Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Донные отложения водных экосистем (Обзор литературы) П
1.1. Сорбционная способность и факторы формирования состава донных отложений 11
1.1.1. Классификация донных отложений 12
1.1.2. Факторы формирования состава донных отложений 14
1.2. Основные загрязнители донных отложений 15
1.2.1. Металлы: источники поступления и формы нахождения 15
1.2.2. Тяжелые металлы в составе природных и поровых вод 17
1.2.3. Органические поллютанты в водной экосистеме 40
1.3. Биогеохимическая индикация уровня загрязнения донных отложений 51
1.4. Подходы к разработке нормативов загрязняющих веществ в донных отложениях 52
ГЛАВА 2. Объект исследования, материалы и методы 57
2.1. Характеристика объекта исследования 57
2.2. Отбор проб при натурном обследовании акватории Куйбышевского водохранилища 58
2.3. Методика определения гранулометрического состава 61
2.4. Методы химического исследования бентоса, воды и донных отложений 64
2.4.1. Определение нефтепродуктов в донных отложениях 64
2.4.2. Определение ПАУ в донных отложениях 65
2.4.3. Определение пестицидов 65
2.4.4. Определение тяжелых металлов 65
2.4.5. Определение общего органического углерода 65
2.5. Методы токсикологического исследования 66
2.5.1. Тестирование с использованием Tharanotoxkit Рш 66
2.5.2. Тестирование с использованием Algatoxkit F1M 66
2.5.3. Тестирование с использованием Protoxkit FlM 66
2.5.4. Тестирование с использованием Rotoxkit F1M 67
2.5.5. Тестирование с использованием Рагатесішп caudatum (24 час) 61
2.5.6. Определение хронической ТОКСИЧНОСТИ донных отложений при тестировании на ракообразных Daphnia magna 68
2.5.7. Определение токсичности на личинках Chironomus riparius 68
2.6. Статистическая обработка результатов 68
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение 69
3.1. Гранулометрическая характеристика донных отложений 69
3.1.1. Кластерный анализ базы данных 71
3.2. Химический состав донных отложений 78
3.2.1. Содержание тяжелых металлов 78
3.2.2. Содержание органических загрязняющих веществ 83
3,3. Влияние сорбционных свойств донных отложений на аккумуляцию металлов макрозообентосом (натурные эксперименты) 86
3.4. Исследование биоаккумуляции металлов моллюсками в системе наддонная вода - донные отложения - макрозообентос в модельном эксперименте 90
3.5. Развитие и апробация подходов к определению региональных нормативов содержания металлов в донных отложениях водохранилищ 95
3.6. Определение предельно допустимого уровня содержания ряда органических веществ в донных отложениях водохранилища 106
3.7. Оценка степени загрязнения донных отложений водохранилищ 108
Выводы 112
Список литературы 114
Приложение 129
- Сорбционная способность и факторы формирования состава донных отложений
- Тестирование с использованием Рагатесішп caudatum (24 час)
- Влияние сорбционных свойств донных отложений на аккумуляцию металлов макрозообентосом (натурные эксперименты)
Введение к работе
Тенденция к расширению применения синтетических химических соединений и их введение в биогеохимические миграционные циклы и трофические цепи в количествах и соотношениях, не свойственных сложившемуся «геохимическому гомеостазу» экосистем, диктует поиск подходов, позволяющих оценивать потенциальный риск их поступления в конечные водоемы стока и накопления в донных отложениях до опасных для функционирования водной экосистемы** уровней.
Донные отложения, образующиеся в результате седиментации взвешенного в воде материала и его взаимодействия с водной фазой, играют ведущую роль в формировании химического состава водоемов. Являясь конечным звеном стока веществ и интегрируя геохимические особенности водосбора, они представляют собой сложную многокомпонентную систему, которая в зависимости от условий, сложившихся в водоеме, и сорбционных свойств отложений может быть либо источником поступления химических соединений из донных отложений в толщу воды, либо их аккумулятором. К числу приоритетных загрязняющих веществ донных отложений относятся тяжелые металлы и соединения органического происхождения (пестициды, нефтепродукты и т.д.). Если детоксикация органических загрязняющих веществ происходит главным образом за счет микробиологического разложения в донных отложениях, то металлы лишь перераспределяются по различным экзотопам, включаясь в миграционные циклы, аккумулируясь в различных компонентах экосистем, в том числе - в гидробионтах; при этом донные осадки значительно обогащены металлами по сравнению с водной толщей (Филенко, 1976). Высокая динамичность химического состава донных отложений и их потенциальная опасность для водной экосистемы во многом определяется распределением соединений химических элементов в гранулометрическом спектре донных отложений и в системе вода — донные отложения - взвешенное вещество - макрозообентос.
Отсутствие однозначного решения вопроса о роли донных отложений в процессах самоочищения и предельно допустимых нагрузках загрязняющих веществ на водоем, увязанных с емкостью осадков, отчасти обусловлено недостаточной разработанностью общепринятых единых подходов к анализу проб донных отложений, интерпретации результатов с учетом гранулометрического состава осадков, подходов к нормированию качества донных отложений.
Хотя в России и предусмотрен контроль состава донных отложений водных систем в рамках Единой Государственной системы мониторинга за состоянием окружающей среды,
Соруководителем работы по вопросам эколого-биологического нормирования является кандидат биологических наук, доцент Степанова Надежда Юльевна
7 ои вряд ли может быть эффективным при отсутствии нормативов содержания
загрязняющих веществ в составе донных отложений как среды депонирования
загрязняющих веществ и наиболее опасного компонента водной экосистемы.
Существующие в литературе подходы к экологическому нормированию содержания
загрязняющих веществ в донных отложениях, как правило, руководствуются целью, на
которую они ориентированы: охрана здоровья человека, сохранение дикой природы,
восстановление и оздоровление загрязненных участков, а также масштабом воздействия
(национальные, региональные нормативы или локальные, привязанные к одному
конкретному месту, например, выпуску очистных сооружений). Разработаны некоторые
региональные нормативы содержания ряда токсикантов в донных отложениях различных
пресноводных водоемов мира с применением разных критериев: фоновые концентрации
(Persaud et.al., 1993); интервалы (либо предельные уровни) соответствующего негативного
воздействия на гидробионтов (Long and Morgan, 1991; Ingersoll et.al., 1996; Cubbage etal.,
1997); равновесное распределение загрязняющего вещества (Di Того et.al., 1991; Van Der
Kooij et.al., 1991; NYSDEC, 1994; EPA, 1997a; Wepener, 2000). В России подобные работы
находятся в начальной стадии, можно отметить лишь единичные попытки разработки
экологических нормативов содержания индивидуальных соединений в донных
отложениях с использованием геохимического (Фрумин, 1998; Бреховских и др., 2002;
Даувальтер, 2001) и токсикологического (Петрова, 1998; Степанова, 1999; Томилина,
2000; Михайлова, 2001) подходов.
В целом следует признать отсутствие подходов, позволяющих устанавливать
нормативы качества донных отложений, которые могли бы войти в единую систему
нормативов для включения их в стратегию охраны водных и биологических ресурсов в
региональном масштабе. В связи с этим одной из чрезвычайно актуальных задач в области
экологического нормирования является поиск подходов к установлению стандартов
качества донных отложений как важного фактора риска для водной экосистемы и
включению их в стратегию управления качеством природных вод.
В связи с этим целью данной работы явилось развитие подходов к экологическому нормированию качества донных отложений водохранилищ в условиях химического загрязнения и определение предельно допустимых уровней содержания ряда токсикантов органического и неорганического происхождения в донных отложениях Куйбышевского водохранилища.
Задачи исследования:
1. На основе анализа информативности результатов методов (геохимический,
биогеохимический или экспериментально-расчетный, токсикологический) к
8 экологическому нормированию содержания загрязняющих веществ в донных
отложениях модифицировать их применительно к водным объектам замедленного стока.
Охарактеризовать сорбционные свойства и классифицировать донные отложения Куйбышевского водохранилища с привлечением методов математической статистики, провести районирование и анализ тенденций распределения осадков по акватории водохранилища по типам.
Определить валовое содержание металлов (Си, Zn, Pb, Ni, Сг, Cd, Со, Hg и Mn), As и ряда органических токсикантов (нефтепродукты, ДДТ и его метаболиты, ГХЦГ, алдрин, гексахлорбензол, бенз(а)пирен) в пробах донных отложений Куйбышевского водохранилища.
Количественно описать взаимосвязь между содержанием в пробах донных отложений химических элементов и параметрами их сорбционной способности, а также содержанием в них Fe и Мп для обоснования преобладающих процессов формирования элементного состава исследованных донных отложений.
Исследовать взаимосвязь между содержанием ряда химических элементов в донных отложениях разных типов с различными сорбционнымя свойствами (пески и илы) и аккумуляцией токсикантов бентосными организмами в условиях натурных экспериментов и лабораторного моделирования.
С использованием предложенного в работе подхода рассчитать региональные нормативы предельно допустимых уровней содержания органических и неорганических токсикантов в донных отложениях Куйбышевского водохранилища с различными сорбционными свойствами.
Оценить уровень загрязнения донных отложений Куйбышевского водохранилища относительно рассчитанных региональных нормативов предельно допустимых уровней содержания органических и неорганических токсикантов; охарактеризовать пространственное распределение химического загрязнения.
Данная работа выполнена на кафедре прикладной экологии Казанского государственного университета им. В.И. Ульянова-Ленина (КГУ) и Татарском отделении ГосНИОРХ (ТатГосНИОРХ) в рамках госбюджетной темы "Развитие теоретических и прикладных основ экологического мониторинга", X» ГР 01.98.0006937, код ГАСНТИ 87.43.21; а также Программы приоритетных направлений развития науки в Республике Татарстан на 2001-2005 годы по направлению "Экологическая безопасность" (грант № 09-9.3-89/2000-Ф).
Научная новизна. Экспериментально определены сорбционные свойства и методами математической статистики обоснована классификация донных отложений
9 Куйбышевского водохранилища, проведено районирование и дан анализ тенденций
распределения осадков по акватории водохранилища по типам.
Впервые в условиях натурных экспериментов и лабораторного моделирования выявлена, тенденция повышенного накопления металлов (Zn, Си, Pb, Ni, Со и Сг) бентосными организмами, обитающими на грунтах с низкими сорбционными способностями.
Количественно описана взаимосвязь между содержанием в пробах металлов и параметрами сорбционной способности донных грунтов, а также содержанием в них Fe и Ма, выделены преобладающие процессы формирования элементного состава исспедо ванных донных отложений Куйбышевского водохранилища.
С использованием модифицированного в данной работе подхода к экологическому нормированию качества донных отложений водохранилищ в условиях химического загрязнения рассчитаны региональные нормативы содержания загрязняющих веществ в донных отложениях водохранилища для разных типов грунтов.
Практическая значимость. Полученные в работе данные об уровне загрязнения донных отложений Куйбышевского водохранилища тяжелыми металлами, хлорорганическими пестицидами и нефтепродуктами разного состава, об актуальных зонах акватории водохранилища и рассчитанные для разных типов грунтов региональные допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в донных отложениях водохранилища переданы в Минэкологии и природных ресурсов Республики Татарстан для целей предварительной, ориентировочной оценки степени загрязнения донных грунтов, для установления приоритетности задач при эколого-токсикологической экспертизе отдельных участков Куйбышевского водохранилища, расчета допустимых нагрузок на водный объект и принятия управленческих решений по ликвидации очагов повышенного загрязнения.
Результаты данной работы использованы при составлении электронной эколого-водохозяйственной карты Куйбышевского водохранилища (тематический слой «Донные отложения») по заданию Министерства природных ресурсов России (№ АК-41-04/22 от 18.05.2002).
Отдельные разделы, диссертационной работы используются при чтении общепрофессиональных курсов "Экологический мониторинг" и "Экологическая токсикология" и спецкурса «Геохимический мониторинг» для студентов экологического факультета Казанского государственного университета по специальности 013100 -экология.
10 На зашиту выносятся следующие положения:
Предложенный в работе комплексный подход, основанный на закономерностях перераспределения исследованных токсикантов в системе вода - взвешенное вещество -донные отложения - биота и токсикологических данных пригоден для регионального нормирования содержания органических и неорганических токсикантов в составе донных отложений водоемов замедленного стока.
Донные отложения Куйбышевского водохранилища в первом приближении подразделяются на два типа с различными сорбционными свойствами. В донных отложениях с низкой сорбционной способностью (песчаных) степень аккумуляции металлов донной фауной, определенная в условиях натурного эксперимента и лабораторного моделирования, выше, нежели в илистых.
Преобладающий механизм связывания каждого элемента (Си, Zn, Pb, Ni, Сг, Cd, Со и Hg) донными отложениями, зависящий от их типа и природы металла, предопределяет опасность вторичного загрязнения воды металлами: Си, Zn, Pb, Сг, Со и Hg (в илах) при увеличении содержания в воде органических комплексообразователей, а также Cd, Ni, Cr, Си, Со (в илах) и Cd, Ni, Сг, Си, Со, Pb, Zn, Hg (в песках) при снижении рН в поровок. воде.
Неравномерное распределение химических элементов в донных отложениях Куйбышевского водохранилища связано с общей тенденцией увеличения содержания их валовых форм при переходе от песков к илам, с формированием локальных техногенных аномалий с высоким (относительно геохимического фона) содержанием элементов, а также некоторыми особенностями геохимической провинции Волго-Камского региона.
Определенные с использованием предложенного в работе подхода пороговые значения содержания органических и неорганических токсикантов в донных отложениях носят региональный характер и могут быть встроены в общую систему эколого-токсикологических нормативов качества водных и рыбных ресурсов.
Сорбционная способность и факторы формирования состава донных отложений
Донные отложения представляют собой сложную многокомпонентную систему и играют чрезвычайно важную роль в формирований гидрохимического режима водных масс и функционировании экосистемы водоемов и водотоков. Они активно участвуют во внут-риводоемном круговороте вещества и энергии и являются средой обитания многочисленной группы животных организмов — бентоса, продуктивность которого существенно влияет на многие звенья пищевой цепи, включая ихтиофауну.
Характерной особенностью водохранилищ является замедленный водообмен, обусловливающий накопление поступающих взвешенных, влекомых наносов и распространенных элементов. Процесс накопления наиболее четко проявляется в формировании донных отложений (ДО) При накоплении донных отложений (заиление) изменяются морфометрические показатели водоема, происходящие в грунтах дна и придонном слое воды, химические и биологические процессы приводят к изменениям состава воды, ее оптических свойств, газового режима.
Донные отложения содержат как автохтонные (образующиеся в самих водоемах), так. и аллохтонные (поступающие извне) частицы. Автохтонные компоненты включают продукты разрушения (абразии) берегов, элементы, выпадающие из раствора, остатки отмерших гидробионтов. Аллохтонные компоненты приносятся стоком, ветром, могут поступать в результате хозяйственной деятельности человека (сброс сточных вод, промышленных отходов и т. п.).
Интенсивность формирования, мощность, гранулометрический и химический состав ДО зависят от физико-географических условий бассейна и совокупности процессов, происходящие в самих водоемах. По мере хозяйственного освоения водосборов и водоемов все большее значение приобретает антропогенное воздействие (распашка водосборов, сброс сточных вод и др.).
Частицы, попавшие в воду, подвергаются совокупному воздействию физических, химических и биологических процессов, действие которых продолжается и после осаждения наносов на дно в течение длительного времени. Поэтому состав и свойства донных отложений существенно отличаются от первоначальных свойств частиц. Это различие тем больше, чем крупнее водоем. По происхождению частицы, составляющие ДО, бывают терригенные — поступающие с суши со стоком, ветровым переносом или от разрушения берегов, хемогенные - образующиеся при химических процессах, и биогенные - связанные с биологическими процессами, главным образом остатки отмерших организмов (Богословский, 1982).
В водохранилищах донные отложения формируются за счет седиментации терриген-ных взвесей, поступающих с речным и склоновым стоком, осаждения растворенных в воде веществ естественного и техногенного происхождения, отмирания растительного планктона, высшей водной растительности и бентоса. Иловые отложения, формируясь на дне водоема, продолжают в дальнейшем участвовать в круговороте веществ в водоеме.
Донные отложения, с одной стороны, обладая свойствами сорбента, могут благоприятствовать удалению веществ из водной толщи и таким образом способствовать улучшению качества воды. С другой стороны, аккумулируя различные химические соединения, являются источником вторичного загрязнения.
Для составления объективной характеристики донных отложений очень важно рассмотреть вопросы их классификации.
Большинство исследователей в России за основу принимают классификацию, введенную В.П. Курдиным (1959). В соответствии с этим подходом, при анализе ТМ вторичная группа грунтов, представляющая собой донные отложения, делится на классы: песок, заиленный песок, песчанистый ил, торфянистый ил и отложения из микрофитов. При этом отнесение к тому или другому типу донных отложений приводится после определения двух показателей - содержания органической фазы и учета гранулометрического состава на основе определения суммы фракций менее 0,01 мм. Приоритетным является содержание пелитовой фракции (менее 0,01 мм). С содержанием мелкодисперсной фракции связывается ряд свойств донных отложений и, прежде всего, сорбционная способность в отношении ТМ. Это объясняется тем, что тонкодисперсные частицы имеют большую внутреннюю поверхность, а также большое число ионных связей, возникающих на гранях.
В качестве индикатора состояния ДО многие лимнологи используют пелитовую фракцию, которая определяет многие свойства седи ментов и, прежде всего, содержание химических элементов, включая ТМ. Определенную роль в структуре отложений имеют глинистые частицы (менее 0,001 мм), которые включаются в состав коллоидных систем и определяют в значительной степени их свойства. Не меньшее значение имеет и содержа 13 ниє органической фазы, которая образует реакционно-активные и органоминеральные комплексы и выступает в качестве "стимулятора" сорбционных процессов.
Тестирование с использованием Рагатесішп caudatum (24 час)
Исследование гранулометрического состава донных отложений и содержания в них органического вещества проводили по методикам, описанным в Руководстве для экологической экспертизы донных отложений триадным методом (Deckere et al., 2000), а также по ГОСТ 12536-79. Последний стандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава, применяемые при исследованиях грунтов для строительства. Поэтому при определении содержания глинистой фракции ( 2 мкм) руководствовались преимущественно методами, разработанными специально для определения фракционного состава донных грунтов (OVAM/VITO, 1996; Deckere et al., 2000), Относительный вклад глинистой фракции определяли пипеточным методом (OVAM/VITO, 1996), содержание органического вещества (потеря при прокаливании) - по Аринушкиной (1961), рН - по ГОСТ 26423-85. Анализ выполняли с предварительно просеянной пробой (размер ячеек сита 2мм) после удаления крупных частиц. Для получения хорошего распределения фракций все вяжущие компоненты, такие как органические вещества, СаСОз и оксиды железа были предварительно удалены. Конечные фракции (ил и глина) отделяли от песка путем мокрого просеивания через сито с размером ячеек 50 мкм. Фракции крупнее 50 мкм определяли с помощью сит, фракции с размером частиц меньше или равные 50 мкм определяли пипеточным методом с применением дисперсанта. Для проведения анализа пробы предварительно высушивали в течение 12 часов при 60С до постоянного веса. Чтобы избежать формирования тяжелых комков, сушили пробу тонким слоем в чашке Петри. Крупные частицы удаляли просеиванием сухой пробы через 2мм сито. Удаление карбонатов: к взвешенной 30 г (т) пробе (1 литровую колбу предварительно взвешивали - Mb), добавляли 200 мл ацетатного буфера (рН 5) и встряхивали в течение 30 минут. Затем помещали в песчаную баню на 6 часов (температура суспензии 60С), после чего заливали пробу дистиллированной водой и оставляли на ночь. После отстаивания сливали надосадочную жидкость, промывание водой повторяли до тех пор, пока жидкость не переставала быть мутной. Пробу упаривали, высушивали при 105С и взвешивали (Мс). Количество карбонатов рассчитывали по формуле: о/ л (Mb + m)-Mc „ „ %карбонатов = - JCI 00% (2 Л ) m После удаления карбонатов приступали к разрушению органических веществ в пробе. В колбу с пробой осторожно добавляли 50 мл разбавленной Н2О2 (при формировании большого количества пены добавляли этанол), через сутки - еще 25 мл концентрированной Н2О2 (понемногу, для предотвращения бурной реакции) и нагревали на плитке до прекращения реакции, ополаскивали колбу дистиллированной водой, выпаривали, высушивали пробу при 105С и взвешивали после охлаждения (Мот). Содержание органического вещества вычисляли по формуле: ., Мс — Мот ,„„„. ,„-,.. Уоорганическ ихвеществ = х100% (2.2) т Если в пробе не было карбонатов, то Мс заменяли (Mb+m) в вышеприведенной формуле.
Удаление оксидов Fe проводили путем добавления 300 мл 2N НС1 в колбу, которую нагревали на песчаной бане в течение I часа при 60С, периодически встряхивая колбу, оставляли для осаждения на ночь, после чего сливали надосадочную жидкость, промывали пробу 100 мл дистиллированной воды и сливали ее после осаждения. Процедуру промывания повторяли, пока рН жидкости не достигала значения 6. Высушивали пробу при 105 С, взвешивали после охлаждения (Ms).
Содержание оксидов железа рассчитывали по формуле:
Отделение песчаной фракции.
Взвешивали точно 20 г предварительно обработанной сухой пробы (G). Просеивали пробу через сито с размером ячеек 50 мкм под струей дистиллированной воды, слегка растирая на сите. Фильтрат переносили количественно в седиментационный цилиндр объемом 1 л; просеивание считали завершенным, если вода, проходящая через сито, оставалась чистой (объем фильтрата должен быть 1л, если больше, то объем уменьшали выпариванием). Песчаную фракцию переносили количественно в заранее взвешенный стакан, сушили при 105С в течение 12 часов, взвешивали (Z).
Определение глинистой фракции.
К фильтрату добавляли 20 мл дисперсанта (4% КадРгО или 6,7% Ыа4Р2О710НгО) и доводили содержимое цилиндра до 1000 мл, закрывали цилиндр и встряхивали его минимум 2 часа на ротационном встряхивателе, гомогенезировали суспензию длинным стеклянным или металлическим стержнем и начинали хронометраж (t = 0).
В заранее взвешенный сосуд переносили пипеткой 20 мл раствора дисперсанта, высушивали его при 105С (до постоянного веса), остужали и взвешивали (D).
Пипеткой отбирали 20 мл из цилиндра, высушивали и взвешивали (К + L + D).
Определение количества глинистых частиц основывается на отношении между скоростью седиментации и размером частиц и зависит от глубины отбора пипеткой в цилиндре в строго определенное время. Время седиментации и соответствующая глубина.. отбора даны в таблице 2.2. За 30 секунд до конца седиментации осторожно погружали пипетку {с закрытым концом) в суспензию на заданную глубину и отбирали суспензию медленно, так, чтобы конец седиментации пришелся точно посередине времени, соответствующего осаждению частиц нужного размера.
Влияние сорбционных свойств донных отложений на аккумуляцию металлов макрозообентосом (натурные эксперименты)
Трудно дать прогноз воздействия накопленных в ДО загрязняющих веществ на живые организмы, сложно также определить степень биологического воздействия тяжелых металлов, во-первых, потому что разные организмы в различной степени подвержены их влиянию, во-вторых, вследствие сложного поведения металлов в водоемах. Наиболее значимой для донной фауны является поверхность осадка на границе его раздела с водой. Организмы - детритофаги и эпибентос подвержены здесь непосредственно действию металлов, а бентическая инфауна использует трубки, норы или сифоны для получения большей части своей пищи и кислорода, а вместе с ними в их организмы поступают и металлсодержащих соединений.
Большинство отобранных в натурных условиях бентосных проб представляли собой мелких моллюсков. Особенно это характерно для песчаных грунтов верхней части Куйбышевского водохранилища. В илистых донных отложениях бентосное сообщество было представлено более широким спектром организмов и анализу подвергались пробы, содержащие, помимо моллюсков, мягкий бентос, в состав которого входили личинки хирономид, а на некоторых станциях - хирономиды и олигохеты.
Нами определено содержание следующих ТМ в пробах фунтов и бентосных организмов, отобранных на указанных станциях контроля (рис. 3.7). Сравнение полученных значений содержания тяжелых металлов в бентосных организмах с литературными данными (Леонова и др., 1998, 1999, 2000; Яковлев, 2002) показало, что по цинку наблюдается превышение фонового содержания, отмеченного для экологически чистых районов (рис. 3.8).
Как уже отмечалось, сорбционная способность донных отложений зависит от типа грунта, т.е. от содержания в нем органических веществ, гидроксидов железа и марганца, содержания глинистых веществ, определяющих степень б недоступности металлов, поэтому статистическое вычисление средних значений содержания исследованных металлов в грунтах и соответствующих им пробах бентоса было проведено после разделения проб по гранулометрическим характеристикам донных отложений (рис.3.9).
Анализ результатов, полученных при изучении уровня биоаккумуляции тяжелых металлов в натурных условиях, показало наличие четкой тенденции к их концентрации в биоте, обитающей на песчаных грунтах, исключение составляют свинец, его содержание достоверно больше в организмах макрозообентоса илов (рис. 3.10). Свинец обладает способностью образовывать сложные комплексные соединения с гуминовыми кислотами органической составляющей донных отложений, что способствует выпадению из водного миграционного потока данного элемента. Однако в анаэробных условиях возможно образование метиллированных продуктов, при этом его биодоступность для роющих животных дна, питающихся детритом, возрастает. Медь и никель в силу своей подвижности легко переходят в воду из песчаных грунтов и, следовательно, больше накапливаются в бентосных организмах, в то время как илистые грунты связывают металлы прочными малорастворимыми комплексами, после чего они становятся малодоступны для бентоса. Наименьшей способностью к биоаккумуляции обладает марганец, что соответствует его характеристике как малоподвижного элемента.90 Итак, проведенный анализ показывает, что песчаные донные отложения могут быть дополнительным фактором риска для донного сообщества при повышении техногенной нагрузки в виде дополнительного поступления тяжелых металлов.
Рассчитанные значения КБП (табл. 3.5) согласуются с поведением отдельных химических элементов в водных экосистемах. По Перельману (1989) исследуемые металлы относятся к группе катионогенных водных мигрантов, которые по способности к водной миграции и биоаккумуляции в наиболее распространенных природных условиях могут быть расположены в следующий ряд: Zn Cu Pb-Ni Cr.
