Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ . 8
1.1. Общая характеристика районов работ 8
1.2.Япономорскийрайон . 9
1.3. Охотоморский район 11
1.4. Беринговоморский район 15
1.5. Материалы исследования 17
1.6. Методы определения ртути 20
Глава 2. СВЯЗЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ В ВОДНОЙ ТОЛЩЕ С РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОДИНАМИКОЙ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ. ... 25
2.1. Охотоморский регион 26
2.1.1. Курильская вулканическая дуга 26
2.1.2. Восточно-Сахалинская палеовулканическая дуга 30
2.2. Япономорский регион 41
2.2.1. Восточно-Сихотэ-Алинский вулкано-плутонический пояс 42''.
2.2.2. Западно-Сихотэ-Алинский вулкано-плутонический пояс 43
2.3. Беринговоморский регион . 51
Глава 3. СВЯЗЬ ПРИРОДНЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ РТУТИ И МЕТАНА В ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЯХ'... 53
3.1. Характеристика нефтегазоугленосности районов . 54
3.1.U Муравьевская палеовулканическая дуга — 55
3.1.2. Сахалинская складчатая область .57.
3.1.3. Курильская вулканическая дуга .59
3.2. Особенности совместных проявлений ртути и нефтяных углеводородов в морской среде 63
3.2.1. Муравьевская палеовулканическая дуга 63
3.2.2. Сахалинская складчатая область 71
3.2.3. Курильская вулканическая дуга 80
Г л а в а 4. ОСОБЕННОСТИ МИГРАЦИИ РТУТИ В ЗОНАХ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ БАРЬЕРОВ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ В ВОДНОЙ ТОЛЩЕ РАЙОНОВ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ С РАЗЛИЧНОЙ ГЕОДИНАМИКОЙ 92
4.1. Общие представления о миграции ртути в литосфере 92
4.2. Основные виды геохимических барьеров для ртути 93
4.2.1. Геохимические барьеры областей современного вулканизма 94
4.2.2. Геохимические барьеры районов палеовулканизма 97
4.2.3. Биогеохимические барьеры складчатых областей 104
Глава 5. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭНДОГЕННОЙ РТУТИ НА МОРСКУЮ БИОТУ 120
5.1. Восточный шельф Сахалина 120
5.1.1. Шельфовая зона 123
5.1.2. Фронтальная зона склонового течения 149
5.2. Южно-Приморский район 159
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . 174
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 180
ПРИЛОЖЕНИЕ 208
- Материалы исследования
- Восточно-Сахалинская палеовулканическая дуга
- Особенности совместных проявлений ртути и нефтяных углеводородов в морской среде
Введение к работе
Ртуть является одним из наиболее приоритетных загрязнителей гидросферы. Наибольшая опасность ртути для морской среды обусловлена ее высокой токсичностью и способностью к биоаккумуляции в трофических цепях гидробионтов (Тинсли, 1982; Герлах, 1985 и др.). Загрязнение морской среды ртутью обычно связывают с антропогенной деятельностью. Однако в морских водоемах, расположенных в пределах металлогенических и нефтегазоносных провинций современных и древних континентальных окраин нередко встречаются ртутные аномалии природного происхождения (Озерова, 1986; Cossa et al., 1995; Рождественский, 1997).
Возникновение природных аномалий ртути обусловлено ее геохимической спецификой, выражающейся в активном участии элемента во всех стадиях глубинных геологических процессов. Важным обстоятельством, которому в геохимии ртути не уделяется должного внимания, является сохранение геологической активности глубинных разломов земной коры до настоящего времени. Высокопроницаемые зоны разломов и места стыка разновозрастных геологических структур, являются проводниками эндогенной ртути (Озерова,. 1986). Характерно, что наиболее крупные месторождения сульфида ртути формируются в период низкотемпературной стадии гидротермального процесса (Сауков и др., 1972). Для рудопроявлений высокотемпературной стадии в большей мере характерна термическая отгонка ртути в атмосферу и, соответственно, значительное обеднение ею вмещающих пород (Трухин и др., 1986).
В области знаний о формировании ртутных месторождений и гидротермальном переносе ртути накоплен значительный объем информации. Вопросы геохимии ртути в гидротермальном процессе подробно освещены в работах Д.Е. Уайта, А.А.. Саукова, НJL Айдиньян, Н.А. Озеровой, СИ. Набоко, ЮЛ. Трухина, И.И. Степанова, Р.А. Шувалова и др. (Уайт, 1970; Сауков и др., 1972; Озерова, 1986; Набоко, 1980; Трухин и др., 1986; и др.). Вместе с тем, многие вопросы, касающиеся масштаба и генезиса природных ртутных аномалий в пределах дальневосточных морей России (ДВ морей), а также их воздействия на морскую биоту, мало изучены, хотя их значимость растет с каждым годом.
В геологическом отношении ДВ моря расположены в пределах активной зоны перехода от континента к океану (Парфенов 1984; Гранник, 1997). Вследствие этого ртутные аномалии формируются в разных компонентах водной среды, что обусловлено спецификой эндогенных очагов ртути в районах с разным геодинамическим режимом. Подводная вулканическая и газогидротермальная, а также постгидротермальная деятельность, является
5 источником эндогенной ртути, а также способствуют ее интенсивному вовлечению в биогеохимическую миграцию в морской среде.
В водоемах сейсмоактивных, областей с проявлениями активного вулканизма, газогидротермальной и постгидротермальной деятельности, повышение уровней ртути в компонентах морской среды способствует усиленному включению ее в трофические цепи гидробионтов. Это может быть причиной известных эндемических синдромов и заболеваний человека вследствие употребления морепродуктов с повышенным содержанием; ртути (Tokuomi, 1969; Harada, Smith, 1975). Неблагоприятное воздействие таких водоемов на здоровье человека может проявиться также при использовании их в санаторно-курортных и рекреационных целях.
Добыча нефти н газа на морском шельфе, а также утилизация отходов зачастую приводят к загрязнению прибрежных вод отходами бурения с повышенным содержанием ртути. Это негативно отражается на состоянии шельфових экосистем и рыбопромысловом потенциале ДВ морей (Мойсейченко, Блинов, 2001). В районах с активной геодинамикой при добыче ископаемого топлива требуется тщательный контроль над уровнем содержания ртути не только в отходах производства, но и непосредственно в нем. Это позволит избежать проблем, связанных с ртутной интоксикацией людей, вызванной как загрязнением продуктов питания и воды, так и атмосферного воздуха.
Целью настоящей работы явилось определение уровней содержания ртути в: компонентах среды ДВ морей и ее воздействие на организмы бентоса и планктона. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Провести районирование акватории ДВ морей по уровням содержания ртути в морской воде и донных осадках.
Определить региональные фоновые и аномальные уровни концентраций ртути в морской воде и осадках, сравнить их с глобальными уровнями, санитарно-гигиеническими и рыбохозяйственными нормативами.
Выявить совместные аномалии ртути и метана в тектонически активных зонах. нефтегазовых и угольных месторождений.
Исследовать общие закономерности формирования биогеохимических барьеров для метана и ртути в толще воды восточного шельфа Сахалина.
Оценить влияние аномально высоких концентраций эндогенной ртути на развитие фитопланктона и бентосных моллюсков.
Для получения корректных и максимально информативных данных отбор, фильтрование, фиксацию, высушивание, хранение и подготовку проб к анализу ртути б производили с помощью современных методов отбора, в соответствии с стандартными общепринятыми методиками. Для анализа ртути выбран метод беспламенной атомно-абсорбционяой спектрофотометрии - наиболее часто применяемый для изучения содержания ртути в компонентах природной среды. Анализ проведен на японском ("Hiranuma HG-1") и отечественном ("Юлия-2") ртутных анализаторах, чувствительность которых позволяет проводить такого рода исследования.
Объективная оценка физиологического состояния моллюсков была получена на основании изучения комплекса разнообразных параметров: морфологических, морфометрических, гистологических, биохимических, геохимических в соответствие с общепринятыми методиками и рекомендациями. Для определения токсичности осадков в v местах"обитания моллюсков, параллельно с химическим анализом тяжелых металлов, производили также их биотестирование с использованием эмбрионов морского ежа.
Для изучения воздействия ртути на фитопланктон параллельно проводили определение гидрологических параметров водной толщи, а также концентраций хлорофилла «а» и метана. Статистическую и графическую обработку данных проводили с помощью метода главных компонент и других общепринятых компьютерных программ.
В результате проведенного исследования впервые получен и обобщен большой фактический материал по уровням содержания ртути в компонентах водной среды акваторий ДБ морей, в том числе районов с природными ртутными аномалиями. Показано, что формирование ртутных аномалий в донных осадках и морской воде обусловлено спецификой регионального геодинамического режима морских районов.
На основании комплексного изучения пространственного распределения концентраций ртути, метана в морской воде и гидрологических характеристик водной толщи выявлены разные типы подводных метановых источников. Рассмотрены особенности миграции ртути в зонах биогеохимических барьеров, возникающих в водной толще восточного шельфа Сахалина. Впервые изучены; качественные и і количественные характеристики; высокопродуктивных: экстремальных фитоцевозов, формирующихся: над аномально ртутоносными метановыми источниками.
Установлены диапазоны концентраций и характерные особенности накопления ртути в. тканях органов разных видов двустворчатых моллюсков из фоновых и импактных районов.. Выявлены морфологические, гистологические и биохимические отклики тканей и органов у моллюсков из зон ртутных аномалий, обусловленные высоким содержанием в них ртути. На: основании этого сделан вывод об угнетении популяций некоторых видов моллюсков.
7 На защиту вынесены следующие положения:
1. В районах современного вулканизма, молодой складчатости и палеогидротермальной активности ДВ морей формирование природных ртутных аномалий обусловлено физико- химическими свойствами ртути и спецификой ее эндогенных очагов, контролируемых региональной геодинамикой.
2. В водах нефтегазоносных морских районов в периоды региональной ^ сейсмотектонической активизации формируются совместно аномалии ртутил метана.^
3. На примере приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis показано угнетение популяций моллюсков в эпицентрах природных ртутных аномалий.
Полученные данные о фоновых и аномально высоких концентрациях ртути в компонентах морской среды являются основой для глобального и регионального мониторинга ртути в ДВ морях. Это позволит контролировать изменения глобального v уровня ртути в гидросфере, а также регионального - в социально значимых акваториях с природными ртутными аномалиями: районах рыболовства, аквакультуры, рекреационно-медицинского назначения, добычи нефти и газа.
Сведения об уровнях содержания в морской воде метана и ртути, а также о формах нахождения последней, дают информацию о реальных масштабах и межгодовой динамике современной региональной сейсмотектонической активности. Они могут использоваться для контроля над сейсмичностью региона и поиска проницаемых зон глубинных разломов, ^ а также нефтегазовых и газогидратных месторождений. С их помощькг можно будет вычленить антропогенную составляющую ртутного загрязнения морских водоемов.
Изучение физико-химических и биохимических процессов в выявленных нами зонах V биогеохимических барьеров водной толщи восточного шельфа Сахалина позволит лучше понять процессы самоочищения морских водоемов от ртути. Выявление природных ртутных аномалий в прибрежных морских акваториях служит основанием для снижения в них антропогенной нагрузки, приводящей к значительному рассеянию, повышению содержания и метилированию ртути в водной среде.: Использование ~ материалов этой v работы, а также экологических последствий, обусловленных, воздействием повышенного количества эндогенной ртути, может быть полезным при выработке рекомендаций: по \У рациональному использованию морских водоемах с природными ртутными аномалиями.
Значительная часть фактического материала получена автором в период работы (1983-1997 гг.) в Лаборатории прикладной экологии и токсикологии ТИНРО-Центра (заведующий лаборатории к.б.н. В.В.Щеглов). Основная работа над диссертацией выполнена в Лаборатории продукционной биологии ИБМ ДВО РАН в 1997-2003 гг. Автор выражает сердечную благодарность заведующему, д.б.н. В.П Тарасову и сотрудникам Лаборатории продукционной биологии за поддержку на всех этапах работы. Автор признателен директору ИБМ ДВО РАН, академику РАН В Л. Касьянову и профессору, д.б.н. Н.К. Христофоровой за интерес и помощь, проявленные к работе..
Автор искренне благодарит научного руководителя д.г.-м.н. А.И. Обжирова за постоянную помощь и внимание при выполнении работ и обсуждении результатов, чл.-корр.. РАЕН, д.х.н. В.В. Сапожникова, д.х.н. В.Л. Таусона, к.б.н. М.А^ Ващенко, к.б.н. П.М. Жадана, д.б.н. В.П. Челомина, к.б.н.. Н.Н. Бельчеву, к.х.н. Л.Н. Куриленко, к.б.н. М.С. Селину, к.б.н. СП. Захаркова, к.г.н. Ф.С. Кота, д.г.-м.н. Л.А. Изосова, к.г.-м.н. А.В. Можеровского, к.г.-м.н. А.Н. Калягина, к.х.н. ЕЛ. Шумилина, д.г.-м.н. В.В. Аникиева за предоставление научных материалов и научные консультации, к.б.н. Л.Т, Ковековдову за методические консультации, к.г.-м.н. Ю.И. Коновалова за помощь в компьютерной и статистической обработке данных, М.П. Пака, О.Ф. Верещагину, И.Г. Югая, к.б.н. С.А. Соколову и А.И. Старцеву, за предоставление научных материалов и помощь в получении исходных данных, к.б.н. Д.И. Вышкварцева, к.б.н. Г.М» Каменева и к.б.н. Н.И. Григорьеву за интерес, проявленный к работе и научные консультации.
Материалы исследования
Материалами для данной работы послужили: пробы воды, донных осадков и гидробионтов, которые были отобраны на акваториях ДВ морей в 1983-2001 гг. Основное количество проб осадков и гидробионтов было проанализировано для Японского моря, а морской воды - для Охотского. Биогеохимические условия придонном слое воды и осадках отражали ткани двустворчатых моллюсков из Японского моря, а в пелагиали - планктонных организмов из Охотского и Берингова морей. Фактический материал по Беринговому морю значительно уступает по объему и временному периоду таковым по Японскому и Охотскому морям, поэтому он рассматривается в большей мере как оценочный.
В Японском море отбор проб проводился,, в основном,.в ходе мониторинговых исследований; лаборатории прикладной экологии и токсикологии ТИНРО-Центра (зав. лабораторией к.б.н. В.В.Щеглов). При этом наиболее подробные исследования ртути были проведены в пределах зал. Петра Великого в заливах: Амурском, Уссурийском, Славянском и Посьета. В остальных районах отбор проб осуществлялся эпизодически. \j Материалы по Беринговому морю были получены в 24-м рейсе на НИС "Академик Ал. Несмеянов" (июнь-август 1993 г.) под руководством чл.-корр. РАЕН В.В. Саложникова. Исследованиями были охвачены некоторые прибрежные и глубоководные районы юго-западной части моря, включая Карапшский зал.
Данные по Охотскому морю были получены в 24-м рейсе на НИС "Академик Ал. Несмеянов", а также в 25-м (октябрь-ноябрь 1998 г.) и 28-м (июнь 2000 г.) рейсах на НИС "Профессор Гагаринский", выполненных по российско-германской программе КОМЕХ под руководством д.г-м.н. А.И. Обжирова. В Охотском море были исследованы Курильский район, участки шельфа и континентального склона восточного Сахалина и западной Камчатки, а также крупные морские заливы: Сахалинский и Терпения. Кроме этого, по Охотскому морю был привлечен довольно объемный материал, полученный из других источников информации и имеющийся в распоряжении автора.
В Японском жоре опробование ртути проводилось в .1983-2001 гг. в основном в прибрежных водах зал. Петра Великого и материкового побережья Японского моря. В пределах данного района отбор проб морской воды, донных осадков и гидробионтов (двустворчатых моллюсков) производился в 57 районах. В их состав входят: 10 заливов (включая заливы второго порядка), 32 бухты, прибрежные воды 6-ти островов, устьевые зоны 7-ми рек. За период исследований в этом районе было проанализировано 1313 проб, включающих 630 особей моллюсков, 463 пробы осадков и 220 проб воды.
В Охотском море в 1993 г. опробование ртути было проведено на 116 станциях: 35 - в Курильском районе, 23 - на шельфе и склоне восточного Сахалина, 21 - на шельфе и склоне западной Камчатки, 20 - Сахалинском зал., 12 - северной части и 8 - северо-восточной части моря. В пробах воды из разных слоев воды: поверхностного (109 проб) и придонного (68 проб), а также поверхностного микрослоя (ПМС, 32 пробы) выполнено 210 определений. На некоторых станциях отобраны пробы осадков (66 проб) и планктона (35 проб).
В Курильском районе, из 35 станция, 23 находились на тихоокеанской стороне Курильских о-вов (до глубины 6100 м), 8 - на охотоморской (до глубины 3350 м) и 4 - в проливах (см. рис. 1.2). Станции были выполнены у островов: Кунашир, Шикотан, Итуруп, Уруп, Симушир и Кетой, в проливах: Екатерины, Фриза, Буссоль и Крузенштерна. Всего в данном районе было отобрано 54 пробы воды, 12 проб донных осадков и 15 проб планктона.
На восточном шельфе и материковом склоне о. Сахалина в 1993 г. 22 станции было вьшолнено в районе заливов Луньского и Чайвинского (от 5121 до 5240 с.ш.), а одна; станция проведена в прибрежной зоне вблизи зал. Пильтун (5340 с.ш.) (см. рис. 1.2). На четырех широтных разрезах были равномерно расположены 16 станций, которые охватывали обширную область шельфа от прибрежной зоны (глубины 25-40 м) до глубоководной части континентального склона (глубины 800-1100 м), включая край шельфа (глубины 80-120 м) и верхнюю часть склона (480-600 м). Вблизи Луньского зал. (глубины дна 25-85 м) было выполнен полигон из 6 станций, на которых было отобрано 34 пробы воды, 13 проб донных осадков и 3 интегральных пробы планктона.
В 1998 г. площадь района исследования на шельфе и материковом склоне восточного Сахалина была значительно расширена в меридиональном направлении (от 4800 до 5426 ст.). Станции располагались на четырех профилях, ориентированных в субширотном направлении, от береговой линии в сторону свала глубин. В северной части шельфа (53-54 с.іп.) выполнены два профиля, в его центральной (51с.ш.) и южной (48с.ш.) частях - по одному профилю. На мелководном шельфе глубина дна в местах расположения станций изменялась от 20 до 70 м, на континентальном склоне — от 700 до 1300 м. В 1998 г., по сравнению с 1993 г., количество точек опробования (22 станции) не увеличилось. Однако на каждой станции значительно возросло количество горизонтов отбора проб воды: 3-4 - на мелководных станциях, 7-8 - на глубоководных. В каждой пробе воды было проведено раздельное определение содержания растворенных и взвешенных форм ртути. Всего было проведено 176 определений ртути из 88 проб воды, отобранных из разных частей шельфа: северной (57 проб), центральной (15 проб) и южной (16 проб).
В 2000 г. на шельфе и склоне восточного Сахалина расположение и количество профилей станций почти не изменилось, за исключением южного профиля, который был смещен в южном направлении (до 47 сш.), В том году была выполнена 21 станция, где было отобрано 140 проб воды с разных горизонтов водной толщи и сделано 280 определений форм ртути. Всего в Охотском море были проанализированы 191 проба донных осадков, 724 пробы морской воды и 35 проб планктона.
В Беринговом море опробование ртути было проведено на 29 станциях (см. рис. 1.3).. Из них в глубоководных районах моря и Камчатского пролива (глубина дна 1025-4400 м) было выполнено 16 станций, на свале глубин в интервале 130-650 м проведено 4 станции (одна из них находилась возле о. Беринга), а в мелководных районах шельфа (глубина дна 20-90) выполнено 8 станций. Кроме того, одна станция проведена в порту Петропавловск-Камчатский. Ряд станций выполнен в Карапгаском зал. и прол. Литке, у п-овов Камчатский (м. Африка) и Озерный, а также у м. Олюторский. Всего было вьшолнено 55 определений ртути в пробах морской воды из разных слоев водной толщи: ПМС -15, поверхностного - 27 и придонного - 13. Пробы донных осадков (5 проб) взяты у побережья Камчатки: 1-у п-ва Кроноцкий, 4 - в Карагинском зал. Из 4 проб планктона две пробы взяты в глубоководной части моря и по одной - у о-вов Карагинский и Беринга.
Восточно-Сахалинская палеовулканическая дуга
В позднемеловое-палеогеновое время восточная часть Сихотэ-Алиня, о. Сахалин и: западная часть Охотского моря входили в состав активной окраины Азиатского континента. Восточно-Сахалинская вулканическая дуга простиралась вдоль восточной части острова ИІ была приурочена; к Охотоморскому структурному шву.. Последний сохранился до настоящего времени, в то время как большая часть вулканических аппаратов папеодуги разрушена (Гранник, 1997). Геологическое строение Сахалина и, прилегающего шельфа характеризуется наличием: двух систем глубинных разломов - диагональной и ортогональной, входящих в единую планетарную сеть, в пределах которой происходят современные сейсмотектонические подвижки (Журавлев и др., 1975; Харахинов и др., 1984). На Сахалине тектоническим движениям нередко сопутствуют мощные землетрясения, активизирующие гидротермальную циркуляцию, обновляющие зоны древних и образующие новые разломы (Кучай, Полунин, 1986; Рождественский, 1997). Поэтому именно к разломам приурочены выходы многочисленных минеральных источников с проявлениями нефти и газа, а также большинство грязевых вулканов (Журавлев и др., 1975; Сапрыгин, 2001).
Глубинные разломы трассируются не только на островной суше, но и в пределах морского шельфа. Вдоль восточного берега острова простирается крупнейший Восточно-Сахалинский разлом, высокая активность которого определяет сейсмотектонический режим всего региона (Журавлев и др., 1975). Зона этого разлома имеет высокую степень проницаемости земной коры и связанную с нею гидротермальную активность, особенно в узлах пересечения с другими разломами. Район наших работ на восточном шельфе Сахалина в геоструктурном плане был приурочен к зоне этого разлома.
РТУТЬ В I морской воде. Изучение содержания ртути в морской воде восточного шельфа Сахалина было проведено нами в 1993, 1998 и 2000 гг. В пределах района были зафиксированы аномально высокие концентрации ртути (Лучшева, Коновалов,_ 1999; Luchsheva, Konovalov, 1999; Luchsheva et аЦ 2000; Лучшева и др., 2002). Максимальная концентрация (1,76 мкг/л), значительно (в 18 раз) превысившая: ПДК ртути для вод рыбохозяйственных водоемов (0,1 мкг/л, Сборник ..., 1991), была зафиксирована в прибрежной зоне вблизи зал. Чайво.
В 1993 г. концентрации ртути широко варьировали: от 0,02 до 1,76 мкг/л. Среднее ее содержание (0,14 мкг/л) значительно (в 23 раза) превышало фоновый уровень для морских вод и заметно (в 1,4 раза) - ПДК. Аномально высокие концентрации ртути в воде были зафиксированы не только в прибрежной зоне, но и на краю шельфа (глубина дна 100-130 м), где ее среднее содержание (0,22 мкг/л) заметно (в 2,2 раза) превышало ПДК. Следует отметить,, что распределение ртути в шельфовых водах характеризовалось большой неоднородностью. Так, наряду с экстремально высокими значениями, здесь часто фиксировались довольно низкие содержания (ниже 0,04 мкг/л), отмеченные почти в 70 % проб воды. Эта концентрация ртути была принята нами в качестве фоновой для данного района в 1993 г. Тогда аномальные концентрации ртути были образованы исключительно ее взвешенной формой и фиксировались преимущественно в придонном слое воды, где их уровень более чем в 50 % проб значительно (в 2,5 раза) превышал ПДК. Приуроченность аномальных концентраций взвешенной ртути к придонному слою могла быть обусловлена дегазацией атомарной ртути из разломных зон. В 1998 г. наиболее высокие концентрации метана, взвешенной и растворенной ртути в водах восточного шельфа Сахалина были отмечены, в основном, в районе свала глубин северной его части (рис. 2.2). Максимальная концентрация ртути в воде этого района (0,26 мкг/л) так же, как и в 1993 г., была зафиксирована в придонном слое. Она была на 94 % представлена взвешенной, предположительно атомарной, формой ртути. Несмотря на то, что атомарная ртуть обладает сравнительно невысокой токсичностью, в зонах её повышенного содержания активизация микробиологической активности может привести к синтезу метилртути и интоксикации гидробионтов (Тинсли, 1982).
Особенности совместных проявлений ртути и нефтяных углеводородов в морской среде
В пределах этой структуры промышленные нефтегазовые месторождения отсутствуют, однако здесь имеются довольно крупные залежи углей, которым сопутствуют УВ и ртутные эманации. Вопросы ртутоносносги нефтяного У В сырья довольно хорошо освещены для отечественных и зарубежных нефтяных и газовых месторождений и большой вклад в это сделан Н-А. Озеровой совместно с Ю.И. Пиковским, Н.Р. Машьяновым и Л.А. Добрянским (Озерова, 1986). Однако сведений об уровнях ртутоносносги углей и особенностях пространственного распределения ртути в породах угольных месторождений представлено в литературе гораздо в меньшей мере (Проскурня, Тарасова, 1999).
Эти вопросы приобретают особую актуальность при изучении морских водоемов, приуроченных к угольным месторождениям. В случае поступления повышенного количества ртути в морскую воду, с такими водоемами может быть связан определенный рост экологической: напряженности. В связи с этим мы попытались оценить уровни содержания и пространственное распределение ртути в воде и донных осадках отдельных участков залива Углового. Этот небольшой и мелководный залив имеет площадь около 10 къ/Г н среднюю глубину 2 м и примыкает к кутовой части Амурского зал. С другой стороны,. этот залив приурочен к центральной части обширной угленосной Раздольненской впадины, в которой бурые угли имеют наиболее высокую - степень углефикации (Физическая география..., 1990). Кроме бурых углей, битуминозные разности осадочных толщ данного залива представлены также углистыми сланцами (Можеровский и др., 1983).
В августе 1997 г. в одном из районов (вблизи ст.. Угольная) восточного побережья этого залива, удаленном от воздействия непосредственного антропогенного пресса, наше внимание привлекло необычно ровное поле площадью около 12000 М\ Центральная часть, этого поля; была: практически лишена, растительности и по виду напоминала, заасфальтированную площадку, усеянную многочисленными следами илоедов. На этом: поле редкие куртины травы были четко ограничены, при этом одни и те же растения, имевшие зеленый цвет в центре куртин, на границах были ярко-красными. Вся поверхность этого поля была покрыта толстой пленкой, которая представляла собой, по-видимому, альгобактериальные маты. Известно, что на поверхности донных осадков водоемов с экстремальными геохимическими условиями среды образуются биогенные пленки за счет развития сообществ микроорганизмов, которые являются своеобразными биофильтрами для газогидротермальных флюидов (Bauld, 1984; Старынин и др., 1989; Тарасов и др., 1991).
В пределах аномального поля илисто-песчаные осадки под этими матами находились в сильно восстановленном состоянии, поэтому имели черный цвет и резкий запах сероводорода. На участках, свободных от матов, сероводородная зона начиналась почти от поверхности земли, так как верхний окисленный слой имел крайне незначительную толщину (1-2 см). Местами под альгобактериальной пленкой наблюдались вздутия, образованные, очевидно, газами, поступающими из осадочной толщи. В этом районе признаки дегазации были широко проявлены вдоль всего восточного побережья залива, а в пределах аномального поля отмечались радужные нефтяные пленки.
Развитие альгобактериальных матов в данном районе могло стимулироваться, очевидно, газами, выделяющимися из угольной залежи и выносимыми пластовыми и гидротермальными водами, обычно циркулирующими вблизи залежей УВ сырья (Крайнов, Швец, 1992; Багдасарова, 1997). Углефикация каменного угля под дном зал. Углового сопровождается, по-видимому, усиленной дегазаций вследствие термической дистилляции легких УВ из угольной залежи (Нефтегазоносные ..., 1971). Дистилляцию УВ вызывает, как известно, повышенный тепловой поток в подстилающих недрах, который стимулирует гидротермальную циркуляцию над УВ залежами (Багдасарова, 1997). Под дном залива тепловой поток, очевидно, значительно повышен, так как вблизи аномального поля нами было обнаружено незамерзающее речное устье. В марте 1998 г. в данном заливе нами были отобраны пробы морской воды из подо льда, для определения состава и уровней содержания газов, а также ртути. Отбор проб производился в придонном слое воды на глубине 0,5-1,0 м вдоль профиля (рис. 3.1), проложенного вдоль восточного берега залива.
Кроме этого были проанализированы, на ртуть донные осадки, взятые вдоль-указанного профиля, а также отложения с аномального поля. По данным газовой съемки, вдоль указанного профиля было выявлено аномально высокое содержание метана (среднее 2100 нл/л), резко (в 30 раз) превышавшее его уровень, равновесный с атмосферой (Алекин, Ляхин, 1984). Во всех пробах были обнаружены также ТУВГ, суммарное содержание (14-126 нл/л) которых (табл. 3.1) значительно (в 7-63 раза) превышало фоновый уровень (Обжиров, 1993). Концентрации метана монотонно убывали (с 2760 до 950 нл/л) вдоль, профиля по направлению от кута залива (ст. 2) к выходу из него (ст. 6). Характерно, что в районе аномального поля (ст. 4) уровень содержания метана в воде (2160 нл/л) не был максимальным, однако суммарное содержание ТУВГ в воде этого района (126 нл/л) значительно (в 2-9 раз) превышало таковые в других точках опробования (табл. 3.1).
