Тяжелые металлы в донных отложениях Северного Каспия в 2012–2021 гг.

Представлены результаты оценки загрязнения донных отложений Северного Каспия тяжелыми металлами на основе данных за период 2012–2021 гг. С помощью общепринятых индексов определены концентрация и уровень загрязнения тяжелыми металлами в рамках производственного экологического мониторинга лицензионного участка недропользования в северной части Каспийского моря. Для каждого из рассматриваемых тяжелых металлов (цинк, медь, свинец, кадмий, никель, железо и марганец) установлен диапазон концентраций и отмечена высокая пространственная и временная изменчивость. Показано, что содержание исследуемых металлов в осадках в среднем не превышает зарубежные нормативы качества донных отложений. При этом осадки Северного Каспия в целом слабо загрязнены тяжелыми металлами, хотя можно выделить районы с их высоким содержанием, в частности, северо-западный район исследуемого участка с повышенным содержанием железа и центральный район с максимальными концентрациями свинца и кадмия. Статистический анализ геохимических параметров выявил ряд закономерностей распределения тяжелых металлов в донных отложениях.

1. Apodaca L.E., Driver N.E., Bails J.B. Occurrence, transport, and fate of trace elements, Blue River basin, Summit County, Colorado: An integrated approach // Environ. Geol. 2000. V. 39, No 8. P. 901–913. https://doi.org/10.1007/s002549900066.

2. Müller G., Furrer R. Heavy metals in the sediments of the Elbe River 1972–1994 // Proc. Int. Conf. on Heavy Metals in the Environment. Wilken R.-D., Förstner U., Knöchel A. (Eds.). Edinburgh: CEP Consult, 1995. V. 2. P. 83–86.

3. Линник П.Н., Осадчая Н.Н., Набиванец Ю.Б., Евтушенко Н.Ю. Оценка физико-химического состояния тяжелых металлов в водах Дуная на различных его участках // Вод. ресурсы. 1993. Т. 20, № 4. С. 449–464.

4. Mооrе J.M. Inorganic Contaminants of Surface Water: Research and Monitoring Priorities. Ser: Springer Series on Environmental Management. New York, NY: Springer, 1991. x, 334 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3004-5.

5. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. Контроль и оценка влияния: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 288 с.

6. Орешкин В.Н., Хаитов И.Г., Рубанов И.В. Кадмий в донных отложениях Аральского моря // Вод. ресурсы. 1993. Т. 20, № 3. С. 376–379.

7. Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода – взвешенное вещество – донные отложения речных экосистем: Аналит. обзор Новосибирск: ГПНТБ СО РАН; ИВЭП СО РАН, 2001. 58 с.

8. Гордеев В.В., Орешкин В.Н. Серебро, кадмий и свинец в водах реки Амазонки, ее притоков и эстуарии // Геохимия. 1990. № 2. С. 244–256.

9. Brook E.J., Moore J.N. Particle-size and chemical control of As, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn in bed sediment from the Clark Fork River, Montana (U.S.A.) // Sci. Total Environ. 1988. V. 76, No 2–3. P. 247–266. https://doi.org/10.1016/0048-9697(88)90111-8.

10. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука, 1991. 243 с.

11. Sutherland R.A. Bed sediment-associated trace metals in an urban stream, Oahu, Hawaii // Environ. Geol. 2000. V. 39, No 6. P. 611–627. https://doi.org/10.1007/s002540050473.

12. Förstner U. Non-linear release of metals from aquatic sediments // Salomons W., Stigliani W.M. (Eds.) Biogeodynamics of Pollutants in Soils and Sediments. Ser.: Environmental Science. Berlin, Heidelberg: Springer, 1995. P. 247–307. https://doi.org/10.1007/978-3-642-79418-6_11.

13. Lakshmanna B., Jayaraju N., Sreenivasulu G., Lakshmi Prasad T., Nagalakshmi K., Pramod Kumar M., Madakka M., Praveena B. Heavy metals distribution in the bottom sediments of Nizampatnam Bay – Lankevanidibba Coast, East Coast of India // J. Trace Elem. Miner. 2023. V. 6. Art. 100092. https://doi.org/10.1016/j.jtemin.2023.100092.

14. Patra A., Das S., Mandal A., Mondal N.S., Kole D., Dutta P., Ghosh A.R. Seasonal variation of physicochemical parameters and heavy metal concentration in water and bottom sediment at harboring areas of Digha coast, West Bengal, India // Reg. Stud. Mar. Sci. 2023. V. 62. Art. 102945. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2023.102945.

15. Bantan R.A., Al-Dubai T.A., Al-Zubieri A.G. Geo-environmental assessment of heavy metals in the bottom sediments of the Southern Corniche of Jeddah, Saudi Arabia // Mar. Pollut. Bull. 2020. V. 161, Pt. A. Art. 111721. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111721.

16. El-Sayed S.A., Moussa E.M.M., El-Sabagh M.E.I. Evaluation of heavy metal content in Qaroun Lake, El-Fayoum, Egypt. Part I: Bottom sediments // J. Radiat. Res. Appl. Sci. 2015. V. 8, No 3. P. 276–285. https://doi.org/10.1016/j.jrras.2015.02.011.

17. Song Y., Ji J., Yang Z., Yuan X., Mao C., Frost R.L., Ayoko G.A. Geochemical behavior assessment and apportionment of heavy metal contaminants in the bottom sediments of lower reach of Changjiang River // CATENA. 2011. V. 85, No 1. P. 73–81. https://doi.org/10.1016/j.catena.2010.12.009.

18. Hou Z., Li J., Cheng H., Sun Y., Li B., Zhang Y., Li H. Temporal variation and pollution status of heavy metals in core sediments from Jiangsu intertidal area, China // Mar. Pollut. Bull. 2024. V. 200. Art. 116111. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116111.

19. Новиков М.А., Жилин А.Ю. Характер распределения тяжелых металлов в донных отложениях Баренцева моря (по результатам статистического анализа) // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2016. № 1(29). С. 78–88.

20. Ergül H.A., Topcuoğlu S., Ölmez E., Kırbaşoğlu Ç. Heavy metals in sinking particles and bottom sediments from the eastern Turkish coast of the Black Sea // Estuarine, Coastal Shelf Sci. 2008. V. 78, No 2. P. 396–402. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2008.01.006.

21. Nguyen Nhu T., Bui Van N., Le D.-A., Huong T.T.T., Nguyen T.-D., Tung D.X., Tran H.-N., Sang P.N., Saiyad Musthafa M., Duong V.-H. Characteristics of heavy metals in surface sediments of the Van Don-Tra Co coast, northeast Vietnam // Reg. Stud. Mar. Sci. 2024. V. 73. Art. 103459. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2024.103459.

22. Загрязняющие вещества в водах Волжско-Каспийского бассейна / отв. ред. В.Ф. Бреховских, Е.В. Островская. Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2017. 406 с.

23. РД 52.10.775-2013. Массовая доля металлов в донных отложениях. Методика измерений методом атомно-абсорбционной спектрометрии. М.: ФГБУ ГОИН, 2014. 30 с.

24. ГОСТ 12536-2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. М.: Госстандартинформ, 2019. 23 с.

25. РД 52.15.880-2019. Руководство по организации и проведению наблюдений, оценке состояния и загрязнения морской среды в районах разведки и разработки морских нефтегазовых месторождений. Астрахань: ФГБУ «КаспМНИЦ», 2019. 62 с.

26. Ершова Т.С., Зайцев В.Ф., Чаплыгин В.А., Шабоянц Н.Г. Эколого-геохимические особенности донных отложений некоторых районов Каспийского моря // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2021. Т. 7 (73), № 2. С. 45–57.

27. Lyulko I., Ambalova T., Vasiljeva T. To integrated water quality assessment in Latvia // MTM (Monitoring Tailor-Made) III: Proc. Int. Workshop on Information for Sustainable Water Management. Nunspeet, 2001. P. 449–452.

28. Müller G. Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River // Geol. J. 1969. V. 2, No 3. P. 108–118.

29. Tomlinson D.L., Wilson J.G., Harris C.R., Jeffrey D.W. Problems in the assessment of heavymetal levels in estuaries and the formation of a pollution index // Helgol. Meeresunters. 1980. V. 33, No 1–4. P. 566–575. https://doi.org/10.1007/BF02414780.

30. Loska K., Cebula J., Pelczar J., Wiechuła D., Kwapuliński J. Use of enrichment, and contamination factors together with geoaccumulation indices to evaluate the content of Cd, Cu, and Ni in the Rybnik water reservoir in Poland // Water, Air, Soil Pollut. 1997. V. 93, No 1. P. 347–365. https://doi.org/10.1007/BF02404766.

31. Barbieri M. The importance of Enrichment Factor (EF) and geoaccumulation index (Igeo) to evaluate the soil contamination // J. Geol. Geophys. 2016. V. 5, No 1. Art. 1000237. http://dx.doi.org/10.4172/2381-8719.1000237.

32. Леонтьев О.К. Физическая география Мирового океана. М.: Издательство Московского государственного университета, 1982. 200 с.

33. Светашева Д.Р., Татарников В.О., Очеретный М.А., Бакун О.И. Полиароматические углеводороды в донных отложениях Каспийского моря // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2023. Т. 165, кн. 2. С. 263–280. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2023.2.

34. Хрусталев Ю.П., Ковалев В.В., Мартыненко Е.Г. Закономерности накопления и распределения тяжелых металлов в водной толще Каспийского моря // Материалы I Всесоюзной конференции по рыбохозяйственной токсикологии. Рига. 1988. С. 175–177.