Способность морских взвесей концентрировать ртуть в зависимости от ее содержания в акваториях шельфа

от

А.П. Стецюк, В.Н. Егоров

Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского РАН (ИМБИ),

РФ, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2

E-mail: Alex-ra-777@mail.ru; egorov.ibss@yandex.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2018-3-123-132

УДК 546.49(262.5)

Реферат:

   По результатам измерений концентрации ртути в пробах воды, отобранных в акватории Крымского шельфа Чёрного моря, были определены зависимости концентрирования ртути взвешенным веществом. Зарегистрирован тренд насыщения взвесей ртутью при повышении её концентрации в воде и определены коэффициенты накопления ртути взвесями. Установлено, что зависимость коэффициентов накопления от изменения концентрации ртути в воде Крымского шельфа Черного моря описывается уравнением Фрейндлиха. Определен превалирующий фактор седиментационного самоочищения вод в интервале низких концентраций ртути.

   Цель наших исследований – изучение закономерностей концентрирования ртути взвешенным веществом Чёрного моря и изучение его роли в седиментационном самоочищении ртутного загрязнения вод.

   Были проанализированы пробы с поверхностного слоя воды с 34 станций в период 2012 – 2017 гг. Для данной работы выбраны результаты наблюдений за весенний сезон.

   Результаты исследования показали, что в наблюдаемый период времени удельная масса взвешенного вещества в морской среде лежала в пределах от 0,5 до 15,0 г∙м3, концентрация ртути в воде изменялась от 1,0 до 168,0 нг∙л-1, а концентрация ртути во взвесях составляла 825–23167 нг∙г-1 сухой массы. Результаты расчётов коэффициентов накопления, свидетельствовали о чрезвычайно высокой концентрирующей способности взвесями ртути (Квзв =  (0,023 – 7,067)∙106). Вследствие этого, рассчитанный пул ртути на взвесях исследованного района составлял от 1  до  98% от общего содержания ртути в водной среде.

   Использование уравнения Михаэлиса-Ментен, позволило по материалам экспериментальных наблюдений оценивать максимальную скорость поглощения ртути взвесями, а также определять величину  константы Михаэлиса-Ментен, которая численно равна концентрации ртути в воде, при которой скорость её поглощения взвесями составляла половину от максимальной. Зависимости изменения концентрации загрязняющих веществ (в том числе и ртути) в живом и косном веществе также могут  описываться уравнениями Фрейндлиха и Ленгмюра. В нашу задачу входила проверка адекватности соответствия результатов наблюдений каждым из отмеченных уравнений.

   Проведенные исследования в целом позволили заключить следующее. С увеличением концентрации ртути в воде её концентрация во взвесях стремится к пределу насыщения. Зависимость коэффициентов накопления от изменения концентрации ртути в воде Крымского шельфа Чёрного моря описывается уравнением Фрейндлиха, а также с меньшей степенью достоверности уравнением Ленгмюра. Превалирующим фактором седиментационного самоочищения вод в интервале низких концентраций ртути в воде является концентрирующая способность взвесей, а с повышением загрязнения вод ртутью относительное влияние концентрирующей способности взвесей снижается.

Ключевые слова: взвешенное вещество, ртуть, концентрирующая способность взвесей, Крымский шельф Черного моря, уравнения Фрейндлиха и Ленгмюра.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Land / sea boundary flux of contaminants: Contributions from rivers. Report of Studies. Paris: UNESCO. 1987. № 32. 172 p.
  2. Mee L.D. The Black Sea in crisis: a need for concerted international action // Ambio. 1992. Vol. 21. P. 278–286.
  3. Светашева С.К., Егоров В.Н., Гулин М.Б., Жерко Н.В. Трансформация физико-химических форм ртути и её распределение в аэробной и анаэробной зонах Черного моря: в кн. Молисмология Черного моря. Киев: Наукова думка, 1992. С. 108–122.
  4. Распределение ртути в воде и донных отложениях в местах локализации струйных метановых газовыделений со дна Черного моря / С.К. Костова, В.Н. Поповичев, В.Н. Егоров [и др.] // Морской экологический журнал. 2006. Т. 5, № 2. С. 47–56.
  5. Contamination Hg dinamics of the Danube River ecosystem components / G. Polikarpov, V.N. Egorov, L.G. Kulebakina [et al.] // Water Pollution Control in the Basin of the River Danube: Proc. Intern. Conf. [Novi Sad Yugoslavia], 1989.  Р. 67–71.
  6. Zaitsev Yu.P. Impact of eutrophication on the Black Sea fauna // General Fisheries Council for Mediterranean: Studies and Review. 1993. Vol. 64. P. 63–86.
  7. Егоров В.Н., Поликарпов Г.Г., Светашева С.К. Загрязнение Черного моря ртутью с речным стоком и способность его вод к самоочищению в результате протекания биохимических циклов // Оценка расположенных на суше источников загрязнения морей, омывающих государства СНГ: материалы Междунар. конф. Севастополь, 1992. С. 61–62.
  8. Витюк Д.М. Взвешенное вещество и его биогенные компоненты. Киев: Наукова думка, 1983. 212 с.
  9. Поликарпов Г.Г., Егоров В.И. Морская динамическая радиохемоэкология. М.: Энергоатомиздат, 1986. 176 с.
  10. Belokopytov V.N.«Oceanographer»: applied software for oceanographic surveys // Internat. Symp. on Information Technology in Oceanography: Abstr. 12–16 Oct. 1998,Goa, India. Goa,  P.79.
  11. Унифицированные методы мониторинга фонового загрязнения природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1986. 180 с.
  12. Игошин А.М., Богусевич Л.Н. Беспламенный атомно-абсорбционный метод определения ртути в воде // Гидрохимические материалы, 1969. Т. 47. С. 150–156.
  13. Егоров В.Н., Козлова С.И., Кулебакина Л.Г. Кинетические закономерности концентрирования и обмена ртути взвешенным веществом // Докл. АН СССР. 1983. Т. 271, № 6. С. 1488–1491.
  14. Определение времени круговорота ртути в фотическом слое Черного и Средиземного морей / В.Н. Егоров, Л.Г. Кулебакина, В.Н. Поповичев [и др.] // Охрана природной среды морей и устьев рек: тез. докл. Всесоюз. совещ. (г. Владивосток, 22–27 сентября 1986 г.). Владивосток, 1986. Т. 2. С. 93–94.
  15. Несмеянов А.Н. Радиохимия. М.: Химия, 1978. 560 с.
  16. Паттон А. Энергетика и кинетика биохимических процессов. М.: Мир. 1968. 159 с.
  17. Егоров В.Н. Нормирование потоков антропогенного загрязнения черноморских регионов по биогеохимическим критериям // Экология моря. 2001. Вып. 57. C. 75–84.

Loading