Формування поля забруднення донних відкладів Бузького лиману важкими металами

-применение пробоотборного оборудования в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000;

-определение миграционной способности тяжелых металлов путем изучения их физико-химических форм нахождения органического и неорганического генезиса в донных отложениях, поверхностных и придонных слоях воды, гидробионтах;

-анализ результатов исследования с использованием нормированных эколого-геохимических, санитарно-гигиенических и интегральных критериев;

-интерполяция аналитических данных и графическая интерпретация пространственного распределения санитарно-гигиенических, эколого-геохимических, а также интегральных показателей загрязнения экосистемы Бугского лимана с применением современного аналитического модуля Spatial Analyst ArcGIS 9.2.

Изучен химический состав донных отложений и валовое содержание тяжёлых металлов. Характер пространственного распределения тяжёлых металлов свидетельствует о наличии ряда техногенных аномалий, локализованных в районе расположения промышленных объектов. Большая часть донных отложений акватории лимана (83 %) загрязнена медью сверх допустимых концентраций, Ni - 70 %, Mn - 40 %, Zn - 32 %, Pb - 22 %, Cr - 5,5 %. Полученные результаты позволяют охарактеризовать экологическое состояние водного объекта как напряженное.

Соотношение форм тяжёлых металлов в донных отложениях Бугского лимана варьирует в широких пределах и в значительной мере зависит от локализации техногенных объектов. По подвижности в донных отложениях металлы можно расположить в ряд: Pb < Fe < Cr < Ni < Cu < Zn < Mn. По возрастанию доли ионообменных форм в составе донных отложений можно построить ряд: Pb < Fe < Ni < Zn < Cr < Cu < Mn, доступных - Pb < Cr < Fe < Cu < Ni < Zn < Mn. При снижении валового содержания тяжёлых металлов в донных отложениях к фоновым значениям, их миграционная способность увеличивается. По содержанию ионообменных форм тяжелых металлов в донных отложениях большая часть акватории относится к умеренно опасному уровню загрязнения, что определяет напряженную экологическую ситуацию.

Исследовано загрязнение придонных вод лимана, проанализированы многолетние данные мониторинга качества поверхностных слоев воды. Проведен сравнительный анализ содержания металлов в условно растворенной форме в придонной воде и водной вытяжке из донных отложений, что позволяет судить о поступлении Mn, Cu, Fe, Ni из донных отложений в придонные воды лимана. Наиболее миграционноспособными являются соединения железа и никеля. По загрязнению поверхностных вод лимана, как водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, тяжелыми металлами большая часть акватории характеризуется кризисным экологическим состоянием. При оценке водоема с позиций рыбохозяйственного использования экологическое состояние водоема - катастрофическое, что соответствует зоне экологического бедствия

Основными параметрами, определяющими загрязнение гидробионтов Бугского лимана по данным статистического анализа являются: валовое содержание их в донных отложениях, cуммарный показатель загрязнения, коэффициент донной аккумуляции, интегральные показатели химического загрязнения воды ПХЗ, ИЗВ. Основной формой миграции меди в трофические цепи являются гуминовые комплексы.

Коэффициент биологического накопления металлов растениями уменьшается в ряду: Mn>Cu>Ni>Zn>Cr. Процессы депонирования тяжелых металлов рдесником пронизалнолистным обеспечивают избирательное аккумулирование микроэлементов (Mn, Cu, Ni).

Рыбы семейства бычковых являются биоиндикатором техногенной нагрузки на экосистему Бугского лимана и концентратором тяжелых металлов, прежде всего, железа, меди и марганца. Содержание тяжелых металлов в рыбах семейства бычковых уменьшается в ряду: Fe>Mn>Zn>Cu>Pb>Cr>Ni. В ряду уменьшения коэффициента накопления металлов в гидробионтах наблюдается инверсия Zn и Cu: Fe>Cu?Mn>Pb>Zn>Ni>Cr.

Опасность загрязнения гидробионтов Бугского лимана тяжелыми металлами определяется рядом: Zn<Cu<Cr<Ni<Fe<Pb<Mn. По загрязнению рыб семейства бычковых соединениями свинца и марганца большая часть акватории относится к чрезвычайно опасному уровню загрязнения, что определяет развитие катастрофической экологической ситуации в биогеоценозе Бугского лимана. Полученные данные позволяют рекомендовать введение категорического запрета на вылов рыбы в акватории Бугского лимана, проведение разъяснительной работы среди населения г. Николаева и районов, прилегающих к акватории.

Загрязнение донных отложений тяжелыми металлами, локализованное в зонах влияния техногенных объектов определяет загрязнение поверхностных вод и гидробионтов до чрезвычайно высоких уровней и развитие катастрофической экологической ситуации, что дает основания для отнесения биогеосистемы Бугского лимана к зоне экологического бедствия.

Ключевые слова: тяжёлые металлы, донные отложения, ГИС, формы нахождения, поверхностные и придонные воды, гидробионты, миграция.

SUMMARY

Smyrnov V.M. Forming of the Field of Bottom Deposits Contamination with Heavy Metals within Bug Estuary. - Manuscript.

Thesis for candidate's degree by specialty 21.06.01 - ecological safety. - Institute for Environmental Geochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine and Ministry of Ukraine of Emergencies and Affairs of Population Protection from Consequences of Chernobyl Catastrophe, Kyiv, 2009.

The dissertation is devoted to researches on speciation, spatial distribution, accumulation and migration of heavy metals in the ecosystem of South Bug Estuary. The main sources of artificial contamination are counted and analyzed. A number of GIS-orientated maps of contamination of abiotic and biotic components of the Bug Estuary ecosystem with heavy metals are created. The areas of high artificial loading localized near industrial units are disclosed. The regularities of heavy metal water migration in the system “surface water layers - bottom water layers - water soluble species in bottom deposits” are determined. The processes of heavy metals bioaccumulation by hydrocoles are studied. The integrated assessment of environmental quality within the Estuary has been made.

Keywords: heavy metals, bottom deposits, GIS, species, surface and bottom waters, hydrocoles, migration.

Размещено на Allbest.ru