Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристика биогенной седиментации в Балтийском и Черном морях

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Характеристика биогенной седиментации в Балтийском и Черном морях"

г I . - ;

ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТА И ЭКОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи УДК 57'1.!322 + Г>Э1. 131. 11

МОШАРОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ХАРАКТЕРИСТИКА БИОГЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ В БАЛТИЙСКОМ И ЧЕРНОМ МОРЯХ

03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москпа 1996

Работа выполнена и Институте глобального климата и экологии Росгидромета и РАН.

Научный руководитель -доктор биологических паук, профессор А.В.Цыбань.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор В.А.Абакумов доктор биологических наук С.А.Патин

Ведущее учреждение: Государственным океанографический институт

Нащига диссертации состоится "2б>" //¿ге^'Л 1946 г. г. часов на заседании Специализированного совета

К ООН.36 01 Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН но адресу: 107^Ь8. Москва, ул. Глебовская, д.206.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гло-Оанмюго климата и экологии Росгидромета и РАН по адресу: 1072.'>Я. Москва, ул. Глебовская, д. 206.

Автореферат разослан "/Z " JP^/lU?]^^ i<j% г.

Отзывы, заверенные печатью, присылать в 2-х экз. по адресу: 1072.'»!!, Москва, ул. Глебовская, д.206. Спецсовет ИГЮ.

Ученый секретарь Специализированного совета.

кандидат геолого-мииералогических наук "' Т.Г.Орлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.В Мировой океан ежегодно поступают миллио-:ьг тонн нефти, тысячи тонн хлорированных углеводородов и тыся-[и-сотни тысяч тонн токсичных металлов. Только из атмосферы на гаверхность океана выпадают сотни тысяч тонн нефтяных углеводоро-юв и соединений свинца, десятки тысяч тонн углеводородов, в том :исле ПХБ, пестицидов, дибен'зодиоксинов и других токсичных ве-(еств [СЕБАМР]. В настоящее время в Мировом океане находят все ювые и новые загрязняющие вещества (ЗВ). При этом важно подчерк-гуть. что Мировой океан является стоком для многих химических 'оксикантов и. как правило находится в конечном звене крупномасш-'абных потоков разных веществ и их превращений [Израэль. Цыбань. .9891.

Современная экологическая ситуация в Мировом океане характе-мзуется двумя особенностями: быстрым нарастанием концентраций ЗВ ) прибрежной зоне океанов, во внутренних замкнутых и полузамкнутых морях и хроническим воздействием низких концентраций ЗВ в >ткрытых районах океана, удаленных от непосредственных источников загрязнения.

Океан обладает системой абиотических и биотических процессов. определяющих ассимиляционную емкость морской экосистемы к ЗВ [Израэль. Цыбань. 1981]. В этой системе процессов важную роль иг-:ает биогенная седиментация. В основе биогенной седиментации ле-кит осаждение взвешенного органического вещества, образовавшегося з результате биологического продуцирования. Специфика океанской ;реды такова, что биогенные частицы медленно оседают в глубины «(оря под действием силы тяжести. Протяженность во времени этого процесса определяет длительное нахождение ВОВ в толще морской во-цы. При этом происходит активная сорбция и аккумуляция взвешенными частицами разных химических соединений, в том числе ЗВ. По ме-[ю поедания ВОВ переносит их на дно океана. Влияние биотических процессов на биоседиментацию проявляется в активном участии морских организмов в биологическом накоплении химических веществ. Глобальные масштабы осаждения взвешенного вещества в океане определяют историю и миграцию многих химических соединений, включая органический углерод, биогенные вещества, а также различные токсиканты.

В.И.Вернадский впервые высказал гениальную догадку о больше) роли морских организмов в извлечении химических элементов у морской воды, их выносе из водной толщи и осаждении на ложе окее на. Это предположение получило экспериментальное подтверждение последние два десятилетия [Лисицын, 1974: Degens & Ittekkot 1983; Fowler 4« Knauer, 1986; Hayetal., 1990; Лисицын и др. 1994]. При изучении процессов биогенной седиментации в различнь районах Мирового океана проводились, как правило, локальные экс перименты с применением седиментационных ловушек [Купцов и др. 1994; Jlckells at al.. 1990; Tsunogal & Norlkl, 1987; и др.] Между тем, широкомасштабные исследования биогенной седиментаци до последнего десятилетия практически не проводились.

Однако, в современных условиях хронического загрязнени морской среды изучение биоседиментации становится необходимы элементом исследования биогеохимических циклов загрязняющих ве ществ. Кроме того, без количественной оценки параметров биоседи ментации. включая вынос загрязняющих веществ со взвешенным орга ническим веществом, нельзя оценить и прогнозировать состояни морской экосистемы, а также определить ее способность к "самоочи щению". Данное обстоятельство подчеркивает актуальность изучени процессов биоседиментации в морских экосистемах.

Цели и задачи исследований. Цель работы заключалась в изуче нии биогенной седиментации в Балтийском и Черном морях, оценк роли биоседиментации в удалении загрязняющих веществ из морски экосистем. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить скорость биогенной седиментации и время пребы вания взвешенного органического вещества в эвфотическом слое от дельных районов Балтийского и Черного морей.

2. Проанализировать пространственно-временную изменчивост процессов биоседиментации.

3. Провести сравнительную оценку процессов биоседиментации бактериальной деструкции органического вещества.

4. Оценить биоседиментационые потоки хлорированных углеводородов и тяжелых металлов из эвфотической зоны и депонирование донные отложения в Балтийском и Черном морях.

Цаучная новизна. Впервые на обширных акваториях Балтийског и Черного морей получены данные о биоседиментационных потока взвешенного органического вещества непосредственно в эвфотическо слое с использованием радиохимического ("уран-ториевого") метода

)ценены межгодовые и сезонные вариации скорости биоседиментации в различных районах данных морей. Впервые проведен анализ прост-занственной (вертикальной и горизонтальной) вариабельности величин скорости биоседиментации. Изучено соотношение процессов биоседиментации и бактериальной деструкции в разных районах Балтийского и Черного морей.

Впервые проведена оценка биоседиментационного выноса и депонирования в донных отложениях наиболее опасных загрязняющих веществ (ПХБ. ДДТ. тяжелые металлы), оценено время их пребывания в морских экосистемах изученных морей.

Практическая ценность. Результаты исследований послужили основой для расчета количественных оценок потоков и депонирования в донных осадках наиболее опасных загрязняющих веществ в бассейнах Балтийского и Черного морей. Результаты оценки экологической значимости биоседиментационного удаления загрязняющих веществ могут быть использованы при изучении ассимиляционной емкости морских экосистем Балтийского и Черного морей.

Результаты исследований использованы при подготовке ежегодных обзоров "Экологическое состояние морей РФ", при оценке потоков углерода и его захоронении в отдельных морях РФ в рамках научно-исследовательского проекта 3.5.3 государственной научно-технической программы России "Глобальные изменения природной среды и климата", а также при при разработке тем 6.5.1 (ГНТП "Экологическая безопасность России"). 1.7.5.6 (МОНОК) Плана НИР и ОКР Росгидромета и др.

Фактический материал. В основу работы положены материалы, полученные в ходе пяти комплексных экологических экспедиций в Балтийском (1990 г.) и Черном (1990, 1991, 1992 (июль, сентябрь)) морях. Автором отобраны и обработаны пробы морской воды и взвеси; рассчитаны, обобщены и проанализированы величины времени пребывания гз4Т11 и скорости биоседиментации взвешенного органического вещества. Рассчитаны количественные характеристики биоседиментаци-онных потоков отдельных загрязняющих веществ и их депонирование в донных осадках морей.

В работе, наряду с результатами автора, использованы данные по скорости первичной продукции и бактериальной деструкции, предоставленные вед.н.с. Института глобального климата и экологии (ИГКЭ) В. М. Кудрявцевым, первичной продукции в Балтийском море -с. н.с. ИГКЭ М.Н. Корсаком.

Апробация работы. Основные результаты данной работы докладь вались на конференциях молодых ученых ИПГ и ИГКЭ (Москва, 1991 199-1). на совещании по программе "Глобальные потоки вещества океане" (JG0FS) (Москва. 1996). на XIX российско-американско симпозиуме по проекту БЕРПАК "Экология и динамика морских экосис тем Берингова и Чукотского морей" (Москва, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных ра

бот.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе ния. пяти глав, выводов и списка литературы. Работа иллюстриро ванна 20 рисунками, 36 таблицами. Список литературы включает 16 работ, из которых 78 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ БИОГЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

В главе представлена обширная научная информация о потока взвешенного органического вещества .(ВОВ) в океане. Показана масш табность этого процесса, определяющего историю и миграцию многи химических элементов, включая органический углерод, биогенны элементы и химические токсиканты. Основную часть седиментационно го потока составляют крупные агрегаты биогенного происхоадени [McCave, 1975; Alldredge & Silver, 1988; Fowler & Knauer, 1986) в которые может включаться литогенный материал из различных ис точников [Deuser et al., 1983а.b; Honjo et al., 1982]. В глав описаны источники взвешенных частиц в океане и рассмотрена рол минерального и органического компонентов взвешенного вещества формировании потока биогенных частиц, дается оценка биоседимента ционных потоков различных химических элементов и соединений включая загрязняющие вещества. Приводится описание разных методо изучения -потоков вещества в океане, среди которых выделяют наибо лее часто используемые приемы: эксперименты с седиментационным ловушками [Honjo et al., 1988; Blomqvlst & Hakanson, 1980: и др. и радиохимические методы (Bhar, et al.. 1969: Matsumoto, 1975] Отмечается тесная связь биоседимснтационного потока ВОВ и первич ной продукции в верхнем слое водной толщи, что во многом опреде ляет географическую зональность биоседиментации в Мировом океан

[Suess. 1980: Betzer et al.. 1984]. Показано, что процессы седи-ментационного удаления биогенных частиц из поверхностных слоев океана является одним из основных механизмов, контролирующих перенос атмосферного С02 в глубины океана, что. в свою очередь, отражается на содержании этого "парникового газа" в атмосфере.

Приведены примеры экспериментальных исследований выноса загрязняющих веществ в процессе биогенной седиментации в Беринговом и Чукотском морях ["Исследования экосистем Берингова и Чукотского морей". 1992].

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В основу работы положены данные, полученные в ходе комплексных экологических экспедиций, проведенных на научно-исследовательских судах Росгидромета в Балтийском и Черном морях в 1990-1992 гг.

Во время экспедиции в Балтийское море (июнь-июль. 1990 г.) исследования были выполнены на станциях центрального осевого разреза (9 станций). Отдельные станции били сделаны повторно на разных этапах рейса. В ходе экспедиций в Черном море (1990-1992 гг.) исследования проводились в его северной части, охватывая как мелководные прибрежные, так и глубоководные районы. Автор принимал непосредственное участие во всех упомянутых экспедициях. Автором обработаны 198 проб морской воды и 110 проб взвеси с целью определения содержания радионуклида 234Th.

Пробы воды отбирали с помощью погружного насоса с горизонтов 0. 10. 20. 40. 60. 80 м в емкости для осаждения Z34Th объемом 100 л. В этих емкостях проводилось соосаждение 234 Th с гидроокисью железа. Образовавшийся осадок отфильтровывали через бумажный фильтр с помощью вакуумного насоса, растворяли в соляной кислоте и проводили ионообменное выделение Z34Th. Радиоактивность Z34Th измеряли на торцевых счетчиках ß-частиц.

Интенсивность процессов удаления z3,Th из эвфотического слоя моря характеризовалась величиной смещения радиохимического равновесия в системе z:l8U/Z34Th. показателем которого выбрано отношение концентраций радионуклидов R^C(Th)/C(U).

Скорость бипопдиментации Р,0В из определенного слоя водной толщи рассчитывалась по формуле:

- 6 -

{С(и)-С(Т1-1)}-Х I Р= - . где

сст)взв

С(и) - концентрация 238и б воде (расп/мин/л),

С(Ш) - концентрация 2Э4ТП в воде (расп/мин/л).

С(ТЬ)аэв " удельная активность гз4ТЬ во взвеси.

X - константа радиоактивного распада 234ть.

Величина времени пребывания 234ТП, характеризующая длитель ность присутствия взвешенных биогенных частиц в определенном слс водной толщи, - обратно пропорциональна скорости биоседиментаци онного удаления этого радионуклида. Поток взвешенного органичес кого вещества из поверхностного слоя моря определялся путем ин тегрирования значений скорости биоседиментации на различных гори зонтах в пределах данного слоя.

Разработана методика спектрофотометрического контроля содер жания ТП4* на всех стадиях его концентрирования. С помощью это методики был определен коэффициент химического выхода 234ТЛ пр его выделении из проб морской воды. Полученная величина (0.77 близка к значению, определенному радиометрическим методом [Поли карпов и др..1976). Статистическую обработку данных проводили п общепринятой методике.

Оценка выноса загрязняющих веществ в процессе биоседимента ции выполнялась на основе данных о содержании этих соединений в взвешенном веществе и результатов определения скорости биоседи ментации ВОВ. Результаты анализа расчетных данных о количеств растворенных и взвешенных форм ЗВ в эвфотическом слое моря. ; также экспериментальные данные о потоках ВОВ позволили количесг венно оценить время пребывания ЗВ в эвфотическом слое моря, обус ловленное процессами биоседиментации.

К числу важных задач нашей работы можно отнести также расчет времени пребывания ЗВ в данной морской экосистеме в целом обусловленной процессами биоседиментации и депонирования токси кантов донных отложениях. При этом мы отдаем себе отчет в том что в морской экосистеме взаимодействует система процессов (физи ческих, химических и биологических), направленных на перенос разрушение и удаление ЗВ из морской среды. В этой системе процес сов микробная деградация органических ЗВ и биогенная оедиментацш токсикантов играют важнейшую роль (Израэль, Цыбань, 1989). Учиты-

вая устойчивость хлорированных углеводородов к биодеградации и принимая во внимание высокий коэффициент накопления хлорированных пестицидов и тяжелых металлов в планктонных организмах, мы полагаем, что процессы биоседиментации в значительной мере могут определять время пребывания этих химических соединений в морской экосистеме. Время пребывания ЗВ в экосистеме моря в целом рассчитывалось с использованием значений скорости депонирования токсикантов в донных отложениях.

Таким образом, в нашей работе мы рассчитывали время пребывания ЗВ. обусловленное процессами биогенной седиментацией и депонированием токсикантов в донные осадки моря.

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ БИОГЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ В БАЛТИЙСКОМ МОРЕ

Результаты исследований, проведенных летом 1990 года в открытой части Балтийского моря, показали, что отдельные характеристики процесса биоседиментации значительно варьировали в пределах эвфотического слоя, ограниченного глубинами 25-30 м.

3.1. Характеристика времени пребывания-^-ТП .

Характеризуя время пребывания 834ТГ1 (х) в разных районах моря, следует отметить, что наибольшее значение т (в среднем. 54 сут.) оказалось в южной части моря. Величина этого параметра в северной области установлена на более низком уровне, составляя в среднем 28 сут. Минимальным было среднее время пребывания 234 та в эвфотическом слое в центральной области Балтики (в среднем, 10 сут.), где величина параметра не превышала 27 сут.. что отражает более интенсивное удаление гз4Т11 из поверхностного слоя моря. Сопоставление данных о вертикальном и горизонтальном распределении величины т в Балтийском море в изучаемый период позволяет сделать вывод о том, что на большинстве станций время пребывания 234Т11 в воде возрастало с глубиной и достигало максимума (35-238 сут) в слое термоклина или непосредственно под ним. Более длительное время пребывания 234 Тй в плотных слоях водной толщи отражает снижение интенсивности удаления данного радионуклида со взвешенным веществом, что обусловлено накоплением взвеси на этих глубинах.

3.2. Характеристика потоков ВОВ из продукционного слоя моря.

Процессы Сишоедиментации р, морской среде наиболее полно характеризуются ниличиной скорости осаждения ВОВ из определенного

слоя волной толщи. При рассмотрении интенсивности биоседиментацм (Р) по слоям в разных районах моря обращают на себя внимание очень высокие величины скорости биоседиментации на ст.9 (рис.1) е центральной части моря на всех обследованных горизонтах до глубины 60 м. Подобное обстоятельство, наряду с наблюдавшимся здесь минимальным временем пребывания х34Th. указывает на то, что в данном локальном районе моря влияние гидрологических, гидрохимических и биологических факторов, определяющих интенсивность удаления ВОВ из верхних слоев водной толщи, проявляется в максимальной степени. К числу таких факторов можно отнести в первую очередь терригенный вынос взвешенного вещества, а также интенсивность первичной продукции органического вещества, возрастающей в условиях подъема глубинных вод за счет сильного в этом районе ветрового воздействия. Необходимо отметить, что на большинстве станций открытой Балтики слой минимальных значений скорости биоседиментации совпадал со слоем термоклина на глубине 15-25 м.

Сравнение выделенных районов моря по уровню биоседиментации показало, что наиболее значительная вариабельность параметра Р (CV«75%, п*9) при средней величине 165 мг сухой взвеси/м3•сут была характерна для центральной части моря. Более низкий уровень биоседиментации оказался на станциях в северной части моря, составляя в среднем 57 мг сухой взвеси/м3 ■ сут. В южной области моря среднее значение Р было минимальным (32 мг сухой взвеси/м3-сут). Коэффициенты вариации параметра Р в этих случаях имели более низкое значение (50-60Ж). что обусловлено, по-видимому, более однородными гидрологическими и биологическими условиями формирования потоков ВОВ в этих районах.

Значительные скорости биоседиментации обуславливали высокие интегральные потоки ВОВ из эвфотического слоя моря. Максимальные значения потоков взвеси обнаружены в центральной части моря (в среднем, 4128 мг сухого веса/мг-сут) (рис. la). Несколько меньшим поток ВОВ был в северной области (в среднем,1434 мг сухого ве-са/мг сут). и минимальным - на юге моря (в среднем, 934 мг сухого веса/мг сут). Среднее значение биоседиментации в Балтийском море в июне-июле 1990 года из слоя 0-25 м составило 1386 мг сухого ве-са/мг -сут.

Оценка среднегодового вынода ВОВ в Балтийском море основывалась на зависимости биоседиментационного потока от динамики первичной продукции. По нашим расчетам, годовой биоседиментационный

l'HC. I. rit III Ж lililí II U'lJlTIMIriaiM (Л) И Mi'plliiM II!) морях

поток ВОВ из эротического слоя достигал величины порядка 270 г сухого веса/мг•год.

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ БИОГЕННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ В ЧЕРНОМ МОРЕ

Исследования процессов биогенной седиментации в Черном море проводились в шельфовых и открытых районах моря в периох 1990-1992 гг. Для общей оценки процесса биоседиментации были изучены отдельные его характеристики: пространственное распределение показателя смещения радиохимического равновесия между 238и к 234тй (ю. время пребывания (т) гз4ть и связанного с ним ВОВ е различных слоях эвфотической зоны, интенсивность биоседиментацик (Р). количественная оценка потоков ВОВ. Необходимо отметить, чте вертикальное и горизонтальное распределение параметров биоседиментации оказалось специфическим для отдельных регионов моря. 4.1, Характеристика темени преОывшя-^ТП в эрфотичес^ слое.

Рассчитанное время пребывания 234Т11, а следовательно, и связанного с ним ВОВ, в верхнем слое на обследованной акватории морг колебалось от 1 до 92 суток (в среднем. 13 суток). При этом максимальное для верхнего слоя моря время пребывания 234ТЬ (т -20-41 сут.) обнаружено на глубоководных станциях в слое 40-60 м в зоне стабильно низких температур, т.е. ниже перемешиваемого слоя водной толщи моря. Время-пребывания г34Т)1 в эвфотическом слое, ка! оказалось, было наибольшим в центральной части моря (15 суток), тогда как в районе Керченского пролива средняя величина т составляла б суток. Прибрежные районы северо-западной части и кавказского побережья характеризовались средними величинами т на уровш Ю-11 суток.

В сентябре 1991 г. рассчитанное время пребывания 234Т11 (т), а. следовательно, и связанного с ним ВОВ, в эвфотической зоне северной области Черного моря варьировало от 1 до 29 суток (в среднем Ю суток). Вертикальный профиль значений т в большинстве случаев характеризовался максимумом (15-30 сут) в слое водной толщ под "термоклином".

Максимальное время пребывания 234ТЬ в эвфотическом слое мор] определено в районе кавказского побережья (в среднем, 15 суток). Более низкая средняя величина х (11 суток) была установлена 1

- и -

центральной части моря. Минимальное время пребывания 234Th (7-8 сут) было характерно- для северо-западной части и района вблизи Керченского пролива.

Исследования, проведенные в июле и в сентябре 1992 года, показали, что рассчитанное время пребывания 234Th в различных слоях эвфотической зоны в июле и сентябре изменялось в пределах 2-42 суток (в среднем 13 суток). Средние значения т для изученных районов в июле существенно различались (от т=9 сут в районе кавказского побережья до т=16 сут северо-западной части моря), тогда как в сентябре время пребывания 234Tfi в эвфотическом слое большинства районов было на одном уровне (т=12 сут).

Обращает на себя внимание тот Факт, что в июле 1992 г. на большинстве обследованных станций наибольшее время пребывания 234Th установлено на глубине 30-40 м (т=24-26 сут). а в сентябре максимальное значение х Фиксировалось в слое 55-60 м (80-102 сут), что может быть связано с сезонными гидрологическими особенностями. В целом для всей акватории моря на мелководных станциях, расположенных в районе шельфа, время пребывания Z34Th в эвфотическом слое было в 1.5-3 раза меньше, чем на глубоководных станциях.

4.2. Характеристика потоков ВОВ из эвФотического слоя моря.

В целом для изученной части Черного моря вертикальное распределение значений скорости биоседиментации характеризовалось наличием максимума в верхнем перемешиваемом (0-25 м) слое эвфотической зоны, определяемом термоклином, где наблюдалась высокая продуктивность планктонного сообщества.

Скорость биоседиментации (Р) в разных районах Черного моря в сентябре-октябре 1990 года варьировала от 16 до 730 мг сух.ве-щества/м3•сут. составляя в среднем 160 мг сух.вещества/м3-сут.

Наибольшая средняя скорость биоседиментации (Р) (475 мг сух.вещества/м3-сут) обнаружена в районе Керченского пролива. Коэффициент вариации параметра Р здесь был значительным (С\М09Ж при п-4) и отражал сильные колебания условий выноса Büß из различных слоев. В восточной части моря средняя скорость биоседиментации была в otjjia значительно шике (13/ мг сух. вещества/м3 • сут). а вариабельность скорости удаления ВОВ в пределах деятельного слоя в этим райипгс была средней (на фоне значений CV для других районов моря) и поставляла 12% (п»7). Интегральные потоки ВОВ из 50-метрпвой видной толщи в этих районах составляли и среднем

- 12 -

3600-3700 мг сух.иещества/м2■сут (рис.16).

В северо-западной части моря, которая находится под влияние», стока крупных рек (Дунай. Днепр и др.) также была установлена высокая интенсивность процессов биоседиментации (240 мг сух.вещества/м3 -сут). Примечательно, что как максимальные, так и минимальные значения скорости биоседиментации для обследованной акватории моря обнаружены в северо-западной части моря: 520-730 мг сух.вещества/м3 • сут в прибрежном районе и 16 мг сух. вещества/м3•сут в районе свала глубин. Очевидно, что коэффициент вариации параметра Р для данного региона был достаточно высоким (С\/-Ю5% при п»10). что отражало сложную гидродинамическую структуру водной толщи мелководного северо-западного района, определяющую различие гидрохимических и биологических условий формирования потоков взвешенного органического вещества из эвфотического слоя, достигавших здесь величины 5100 мг сух.вещества/мг-сут. Невысокие значения скорости биоседиментации (в среднем 83 мг сух.вещества/м3-сут) в эвфотичеокой зоне открытого моря В' период исследований сопровождались небольшими пределами колебаний величин Р (СУ»37%, п-7). Интегральный поток ВОВ из эвфотического слоя моря составлял в среднем 3600 мг сух. веществр/м2 • сут. Резюмируя вышесказанное, можно отметить, что в районах с высоким уровнем биоседиментации наблюдалась повышенная вариабельность значений этого параметра.

В 1991 году на исследованной акватории Черного моря величина Р варьировала в пределах 25-744 мг сухой взвеси/мэ•сут (в среднем. 164 мг сухой взвеси/м3-сут). Наибольшая средняя скорость биоседиментации была в северо-западной части моря (187 мг сухой взвеси/м3■сут) при сравнительно невысокой вариабельности величины Р в верхнем слое водной толщи (СУ-57%, п-10). Интегральный поток ВОВ в этом районе достигал 7000 мг сух.вещества/м2-сут.

В восточном районе моря (кавказское побережье) и в центральной части средняя скорость биоседиментации оказались на более низком уровне - около 120 мг сухой взвеси/м3•сут. В то же время коэффициенты вариации параметра Р в этих районах существенно различались (для кавказского побережья СУ-130Я (п-11). для центрального района СУ-ЗОЯ (п-З)). Минимальная средняя скорость биоседиментации (109 мг сухой взвеси/м3•сут) при невысокой изменчивости этого параметра (СУ—45%. п«3) в пределах эвфотического слоя была установлена в районе Керченского пролива. Таким образом, в пределах эвфотического слоя в райони кавказского побережья наблюдалось

наиболее высокое разнообразие условий, определяющих значительную интенсивность удаления ВОВ из водной толщи. В восточной части моря и в районе Керченского пролива потоки взвешенного органического вещества не столь значительны (3200-3300 мг сухой взвеси/м2-сут). Обращает на себя внимание высокое значение потока в районе гидрофронта в центральной части моря, составлявшего 6630 мг сухой взвеси/м2-сут, что, по-видимому, связано с высоким уровнем первичной продукции в период исследований.

В 1992 году интенсивность биоседиментационного удаления ВОВ из эвфотического слоя для всей изученной акватории моря и в июле, и в сентябре 1992 года находилась на одном уровне (116-120 мг сухой взвеси/м3•сут). При этом в разных районах были определены неодинаковые сезонные изменения скорости биоседиментации. В северо-западной части моря средняя скорость биоседиментации как в июле. так и в сентябре составляла 100 мг сухой взвеси/м3-сут. но вариабельность параметра Р за этот период снизилась с CV=67% в июле до СЧ'55% в сентябре. Интегральный поток ВОВ составлял 3300-3600 мг сухой взвеси/м8•сут. В сентябре в прибрежном районе крымского побережья среднее значение скорости биоседиментации оказалось почти в 1,5 раза больше, чем в июле, и достигало максимального для северной половины Черного моря значения 144 мг сухой взвеси/м3•сут. Коэффициент вариации параметра Р в период июль-сентябрь значительно'увеличился от CV-31% до CV-72X. что отражает значительно возросшую неоднородность экологических условий, определяющих формирование потока ВОВ из эвфотического слоя. При этом происходило сезонное увеличение интегрального потока ВОВ от 4100 до 5500 мг сухой взвеси/м2•сут.

Средняя скорость биоседиментации в восточной прибрежной части моря в июле была максимальной для Черного моря и составляла 158 мг сухой взвеси/м3•сут, а в сентябре снизилась почти в 1,2 раза. Вариабельность параметра Р в эвфотическом слое данного района за этот же период возросла более чем в 1,5 раза (с 473S в июле до 7595 в сентябре). Величина интегрального потока ВОВ значительно снизилась с 7600 до 5400 мг сухой взвеси/м2•сут. Величина потока ВОВ в прибрежном районе кавказского побережья была максимальной среди выделенных районов как в июле, так и в сентябре, что свидетельствует о стабильных источниках взвешенного вещества в данном районе, за счет которых формируется нисходящий поток взвешенных частиц.

Для районов центральной части моря было характерно снижение средней скорости биоседиментации с 110 мг сухой взвеси/м3•сут в июле до 88 мг сухой взвеси/м3•сут в сентябре. Вариабельность величины скорости осаждения ВОВ в пределах верхнего продукционного слоя в течение двух месяцев снизилась почти в два раза (с 91% до 42%). Интегральный поток ВОВ за этот период уменьшился с 4500 до 4100 мг сухой взвеси/м2-сут.

Анализ данных о потоках в разных районах моря указывает на то, что наиболее сильные сезонные колебания величины потоков ВОВ из продукционного слоя происходили в прибрежных районах крымского (увеличение на 30%) и кавказского (уменьшение на 30%) побережий.

Оценка среднегодового выноса ВОВ в Черном море также основывалась на зависимости биоседиментационного потока от динамики первичной продукции. По нашим расчетам, годовой биоседиментацион-ный поток ВОВ из эвфотического слоя достигал 580 г сухого вещест-ва/мг ■ год.

4.3. сравнительный анализ и временная изменчивость процессов биоседиментации в разных районах Черного моря.

Сравнительный анализ результатов определения скорг ^ти биоседиментации показал, что на станциях, расположенных в открытом море на значительном расстоянии от берегов, средняя скорость биоседиментации в эвфотическом слое в осенний период была в 1.5-3 раза ниже, чем в прибрежных районах. Наши данные находятся в хорошем согласии с результатами исследований содержания взвешенного вещества в поверхностном слое моря, выполненные Айбулатовым [Albu-latov. 1987]. В летний период подобное различие было незначительным.

Для оценки вариабельности скорости биоседиментации в зависимости от месторасположения станций на акватории моря мы рассчитывали коэффициент вариации (CV) параметра Р для шельфовых и глубоководных районов моря. В целом степень варьирования скорости биоседиментации во всей эвфотической зоне в осенние сезоны за период 1990/92 гг. была более высокой в шельфовых районах (CV-76%). чем в глубоководных (CV-55%). В летний сезон 1У92 года соотношение менялось на противоположное, когда в глубоководных районах изменчивость величин» Р была выше, чем в шельфовых (CV-79X и CV-57%. соответственно).

В глубоководной чаоти миря скорость биоседиментации и поверхностных слоях сильно варьировала от станции к станции

(СУ'65%). Степень варьирования снижалась с глубиной, достигая минимума (СУ»7-32%) в слое 20-40 м. Таким образом, в открытом море региональные особенности формирования потоков ВОВ в наибольшей степени проявляются в поверхностных слоях, что связано, по-видимому. в значительной степени с ветровым переносом взвешенного вещества. С другой стороны, шельфовые районы характеризовались сравнительно небольшими значениями СУ в поверхностном слое (СУ-28-49%), которые возрастали с глубиной, достигая 85-100% на глубинах более 25 м.

Результаты изучения процессов биоседиментации в верхнем 50-метровом слое Черного моря в течение трех лет показали, что межгодовые колебания величин потоков ВОВ во всех исследованных районах Черного моря оказались значительными, составляя 41-67% от минимальных показателей. Значения потоков ВОВ варьировали в разные годы от 2600 до 9700 мг сухого вещества/мг-сут. Однако в целом для северной акватории моря средние величины потоков ВОВ в осенние периоды разных лет сохранялись на уровне 4000-4850 мг сухого вещества/м2•сут (в среднем 4400 мг сухого вещества/м2-сут). Этот факт свидетельствует о пространственной сбалансированности процессов Формирования потоков взвешенных частиц из продукционного слоя моря. Наибольшая величина биоседиментации установлена в северо-западной части моря (7000 мг сухого вещества/мг-сут) (рис. 16). находящейся под влиянием стока крупных рек. В летний сезон (июль 1992 г.) среднее значение потока ВОВ увеличилось до 4920 мг сухого вещества/мг-сут, что отражает возрастание в целом по морю интенсивности продукционных процессов в этот период.

С другой стороны, в Балтийском море средняя величина потоков ■ ВОВ была существенно ниже, ¿¿ем в Черном море (1453 мг сухого вещества/м2 • сут), что свидетельствует о менее интенсивных процессах удаления взвешенного вещества из эвфотического слоя. Одной из основных причин этого является меньшее количество автохтонной взвеси в водной толщи Балтийского моря из-за более низкого уровня первичной продукции. По данным многих авторов Шет1.1978; И^г еь а1., 1987), изучавших процессы фотосинтеза в данном районе Мирового океана, среднемноголетняя величина первичной продукции составляет 110 гС/м2>год, что почти в два раза меньше, чем в Черном море. Кроме этого, наши исследования в Балтике охватывали открытую часть моря, тогда как в Чирном море изучение процессов биоседиментации проводилось как в открытых районах, так и в приб-

режных зонах моря, где сильно влияние терригенного стока взвеси.

4. 5. сравнительная опенка величин биоседиментации и бактериальной деструкции органического вещества в Балтийском и Черном морях.

Сравнительный анализ интенсивности процессов биоседиментации (БС) и бактериальной деструкции (БД) органического вещества в отдельных районах Балтийского и Черного морей в разные периоды времени показал важную роль биогенной седиментации в процессах удаления органического вещества из эвфотического слоя. Так в центральной части Балтийского моря интенсивность удаления органического вещества в процессе биоседиментации оказалась более активной. чем его бактериальное разрушение (показатель отношения К=БС/БД в этом случае был достаточно высоким - 1.19)(рис.2а). Однако в северной и особенно в южной областях моря роль бактериальной деструкции возрастала, значительно превышая удаление органического вещества в процессе биоседиментации (К-0,47 и К»0.06. соответственно). При этом в центральной области скорость биоседиментации более чем в 3 раза превышала скорость первичной продукции (ПП). тогда как в южной и северной частях морг отношение БС/ПП было меньше единицы (0.23-0,82).

В Черном море наиболее высокий показатель отношения К=БС/БД как в летний, так и в осенний периоды установлен в центральной части моря, где основное удаление ВОВ происходило за счет биоседиментации (К-2,3-3.8) (рис.26). в летний период на большей части исследованной акватории моря интенсивность удаления органического вещества за счет осаждения биогенных частиц была существенно выше (К-1,54-3,8) активности микробного разрушения. В то же время в осенний период при снижении общего уровня первичной продукции в северной области Черного моря происходило уменьшение значений К до 0,26-0.33. отражая факт уменьшения роли биоседиментации в потоках углерода в данный период. Следует отметить, что уровень первичной продукции в Черном море в летний период был значительно выше (1800-2300 мгС/м2-сут). чем в осенние месяцы (330-900 мгС/мг-сут). что . по-видимому, обусловило значительный летний поток ВОВ. Отношение БС/ПП в Мирном море изменялось от 0.34-0.77 (р. районах с преобладанием автохтонного органического вещества) до 1.10-3,25 (в условиях повышенного поступления аллохтонного органического вещества. Отношение БС/БД рекомендуется нами качестве индикатора состояния иьтрофироиания отдельных районов ми-

Рис.2. Соотношение процессии ("¡иоседиментации и ОактериальноЙ деструкции органического нищеитвл н КалтиП^ким (Л) и Черном (Б) морях.

ря: чем больше этот показатель - тем выше степень эвтрофирования.

ГЛАВА 5. РОЛЬ БИОСЕДИМЕНТАЦИИ В УДАЛЕНИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ' (ПХБ. ДДТ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ) ИЗ ЭКОСИСТЕМ БАЛТИЙСКОГО И ЧЕРНОГО МОРЕЙ

Используя данные о содержании загрязняющих веществ в воде, во взвешенном веществе и их биоседиментационном переносе мы оценили время пребывания этих соединений в продукционном слое Балтийского и Черного морей, обусловленное биоседиментацией. В Балтийском море время пребывания ПХБ в верхнем слое водной толщи, несмотря на более интенсивный вынос ПХБ в процессе биоседиментации, в среднем шло в два раза выше, чем для ДДТ (50 и 26 суток, соответственно)(табл.1). Это обусловлено в первую очередь значительным общим количеством ПХБ в эвфотическом слое моря по сравнению с ДДТ. Если учесть, что время пребывания ВОВ в этом слое моря составило в среднем 29 суток, можно судить о решающей роли взвеси в удалении этих соединений в глубины. Причем наиболее близкими оказались значения параметра т для ДДТ и ВОВ. что определялось более высоким коэффициентом накопления ДДТ во взвешенном веществе.

В среднем годовой вынос ПХБ и ДДТ из эвфотического слоя в процессе биоседиментации для всей акватории Балтийского моря (5-419 ООО кмг) может достигать 130 и 88 т, соответственно. Депонирование хлорированных углеводородов в донные отложения Балтики составило 10,7 т ПХБ и 7.2 т ДДТ. На основании данных об общем содержании органических загрязняющих веществ в экосистеме моря (в воде, биоте и детрите) и рассчитанных уровней биоседиментационно-го удаления и депонирования в донные отложения мы определили время пребывания этих веществ в морской среде, обусловленное биоседиментацией. По нашим расчетам оно составляло величину порядка 4-8 лет.

Время пребывания тяжелых металлов в деятельном слое моря, обусловленное биоседиментацией, составляло 133 суток для кадмия и 35 суток для ртути. Необходимо отметить, что чем выше приуроченность загрязняющих веществ к твердой фазе (т.е. чем выше коэффициент накопления во взвешенном органическом веществе), тем значительнее влияние биоседиментацишшых процессов на общео содержание данного токсиканта в эвфотичтжим слое, а следовательно, и на

- 19 -

время пребывания его в этом слое.

Годовой поток кадмия и ртути из эвфотического слоя в процессе биоседиментации для всей акватории Балтийского моря, по нашим оценкам, может достигать 530 и 440 т/год, соответственно. Время пребывания рассматриваемых элементов в экосистеме Балтийского моря. обусловленное биоседиментационным поступлением их в донные отложения, оценивалось на уровне 21 года для кадмия и 6 лет для ртути. Полученные оценки находятся в хорошем согласии с данными Брюгмана [Вгадтапп. 1988], что позволяет рассматривать результаты наших - йЗысканий по определению потокоз и времени пребывания токсикантов в морской среде, как отражающие, в общем виде, реальную динамику загрязняющих веществ в Балтийском море.

Таблица 1.

Биоседиментационное изъятие загрязняющих веществ из экосистемы Балтийского и Черного морей, обусловленное депонированием в донных отложениях.

1 ! "1 11 " " |Токси-|Кол-во в 1 Годовой вынос Биоседиментацион- 1 1 I Время пребы-1

|кант |воде и 1 токсиканта из ное депонирование|вания в эко-1

1 |взвеси I слоя 0-25 м, в донных отложе- ¡системе моря 1

1 |моря.т 1 1 1 т/год ниях, т/год | лет | ■ |

1 Балтийское море

1 1 I ПХБ Г - 88 1 130 11 1 1 1 8.2 I

1 ДДТ 1 30 1 88 7 1 4.2 I

1 СсЗ | 890 1 530 44 1 20,7 |

1 Нз | 210 | 1 1 440 36 1 5.8 I | |

1 Черное море 1

| 1 1 ПХБ | 2 386 1 564 85 1 1 1 29.2 1

1 ДДТ | 599 1 158 24 1 26.2 I

1 Сс1 | 131 ООО 1 3 900 600 I 219.0 I

1 не 1 зэ ооо 1_. 1 1 6 800 1 ООО 1 38.9 I | |

В Черном море среднее время пребывания хлорированных углеводородов (ПХБ и ДДТ) в эвфотическом слое, обусловленное биоседи-

- 20 -

ментацией, оказалось на одном уровне 19-21 сут (табл.1).

Величина годового потока ПХБ и ДДТ из эвфотического слоя в процессе биоседиментации для всей акватории Черного моря (S-422 ООО км2) может достигать 564 и 158 т, соответственно. Очевидно, что не все количество выносимых органических ЗВ депонируется в грунтах. Как показали наши расчеты, депонирование ПХБ и ДДТ в донные отложения составило 85 и 24 т/год, соответственно. При этом заметим, что только в северо-западную часть Черного моря с речным стоком поступает 120 т пестицидов в год [Орлова, 1994]. Сопоставление приведенных данных позволяет судить о масштабах потоков ЗВ в водной толщи моря и о роли биогенной седиментации в этом процессе. Данные об общем содержании хлорированных углеводородов в воде, взвеси и биоте Черного моря, а также результаты определения интенсивности биоседиментации и депонирования ЗВ позволили нам оценить время пребывания этих соединений в морской экосистеме. обусловленное биоседиментацией. Эта величина достигала 25-30 лет.

Рассчитанное время пребывания кадмия и ртути в эвфотическом слое Черного моря составляло 166 и 28 суток, соответстзенно. Результаты исследований по.казывают, что значительный вынос кадмия и ртути, определяемый скоростью биоседиментации, обусловил значительные объемы депонирования: для кадмия эта величина составила 600 т/год. а для ртути - 1000 т/год. Несмотря на близость оценок депонирования этих металлов, время их пребывания в экосистеме моря сильно различалось, что определялось, главным образом, разницей в общем количестве конкретного элемента в воде, взвеси и биоте Черного моря. Так. время пребывания ртути в экосистеме моря достигает, по нашим оценкам, величин порядка 40 лет. а кадмия -свыше 200 лет.

Сравнительный анализ динамики хлорорганических углеводородов и тяжелых металлов и их депонирования в Балтийском и Черном морях свидетельствует о существенных различиях в содержании рассматриваемых ЗВ в различных компонентах экосистем этих морей и интенсивности биоседиментационного удаления. Согласно современным исследованиям. загрязненность экосистем Черного моря хлорированными углеводородами и тяжелыми металлами в несколько раз выше, чем в Балтийском море.

Концентрация тяжелых металлив в воде и взвеси Черного моря более, чем на порядок превышала их содержание в Балтийском мори.

На фоне более интенсивной биоседиментации ВОВ поток токсикантов в Черном море оказался выше. В связи с этим время пребывания тяжелых металлов в эвфотическом слое Черного моря было менее значительным. чем в Балтике.

Величина среднегодового депонирования хлорированных углеводородов в Черном море была в 3-7 раз выше, а для тяжелых металлов - в 10-15 раз выше, чем в Балтийском море. Несмотря на столь интенсивное биоседиментационное изъятие ЗВ из биогеохимических циклов в Черном море, рассчитанное время пребывания этих токсикантов в данной" морской экосистеме оказалось в несколько раз выше, чем в экосистеме Балтийского моря. Этот факт связан с более высокой концентрацией ЗВ в Черном море, по сравнению с Балтийским морем, а также с большим объемом вод Черного моря (объем вод Черного моря - 534 ООО км3; объем вод Балтийского моря - 21 500 км3).

ВЫВОДЫ:

1. Впервые на обширных акваториях Балтийского и Черного морей проведены долгопериодные (1990. 1991. 1992 гг.) исследования биогенной седиментации .. Показана временная изменчивость процессов удаления взвешенного органического вещества (ВОВ) из продукционного слоя морей с использованием "ураН-ториевого метода". Экспериментальным путем определен коэффициент химического выхода тория при радиохимическом анализе проб морской воды, который составлял в среднем 0.70+0.04.

Разработаны принципы районирования изученных морских экосистем по распределению показателей важнейших процессов, определяющих прохождение биогеохимичдркого цикла углерода в океане.

2. Изучено время пребывания г34ТЬ. в верхнем слое водной толщи Черного и Балтийского морей. В Балтийском море время пребывания 234ТП на большинстве станций колебалось в пределах 3-59 суток (в среднем, 29 суток). Во всех случаях в открытой части Балтийского моря наиболее длительное время пребывания {34ТГ) оказалось в районе термоклина или непосредственно под ним.

В Черном мире время пребывания гз4т в пределах эвфотическо-го слоя (0-50 м) составило 1-51 сут. При этом средние значения этого показателя для каждого года оказались достаточно близкими (11. 10 и 13 сут. соответственно). В центральной и восточной частях моря время пребывания гз4Т11 в слоях воды ниже 50 м составляло

80-100 сут, что свидетельствует о замедлении процессов удаления 234Th в этой зоне моря.

3. Изучены количественные закономерности пространственного распределения величин скорости биоседиментации в эвфотической зоне Балтийского и Черного морей. Установлено, что максимальная скорость биоседиментационного удаления ВОВ приурочена к поверхностному слою (0-20 м) водной толщи моря, что обусловлено поступлением в эту зону аллохтонного (терригенного) взвешенного вещества. а также максимальной продуктивностью планктонного сообщества на глубине 10-20 м.

Получены характеристики потоков ВОВ из эвфотической зоны в различных районах Балтийского и Черного морей. В Балтийском море значения биоседиментационых потоков варьировали от 360 до 8400 мг сухого вещества/мг•сут. в среднем составляя 1400 мг сухого ве-щества/мг•сут. При этом максимальные значения потоков взвеси обнаружены в центральной части моря (4100 мг сухого вещества/м2 -сут). По нашим оценкам, годовой биоседиментационный поток из продукционного слоя Балтийского моря составлял 270 г сухого вещества/мг•год.

В период исследований 1990-1992 гг. в Черном море межгодовые колебания величин биоседиментации во всех исследованных районах Черного моря оказались значительными, составляя 41-6755 от минимальных показателей. Однако в целом для северной акватории моря величины потоков ВОВ в осенние периоды разных лет сохранялись на одном уровне (в среднем. 4400 мг сухого вещества/м2•сут при диапазоне значений от 2600 до 9700 мг сухого вещества/м2-сут). Наибольшая величина биоседиментации установлена в северо-западной части моря (7000 мг сухого вещества/м2•сут). находящейся под влиянием стока крупных рек. В летний сезон (июль 1992 г.) среднее значение потоков ВОВ увеличивалось до 4900 мг сухого вещества/м2 • сут. что отражало возрастание в целом по морю интенсивности процессов образования органического вещества в этот период. Наиболее значительные сезонные колебания величины потоков ВОВ оказались в прибрежной зоне Кавказского (уменьшение на 30%) и Крымского (увеличение на 30%) побережий. Среднегодовой вынос ВОВ из продукционного слоя Черного моря составлял 580 г сухого вещества/м2 -сут.

6. Изучены и оценены соотношения "биоседиментация/первичная продукция" (БС/11Г1) и "биоседиментация/бактериальная деструкция"

(БС/БД) в разных районах Черного и Балтийского морей. Отношение БС/ПП в Черном море изменялось от 0.34--0.77 (в районах с преобладанием автохтонного органического вещества) до 1.16-3.25 (в условиях повышенного поступления аллохтонного органического вещества.

В Балтийском море величина отношения БС/БД колебалась от 0,06 в южном районе до 1,19 - в центральном. В Черном море наиболее высокий показатель отношения БС/БД как в летний, так и осенний периоды установлен в центральной части моря. В прибрежных районах величина этого показателя была в 2-4 раза ниже, что связано с наиСюлеб интенсивными процессами бактериального разрушения органического вещества в этих зонах моря. Отношение БС/БД рекомендуется нами в качестве индикатора состояния эвтрофирования отдельных районов моря: чем больше этот показатель - тем выше степень эвтрофирования и vice versa.

7. Проведена оценка удаления хлорированных углеводородов (ПХБ и ДДТ) из экосистем Балтийского и Черного морей в процессе биогенной седиментации и депонирования ВОВ. Установлено, что ежегодный биоседиментационный вынос ПХБ и ДДТ может составлять 130 и 88 т (соответственно), при этом в донных отложениях депонируется 10 т ПХБ и 7 т ДДТ. В экосистеме Балтийского моря эти органические загрязняющие вещества могут находиться 4-8 лет. В Черном море величина годового потока ПХБ и ДДТ из эвфотического слоя достигала 564 и 158 т, соответственно. Депонирование ПХБ в донных отложениях составляло 85 т/год, а ДДТ - 24 т/год. Рассчитанное время пребывания ПХБ и ДДТ в экосистеме Черного моря, определенное по количественным показателям процессов биоседиментации, может достигать 25-30 лет.

8. Оценены вынос из эвф^цческого слоя моря и депонирование в донных отложениях тяжелых металлов, аккумулировавшихся во взвешенном органическом веществе. Оказалось, что вынос из фотического слоя Балтийского моря кадмия и ртути в процессе биогенной седиментации может достигать 530 и 440 т/год, соответственно. Депонирование в донных отложениях кадмия оценивалось на уровне 50 т/год. ртути - 40 т/год.

В Черном море биоседиментационный вынос кадмия и ртути из Фотического слоя моря может составить 3,9 и 6,8 тыс. т/год, соответственно. Депонирование в донных отложениях ртути оценивается на уровне 1000 т/год, кадмия - 600 т/год.

Время пребывания тяжелых металлов в экосистеме Балтийского

моря может составить величину порядка 5 лет для ртути и 20 лет для кадмия, а в экосистеме Черного моря оно оказалось в несколько раз выше (ртуть - 40 лет. кадмий - 220 лет), что. связано с природными и антропогенными Факторами.

9. Определена экологическая значимость биогенной седиментации в общей системе процессов, определяющих природное очищение Балтийского и Черного морей от загрязняющих веществ. Биогенная седиментация - один из процессов выноса и удаления различных химических соединений и элементов из морской экосистемы, характеризующий специфику океанской среды. Биогенная седиментация принадлежит к числу природных явлений, в значительной степени определяющих роль океана, как конечного звена в потоках и превращениях вещества.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Цыбань A.B.. Мошаров С.А. Биогенная седиментация и ее роль в переносе и депонировании загрязняющих веществ в морских экосистемах// Метеорология и гидрология, 1995, N 11. с. 63-71.

2. Мошаров С.А. О биогенной седиментации в Черном море осенью 1990 года// В кн..: Актуальные проблемы охраны природы и радиоэкологической безопасности. Сборник статей ИПГ (Под ред. В.Н.Петрова. А. Г. Рябошапко). - М.: Гидрометеоиздат. - 1992. - С. 38-41.

3. Мошаров С.А. Оценки потоков загрязняющих веществ в Балтийском море// Сборник статей ИПГ. 1995. (в печати).

4. Мошароп с.А. Роль биогенной седиментации в процессах удаления загрязняющих веществ из эвфотического слоя Балтийского моря. <К5зор экологического состояния морей РФ и отдельных районов Мирового океана за 1993 год (в печати).

5. Мошаров С.А. Вынос хлорорганических углеводородов из эвфотического слоя Черного моря, обзор экологического состояния морей РФ и отдельных районов Мирового океана за 1993 год (в печати).

6. Mosharciv S.A.. UlRbuv И. V. Biogenic :;r;(Umen tatlon// Third Periodic Assessment of the State of the Marine Environment of the Baltic Son Ama. IIELCOM (In press*