Вміст і розподіл хлорорганічних ксенобіотиків у компонентах екосистем Чорного моря - Автореферат

З метою охорони здоровя людини та навколишнього середовища від стійких органічних забруднювачів (СОЗ) у травні 2004 року Програмою Організації Обєднаних Націй з навколишнього середовища була ратифікована конвенція щодо окремих СОЗ, до яких належать ПХБ і деякі ХОП. Робота виконана автором як виконавець розділів у рамках наступних науково-дослідних тим по держбюджетній тематиці Інституту біології південних морів НАН України: "Вивчення закономірностей радіоекологічних і молісмологічних процесів перерозподілу й дії радіоактивних і хімічних чинників у екосистемах сірководневої та кисневої зон української акваторії Чорного моря для наукового обґрунтування ефективної охорони й використання морського середовища з метою стійкого розвитку економіки України" (№ держ. реєстрації 0196U022104, 1996-1998 рр.), "Дослідження й кількісна оцінка екологічної ємності чорноморських акваторій України у відношенні забруднень ядерної й неядерної природи" (№ держ. реєстрації 0199U001390, 1999-2002 рр.), “Вивчення біогеохімічних закономірностей формування потоків радіоактивних, мінеральних, органічних речовин природного і техногенного походження та обумовленого ними екологічного ризику для популяцій критичних видів в Чорному морі” (№ держ. реєстрації 0103U001050, 2003-2005 рр.), а також міжнародної програми МАГАТЕ "Оцінка стану морського середовища Чорного моря" RER/2/003 (96-02 рр.). Мета дослідження полягала у екологічній оцінці стану компонентів екосистем Чорного моря відносно забруднення хлорорганічними сполуками в сучасний період.

Результати дисертації досить повно відображені у опублікованих 10 роботах. З них: 7 - статті, 3 - у працях конференцій. 6 статей (1 - без співавторів) опубліковано у журналах, затверджених ВАК України.

Структура і обсяг дисертації. Загальний обсяг дисертаційної роботи складає 163 сторінки й містить у собі вступ, 5 розділів, загальні висновки, список використаних джерел і додаток А. Таблиці й рисунки, що цілком займають площу сторінки, додаток і список використаних джерел складають 63 сторінки. Усього таблиць - 23, рисунків (враховуючи а, б...) - 51. Список використаних джерел містить 186 найменувань, в тому числі іноземних - 104.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У розділі 1 проведений аналіз сучасного стану проблеми, вивченню якої присвячена дисертаційна робота. Обґрунтовано увагу до вивчення забруднення такими, що одержали глобальне поширення ХОС, як ПХБ, ДДТ, ГХЦГ, а також алдрин, диелдрин, метоксихлор, ендосульфан, гептахлор. Коротко проаналізовані фізико-хімічні властивості даних ХОС, екологічні наслідки забруднення ними морського середовища, можливі механізми трансформації ХОС у природних умовах.

Показано приклади вмісту й розподілу ХОС у компонентах екосистем різних регіонів Чорного моря. Проведено оцінку екологічної небезпеки впливу ХОС на компоненти різних морських екосистем шляхом порівняння рівнів їхнього вмісту із ГДК у воді, морепродуктах, ґрунтах.

Матеріалом досліджень були результати визначень ХОС у воді, гідробіонтах, донних відкладах Чорного моря, отримані в 1995-2005 рр. при особистій участі автора. Проби для аналізів були зібрані в 5 науково-дослідних рейсах по Чорному морю і у численних експедиціях по Севастопольській морській акваторії.

Загальна кількість проб склала: поверхневої і глибинної води - 112, гідробіонтів різних трофічних рівнів - 123, донних відкладах - 122.

У цілому виконано більше 700 газохроматографічних визначень компонентів ХОС.

Також використовувалася база даних відділу РХБ щодо забрудненню ХОС Чорного моря з 1984 по 1992 рр. і літературні дані.

Представлено карти станцій відбору проб води, гідробіонтів і донних відкладах. Описано методики екстракційного виділення ХОС з матриць, очищення екстрактів і наступного газохроматографічного аналізу ХОС, а також методики гравіметричного визначення гексанекстрагованого органічного матеріалу і гранулометричного аналізу донних відкладах.

Для ідентифікації й визначення ХОП і ПХБ використовували хроматографічний аналіз, що проводили на газових хроматографах М. КУБ.700 і Varian 3800 з ДЭЗ, і HP 6890N із МСД НР5973N (табл.).

Для кількісного аналізу застосовували метод абсолютного градуювання. Як стандарти речовин використовували: державні стандартні зразки ліндану, ?-ГХЦГ, суміш ХОП-5, суміш 17 хлорорганічних пестицидів (Supelco), а також суміш ПХБ Aroclor 1254.

Помилка визначення хлорорганічних сполук у воді не перевищувала 30%, у гідробіонтах і донних осадах - 15%.

Точність методу визначення ХОС оцінювали за результатами аналізів контрольних зразків - інтеркалібраційних проб мідій Mytilus edulis IAEA-432 (2003 р.) і донних відкладів IAEA-408 і IAEA-417 (1999 й 2002 рр. відповідно). Результати аналізів тестових проб свідчили про те, що обрана методична база дозволяла із достатнім ступенем вірогідності оцінювати забруднення досліджуваних акваторій хлорорганічними сполуками.

У розділі 3 представлені дані щодо визначення ХОС у воді Чорного моря, досліджені поля концентрацій поліхлорбіфенілів, визначені райони високого забруднення хлорвуглеводнями води Чорного моря, охарактеризована динаміка цих показників протягом 1995-2000 рр.

Виявлено, що у воді північно-західного району Чорного моря основну частину “фону” хлорорганічних сполук складали поліхлорбіфеніли, концентрації яких в еквіваленті Aroclor 1254 у липні-серпні 1995 р. змінювалися від 10 до 66 нг/л-1. Середній вміст ПХБ складав 23 нг/л-1. На досліджених 5, 10, 15, 20, 25-метрових горизонтах вміст поліхлорбіфенілів змінювався від 11 до 47 нг/л-1. У квітні-травні 1997 р. відзначене збільшення вмісту ПХБ у пробах поверхневого шару води північно-західної частини Чорного моря, в основному в передгирловій зоні р. Дунай, що, очевидно, повязане з більш інтенсивним виносом забруднюючих сполук після весняного паводку. Середня концентрація ПХБ склала 49 нг/л-1. Вміст ПХБ у воді в 1998 р., як і в 1995-1997 рр., був нерівномірним і в середньому в поверхневому горизонті знизився до 20 нг/л-1. Розташування районів підвищеного вмісту ПХБ у гирловій зоні р. Дунай, а також у районі дампінгу, розташованого на півночі розглянутої ділянки моря, було обумовлено впливом стоку Дунаю, а також загальними скиданнями в районах дампінгу, обєми яких в 90-х роках минулого сторіччя досягали 10 млн. м. куб. у рік (Спиридонов, 1991).

Згідно класифікації ВОЗ поверхневі води північно-західного району Чорного моря в 1995-1998 рр. можна характеризувати як середньо забруднені. Вміст ПХБ в 1999 р. у поверхневому і придонному горизонтах прибережної частини Кримського півострова змінювався від 3 до 40 нг/л-1, середнє значення склало 15 нг/л-1. У придонному шарі розмах концентрацій варіював у межах 3-39, середнє значення склало 18 нг/л-1.

Максимальні кількості ПХБ у поверхневому й придонному горизонті були виявлені в районі оголовка водовикиду м. Ялти: 37 і 39 нг/л-1 відповідно. У цей же період у всіх пробах були знайдені високі концентрації ГХЦГ: від 0.020 до 0.3 мкг/л-1. Установлено, що у вересні-жовтні 2000 р. поверхнева вода прибережних районів портів Севастополя, Керчі, Феодосії була досить забруднена ПХБ. У районі Батумі ПХБ не виявлені, однак у цьому районі був визначений високий вміст алдрина (до 60 нг/л-1). Середня концентрація алдрину у воді в районі Керченської протоки і шельфу Криму була меншою і склала 8 нг/л-1. У воді Анатолійського узбережжя вміст алдрину складав 7 нг/л-1. У цілому, за нашими даними вміст ПХБ у поверхневому шарі води відкритих районів Чорного моря в 1995-2000 рр. мав тенденцію до зниження з 23, 49 й 20 нг/л-1 в 1995, 1997 і 1998 рр. до 15 і 8 нг/л-1 в 1999 і 2000 рр. відповідно. Як виходить з даних по дослідженню забруднення поліхлорбіфенілами поверхневого шару води Севастопольської бухти, середні концентрації ПХБ знизилися з 115 і 98 нг/л-1 в 1995 і 1998 рр. до 23, 15 і 30 нг/л-1 в 1999, 2000 і 2004 рр. відповідно.

Вміст, накопичення, розподіл ХОС у гідробіонтах прибережного району Чорного моря представлені на прикладі Севастопольської морської акваторії, що зазнає значного антропогенного впливу, основними джерелами забруднення якої є міські промислові й господарсько-побутові стоки, морський флот, що базується в бухтах, зливові стоки, колекторно-дренажні води, атмосферні опади (Овсяний та ін., 2001).

Дослідження розподілу ХОС у гідробіонтах були проведені на прикладі водоростей, молюсків, риб і ссавців. Концентрації ХОС у гідробіонтах розраховані на сиру масу.

Показано, що вміст ПХБ у водоростях за період спостережень значно знизився. Так, концентрація ПХБ в ульві Ulva rigida Ag. в 1984 р. склала 78 нг/г-1, що приблизно в 4 рази було вищою такої в 2003 р. (18 нг/г-1). У цистозірі Cystoseira barbata (Good. et Wood.) Ag. в 1988 р. рівень забруднення ПХБ був надзвичайно високим і рівнявся 724 нг/г-1 (Жерко та ін., 2002). В 2003 р. він зменшився майже на 2 порядки величин і в середньому склав 8 нг/г-1. В 1999-2005 рр. концентрації ?- і ?-ізомерів ГХЦГ у мяких тканинах Mytilus galloprovincialis Lam., устриць Crassostrea gigas Th., Ostrea edulis L. і рапан Rapana thomasiana L. севастопольських бухт і узморя досягали 71 нг/г-1, ДДТ і його метаболітів - 22 нг/г-1. Практично в кожній пробі молюсків виявлені ПХБ, вміст яких в еквіваленті Aroclor 1254 змінювався від 3 до 220 нг/г-1. Крім цього, в 2002 р. у молюсках Севастопольської акваторії були визначені алдрин у кількості від 0.7 до 11, ендосульфани - від 1 до 37, гептахлор - до 5, метоксіхлор - до 3 нг/г-1. Для оцінки екологічної ситуації Севастопольської морської акваторії у відношенні забруднення хлорорганічними ксенобіотиками були використані як обєкти молюски Mytilus galloprovincialis, що обумовлено їхнім розповсюдженням, осілим способом життя, а також способом живлення. У сирій масі мяких тканин мідій концентрації ХОС із різних районів розрізнялися на порядок величини. Виявлено, що концентрації ПХБ у мідіях й устрицях позитивно корелювали зі вмістом у них гексанекстрагованого органічного матеріалу (коефіцієнт кореляції r=0.54), тому вивчення розподілу ксенобіотиків у морській акваторії Севастополя проводили на вибірці мідій із приблизно рівним вмістом гексанекстрагованого органічного матеріалу (близько 1.7%).

Максимальний сумарний вміст ХОС у мідіях (412 нг/г-1) в 2002-2003 рр. виявлено в районі Мартинової бухти (ст. 12, рис. 2), недалеко від аварійного випуску стічних вод, при цьому 42-56% загального вмісту ХОС припадало на ПХБ. У мідіях, відібраних на узморї Севастополя (ст. 2, рис. 2), сума ХОС склала 92 нг/г-1.

В 2005 р. було проведене порівняння рівнів забруднення ХОС мідій прибережних районів Криму з різним антропогенним навантаженням. Максимальні концентрації ПХБ - 115 нг/г-1, визначені в мідіях з бухти Стрілецької. У районі Карадага вміст ПХБ був мінімальним і складав 7 нг/г-1. Середні концентрації ?-ГХЦГ у мідіях із оз. Донузлав і району Карадагу були вищі, ніж у бухтах Стрілецькій і Ласпі, та були рівні 10.6, 11.4, 7.5 і 4.9 нг/г-1 відповідно. Таким чином, забруднення хлорорганічними сполуками мідій у значній мірі залежало від місця їхнього перебування.

Виявлено розходження у вмісті ПХБ в особинах мідій, що знаходяться на різних стадіях гаметогенезу (рис. 3).

Концентрації поліхлорованих біфенілів були більш високими в мідіях на 4-ій переднерестовій і 5-ій нерестовій стадіях гаметогенезу, ніж у мідіях на ранніх стадіях розвитку гамет (рис. 3), а також прямо залежали від вмісту в мідіях гексанекстрагованого органічного матеріалу з коефіцієнтом кореляції r = 54.

Можна припустити існування механізмів накопичення ХОС у період дозрівання гонад і виведення їх під час нересту.

Аналіз багаторічної динаміки забруднення поліхлорованих біфенілів мідій Севастопольської морської акваторії показав, що в 1981 й 1986 рр. середня концентрація поліхлорованих біфенілів становила близько 600 нг/г-1. Зниження антропогенного навантаження привело до очищення бухт й узморя Севастополя від хлорорганічних сполук, що підтверджується спостереженнями за їх концентраціями у мідіях в 1999, 2002, 2003, 2004 й 2005 рр., коли вміст поліхлорованих біфенілів у мідіях складав 53, 74, 20, 97 і 102 нг/г-1 відповідно (рис. 4).

В останні роки в мідіях спостерігалося також зниження рівнів вмісту хлорорганічних пестицидів. Так, концентрації ?ДДТ в 1982-1990 рр. наближалися до ГДК і становили в середньому 200 нг/г-1, в 2003 р. - 9 нг/г-1. Вміст гептахлору в мідіях знизився з 400 нг/г-1 в 1982-1990 рр. (Полікарпов та ін., 1996) до 5 нг/г-1 в 2003 р.

Експерименти з вивченню вмісту ХОС у мідіях та їх біовідкладах, проведені в натурних умовах, показали, що в районах перебування мідій відбувалося виведення ХОС із водного середовища внаслідок нагромадження ХОС в організмах молюсків і депонування їх у донні осади з потоком біовідкладів. Сумарна кількість ХОС (?- та ?-ГХЦГ, п, п’-ДДТ та його метаболітів, алдрину, діелдрину, ендрину, гептахлору, метоксіхлору, ?- ?а ?-ендосульфанів, ендосульфану сульфату, ПХБ) у мідіях та їх біовідкладах з урахуванням помилки визначення були близькі (429 й 496 нг/г-1 відповідно). Однак у даних пробах відрізнявся склад ПХБ. У мідіях вміст ПХБ від загальної кількості ХОС складав 45%, у біовідкладах - 20%. Очевидно, виведення хлорпестицидів з організмів мідій відбувалося більш інтенсивно, ніж ПХБ. Вміст ХОС у рибах залежав від видової приналежності і забруднення їхніх місць перебування. В органах риб концентрації ПХБ відрізнялися в кілька разів. Так, максимальні концентрації ПХБ були визначені в печінці бичків Gobiidae Sp. і скорпени Scorpaena porcus, виловлених у Стрілецькій бухті, і скорпени з Балаклавської бухти і становили 473, 416 й 322 нг/г-1 відповідно. У гонадах цих риб вміст ПХБ був рівний 28, 106 й 39 нг/г-1 відповідно. У ставриді Trachurus mediterraneus, виловленій на узморї Севастополя в 2002 р., концентрація ПХБ у мязах склала в середньому 6 нг/г-1, ?-?ХЦ г-1 нг/г-1 і п, п’-ДДЕ -5 нг/г-1. Концентрація ПХБ у внутрішніх органах ставриди була рівна 18 нг/г-1, ?-?ХЦГ - 3 нг/г-1, п, п’-ДДЕ - 14 нг/г-1. Наступною вивченою ланкою чорноморського трофічного ланцюга були ссавці: дельфіни азовки Phocoena phocoena relicta Abel і афаліни Tursiops truncatus ponticus Barabasch. Необхідно відзначити, що для аналізу використовувався тільки полеглий матеріал і жоден дельфін не був спеціально виловлений й убитий. У досліджених підшкірно-жировій клітковині, печінці, мязах, серці, шлунку, нирках, легенях, насінниках, яєчниках девяти особин дельфінів афалін й азовок виявлений високий вміст ?- і ?-ГХЦГ, п, п’-ДДЕ, п, п’-ДДД і ПХБ, що досягав максимуму в підшкірно-жировій клітковині дорослого самця афаліни віком 25-28 років і становив 5747, 13631, 1410 й 13367 нг/г-1 сирої маси відповідно. Виявлено істотний кореляційний звязок між процентним вмістом гексанекстрагованого органічного матеріалу в органах і концентраціями в них ХОС, при цьому коефіцієнт кореляції склав для ПХБ 0.78, ?-ГХЦГ - 0.62, п, п’-ДДЕ - 0.69 і п, п’-ДДД - 0.74. Вміст ХОС в органах і тканинах азовок й афалін, при вираженні їхніх концентрацій на сиру масу зразка, відрізнявся на три порядки величин (рис. 5 а). Різниця в концентраціях ХОС в розрахунку на ліпідну складову тканин значно скорочувалася, що служило більш обєктивним показником забруднення органів, тому що враховувався різний ступінь жирності тканин. При цьому концентрації ХОС в органах, що більш активно, ніж шар підшкірного жиру, беруть участь у метаболізмі тварин (печінка, шлунок, легені, серце), виявилися співставними зі вмістом їх у жировій клітковині (рис. 5 б).

Виявлені як вікові, так і статеві відмінності в рівнях вмісту ХОС в органах афалін.

Мінімальні концентрації ?-ГХЦГ, п, п’-ДДЕ, п, п’-ДДД і ПХБ виявлені в тканинах самиці афаліни, що за два роки до загибелі народила і лактувала протягом року. Вміст ХОС в органах ялових статевозрілих самиць, які витримувалися в аналогічних умовах відкритих вольєрів, а також статевозрілих самців афалін, самиці-дитинчати віком 1-2 роки був на порядок величин вищим.

Певно, у самок з вагітністю і лактацією відбувається зниження рівнів нагромадження органами ХОС, що повязане з переходом забруднювачів від самок до потомства.

Проведено порівняння концентрацій ПХБ і суми п, п’-ДДЕ і п, п’-ДДД у підшкірно-жировому шарі вивчених азовок з такими у дельфінів, знайдених на турецькому узбережжі Чорного моря в 1993 р., коли середній вміст ПХБ складав 16000 нг/г-1 сирої маси, п,п’-(ДДЕ ДДД) - 70000 нг/г-1 сирої маси (Tanabe et al., 1997). У нашому дослідженні ті ж параметри склали 7232 й 3654 нг/г-1 сирої маси.

Через малу кількість матеріалу, доступного для досліджень, а також нечисленності публікацій, присвячених вивченню забруднення ХОС дельфінів Чорного моря, можна висловити лише загальні розуміння про зниження забруднення дельфінів даними ксенобіотиками за останнє десятиліття. Кількісним критерієм перерозподілу ХОС у системі вода-гідробіонти є коефіцієнт накопичення (КН). КН ПХБ для водоростей ульви і цистозири в бухті Круглій, складали 1.1/103 і 5/102 відповідно, показували, що при середньому забрудненні води, концентрація ПХБ у якій становила 16 нг/л-1, відбувалася досить висока акумуляція ПХБ водоростями.

Розраховані КН ПХБ для риб і молюсків також були високими і змінювалися в інтервалі 2.9-7.8/103.

Вивчення процентного вмісту ПХБ у компонентах екосистем Севастопольської акваторії показало, що спостерігалося близьке з урахуванням помилки визначення, співвідношення тетра-, пента-, гексахлорбіфенілів (3-6%, 62-68%, 25-35% відповідно) у мяких тканинах мідій і устриць, що свідчило про однакову вибірковість накопичення конгенерів ПХБ. У продуктах життєдіяльності мідій спостерігався підвищений відсоток тетрахлорбіфенілів (24%) у порівнянні зі вмістом їх у мяких тканинах (4%). Очевидно, що тетрахлорбіфеніли легше, ніж високо хлоровані біфеніли, виводяться з організмів мідій.

У розділі 5 представлені результати вивчення вмісту й розподілу ХОС у донних відкладах Чорного моря, які є одним з кінцевих етапів міграції речовини в морських екосистемах.

Як показали дослідження 1998 р., забруднення ХОС донних відкладів північно-західного району моря носило нерівномірний характер, ділянки підвищеного вмісту ПХБ, ГХЦГ були виявлені у гирлових районах Дунаю й районах скидання ґрунтів у північно-західній частині моря.

Діапазон концентрацій ПХБ складав 34-440 нг/г-1 (тут і далі концентрації виражені на сиру масу донних осадів), ?ГХЦГ- 5-100 нг/г-1. Найбільш високі концентрації ?ГХЦГ відмічені в гирловому районі р. Дунай. В 1999 р. у досліджених прибережних районах Криму також виявлене повсюдне поширення ХОП і ПХБ, при цьому більше високі концентрації таких ХОП, як ?- і ?-ізомери ГХЦГ були визначені в районі Каркінітської затоки. Поліхлорбіфенілами були більше забруднені райони Керченської протоки і Феодосійської затоки. Сума всіх ХОС змінювалася від 12 до 312 нг/г-1. Вміст ПХБ у середньому перевищував концентрації ХОП у східних районах шельфу Криму й становив 67% від загальної кількості ХОС. Навпаки, у районі м. Тарханкут (ст. 53-11) і Каркінітської затоки (ст. 53-13) концентрація суми ?- і ?-ізомерів ГХЦГ (110 і 120 нг/г-1 відповідно) була вищою за вміст ПХБ в 1.5-2 рази (86 і 65 нг/г-1 відповідно) (рис. 7).

Дослідження, проведені в Чорному морі в 2000 р. у Керченському районі, у районах Кримського, Кавказького і Анатолійського узбережжя, а також відкритих районах східній частини моря, показали, що найбільш високий вміст ПХБ у донних відкладах був характерний для прибережного району Криму. У Феодосійській затоці на ст. BS-5, а також на ст. BS-6, BS-7 вміст ПХБ складав в середньому 276 нг/г-1, у той час як у центральній частині моря, у районі Батумі, Трабзону, Синопу поліхлоровані біфеніли виявлені не були (рис. 7). Високий вміст ХОП і ПХБ у донних осадах обумовлений в першу чергу надходженням їх у море з річковим стоком і скиданням забрудненого ґрунту на смітниках, розташованих у Дністровсько-Дунайському, Одеському й Дунайському районах. Установлено, що забруднення донних відкладів поліхлорбіфенілами під впливом дампингу виражено істотніше, ніж морських вод тих же районів скидання ґрунтів (Севрікова та ін., 1991). Показано, що в поверхневому шарі донних відкладів Севастопольських бухт були визначені райони, де якість донних відкладів не відповідає екологічним вимогам. Це, насамперед, стосується акваторії Севастопольської й Стрілецької бухт, розмах варіювання вмісту ПХБ у яких склав 57-7020 (середнє 2134) і 48-2591 (середнє 869) нг/г-1 (тут і далі концентрації представлені на суху масу) відповідно.

ГДК ХОС для донних осадів в Україні не встановлені. Орієнтиром можуть служити стандарти й критичні рівні вмісту ХОС для морських донних відкладів, прийнятих у країнах ЄС для захисту морських екосистем, що складають для ПХБ відповідно 20 і 2000 нг/г-1 сухої маси (Environmental Quality Objectives for the Protection of the Black Sea Ecosystem, 1999).

Виходячи із цих критеріїв, донні відклади центральних районів Севастопольської і Стрілецької бухт, а також Південної бухти можна визначити як критичні зони (рис. 8, 9б).

Ділянки бухт із концентраціями ПХБ у донних відкладах понад 2000 нг/г-1 прилягають до судноремонтних і суднобудівних підприємств, причальним стінкам і районам скидання стічних вод. У цих районах для донних осадів був характерний підвищений вміст алеврітопелітових фракцій. Коефіцієнт кореляції між вмістом ПХБ і дрібнодисперсними фракціями донних відкладів, з розмірами часток менше 0.05 мм., склав 0.53 - у Севастопольській і 0.64 - у Стрілецькій бухтах.

Мінімальна концентрація ПХБ у Севастопольській бухті відзначена в районі інтенсивного судноплавства в бухті Північній, де донні відклади складалися на 80% з піску. У донних відкладах б. Козача вміст ПХБ не перевищував критичні значення ПХБ (рис. 9а).

Використання методів радіотрасерного датування донних відкладів дозволило реконструювати хронологію надходження хлорорганічного забруднення в акваторію Севастопольської бухти (рис. 10).

Як видно з рис. 10, максимальне депонування ПХБ у донні осади відбувалося в 80-і роки минулого сторіччя під час інтенсивної технічної експлуатації цього району.

Вивчено параметри седиментаційного очищення води Севастопольської бухти в районі мису Павловський, де глибина становила 15 м. В 1998 р. концентрація ПХБ у воді на цій станції дорівнювала 36 мкг•м., або у всьому 15-метровому шарі - 540 мкг.

За нашими оцінками, при середній швидкості осадонакопичення в цьому районі, рівній 0.24 см•рік-1, на кожному квадратному метрі акваторії щорічно осідає 6.07/108 мкг сухої маси завислої речовини.

В 1998 р. ці завислі речовини містили ПХБ 0.75 мкг г-1 сухої маси, тобто потік депонування поліхлорбіфенілів у донні осади склав 455 мкг м-2/р-1, а період седиментаційного очищення води від ПХБ на цій станції може бути оцінений в 1,2 року.

Приведені розрахунки свідчать, що інтенсивність седиментаційних процесів велика і, у випадку припинення хлорорганічного забруднення бухти, очищення вод від ПХБ тільки за рахунок седиментації може здійснюватися в масштабі часу від одного до декількох років. На підставі рівнів забруднення донних осадів і швидкості осадонакопичення в Севастопольській бухті проведена оцінка річного надходження ПХБ у поверхневий шар донних відкладів, що склало близько 9 кг.

ВИСНОВКИ

1. Забруднення хлорорганічними сполуками Чорного моря в 1995-2005 рр. носило повсюдний характер. У всіх обєктах екосистеми Чорного моря: морській воді, гідробіонтах, донних відкладах були виявлені такі ХОС, як ПХБ, ?- і ?-ізомери ГХЦГ, п, п’-ДДЄ і п, п’-ДДД. Розподіл ПХБ як у воді, так і в донних відкладах відкритих районів Чорного моря був нерівномірним. Області з підвищеними концентраціями ПХБ виявлені у гирлових районах Дунаю і в зонах дампингу. Найбільша просторова зміна концентрацій ПХБ була в компонентах екосистем прибережних районів, що звязана з антропогенним навантаженням і фізико-хімічними особливостями компонентів. В останнє десятиліття намітилася тенденція до зниження вмісту ХОС у воді та гідробіонтах низьких і середнього трофічного рівнів екосистем Чорного моря;

2. Крім п-, п-ДДТ та його метаболітів п-, п-ДДД, п-, п-ДДЕ, ліндану та ?-ГХЦГ і ПХБ у гідробіонтах і донних відкладах екосистем Севастопольського регіону виявлено такі стійкі хлорорганічні сполуки: алдрин, діелдрин, ендрин, метоксіхлор, ?-, ?-ендосульфани, гептахлор;

3. Зафіксовано високі коефіцієнти накопичення ПХБ у гідробіонтів Севастопольського регіону, значення яких змінювалися від 4•102 до 8•103. Основним чинником, що визначає нагромадження ХОС органами й тканинами гідробіонтів різних трофічних рівнів, був вміст у них ліпідів і активність метаболічних процесів;

4. Виявлено закономірності розподілу ПХБ у мідіях Mytilus galloprovincialis у Севастопольській акваторії. Показано, що вміст ПХБ у мідіях збільшувався з наближенням їхнього місця перебування до локальних джерел надходження хлорорганічних токсикантів в акваторію, а також залежав від стадії гаметогенезу;

5. Концентрації ХОС у гідробіонтах низького і середнього трофічного рівня Севастопольського регіону не перевищували ГДК для морепродуктів. Таким чином, екологічна небезпека від забруднення хлорвуглеводнями гідробіонтів була незначна;

6. Визначено залежність забруднення ХОС органів і тканин чорноморських дельфінів афалін Tursiops truncatus ponticus від віку, статевої приналежності й репродуктивного статусу тварин. Максимальні концентрації ПХБ в еквіваленті Aroclor 1254, п, п’-ДДЕ, п, п’-ДДД та ?-ГХЦГ виявлені в органах і тканинах самця 25-28 років, мінімальні - в тканинах самиці, що має приплід і лактувала протягом року;

7. Високі рівні вмісту ПХБ у донних відкладах Південної бухти і центральних частин Стрілецької і Севастопольської бухт, що прилягають до судноремонтних і суднобудівних підприємств, і районам скидання стічних вод, де в донних відкладах переважали алеврітопелітові фракції, указували, що на цих ділянках були значні локальні джерела надходження ПХБ в акваторію, а якість донних відкладів не відповідала екологічним вимогам;

8. Розрахований потік седиментаційного депонування ПХБ у донні відклади Севастопольської бухти склав 455 мкг м-2/р-1, а період седиментаційного очищення води від ПХБ оцінений в 1,2 року;

9. Визначено надходження ПХБ у поверхневий шар донних відкладів Севастопольської бухти в 1998 р., що склало близько 9 кг.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Жерко Н.В., Егоров В.Н., Малахова Л.В., Артемов Ю.Г. Хлорорганические соединения в северо-западной части Черного моря // Экология моря. - 2000. - Вып. 51. - С. 88-91.

2. Жерко Н.В., Егоров В.Н., Гулин С.Б., Малахова Л.В. Полихлорбифенилы в компонентах экосистемы Севастопольской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа: Сб. науч. тр. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2001. - Вып. 2. -С. 153-158. ксенобіотик хлорорганічний ліпід

3. Жерко Н.В., Малахова Л.В., Бочко О.Ю. Сравнительная оценка степени загрязнения мидий и донных осадков акваторий Карадагских и Севастопольских бухт хлорорганическими соединениями // Экология моря. - 2002. - Вып. 61. - С. 81-84.

4. Малахова Л.В., Костова С.К., Плотицына О.В. Химическое загрязнение компонентов экосистемы Казачьей бухты (Черное море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа: Сб. науч. тр. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. - Вып. 9. - С. 112-116.

5. Malakhova L.V., Ostaptchuk A.V. Organochlorine Compounds Residues in Black Sea Harbour Porpoise and Bottlenose // Marine Mammals of the Holarctic: Collection of Scientific Papers after the Third International Conference, Koktebel, Crimea. Ukraine, October 11-17, 2004. - KMK, Moscow, 2004. - P. 350-352.

6. Малахова Л.В. Распределение полихлорированных бифенилов в поверхностном слое донных осадков Севастопольской бухты (Черное море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа: Сб. науч. тр. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005. - Вып. 12. - С. 268-272.

7. Петров А.Н., Неврова Е.Л., Малахова Л.В. Многомерный анализ распределения бентосных диатомовых (Bacillariophyta) в поле градиентов абиотических факторов в Севастопольской бухте (Черное море, Крым) // Морск. экол. журн. - 2005. - 4, №3. - С. 65-77.

8. Малахова Л.В., Жерко Н.В. Хлорорганические соединения в воде и донных осадках Черного моря // Современные проблемы океанологии шельфовых морей России: Тез. докл. междунар. конф. (Ростов-н/Д, 13-15 июня 2002 г.). - Мурманск, 2002. - С. 148-149.

9. Малахова Л.В. Накопление хлорорганических углеводородов компонентами экосистем севастопольских бухт // Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды: Тез. докл. межд. школы (г. Новороссийск, 15-20 сентября 2003 г.). - Ростов н/Д, 2003. - С. 70-71.

10. Малахова Л.В. Полихлорбифенилы и хлорированные пестициды в гидробионтах и донных отложениях севастопольской морской акватории // Чистота довкілля в нашому місті: Тез. докл. другої Міжнар. конф.(г. Трускавець, 25-28 травня 2004 г.). - Трускавець, 2004. - С. 109-111.

Размещено на .ru