Введение к работе
Актуальность проблемы. Решение проблемы загрязнения окружающей среды является важнейшей из задач, стоящей перед современней 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 уязвимы 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 потога и массы всех видов токсикантов, поступающих в морскую среду из самых разнообразных источников. Урбанизированные зстуарии в таких случаях служат дам-пинговыми зовами, 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 возможным. Поэтому мы остановились на микроэлементах, геохимические циклы которых н значительной мэре определяют ее функционирование.
Залив Петра Великого является типичным примером загрязняемого зстуаркя, находящегося з зоне антропогенного воздействия со стороны Владивостока к Уссурийска - крупных промышленных центроз Дальнего Востока России (рис. 1).
1 '.В.чадввьйтрЧ
'' 0]
« I : 50С «Я
;>
Рис. 1 ияико-геогрефическ&ч снега района исследования
По имеющимся данным экосистема залива Петра Великого находится в состоянии деградации. Так, за последние 40 дет в пределах галива 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 Петра Великого и выработка.рекомендаций первоочередных мер, направленных на улучшение состояния экосистемы галива йэтра Великого.
Для решения данной проблемы нами поставлены следующие задачи:
-
Определение концентраций микроэлементов (Zn, Pb, Си, Cd, Ni, Со, Ag, 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.
-
Изучение распределения микрозлемеитон в пределах акватории зализа Петра Ееликого, выявление-зон геохимических аномалий в воде, взвеси и донных отложениях и выяснение их природы.
-
Определение основных факторов, . влйяюздос на накопление микроэлементов в экосистеме и их количественн&ч оценка.
-
Ориентировочный расчет основных элементов геохимического' баланса микроэлементов для Амурского и Уссурийского заливов,
-
Выработка практических рекомендаций по улучшению экологического состояния экосистемы залива Штра Великого на . основании полученных результатов.
Научная 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 отлойэняях 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, чго миграция халькофилькой группы элементов
- 5 -(Zri,Pb,Cd,Cut8i,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 тяжелых металлов в экосистеме залива.
В 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. 3 частности, полученные данные были использованы при составлении "Экологической программы Приморского края до 2005 г.", (1991 г.), "Территориального плана охраны окружающей среды г. ,-Владивосток и прилегающих морских акваторий" (1992 г.) и "Национального доклада России по региональному плану действий ШШ по северо-западной части Тихого океана" (1992 г.).
Кроме того, полученные материалы з составе отчетов ЛГО "При-моргеология" были передана з Краевой и Городской комитеты по охране, окружне ft среды и администрации Приморского края.
Полученные результаты могут найти применение при планировании мероприятий по снижению негативных последствий воздействия г. Владивостока пг, окрунающую среду, при разработке оптимальной сэтн мониторинга загрязнения п-ва Муравьева-Амурского и залива Петра Великого таяальш металлами, при моделировании процессов распространения загрязнителей в заливе Петра Великого от конкретних береговых источников, при разработке ганцепті'ішюй моде/л функционирования экосистемы залива Петра Великого.
Апробация я публикация результатов работы.
Материалы диссертации докладывались и оіісуддались на Научно-технической конференции "Геоэкология; проблемы, решения...'.! (йзсква, 1990 г.), Всесоюзной научной конференции "%ловек-окэан". Ойхачкала, 1990 г.), Совещании эколого-геохимичеокоя рабочей группы межведомственного Сибирского Совета по прикладной геояишш (Улан-Удэ, 1990 г.) и Межонгресснои совещании Тихоокеанской яа-: учноп ассоциации (Окитавз, 1593 г.).
По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Структура и эбъем работы. Диссертационная работа ёостоит !&
введения, 5 глав и заключения, изложенных на is$ страницах машинописного текста, содержит 4 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 института 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. . . і .
В период.с 1989 по 1990 г. было отобрано 700 образцов основных типов горных пород и 500 проб донных отложений рек, дренирующих водосборный бассейн валива Петра Великого. "
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 валива, 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, Си, Ag, N і, Ш\ и. Со методом атомно -абсорбционной спектрофотометрии на приборе AAS-3 в ЦЛ ПГО "Приморгеология".
Есе водные пробы фильтравались через ядерные лавсановые фильтры о диаметром пор 0,4 мкм для разделения растворенных и взвешенных форм металлов. Затем растворенные форма.после предварительного концентрирования. ДШ-На экстрагировались в слой хло-, petfcpMa, экстракт выпаривался досуха и разлагался в концентрированней кислоте. Определение растворенных форм Zn, Pb, Си, Cd, Hi, Со, Ag к №i также производилось с помощью атомно-абсорбционного жстрофстометра AAS-3 в пламени воздух-ацетилен.
?.ло№ того, в зоне прямого антропогенного влияния - области
- 7 -сброса сточных вод с урбанизированного побережья г. Владивосток было дополнительно отборано 150 проб морских донных отлоиении, для расширения спектра микроэлементкого состава которых определение производилось методом приближенно-количественного спектрального анализа на приборе Д<К - 13, в tow число Cd, As, Sb и Bi определялись методами 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 атомно - абсорбционной спектрофотомэтрии на приборе AAS-3. Сходимость полученных результатов удовлетворительная.