Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Оценка антропогенного воздействия на распределение микроэлементов в прибрежной зоне залива Петра Великого

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Оценка антропогенного воздействия на распределение микроэлементов в прибрежной зоне залива Петра Великого"

рге од

•Г РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ТИХООКЕАНСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

ПЕРЕПЕЛИЦА СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО

il.00.ll - охрана окруяаххаей среда и рациональное пзпояьзэшш природных ресурсов

' А в,г о р & ф 9 р а т диссертация еа соискание ученой стадош! кандидата геогра^гческих наук

. Владеосток 1894

\

РЮСИЙСКЛЯ АКАДВ'!« КЛУХ ЛАЛЪНЕВОСТС'ШСЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ттаехшскка ИНСТИТУТ ГСОГРЛЭЯ

lía rçcn«« ктоTi^-i

ГЕРм-ЕЛЭДЛ СЕГГЕЙ АЛЕКСЕЕВ

ОЦЕНКА /-НТГОПОГЕНКСГО rmmjowm «л РАСЙРЗЕШШ •:Í»FO?;:B'2HTÜ3 В OSS ЗЛЛ:НЛ Ш:~Л

11,00.íí - C'TpC'D C^Vi-TT-'.-••;■ ЗГЛ: я

' Авторе $ в р а г К^ЯДЙП/Й'Л r'-crprrsr-îscKî^

JXCC'TC:Í iîQ I

Робота докшеда в Тихоекеолскоу етеаюлагичео;етм • ИНСТИТУТ? ДНЮ РАН

Научный руководители: профессор, доктор геолого-1Я!иералогическнх наук ДНК.ОЮВ В.В. (КО РАН) кандидат хшздчесюя наук Шушк-ИЕ E.H. (ТОП £ SO РАН)

Офавдяяькаа опогеоты: профессор,

дохгер географических паук Броско П.Ф. (ДВГУ) да."Л'Ор гсогрс;',::'.;:гс,.:!;■: наук Едяатьевский II.В. (Tiff ДБО РАН)

Ведущая организация - Лй8ь!швосточшй паучно-ксследоватеяьсгскй паром-жэро^огический • институт (г. Влад?шосток)

Задаа состоится "/£?" mchJ jgQ4 г. в ¿^iûcod па г&сада-кй! спвшшкзироаааксго Совета К 2CO.24.Oi по пр$;су*аешю ученой Схеявяи каедйдата гвогрофачэских наук при тихоокеанском кксапута географ»! Дакькэкхя-очього отделения Российское Академии Наук но адресуi

6S0041, г. Владивосток, ул. Радш, 7 С дассорташгой шжо овгшашься в бийакоте»» Икстоута

Авч-оргС^рат разослал 1084 г.

Учэшй секретарь ' спвциализйроааакого Созет.

кандидат географически т/к

Г.П. Скря'гь!!•:.:

- 3 -

Обшзя характеристика работы.

Актуальность проб лещ. Решение проблемы загрязнения окружающей среды является важнейшей из задач, стоящей перед современной наукой.. В частности, реализация проектов рационального природопользования территорий в настоящее время • практически невозможна без учета и прогноза .экологических последствий. Игнорирование или недоучет проблемы загрязнения часто приводит к весьма неблагоприятным и даже катастрофическим последствиям.

Наиболее уяевимы и мало изучены в этом отношении зоны перехода от суши к морю, которые являются объектами активной хозяйственной деятельности. Основная часть загрязняющих веществ поступает в прибрежную область через зстуарии, на побережье которых, как правило, располагается крупные города и промышленные агломерации. Здесь сосредоточены основные потоки и массы всех видов токсикантов, поступающих в морскую среду из самых разнообразных источников. Урбанизированные зстуарин в таких случаях служат дам-пингоеымй зонами, для функционирования которых необходимо строгое соответствие объема поступающих в них загрязняющих веществ и ассимиляционной способности соответствующих прибрежных экосистем. Перечень загрязняющих веществ весьма многообразен и исследовать воздействие всего комплекса загрязнителей па экосистему в рамках одной работы не представляется возмогши! Поэтому мы остановились на микроэлементах, геохимические циклы которых в значительной мэре определяют ее функционирование.

Залив Петра Великого является типичным примером загрязняемого зстуаркя, находящегося в зоне антропогенного воздействия со стороны Владивостока и Уссурийска - крупных промышленных центроз Дальнего Востока России (рис. 1).

Рис. 1 ©ияико-географическая с нема района исследования

По имеющимся данным экосистема залива Штра Великого находится в состоянии деградации. Так, ва последние 40 дет в пределах гашва произошло общее сокращение численности видов бентосных гидробионтов, а средняя биомасса уменьшилась более чем в 3 раза.

Целью данной работы является оценка антропогенного воздействия на распределение'микроэлементов в прибрежной зоне залива Штра Великого и выработка, рекомендаций первоочередных мер, направленных на улучшение состояния экосистемы залива Петра Великого.

Для решения данной проблема нами поставлены следующие задачи:

1. Определение концентраций микроэлементов (гп, РЬ, Си, СМ, N1, Со, к%, Мп) в основных компонентах экосистемы: воде, взвеси, донных отделениях залива Петра Великого и в водотоках, дренирующих его водосборный бассейн; почвах, горных породах, атмосферных выпадениях и сточных водах .г.ромзоны города Владивостока.

2. Изучение распределения микроэлементов в пределах акватории залива Штра Ееликого, выявление зов геохимических аномалий в воде, взвеси и донных отложениях и выяснение их природы.

3. Определение основных факторов, . влиявздах на накопление микроэлементов в экосистеме и их количественная оценка.

4. Ориентировочный расчет основных элементов геохимического' баланса микроэлементов для Амурского и Уссурийского заливов,

5. Выработка практических рекомендаций по улучшению экологического состояния экосистемы залива Штра Великого на . основании полученных результатов.

Шукая новизна. В рзботе впервые с использованием комплексного подхода, на единой аналитической основе и достаточно представительном материале определена концентрации микроэлементов в основных компонентов экосистемы залива Петра Великого и его водосборного бассейна (водах, взвесях, донных отложениях, -сточных водах, почвах, коренных породах и атмосферных выпадениях).

Построены карты распределения микроэлементов в водах, взвесях и донных отлойэнвях Амурского и Уссурийского заливов и установлены зоны их аномально высокого загрязнения.

Определены основные факторы накопления микроэлементов в экосистеме залива Штра Великого и определены их приоритеты в количественном выражении.

Установлено, что миграция халькофилькой группы элементов

(Zn,Pb,Cd,Cu,Bi,Ag) происходит главным образом под воздействием антропогенного фактора, а литофильных элементов и элементов группы железа - под воздействием природных процессов.

Осуществлен расчет элементов геохимического баланса для тя-¡келых металлов в экосистеме залива.

3 пределах Уссурийского залива впервые выявлен наиболее значительный источник загрязнения экосистемы микроэлементами - городская свалка и косвенно оценена его мощность.

Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы для решения вопросов, связанных с восстановлением естественного экологического состояния, контролем и предотвращением загрязнения морских акваторий, а танке других проблем рационального природопользования. В частности, полученные данные были использованы при составлении "Экологической програмш Приморского края до 2005 г.", (1591 г.), "Территориального плана охраны окружающей среды г. /Владивосток н прилегающих морских акватории" (1992 г.) и "Национального доЕаада России по региональному плану действий ШЕП по северо-западной части Тихого океана" (1992 г.).

Кроме того, полученные материмы в составе отчетов ИГО "При-моргеология" баян передана з Краевой и Городской комитета по охране, окружающей среды и администраций Приморского края.

Полученные результаты могут найти применение при планировании мероприятий по сниязнио негативных последствий воздействия г. Владивостока к,п екруяаадпо сред у, при разработке оптимальной сети t,мониторинга загрязнения п-вз Муравьева-Амурского и залива Петра Великого тяяшш металлами, при моделировании процессов распространения загрязнителей в заливе Петра Великого от конкретных береговых источников, при разработке концептуальной коде/л функционирования экосистемы залива Петра Взлиюто.

Апробация я публикация результатов работы.

Материалы диссертации докладывались и оисугдалпсь на Шуч~ ко-твхничесйой конференции 'Теоэкояэпй; проблема, решения..." (йзсква, 1690 г.), Всесоюзной научной конференции "Человек-океан". (Махачкала, 1990 г.), Совещаний эколого-геохимичепкоа рабочей группы межведомственного Сибирского Совета по прикладной геоташ (Улан-Удэ, 1990 г.) и Межонгресснои совещании Тихоокеанской научной ассоциации ((Устава, 1593 г.).

По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Структура и чбъе.м работы. /Диссертационная работа ёосхоит !«:/

введения, 5 глав и заключения, изложенных на страницах машинописного текста, содержит ч<5 таблицы и № рисунка. Список литературы включает vol наименование.

Материалы и методы иследований.'

В основу методологии при выполнении работы положен комплексный подход: практически одновременно, на единой аналитической основе, осуществелено определение концентраций микроэлементов в компонентах экосистемы залива и основных источниках их поступления ввалив. Фактический материал собран автором в период работы в Центральной геохимической партии ПГО "Приморгеология" и лаборатории биогеохимии океана'Тихоокеанского океанологического инсти- " тута ДЮ РАН в 1983-93 гг.

Схема расположения станций отбора проб вод и донных осадков в заливе Петра Великого приведена на рисунке 2. На 611 станциях'с участием сотрудников ВСЕГЕИ отобрана 281 проба морских донных от- " ложений в пределах Амурского и 230 в пределах Уссурийского зали- -вов. • •

В период.с 1989 по 1990 г. было отобрано 700 образцов основных типов горных пород и 500 проб донных отложений рек, дренирую- -.' щих водосборный бассейн залива Петра Ееликого. "

Пробы морских вод отобраны на 132 станциях в прибрежной части Амурского залива и 85 станциях в; центральных частях Амурского и Уссурийского заливов.

Кроме, того, было отобрано 80 проб речной воды из водотоков, дренирующих водосборный бассейн залива, 500.проб атмосферных выпадений и 40 проб сточных вод 26 основных промыщленных предприятий г. Владивостока.

Химическое разложение проб донных отложений и взвесей осуществлялось с использованием смеси концентрированных кислот с определением Zn, Pb, Cd, Cu, Ag, Ni, № и.Со методом атомно -абсорбционной спектрофотометрии на приборе AAS-3 в ЦЛ ПГО "При-шргеологкя".

Все водные пробы фмльтравались через ядерные лавсановые фильтры с диаметром пор 0,4 мкм для разделения растворенных и взвешенных форм металлов. Затем растворенные форма.после'предварительного концентрирования. ДШ-На экстрагировались в слой хло-, реформа, экстракт выпаривался досуха и разлагался в концентрированней кислоте. Определение растворенных форм Zrr, Pb, Cu, Cd, Hi, Co, Ag и Мл также производилось с помощью атомно-абсорбционного жстрафстометра AAS-3 в пламени воздух-ацетилен.

того, е зоне прямого антропогенного влияния - области

сброса сточки вод с урбанизированного побережья г. Владивосток было дополнительно отборано 150 проб морских донных огкжний, для расшр$ния спектра микроэлементного состава которых определение производилось методом приблдоознно-количественного спектрального анализа на приборе Д<К - 13, в то» число Cd, As, Sb и Bi определялись методам! повышенной чувствительности. Для оценки достоверности результатов приближенно-количественного анализа 23% от общего количества проб (34 от 150) проанализировано на Cd, Pb, Zn и Си методом атомяо - абсорбционной спектрофотомэтрии на приборе AAS-3. Сходимость полученных результатов удовлетворительная.

Содержание работы:

Введение. Во введении обосновывается актуальность Tei.ii, формируется цели и задачи работы.

Глава Современное состояние проблемы,.объект и мэтопн исследования.

Рассматриваются результаты ранее проведенных исследований в аналогичных эстуарных системах и непосредственно в заливе п??ра Великого. Дается физико-географическая и гидрологическая харзктз-ркстика объекта, объем! и методика полевых и аналитических работ.

Глада Распределение тяжелых металлов в прибрзгаюй зоне задпва Петра Великого

' Рассматривается распределения жата металлов в водах к донных отлоггжшх залива Штра Ьжкого из основе результатов ге-охшличэского картирования (рис. 2).. Анализ шаоэленентшд карт распределения микроэлементов показывает, что основная часть аномально высоких концентраций приурочена it точкам сброса сточных вод, устьям рек и пониженным частям рельефа. В результате геохимического картирования гвделэко 3 зоны аномально высогсгх концентраций микроэлементов:

1. Область бухты Горностай;

2. Область вокруг урбанизированного побережья города;

3. Область в зоне устья р. Раздольная.

Для определения их природы нами осуществлен факторный анализ массива данных по концентрациям микроэлементов в донных отлоягки-ях (рчс. 3). Выделены 4 фактора, описывающие более 507. изменчивости признаков и построены карты их распределений:

1 фактор (20%) в высокой степени поло® эдьно коррелирует практически со ьсей группой микроэлементов (Zn,Fb,Cu,Cd).

Наиболее зна'штельное поле положительных . значений этого

Рис. 2 Схема отбора проб волн а),.доннье отложений б), распределен*» Си в) к РЬ г) в донных отлоиэниях

Рис. 3 Схеш. распределения факторов формирования, шкроэ-лешнтного состава донных, отложений

фактора установлено в области б. Горностай, фи заверке этой аномалии на местности установлено, что ее источником является городская свалка. Если этот явно антропогенный объект прйнять в качестве эталонного, тогда все другие положительные аномалии этого фактора вероятно можно считать также антропогенными. Это зона вокруг. урбанизированного чюбере'жья города и в устье реки Раздольная, несущая загрязненный речной сток г. Уссурийск. ■

2 фактор (18%) коррелирует с элементами группы железа (Мп,Со,Ш,С<1). В выделенных зонах антропогенного влияния он имеет^отрицательные- значения, следовательно не является антропогенным. Однако в устье р. Раздольная его значения также положительны. Вероятно можно.говорить, что это область формируется под влиянием естественного выноса материала рекой. Таким образом в устье р. Раздольная существует комплексная аномальная область,. формирование которой происходит как под влиянием естественного выноса материала, так и под влиянием загрязненного речного стока. . ■ -

Уверенная интерпретация 3 и 4 факторов затруднена.

3 фактор коррелирует с 2п,Мп,Со и образует поля положительных значений в зонах выноса рек Раздольная и Артемовна.

4 фактор коррелирует с Кг, 1п и образует поля положительных значений в зоне разрушения береговой линии островов Русский,- Попова и п-ва Песчаный. По всей видимости его природа определяется особенностями дитолого-геохимического состава береговых пород. V

С помощью факторного анализа выделены поля антропогенно измененных донных отложений, Показано, что характер распределения хальгафильши элементов и элементов группы железа в условиях прямого антропогенного влияния существенно различается. Распределение халькофидов определяется в первую очередь антропогенными процессами, а элементов группу железа -.природными.

Глава Загрязнение тяжелыми металлами прибрекной зоны залива Петра Великого вблизи урбанизированного побережья

Дается оценка загрязнения вод и донных отложений тяжелыми металлам! прибрежной.зоны урбанизированного побережья Амурского залива нз основе геохимических критериев. Установлено, что формирование аномальных концентраций этих.элементов в донных, отложениях прибрежной зоны, в условиях прямого антропогенного влияния, связано главным образом с техногенным загрязнением акватории сточными водами, поставляющими в залив большое количество органи-

ческого вещества к тяжелых металлов, что определяется четкой пространственной корреляцией зон аномально высокого загрязнения с точками сброса сточных вод.. Это проявляется, в частности в тесных корреляционных связях фосфора (Р) с химическими элементами в загрязненных донных осадках:

БЬ(0,?8) 0е(О,63) 5п(0,51) Си(0,50) В1(0.Э9) Аг(О.ЗО) 2п(0,25) Сс1(0,23) №(0,15) 6а(-0,1) ,

(при данном количестве проб, принятых в расчет, минимально значимый коэффициент корреляции равен 0,16).

Наиболее интенсивно в донных отложениях аккумулируются халь-кофильные металлы С<1, А&. РЬ, Си, ЗЬ и 81, обладающие высокой токсичностью. Распределение литофильных элементов контролируется главным образом природными геохимическими процессами (рис. 4,6).

Глава'4. Тяжелые металлы в пределах водосборной площади залива Петра Великого и оценка их'удельных потоков в морскую среду

Рассматривается распределение тяжелых металлов в водах и донных отложениях водотоков, дренирующих.естественные и антропогенные ландшафты-водосборной площади залива Петра Великого. Показано, что уровень загрязнения зависит главным образом от мощности промышленного производства и его видовой принадлежности. Основными типэморфными элементами аномально высокого загрязнения вод и донных\ отложений в условиях прямого антропогенного влияния являются халькофильные элементы с высокой технофильностью. Качественный анализ ассоциаций типоморфных элементов показал их слабую зависимость от специфики производств, поскольку для Есех водосборных бассейнов характерны аномальные потоки широкого спектра элементов. В то же время, не смотря на качественную близость состава, количественные соотношения элементов значительно различается (табл. 1).

Главной особенностью техногенных потоков является накопление . преимущественно халькофильных,18-электронных элементов, способных мигрировать как в катионной, так'и в анионной формах. Их коэффициенты концентрации в реках, дренирующих промышленного и .талую зоны города Владивосток, достигают значительных величин,'в.зависимости от типа и мощности производства

Р1Г 6 Схема распределения к£ а), РЬ б), В: в) к 5п г"; в донных отложениях урбанизированного побережья

Таблица 1

Количественные ассоциации химических элементов в донных отложениях еодотоков промышленной и жилой зоны г. Владивостока

1 ........ | Основные ьиды Коэффициенты концентрации (Кк) --------1

| производств 0-1 1-2 2-5 5-10 |

(р. Первая Речка) *

| Химия Li,Ti,Mn, Sn.Hg.Cr, Cd.Pb,

| Строительство Со,Ni,Cu. P.V.Zr Sb.Zn Ag I

| Транспорт Ga,Ge,Sr,

| Деревообработка Mo,Ba,Bi

(р. Вгор.ая Речка)

| Приборостроение Mn, Ga, Sr Ge,Sn,Co, Ag,Bi,Pb,

| Энергетика Ti,Zr,As Cu,Mo,Ni Sb,Zn Cd |

I Транспорт ' ' Li, Ba Hff.P.V,

(p. Объяснения)

I Энергетика PitoiHg,

I Металлообработка Ga,As,Ge, 5b-.Sn, Ag, Cd,Bi,

| Транспорт Sr,Zr,Ni, Cr,V Zn,Pb

| Строительство Co,Li,Ti

I Легкая промып-

| ленность 1 •„ . . ... i

■ Выкос микроэлементов, выражающийся мощностью удельного потока, на исследуемой территории дифференцируется главным образом в зависимости от степени ее антропогенного освоения (табл. 2).

Водотоки, дренирующие промышленную и хилую зоны города, имеет более высокие концентрации металлов. Кроме того, вследствие сооружения дренажных систем ливневой канализации и значительных площадей с водонепроницаемом асфальтовым и бетонным покрытием, антропогенные водосборные площади имеют повышенные на 10-157. модули поверхно'-^нсго стока по сравнению с естественными условиями. В пределах читргпогенных территорий происходит интенсивное механическое рагрусение поверхности земли в процессе дсромых и строительных работ, вырубки лесов, нарушения травяного покрова и, как следствие, вовлечение в процессы физико-химического выветривания искусственно обнажаемых пород коренной основы. Скорости химического выветривания возрастают также вследствие формирования антропогенных агрессивных сред в водном и воздушном бассейнах ropo-

дов. Е процессе их "жизни", как симбиоза комплексов антропогенных объектов происходит интенсивное загрязнение окружающей среды и за их пределами. Дампинговой областью города Владивостока являются омывающие берега полуострова Муравьева-Амурского Амурский и Уссурийский заливы, соединяющиеся проливом Босфор Восточный. Они являются конечна,В1 бассейнами Еодосборов и главным базисом природной и антропогенной эрозии.

Таблица 2

Удельные потоки микроэлементов с территорий различного антропогенного освоения в кг/год

1 1 Антропогенно игкзненные 1 I Природные ......1

1 1 территории 1 • территории . 1

1 1 Раствор •Взвесь 1 1 Раствор Взвесь 1

|2п 2,70 7,71 | 0,24 1,62 (

!рь 1,42 1,77 1 0,18 0,45 |

|Си 3,55 21 &3 | 0,60 0,41 |

|М 0,13 0,22 | 0,06 0,12 |

|Ае 0,14 0,11 1 0,02 0,04 |

|И1 2,07 1,93 | 0,08 0,51 |

0,79 42,89 1 0,12. 9,25 |

|Со 1 0,83 0,99 | 0,22 I 0,23 | |

Вынос микроэлементов 'с антропогенных территорий значительно преЕышает их естественное поступление. Коэффициенты выноса микроэлементов (Кв), рассадталныс- как отношение их удельных потоков, СЕ5!детедьствухя об их относительной мощности:

Коэффициенты выноса раствореяных форм микроэлементов Ш(27)>2п(11)>РЬ( 8)>Ш(7)>Си{ 6)>Со(4)>СУ(2)

Коэффициенты вшюса взвешенных форм микроэлементов Си(<5) > 2п( 5) 4Ь{ 5) > Со( 4) (4) -РЬС 4) > И( 2)

Глава Элементы геохимического баланса тяжелых металлов в прибрежной зоне залива Петра Великого

Рассматриваются факторы формирования микроэлементнсго состава вод залива. Показано, что баланс масс тяийлых металлов в заливе Петра Беликого складывается из следующих величин: • .

Рм. Рс. = Рд. + Р-' м., где

Рм. - поток металлов в залив с морскими водными массами; Рс. - поток металлв в залив с суши (речной сток, сточные воды, атмосферные выпадения); Рд. - поток металлов из водкой толщи на дно в процессе седиментации взвешенного вещества; Р'м. - поток металлов из залива с морскими водным массами.

Таблица 3 .

Удельная антропогенная нагрузка на экосистемы акватории зализа Петра Великого (т/год -кмЗ водной массы объекта)

Уссурийский Амурский' Босфор Золотой

залив залив - Восточный Рог

. 0,16 ' 7,46 . 28,96 379

РЬ 0,07 3,87 2,91 212

Си ОДЕ 4,04 6,65 419

СсЗ 0,05 . 1,47 2,31 10

А£ 0,004 0,33 0,29 4 ■

!Н 0,13 5,18 10,57 645

№ 0,54 .48,53 . 4,53 227

Со . 0,02 3,44 0,54 16

Тв. 143 13045 21293

Расчет Са.гснеа масс тяжелых металлов в Амурском й Уссурийском заше позволил выявить некоторые закономерности и особенности их распределения в водной массе и определить роль рассмотренных выше факторов формирования микроэлементного состава вод.

(казалось, что общим для ксследуенкх заливов является то, что главную роль в формирован™ микроэлемэнтного состава вод играет процесс водообмена с Японским морем. Шсмотря на то, что все

остальные факторы в суше контролируют лишь от 6% до 572 распределения металлов для Амурского и от 2% до 91 для Уссурийского и их влияние в целом на систему невелико, . определение их роли б поставке тяжелых металлов представляет значительный интерес, поскольку они являются носителями антропогенной составляющей и их влияние проявляется непосредственно в прибрежной зоне.

Есе рассмотренные факторы формирования микроэлементного состава экосистемы залива Петра Великого - речной сток, сточные воды и атмосферные выпадения составляют "приходную" часть баланса. Их значение в количественном выражении не одинаково и определяется как геометрическими параметрами водных объектов (площадью поверхности водного зеркала и объемом водной массы), тач и их географическим положением (расположением источников загрязне-. ния) и геолого-геохимическими особенностями водосборных бассейнов (табл. 4,5,6).

Таблица 4

Поступление микроэлементов в воды Амурского залива от различных источников (т/год)

Поверхностный Сточные водыАтмосферные. Суша речной сток , • - . выпадения

гп 131,1 т 14,55 10?, 3,51 22 149,2

РЬ 67,6 т 8,64. 112 1,10 22 77,3

Си 59,1 73 г 19,30 ¿О/о 1,80 27. . 00,8

И 20,9 т 7,28 252 1,20 42 29,4

Ае 5,7 т 0,88 13% 0,004 <12 6,6

N1 69,7 67% 33,40 32% . 0,50 12 103,6

№ 958,8 992 3,60 <12 9,81 12 971,2

Со 67,1 982 1,50 2% 0,06 <12 68,7

Тв. 248234 952 10362 4% 2300 12 260896

В % указана доля источника от суммарного поступления. Тв. твердый сток (взвешенные и пылевые частицы)

Таблица 5

Поступление микроэлементов в воды пролива Босфор Восточный от различных источников ' (т/год)

Поверхностный Сточные ВОДЫ Атмосфе; !'.-:ые Сумма

речной сток выпадения

2п 0,43 2% 19,10 972 0,16 1% 19,69

РЬ 0,13 7% 1,80 91% 0,05 2% 1,98

Си 0,24. 57. 4,20 63% 0,08 2% 4,52

С4 0,014 1% 1,50 95% 1 0,06 4% 1,57

Ад 0,011 5 %. 0,19 94% 0,0002 1% 0,20

N1 0,02 2% 7,00 97% 0,02 1X 7,19

141 1,82 ж 0,80 26% 0,45 15% 3,08

Со 0,07 19% ' 0,30 80% 0,003 1% 0,37

Тв. 632' а 13753 95% 94 1% 14479

В % указана доля источника от суммарного поступления, твердый сток (взвешенные и пылевые частицы)

Тв. -

Таблица 6

Поступление микроэлементов в воды Уссурийского залива от, различных .источников (т/год)

Поверхностный речной сток

Сточные воды

Атмосферные выпадения

Сумма

7л 3,89 29% 3,05 21% 6,31 50% 13,26

РЬ 1,77 32% 1,82 ' 33% 1,97 35% 5,56

Си 2,56 ' 26% , ; . 4,18 . 42% 3,24 ■ 32% 9,98

М - 0,27 1,53 397. 2,16 54% 3.95

0,12 ¿'У . 0,19 59% 0,01 а 3% 0,32

!П 2,11 2iZ 7,01 70% 0,91 9% 10,03

Мп 28,11 60% 0,75 2% 17,66 38% 46,51

Со 0,97 70% . 0,30 22% 0,11 8% 1,38

Тв. 7618 61% , 689 6%' 4139 33% 12446

В % указана доля источника от суммарного поступления. Тв. -твердый сток (взвесенные и пылевые'частицы)

Наиболее существенным источником поступления микроэлементов " в воды Амурского залива является речной сток, его доля составляет от 71-737» для Cd и Си до 98-997. для Со и Мп соответственно от суммарного поступления в залив из различных источников, что объясняется главным образом естественным происхождением последних. Минимальное поступление с речным стоком имеет Hi 67% от общего вклада.

Вторым по значимости фактором поступления микроэлементов в воды Амурского залива являются сточные воды. В залив со стоками поступает до 25-302 микроэлементов. Здесь наблюдается обратная картина распределения микроэлементов. Максимальные количества (251 Cd к Си и 32Z Hi) от общего потока характерны для х-тькофи-лое5 и минимальные (27. Со и <1% Мп) для элементов группы железа.

Атмосферные выпадения, по сравнению с речным стеком к стсч-/иди водами, играют незначительную роль в формировании микроэлемент ного состава г,од Амурского залива, их вклад не превышает 17. и .линь для Са достигает 47,.

Для Уссурийского залива поступление микроэлементов с речным стогам и сточными водаш приблизительно эквивалентно, наблюдаете л лишь разница в поставка:; ташорфкьос ("реперных") элементов. Так, для речкогс стока характерно -высокое.содержание Ш к Со'(60 и 70% соответственно), для стоков ш. доли шшешькы (22 и 2?.). В то ке время для стоков характерно высокое содержание Hi, Ag, Cd (70, 59 к 337.). • ' ,

Доля атмосферных выпадений в обдам, балансе микроэлементов Уссурийского залива значительно гозрастаот, 501 Zn, 55% Cd, 38% Мп и 357. рь поставляется атмосферными осадка®.

■ Для пролива Босфор Еоетсчний наиболее сукзствекное значение имеет поставка микроэлементов со сточными водаш-!, их доля' составляет до 90% от обшей поставки микроэлементов. Доля речного стока и атмосферных выпадений сушственно кизкз и составляет, в среднем от 1 дс за исключением и Со (59 и 19% соответственно) с речнш стоком и 1Ь% Мп с ашосфзршш введениями.'

Таким образом, для, всех еоднш объектов в разных количественны* соотношениях в целом сохраняйся ода и те лзе особенности и ззшюизркости:

/•.ля оечкого стока харагаерна поставка элементов группы лева - Ш, Со, N1, для сточных вод - Cd и Ni, для атмосферных выпадений - и Cd.

Захоронение тяжлше кзталлов в донньв отложения е процессе .сыдашнтщщ 1'ЗвеЕвнного ведаетва такга играет »иписи»—»

главным образом для элементов группы железа Мп, Со, N1 к в несколько меньшей степени для ..СИ и гп. Роль седиментации взвеси минимальна для к£ и Си.

Весьма важную роль в поставке тяжелых металлов в воды Уссурийского залива играет выявленный в результате геохимического картирования точечный источник загрязнения - городская свалка.

о

' Таблица 7

Концентрации микроэлементов, и соотношение их миграционных форм в прибрежных водах в районе свалки бухты Горностай

Штиль Шторм

J

Раствор Взвешенные формы Раствор Взвешенные формы _(мкг/л)_(мкг/л) _(мкг/г) _ (мкг/л)_(мкг/л) _(мкг/г) _

2п 96,84 ■ 6,63 б % 4510 4,40 50,55 927, 3359

РЬ 20,95 . 4,63 15% 3150 74,40 108,35 59% 71££

Си 124,21 6,84 • 57. 4656 145,05 112,09 447. 7448

(И .1,05 0,11 '97. 75 0,11 0,88 882 58

Ад 1,05 0,05 57. 34 • 0,44 1,43 76% 95

N1 7,58 0,84 107. 571 5,38 4,73 48% 314

№ 1,28 4,32 77% 2939 0,66 37,57 98% 2497

Со 1,68 0,11 6%- 75 0,44 0,88 67% 58

Взвесь мг/л 1,47 15,05

В % приведена доля взвешенной формы от общего содержания металла .

Увеличение концентраций металлов и взвешенного вещества з итормозой период происходит вероятно за счет увеличения ливневого' стока и взмучивания верхнего слоя донных осадков. Ореол. загрязненных вод со свалки а штилевых условиях'шеет протяженность Солее 1 км в направлении моря. (На расстоянии 1 та ст берега кон- ■ центрации СсЗ и 1п в обеих миграционное формах превьтали фоновый уровень в дрслтки раз.) В штормовых условиях, при ютом ветре, ореол вытягивается гг северо-восточном направлении вдоль побере^я достигая бух';н Лазурная (расстояние > 10 км).

В результате окисления юрскими водами затопленного металло-„ лома и площадного смыва с ее поверхности з воды поступает 8% Ш.' (238 т/год), 3% Со (35 т/год), IX № и Ъс\ (28 и 36 т/год соответственно) от их общего потока Это самый мощный источник поступления в воды залива РЬ (54 т/год), СУ (3 т/год) ч (0,4

т/год).

Таким образом, осуществлена оценка роли основных факторов формирования микроэлементного состава вод залива Петра Великого. Показано, что антропогенные источники оказьшают существенное влияние на загрязнение всех компонентов экосистемы в прибрежной зоне залива, главным образом в пределах урбанизированной части побережья, что проявляется в формирвании комплексных полиэлементных-геохимических аномалий в водах и донных отложения:..'

Основные выеоды:

В результате геохимического картирования установлено, что распределение халькофильных элементов, в поверхностном слое вод и донных отложений прибрежной зоны залиЕа Петра Великого крайне неоднородно. Выявленная в результате . геохимического картирования область с аномально высокими концентрациями халькофильных элементов имеет ДЕа эпицентра:

- первый - прибрежная область урбанизированной части города Владивосток с бухтой Золотой Рог.

- второй - городская свалка в бухте Горностай Уссурийского залива.

2. Характер распределения халькофильных элементов (2р., РЬ, Си, Сс1, Аг) и элементов группы железа (Мп, Со, Ш) в условиях прямого антропогенного влияния существенно различается. Распределение халькофилоь определяется в первую очередь антропогенными процессами, а элементов группы железа - природными.

3. Формирование аномальных концентраций этих элементов в кодах и денных отложниях затава вблизи урбанизированного побережья, в условиях прямого антропогенного влияния, связано главным образом с техногенным загрязнением акватории сточными водам*, поставляющими в залив большое количество органического вещества и тяжелых металлов.

4. В техногенных илах поверхностных водотоков, дренирующих прок-зону г. Владивостока, интенсивно натапливается ханькофиадше элементы СИ, Ад, В1, РЬ. Коэффициенты концентра. :и их превышают десятки единиц. Коэффициенты концентрации литофильных и элементов группы Ре обычно не превышает 1,5-2 единицы.

6. Еинос микроэлементов в залив №тра Великого с территории водосбора в значительной шре определяется степенью ее антропогенного освоения, поскол>ку аэтрогогенные водосборные площади по сравнения с естественными условиям! имеют повышенные модули поверхностного стока за счет искусственных водонепроницаемых площа-

«ей и более высокие концентрации хтлгческих элементов в ведах.

7. Несмотря на главную роль водообмена с Японским ¡ерем з формировании микроэлементного ссстзза вод зализа, все остальные факторы (речной сток, сточные роды и атмосферные внпадоння) сказывают существенное влияние ка экосистему залива Петра Великого, что проявляется главным образом непосредственно в приброкчой зоне.

8. Поступление металлов в воды Амурского и 'Уссурийского эа-лиесз с речным стиксм, сточными волами и атмосферныь-и вупаденил»:! имеет общие закономерности:

- для речного стока характерна псютав.'сз элементов группы яе-Л'5за - Мп, Со, Ni, для сточках вод - Cd и Ni, атмосферних випадс-кий - Мп n'Cd.

9. Весьма засную роль в поставке тяжелых металлов в води Уссурийского залива играет точечный источник загрязнения - городская' свалка. В результате окисления и мкжадаого скызл с ее поверхности в воды поступает до 82 металлов от :и общего потока.

Практические рекомендации. •

Для улучшения экологического состояния экосистемы еалжз Петра Еелгосого в первую очередь необходимо:

1. Резко сократить объемы сбрасываегмх в зализ сточных вод.

2. Ликвидировать городскую свалку ка бухте Горностай Уссурийского эалиэа, в том число и ее подводную часть.

3. Сул.ественко повысить экологичное» прскьсзяэяшдх производств, что :!ат.ст быть достигнуто путем строительства издиизду-альпых очистных сооружений на предприятиях с учетом их специфики.

i

По теме диссертации опублгасовано:

1. Дсй Б.В., Старое О.Г., .Василевская Л.Н;> Смслова Р.Н.,' Перепелица С.Л., Худякова И.Г. Результаты гидрохимической и латох:&я-чоской съемки Владивостокского промьааленного района по сценке степени эагря-::екия ркруааадей среды химическими элементам. Владивосток: ИГЛ. .985. Гос.регистр. Но 25-84-190/14. Т.1. 286 с.

2. Перепелица С.Л..Стандартные методы поисковой гвдрегеохкизш дт оценки стептаи загрязнения тявсяод металлами прошялепзо-сели-тебяых вся городов. Владивосток: ЦН711, lio 109-89, 1С89 г.

3. Перепелица С.А. Натрий з пресных ведах полуострова Муразь-ева-Амурсксго// t/атер. 5 регион. г,о::5>. мол. ученых Лад. Вост. п Сибири, Владивосток, 1983. С. 97-102. Деп. в БННЯТН. Ко 2561-D90.

4. Багряяцев В., Кузнецов В., Гудков Д., Яер^пезкца С. Селигер-

ко-гигиеническая и эпидемиологическая характеристика некоторых водных систем Владивостока: Тез. яокл. на Всесоюзн. каучн. кокф. Человек-океан, Махачкала, 1QQ0 г, с. 18-18. б. Перепелица С.А.. Шумилин E.H., Ашккев В.В. Оценка вагрязиення тяжелыми метаадаш пркЗрежкнх год Амурского залива (Япокскоэ мора).- Владивосток, 1931.- 24 е.- Рукопись предстаалеиа ТОЙ ЛБО АН СССР. Дои. Б БШШШ, Ко 1333-ВЭ1.

6. Порепелица С.А., Шумилин E.H. Условна миграции мэтагдов в вркбрекйой sous Амурского аалива (Японское коре).- Владивосток, 1801,- 12 е.- Рукопись представлена ТОЙ ЛВО АН СССР. Деп. в ВгЖ-ТИ, «О 1385-БЭ1.

7. Перепелица С.А., Аяикиов В.В., Сушшш E.H. Оцш» езгр^нокид тякааазг мевдигш поверхностного своя срибршж дошш отлат.о-ннй Аыурстаго взлиза (ßioiicwoe ыоре). - Вдадксссток, 1991.- 25 «¡.-Рукопись предакшгека ТОН ¿©О АН СССР. Дзп. в ВШТИ, Ко 2372-Б91.

Б. Сторов О.Г., Васидб-взкчл Л.Н., Порэвол:гца O.A., Сюдозл РЛ!., Хулакоьа K.P., Одоаюог Т.Н., Гудгяв A.B., Глрйиоьскзп К,К., Цой -В, В. Зкяазгс-гашйлкзскся xcD^ncpnci;.:^ г. Bs^nzoc^omi, Влзди-üOOiOK: iliFü, 1032. ГОО.раггс*?. Ко 2S-3&-G/SÖ. Т. 1,2. 6Ö2 с. 3. Ilylchsv V.l., PeiepaHtsü Ь'.А., Stent Ип S.K.Anlkiev V.V. Land-Soc sstorial traisporl uadar Antrcpo-jcnir- tniluenco (for tha system of tttrcvyov Aaursky penlnsala-Potcr the Great Bsy. in: Abstracts of Vth РгсШо Science Inter-Сс^гесе "Тгв Pacific: Crocsrocsls for Culture end Katurc", Juno Zf- July 8, 1023, öhinmix, Jz^Xs. P. C3.

10. Amsjea В.Б., Псрекел:яп O.A., Кузена' E.ff. Оцзк» мзквдх cnvpjaoroiiKiS и щззрезше ез ¡фострй&зтьгшзо p&c&pe-

дсдш;е хглжк иетдев е дааш; сюда-ШиК веадва ßö7pa Baissco-ro к&юножз щза).- Геэгагжя. 1623, Sa 0, с. 1320-1340.

iyu-i "