекают на берега залива все большее количество отдыхающих. Особенно высока их концентрация в бухтах Средней и Литовка, а также на юго-восточном побережье залива у оз. Лебединого, где расположены спортивный лагерь и парусный клуб. Поток туристов на летний отдых особенно возрос в связи с экономическими и политическими трудностями, а также невозможностью для многих дальневосточников выехать на Ч ерное и Балтийское моря (Христофорова и др., 2001, 2002).
Химико-экологические наблюдения показали, что такие показатели качества среды, как содержание растворенного кислорода, Б ПК5, концентрация детергентов, число энтеробактерий, свидетельствуют о нарастающем год от года антропогенном прессе на зал. Восток. Однако эти показатели весьма динамичны и дают " мгновенный срез", т.е. сиюминутную картину экологической ситуации, не позволяя уловить медленно накапливающиеся в течение длительного времени эффекты. Превосходным интегратором хронических изменений являются донные отложения, а именно их химический состав. В частности, такие металлы, как 2п и Си, являющиеся трассерами антропогенного воздействия, а также РЬ и № — индикаторы техногенного пресса, — позволяют получить общее представление об экологической обстановке в водной среде (Христофорова и др., 1994).
Зал. Восток расположен в восточной части зал. Петра Великого, вдается в сушу на 8 км в северном направлении, имеет площадь водного зеркала 35,2 км2, объем — около 0,46 км3 (Разработка бонитета ..., 1985). З алив окружен грядами невысоких холмов и гор, являющихся отрогами Сихотэ-Алиня, в ряде мест сбегающих к морю и образующих скалистые мысы, прибрежные рифы, кекуры и подводные камни. У уреза воды большую часть побережья залива (около 60 %) занимают песчаные и галечные пляжи (рис. 1).
В зал. Восток впадает около 10 водотоков, наиболее крупными из которых являются реки Волчанка и Литовка, их устья расположены в его северной части. Летом их суммарный суточный сток составляет около 0,2 % всего объема залива (Степанов, 1976). С ток рек и ручьев, впадающих в залив, подвержен силь-
ным межгодовым и межсезонным колебаниям. Значительное количество осадков в период летне-осенних тайфунов приводит к усилению стоковых течений и опреснению приустьевых и поверхностных вод. Дно зал. Восток представляет собой пологую равнину с максимальным уклоном (0,12-0,15) на изобатах 4-5 м. К 20-метровой изобате поверхность дна заметно выравнивается, и глубже 20 м оно простирается почти горизонтально. Б ольшая часть дна приходится на изобаты от 10 до 20 м (52,7 % общей площади). К выходу глубины постепенно увеличиваются и на створе залива достигают 30-32 м. С редняя глубина составляет 13 м (Разработка бонитета ..., 1985).
Рис. 1. Батиметрическая карта зал. Восток Fig. 1. Bathymétrie map of the Vostok Bay
Данные детального бурения ОАО "Дальморгеология", а также других исследований показывают, что донные осадки зал. Восток представлены различными
типами. В северо-западной части залива залегают пелитовые илы, тянущиеся полосой от устья р. Волчанка на юг. К востоку от зоны распространения илов узкой полосой протягиваются крупные алевриты, которые замещаются мелкими песками. Вдоль восточных берегов залива распространены гравийно-галечные грунты (Подорванова и др., 1989). Кут бухты Восток, расположенной в вершинной части залива, характеризуется заиленностью грунтов, слабым водообменом и значительным опреснением вод в летние месяцы.
Собранные по густой сетке станций поверхностные донные осадки после полного кислотного разложения были проанализированы на содержание тяжелых металлов 2п, РЬ, Си, Со и №. Содержание металлов определено методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Анализы выполнены в лаборатории Приморского управления по гидрометеорологии. Рассмотрим каждый из металлов отдельно.
Свинец. Наиболее загрязнены этим металлом донные осадки водотоков, при этом наибольшее количество обнаружено в грунтах протоки Волча-нецкой (соединяет оз. Волчанец с бухтой Восток) — 125 мкг/г сухого осадка. В заливе повышенные уровни содержания свинца тяготеют к его западной части с максимумом в центре бухты Гайдамак и на выходе из нее — 45-50 мкг/г.
Кобальт. Максимальное количество металла (30 мкг/г) зафиксировано в грунтах р. Подосенова (ранее р. Тихангоу), впадающей в бухту Подосенова и находящейся уже за пределами залива, за его восточной оконечностью. Зона с наибольшим содержанием металла в осадках залива выявлена в его центре — 23 мкг/г, зона повышенных концентраций тяготеет к бухте Гайдамак — 11-16 мкг/ г.
Цинк. По загрязнению грунтов цинком сильно выделяется протока Волча-нецкая — 329 мкг/г. Остальные водотоки имеют природный фон концентраций этого элемента или его небольшое превышение. В заливе имеется ряд локальных зон с повышенным содержанием цинка в донных осадках, из которых наибольшими площадями загрязнения и величинами концентраций (от 105 до 196 мкг/г) характеризуются бухта Гайдамак и прилегающие к ней на расстоянии до 3 км акватории. В предустье р. Литовка и в бухте Тихая заводь содержание элемента в грунтах составляет 95-101 мкг/г.
Медь. Наиболее высокие концентрации этого химического элемента обнаружены в донных отложениях р. Подосенова — 26 мкг/г, а также в бухте Гайдамак — 26-27 мкг/г. В примыкающей к ней акватории, как и почти во всей западной части залива, содержание данного металла в донных отложениях находится в пределах 14-20 мкг/г.
Никель. Наибольшее количество элемента выявлено в донных осадках р. Подосенова — 46 мкг/г, повышенные концентрации обнаружены в бухтах Гайдамак и Тихая заводь — 19-30 мкг/г, а также в центре залива на траверзе бухт Средняя и Гайдамак — 22-24 мкг/г.
Как следует из полученных данных, в зал. Восток в большей или меньшей степени загрязнены донные осадки не только его западной части, но и центральной. Наибольшие концентрации металлов в грунтах, особенно 2п и РЬ, выявлены в бухте Гайдамак, откуда как бы "выползающий" их шлейф распространяется в трех направлениях — южном, восточном и северном. Загрязнение бухты обусловлено прежде всего деятельностью судоремонтного и агарового заводов, рыбоконсервного цеха, базирующихся в этом районе судов, а также хозяйственно-бытовыми стоками поселков Южно-Морской и Ливадия, выносимыми мелкими водотоками. Необходимо отметить, что по западному берегу бухты, на выходе из нее, находится пирс, где принимается жидкое топливо для котельной, привозимое небольшими танкерами. Наряду с этим юго-западнее бухты Гайдамак в непосредственной близости к пос. Южно-Морской находится район захоронения грунтов. Кроме бухты Гайдамак и выхода из нее, привлекают внимание повышенным содержанием цинка и никеля грунты в вершине залива, а также в бухте Тихая заводь.
Из водотоков наиболее загрязнена протока Волчанецкая, оказывающая воздействие на вершину залива. Загрязнение грунтов этой протоки, соединяющей оз. Волчанец с заливом, мы связываем со сбросом жилищно-коммунальных, сельскохозяйственных и промышленных стоков пос. Волчанец, расположенного на его берегу и имеющего ремонтные мастерские. Н а втором месте по суммарному загрязнению донных отложений металлами, особенно Co, Ni, Pb, Cu, находится р. Подосенова, в долине которой разрабатывались золотоносные россыпи и ведутся сельскохозяйственные работы.
Итогом анализа грунтов являются табл. 1, в которой показаны районы с максимальными концентрациями отдельных металлов в донных осадках залива и интегральная карта распределения суммарного количества металлов в грунтах (рис. 2).
Сравним полученные нами результаты с данными других исследователей по содержанию тяжелых металлов в донных осадках прибрежной зоны Приморья (табл. 2).
Таблица 1
Максимальные концентрации металлов в донных осадках зал. Восток (мкг/г)
и места их локализации
Table 1
Maximal metal concentrations in the bottom sediments in the Vostok Bay (^kg/g)
and places of their localization
Металл Диапазон концентраций Локальные акватории в заливе
Cu 26-27 14-20 Бухта Гайдамак Западная часть залива
Pb 45-50 Центр бухты Гайдамак и выход из нее
Zn 105-196 95-101 Бухта Гайдамак и примыкающие к ней акватории Бухты Литовка и Тихая заводь
Ni 19-30 Бухты Гайдамак и Тихая заводь, центр залива
Рис. 2. Суммарное содержание тяжелых металлов (Cu, Co, Pb, Ni, Zn) в донных отложениях зал. Восток и впадающих в него водотоков: 1 — точка с цифрой над ней — станции с суммарным количеством контролируемых металлов, мкг/г сухой массы, остальные обозначения соответствуют картированию дна зал. Восток по величинам содержаний металлов: 2 — < 32; 3 — 32-64; 4 — 64-128; 5 — 128-256; 6 — > 256
Fig. 2. Total content of heavy metals (Cu, Co, Pb, Ni, Zn) in bottom sediments of the Vostok Bay and the flowing into streams: 1 — the point with figure above means ^ station and total content of metals, ^kg/g dr. weight. Distribution of total content of metals in the bottom: 2 — < 32; 3 — 32-64; 4 — 64-128; 5 — 128-256; 6 — > 256
Таблица 2
Валовое содержание металлов в донных осадках из прибрежных вод Приморья, мкг/г
Table 2
Total metal content in the bottom sediments of the coastal zone of Primorye area, |kg/g
Район,акватория Zn Pb Cu Ni Источник данных
Амурский залив, Шулькин,
вершинная часть залива, Богданова, 1998;
5 км от берега, гл. 15 м 131 30 28 Не опр. Shulkin, Bogdanova,
Окрестности крупного сброса 1998
сточных вод, гл. 8 м 170 46 39
Внешняя часть
бухты Золотой Рог, гл. 17 м 300 127 89
Зал. Посьета, Белан, 2001
бухта Витязь 15,2 4,4 1,5 7,0
бухта Рейд Паллада 32,6 13,3 7,9 15,0
бухта Экспедиции 64,1 28,0 15,6 26,0
зал. Китовый 13,3 6,1 1,2 7,7
Зал. Находка, Белан, 2001
бухта Находка 148 22 66 18
устье р. Партизанской 68 10 19 21
бухта Врангеля 54 16 16 18
центр залива 78 23 21 22
Северное Приморье, к северу
от бухты Рудной 96 25 22 24 Шулькин и др., 2003
О. Рейнеке 35-45 8-9 8-10 Не опр. Шулькин и др., 2002
Как можно видеть, максимальные концентрации металлов, выявленные в зал. Восток, практически полностью превосходят все величины, приведенные для зал. Посьета, наименее освоенного человеком и наиболее удаленного от мощных источников антропогенного воздействия. В то же время эти максимальные для зал. Восток концентрации не превышают уровней загрязнения, характерных для осадков, окружающих место сброса сточных вод в Амурском заливе, и существенно ниже, чем концентрации металлов в сильно загрязненных осадках, отобранных во внешней части бухты Золотой Рог, на акватории порта Владивосток. Вместе с тем если максимальные концентрации цинка и особенно меди в донных осадках зал. Восток не превышают содержание этих металлов в грунтах бухты Находка, необычайно антропогенно и техногенно нагруженной акватории, то по содержанию никеля и свинца бухта Гайдамак зал. Восток превосходит весьма загрязненную бухту Находка. Наконец, сравнение с фоновыми условиями (о. Рейнеке) показывает, что максимальные концентрации металлов в зал. Восток превосходят фоновые уровни в 3-5 раз, особенно по свинцу.
Поскольку концентрации металлов в донных осадках представляют интерес не только для получения интегральной оценки качества среды в зал. Восток, но и для выяснения их возможного биологического эффекта, рассмотрим данные специалистов США и Канады (Long et al., 1995; Патин, 1997), выявивших диапазоны концентраций загрязняющих веществ в донных осадках, вызывающих снижение видового богатства и уменьшение обилия бентоса на побережье этих стран (табл. 3).
К наиболее вероятным действующим концентрациям относятся те, что приводят к уменьшению обилия бентоса в донных сообществах, снижают их видовое богатство и вызывают 50 %-ную гибель животных в токсикологических экспериментах. Содержания, которые находятся на уровне или несколько превышают минимально действующие концентрации, вызывают незначительные, зачас-
тую обратимые негативные изменения в организмах и их сообществах. Как можно видеть, даже максимальные концентрации меди, цинка и свинца в донных осадках зал. Восток находятся в пределах диапазона МДК, лишь уровень никеля несколько превышает его.
Таблица 3
Диапазоны концентраций металлов в донных осадках, вызывающие изменение в организмах и их сообществах (Long et al., 1995; Патин, 1997), мкг/г
Table 3
Effective metal levels in the bottom sediments for some organisms and their communities (Long et al., 1995; Патин, 1997), Ц-kg/g
Металл Минимальные действующие концентрации (МДК) Вероятные действующие концентрации (ВДК)
Cu 18,7-34,0 108-270
Pb 30,2-46,7 112-218
Ni 15,9-20,9 42,8-51,6
Zn 124-150 271-410
Как мы уже отмечали (рис. 2), распределение металлов по акватории зал. Восток характеризуется резким превалированием их содержания в западной части водоема. Попытаемся выяснить причину этого, рассмотрев гидродинамику залива.
Динамика вод зал. Восток и ее изменчивость зависят от особенностей гидрологического режима как зал. Петра Великого, так и Я понского моря. Ч то касается Японского моря, то основными элементами циркуляции его вод являются теплые течения на юге и востоке моря и холодные течения в северо-западном секторе. Теплые ветви Цусимского и Восточно-Корейского течений, втекающих в море через Корейский пролив на юге, сливаются в единый поток у Сангарско-го пролива, вынося через него основной объем (70 %) субтропических вод. Остальная часть сильно утонченной теплой струи постепенно выхолаживается, двигаясь к северу в направлении Татарского пролива, и, развернувшись в нем на юг, дает начало холодному течению, направляющемуся вдоль материкового побережья. Е го северная часть — Л иманное (Шренка) течение, южная — Приморское течение. Характер циркуляции водных масс в течение года сохраняется, меняются лишь мощности основных течений (Арзамасцев и др., 2001).
Циркуляция вод в зал. Петра Великого формируется под влиянием постоянных течений Японского моря, а также приливно-отливных, ветровых и стоковых течений (рис. 3). В открытой части залива отчетливо прослеживается Приморское течение, которое распространяется в юго-западном направлении со скоростью 10-15 см/с.
Гидродинамика в зал. Восток, так же как и на всем мелководном побережье зал. Петра Великого, складывается из ветрового, приливного и конвективного перемешивания вод; разрушения поверхностных волн на мелководье, а приливных — на неоднородностях рельефа дна; прибрежного подъема глубинных вод (апвеллинга); распространения шлейфов эстуарных и речных вод; эффектов поворота и завихрения течений, связанных с изменениями рельефа дна и орографией береговой черты; формированием ледяного покрова. Взаимодействие этих факторов, имеющих периодический и непериодический разномасштабный характер, формирует суммарные течения.
Для Амурского залива кинетическая энергия течений распределяется по компонентам следующим образом: 30 % приходится на дрейфово-градиентные течения, 8 % — на приливные, 44 % — на турбулентность, 18 % — на невязку баланса, обусловленную энергией взаимодействия компонент (Зайцев, 1985; Ярош, 1987). По-видимому, приблизительно такое же соотношение составляющих существует и в зал. Восток.
I i
I
130J'E 131? 131JE 132'E 132-5'E 133'E
Рис. 3. Поверхностные течения в зал. Петра Великого: А — схема осредненной циркуляции вод (Лоция ..., 1984); Б — схема поверхностных течений при северном ветре; В — схема поверхностных течений при южном ветре (Савельева, 1989)
Fig. 3. Surface currents in the Peter the Great Bay: A — surface general circulation of water (Лоция ..., 1984); Б — surface currents under north wind; В — surface currents under south wind (Савельева, 1989)
Основным фактором, определяющим динамику прибрежных поверхностных вод, является ветер. В соответствии с муссонным характером атмосферной циркуляции летом преобладают ветры юго-восточного направления со скоростью 7,1 м/с, зимой — северные со средней скоростью 8,2 м/с, осенью — северные, северо-западные со скоростями до 9,8 м/с и юго-западные со средней скоростью 6,9 м/с. В весенний период с равнозначной повторяемостью дуют юго-восточные и северные ветры со средними скоростями соответственно 8 и 9 м/с.
Для Амурского и Уссурийского заливов по результатам численного моделирования были составлены схемы циркуляции вод, приведенные на рис. 3, для наиболее характерных гидрометеоусловий, складывающихся в безледный период под воздействием ветра, действующего в течение 5 сут (Савельева, 1989; Создание региональной системы ..., 1996).
Учитывая, что заливы Уссурийский и Восток имеют сходный облик (оба одинаково ориентированы горлом в сторону открытого моря и глубоководны, обладают сходной орографией берегов — речная долина в вершине залива, высокое левобережье и более низкий правый берег), с определенной степенью достоверности можно утверждать, что при аналогичных гидрометеорологических условиях формирование течений будет происходить в этих заливах аналогично.
Проанализировав результаты съемок, сделанных одним из авторов статьи в 1972, 1976 гг., данные В.А.Лучина (съемка 1985 г.), Л .А.Шаповаловой (съемки 1987, 1988 гг.) — неопубликованные данные — и использовав рассчитанные Н.И.Савельевой (1989) схемы течений для Уссурийского залива и применив экстраполяцию, мы составили схемы циркуляции вод в зал. Восток для различных синоптических ситуаций и схему преобладающих придонных течений (рис. 4).
Как можно видеть, при южных ветрах (рис. 4, А) в заливе развивается циклоническая циркуляция, образованная мощным потоком вод вдоль восточного берега к вершине залива и противоположным течением, проходящим на юг вдоль полуострова, разделяющего бухты Тихая Заводь и Средняя, и западнее диаметральной плоскости залива. При этом в вершине залива образуется хорошо выраженный обширный циклонический вихрь, а к юго-западу от входного мыса Пещурова — антициклональный вихрь. При этих ветрах в залив нагоняется большой объем хорошо прогретых водных масс и глубинные более холодные и соленые воды вытесняются из залива.
При северном ветре (рис. 4, Б) прослеживается симметрично обратная картина: в заливе образуется антициклональная циркуляция с хорошо выраженным антициклональным вихрем в вершине залива и циклональным вихрем к юго-западу от входного мыса Пещурова. При таком ветре происходит сгон теплых поверхностных вод и глубокое проникание языков холодных придонных вод к вершине залива. Как показывают наши наблюдения, при сильном и продолжительном северном и северо-западном ветре ветвь холодного Приморского течения, характеризующаяся пониженной температурой (4-10 °С) и повышенной соленостью (до 35 %о), может глубоко заходить в залив, прослеживаясь до изобаты 10 м.
Схемы течений, сформировавшихся при юго-восточном и восточном ветрах (рис. 4, В), мало отличаются друг от друга. В этой гидрометеорологической обстановке воды широким потоком втекают в залив по восточной стороне и вытекают по западной, не образуя каких-либо значимых внутренних вихрей.
При западном ветре (рис. 4, Г) наблюдается противоположная картина: течение с юго-запада входит в залив и вдоль восточного берега выходит из него.
Однако от северных и западных ветров, преобладающих в холодное время года, залив защищен горами, поэтому ветры данных направлений здесь большой скорости не достигают, а ветровое волнение не получает значительного развития. Залив открыт с юга, т.е. распахнут в сторону преобладающих ветров теплого сезона года, поэтому при южных ветрах в зал. Восток заходит крупная зыбь, величина которой заметно уменьшается лишь в его кутовой части.
Рис. 4. Схема течений в зал. Восток: А — течения при южном ветре; Б — при северном ветре; В — при юго-восточном и восточном ветрах; Г — при западном ветре; Д — придонные течения
Fig. 4. Schema of currents in the Vostok Bay: A — under south wind; Б — under north wind; В — under south-east and east wind; Г — under west wind; Д — bottom currents
Восточная часть зал. Петра Великого находится под интенсивным воздействием Приморского течения, имеющего относительно стабильные термохалин-ные характеристики. Это течение летом является "холодным" по отношению к водам залива, а зимой — "теплым", так как температура воды в это время в
заливе отрицательная. На блок-диаграмме (рис. 4, Д) показано, как вдоль восточного берега зал. Восток и по его осевому ложу проходят воды Приморского течения. Из-за сложности донного рельефа и изрезанности береговой линии происходит ветвление этого потока. Вдоль западного берега залива проходит стоковое течение, заходя в небольшие бухты. Глубина проникновения вод Приморского течения в зал. Восток может быть различной и, как было показано ранее, зависит от ветрового режима.
Кроме описанных выше существуют еще течения, вызванные колебаниями уровня моря: приливно-отливные и связанные с ними компенсационные. При-ливно-отливные течения, достигающие в зал. Петра Великого 10-15 см/с, в глубоких заливах типа Амурский, Уссурийский и Восток не превышают 2-3 см/с. При таких скоростях линейный перенос вод под воздействием прилива не превышает 1 мили, а колебания температуры и солености с приливной периодичностью в зал. Петра Великого (Японское море) летом достигают 2-3 оС и 4-5 % (Создание региональной системы ..., 1996). Непериодические течения, возникающие при сгонно-нагонных явлениях и прохождении сейш, образуют мощные поверхностные сточные потоки со скоростями течений 1 м/с и более.
Наконец, крайне интересны гидродинамические процессы, формирующиеся в условиях зимней конвекции. На мелководных участках шельфа зал. Петра Великого, в частности в вершинах заливов Амурский, Уссурийский, Восток и Находка, происходит быстрое понижение температуры и ускоренное льдообразование, в результате чего здесь формируется сильно охлажденная высокосоленая водная масса. Температура этих вод зимой близка к температуре замерзания морской воды и составляет минус 1,5 — минус 1,8 °С, соленость достигает 34,434,9 %о. В течение зимнего сезона происходит непрерывный сток холодных высокосоленых вод из мелководных участков заливов в глубоководную часть зал. Петра Великого, осуществляя, по-видимому, вынос осадочного материала и загрязняющих веществ.
Таким образом, несмотря на наличие локальных источников загрязнения на восточном и северо-восточном побережье зал. Восток, особенно сильно проявляющихся в летнее время (р. Подосенова, протока Лебединая, бухта Литовка), открытость бухт на этом берегу, характер грунтов, более сильное действие ветров южных и восточных румбов и специфика гидродинамических процессов способствуют преимущественному накоплению металлов в донных отложениях западной стороны залива.
Локальные зоны повышенных концентраций металлов имеют многопричинную природу и обусловлены как заметной защищенностью западного берега от северных и западных ветров, преобладанием мягких грунтов и стокового течения, так и наличием постоянно действующих антропогенных и техногенных источников загрязнения (бухта Гайдамак, поселки Ливадия и Южно-Морской).
Литература
Арзамасцев И.С., Яковлев Ю.М., Евсеев Г.А. и др. Атлас промысловых беспозвоночных и водорослей морей Дальнего Востока России. — Владивосток: "Аванте", 2001 . — 192 с.
Белан Т.А. Особенности обилия и видового состава бентоса в условиях загрязнения (залив Петра Великого, Японское море): Дис. ... канд. биол. наук. — Владивосток, 2001. — 137 с.
Зайцев О.В. Статистическое моделирование переноса примеси в прибрежной зоне моря: Дис. ... канд. физ.-мат. наук. — Владивосток, 1985.
Лоция северо-западного берега Японского моря от реки Туманная до мыса Белкина. — М.: ГУНиО, 1984. — 316 с.
Наумов Ю.А. Практика проведения экологического мониторинга по заливу Восток // Тр. Междунар. конф. "Проблемы экологии и рационального природопользования стран Азиатско-Тихоокеанского региона". — Владивосток, 1999. — С. 40-42.
Огородникова A.A. Эколого-экономическая оценка воздействия береговых источников загрязнения на природную среду и биоресурсы залива Петра Великого. — Владивосток: ТИНРО-центр, 2001. — 193 с.
Патин C.A. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. — М.: ВНИРО, 1997. — 349 с.
Подорванова Н.Ф., Ивашинникова T.C., Петренко B.C., Хомичук Л.С. Основные черты гидрохимии залива Петра Великого (Японское море). — Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. — 201 с.
Пропп Л.Н. Сезонное распределение растворенных и взвешенных форм Fe, Cu, Mn и Zn на постоянной станции в заливе Восток Японского моря // Океанология. — 1980. — Т. 20. — С. 850-855.
Разработка бонитета некоторых акваторий зал. Петра Великого, перспективных для марикультуры: Отчет о НИР (по договору ИБМ и ТИНРО № 8 от 1.08.84) / ДВНЦ АН СССР. Инв. № 195567. — Владивосток, 1985. — 180 с.
Савельева Н.И. Схема циркуляции вод Амурского и Уссурийского заливов по результатам численного моделирования. — 1989. — 29 с. — Деп. в ВИНИТИ, № 2268-В89.
Создание региональной системы наблюдений и проведения исследований динамики вод и процессов перемешивания в заливе Петра Великого в интересах народного хозяйства: Отчет о НИР / ТОИ ДВО РАН. № ГР 01.9.20.014284; Инв. № 02.9.70001709. — Владивосток, 1996. — 30 с.
Степанов В.В. Характеристика температуры и солености вод залива Восток Японского моря // Биологические исследования залива Восток. — Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. — С. 12-22.
Тюрин А.Н. Морской заказник "Залив Восток" // Биол. моря. — 1996. — Т. 22, № 1. — С. 58-63.
Христофорова Н.К., Журавель Е.В., Григорьева Н.И. и др. Оценка качества вод залива Восток Японского моря // Пробл. регион. экологии. — 2001. — № 2. — С. 59-69.
Христофорова Н.К., Журавель Е.В., Миронова Ю.А. Рекреационное воздействие на залив Восток (Японское море) // Биол. моря. — 2002. — Т. 28, № 4. — С. 300-303.
Христофорова Н.К., Шулькин В.М., Кавун В.Я., Чернова Е.Н. Тяжелые металлы в промысловых и культивируемых моллюсках залива Петра Великого. — Владивосток: Дальнаука, 1994. — 296 с.
Шулькин В.М., Богданова Н.Н. Мобилизация Zn, Cu, Cd и Pb в аэрированную морскую воду из суспензий донных осадков // Океанология. — 1998. — Т. 38, № 5. — С. 685-693.
Шулькин В.М., Кавун В.Я., Ткалин А.В., Пресли Б.Дж. Влияние концентрации металлов в донных отложениях на их накопление митилидами Crenomytilus grayanus и Modiolus curilensis // Биол. моря. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 53-60.
Шулькин В.М., Коженкова С.И., Чернова Е.Н., Христофорова Н.К. Металлы в различных компонентах прибрежных морских экосистем Сихотэ-Алинского биосферного района // Геоэкология. Инж. геол. Гидрогеол. Геокриол. — 2003. — № 4. — С. 318-327.
Ярош В.В. Исследование процессов переноса примесей в прибрежной зоне приливного моря: Дис. ... канд. физ.-мат. наук. — Владивосток, 1987. — 160 с.
Long E.R., MakDonald D.D., Smith S.L., Calder F.D. Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentration in marine and estuarine sediments // Enviromental Management. — 1995. — Vol. 19. — P. 81-97.
Shulkin V.M., Bogdanova N.N. The influence of anthropogenic contamination on metal release from coastal sediment suspensions with aerated sea water // Chem. and Ecol. — 1998. — Vol. 15. — P. 87-102.
Поступила в редакцию 24.12.03 г.
