Эколого-геохимические особенности распределения свинца и ртути в донных отложениях : На примере Таганрогского залива и юго-восточной части Азовского моря

2
Содержание.
стр
Введение.............................................................5
Глава 1. Физико-географическая характеристика района исследований .10
1.1. Общие сведения.......................................... 10
1.2. Геолого-геоморфологическое строение......................10
1.3. Климатические и гидрологические особенности..............13
1.4. Основные источники поступления осадочного материала и современное осадконакопление...................................22
1.5.Современное экологическое состояние Азовского моря и Таганрогского залива...........................................25
Глава 2. Обзор теоретико-экспериментальных исследований поведения
свинца и ртути в окружающей среде.........................35
2.1. Поступление свинца и ртути в окружающую среду............36
2.2. Содержание свинца и ртути в атмосфере....................41
2.3. Накопление свинца и ртути в литосфере, почве, гумусовом горизонте......................................................43
2.4. Накопление свинца и ртути в биосфере, растительном и животном мире..................................................50
2.5. Содержание свинца и ртути в водных организмах............52
2.6. Свинец и ртуть в водной толще, взвеси и донных осадках 56
Глава 3. Методика отбора и подготовки проб в акватории водного
объекта....................................................67
3.1. Обоснование частоты и интервала опробования..............67
3.2. Методика отбора проб донных отложений....................68
3.3. Обоснование метода определения гранулометрического состава донных отложений.......................................70
3.4. Определение гранулометрического состава донных
отложений ситовым методом...................................76
3.5. Классификация размеров твердых частиц осадочных
пород.......................................................77
3.6.Теоретико-экспериментальное обоснование подготовки проб донных отложений к определению в них свинца и ртути 81
3.7. Оценка фоновых значений..................................82
Глава 4. Закономерности распределения гранулометрических фракций
в донных отложениях Таганрогского залива и Юго-Восточной части Азовского моря.........................................84
4.1. Распределение фракции ‘"физическая глина”.................85
4.2. Распределение фракции “физический песок”..................88
4.3. Распределение ракушечного материала.......................94
Глава 5. Эколого-геохимические особенности распределения свинца
и ртути в донных отложениях Таганрогского залива и Азовского моря.......................................101
5.1. Распределение содержания свинца в донных отложениях......105
5 .2. Распределение содержания ртути в донных отложениях......118
5.3. Временная динамика содержания свинца и ртути в верхнем слое донных отложений и причины ее вызывающие..................131
5.4. Геохимические особенности поведения свинца, ртути и метана в системе “вода - донные отложения”.....................137
5.5. Гидрологические особенности Таганрогского залива и их
влияние на рассеивание свинца и ртути...................141
Глава 6. Гранулометрический состав и его геохимическая роль в распределении свинца и ртути в донных отложениях Таганрогского залива................................................145
6.1. Распределение свинца в основных гранулометрических фракциях и органическом веществе...............................148
17
устье р. Дон до 10 - 12 °/оо в районе кос Белосарайская - Долгая. В естественных условиях средняя соленость составляла 6,5 °/00, после зарегулирования Дона она увеличилась до 8,9 °/оо (1953). С конца 70х годов началась новая многоводная фаза, среднегодовая соленость стала уменьшаться и в последнее время стабилизировалась на уровне средней многолетней - от 4,8 до 3,95 °/{ю.
По сезонам наибольшая соленость характерна для зимнего периода, что объясняется меженным стоком Дона. Весной соленость несколько понижается в связи с увеличением речного стока, льдо- и снеготаянием (до 10 ‘У*, и даже до 0,05 %<>). Летом соленость продолжает снижаться за счет паводка на р. Дон (конец мая - середина июня). В середине лета наблюдается рост солености из-за увеличения испарения, уменьшения речного стока и увеличения повторяемости ветров с западной составляющей, которые создают нагон морских вод в залив. К осени соленость достигает в среднем 4-4,8 7оо, максимальная 10 - 11 Хо. Вертикальные градиенты возникают обычно у западного края залива, где сверху располагается распресненная вода, а нижние горизонты - соленые морские воды.
Газовый состав и значения Рн. в период проведения исследований.
Наряду с другими показателями кислород, метан и pH являлись предметом детального изучения во время экспедиций, проводимых в 1995 и 1996 годах.
Экспедиционные исследования в 1995 и 1996 годах проводились в одно и тоже время, в двадцатых числах августа, одного из наиболее неблагоприятных месяцев по режиму кислорода. Кроме того, по данным многолетних наблюдений, режим кислорода в августе характеризуется крайней неустойчивостью.
В 1995 году абсолютное содержание кислорода по Таганрогскому заливу в целом изменялось от 7,15 до 9,92 мг/л в поверхностном слое воды ( в
18
среднем составив 8,3 мг/л), а относительное содержание кислорода составило в среднем 97%, варьируя от 85 до 117%. Наименьшие концентрации были зарегистрированы в прибрежной зоне, постепенно возрастая по мере удаления от берегов к центральной части залива.
В придонном горизонте воды концентрация кислорода была, как правило ниже, чем в поверхностном; абсолютное содержание кислорода составило 3,86 - 9,77 мг/л, в среднем 7,40 мг/л, относительное - 45 - 118%, в среднем 85%. В целом по заливу градиент содержания кислорода между поверхностью и дном был невелик, несмотря на близкую к штилевой погоду, и составил 0-7% (Федоров, 1999).
Анализ концентраций кислорода по разным районам Таганрогского залива показал, что наименьшее содержание кислорода в поверхностном и придонном горизонтах воды наблюдалось в западном районе залива - в среднем 90 и 74% насыщения, соответственно, а наибольшее - в центральном районе - в среднем 102% насыщения как на поверхности воды, так и у дна.
Водородный показатель в августе 1995 года в Таганрогском заливе изменялся в достаточно широком диапазоне величин - от 7,25 до 8,70 в поверхностном горизонте и от 7,3 до 8,7 у дна (Федоров, 1999). Примечательно, что изменение величины pH по глубине было крайне незначительным.
В августе 1996 года абсолютное и относительное содержание кислорода в поверхностном слое воды в Таганрогском заливе в среднем несколько уменьшилось по сравнению с 1995 годом и составило соответственно 7,9 мг/л и 90%. В гоже время диапазон колебаний кислорода у поверхности воды изменился мало. Абсолютное содержание кислорода варьировало от 7,2 до
10,5 мг/л, относительное - от 82 до 119%.
Распределение кислорода в придонном горизонте воды Таганрогского залива в 1996 году также отличалось от такового в 1995 году. Наименьшие