Водолазные гидробиологические съемки прибрежных биоценозов и промысловых гидробионтов в прибрежной зоне Кольского полуострова

СОКОЛОВА С.А., ГОРЮНОВА В.Б., СТОРОЖУК Н.Г., ШИРОКОВ Д.А.

Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии

В связи с проведением широкомасштабных геологических изысканий углеводородов на шельфе Арктического региона России, актуальной задачей является фоновое исследование среды и биологических ресурсов морского шельфа до начала массовых промышленных разработок газонефтяных месторождений.

С этой целью сотрудники лаборатории промышленных беспозвоночных и водорослей ВНИРО в летне-осенний период 2002-2003 гг. проводили водолазные гидробиологические съемки прибрежных биоценозов и промысловых гидробионтов в прибрежной зоне Кольского полуострова (Баренцево и Белое моря). Пробы донных отложений и пробы бентоса (моллюски, иглокожие и макрофиты), отобранные в июле-августе, начале сентября 2003 г. для оценки фонового содержания тяжелых металлов и нефтяных углеводородов анализировали в лаборатории эколого-токсикологических исследований ВНИРО (аттестат аккредитации Госстандарта № РОСС RU.0001.514113).

Суммарное содержание нефтяных углеводородов в пробах донных отложений проводили флуориметрическим методом по ПНДФ 16.1.21.-98. (Экстракция гексаном, очистка методом колоночной хроматографии на колонке, заполненной окисью алюминия, определение на флуориметре Флюорат-02м). Определяли также фракционный состав углеводородов методом Фурье спектроскопии (экстракция четыреххлористым углеродом, очистка экстракта методом колоночной хроматографии на колонке, заполненной окисью алюминия, определение на ИК спектрометре с Фурье преобразователем «Инфралюм ФТ-02»). При исследовании проб гидробионтов,  их гомогенизировали, добавляли сульфат натрия для удаления влаги. Углеводороды из проб экстрагировали четыреххлористым углеродом.

Очистку экстракта проводили методом колоночной хроматографии на стеклянной колонке, заполненной окисью алюминия и селикагелем. Оценивали алифатические и ароматические углеводороды. Всего проанализировано 15 проб донных отложений и 16 проб гидробионтов (3 пробы мидии. 4 - гребешка, 6 - модиолуса. 3 - гонады морского ежа).

Содержание тяжелых металлов в пробах донных отложений и гидробионтах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрофотометре АА-855 (Yanaco. Япония) после кислотной минерализации проб в соответствии с РД 52.10.556-95 «Определение загрязняющих веществ в пробах морских донных отложений и взвеси» и ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые».

Всего проанализировано:

• 16 проб донных отложений;

• 27 проб донных беспозвоночных (двустворчатые моллюски: модиолусы - 6 проб: мидии - 6 проб, гребешки - 9 проб; морские ежи (гонады): Strongylocentrotus - 5 проб, Echinus esculentus - 1 проба:

• 19 проб водорослей (14 проб Fucus vesiculosus. 4 пробы Ascophyllum nodosum и 1 проба Laminaria saccharina).

Нефтяные углеводороды. Как показали результаты исследований - суммарное содержание нефтяных углеводородов в пробах донных отложений в прибрежной зоне Кольского залива варьировало от 3 до 823 мкг/г.

Наиболее низкие концентрации нефтяных углеводородов характерны для проб, отобранных у Семи Островов Баренцева моря и в прибрежье Белого моря (от 3 до 10 мкг/г). Судя по литературным данным (Немировская, 2000: Кольский залив.... 1997; Muir et aL. 1992; Патин, 1997; Охрана природы..., 2001), такие концентрации принято считать фоновыми. Для всех остальных проб донных отложений из Мотовского залива (губа Ура) и Кольского залива характерны высокие концентрации нефтяных углеводородов (49 - 822.5 мкг/г). Особенно высокие значения отмечены в Кольском заливе.

Распределение в донных отложениях суммарных концентраций нефтяных углеводородов и отмеченных фракций (алифатических и ароматических) нефтяных углеводородов совпадает. При этом наблюдается корреляция между содержанием суммы алифатических и суммы ароматических соединений в донных отложениях.

В нефтях и нефтепродуктах, как правило, от 10 до 20 % (а в отдельных случаях и больше) составляют ароматические соединения (они в свою очередь составляют около 10 % от суммарного количества ароматики) (Патин. 1997). Анализ фракционного состава углеводородов в исследованных донных отложениях показал, что доля ароматических соединений (в том числе ПАУ) от общего количества экстрагированных углеводородов составляла в большинстве случаев 1-3 %. Исключение - проба донных отложений из Кольского залива (разрез 20, гл. 20 м), в которой доля ароматических соединений составила 7 % при высоком общем содержании углеводородов. То есть по всем показателям эта проба может считаться в наибольшей степени загрязненной.

наиболее высокие концентрации углеводородов отмечены для гонад морских ежей, то есть для органов, которые содержат большее количество жира

В пробах гидробионтов концентрации алифатических углеводородов изменялись от 2.43 до 15.68 мкг/г. Наиболее высокие концентрации отмечены у гидробионтов в Ура губе, наиболее низкие - в бассейне Белого моря. Концентрации ароматических углеводородов изменялись в пределах 0.94-5.89 мкг/г, причем наиболее высокие концентрации также отмечены в Ура губе. Однако на основании имеющихся данных сложно охарактеризовать степень загрязненности того или иного региона, так как не для всех регионов отобраны пробы гидробионтов одного и того же вида. Степень накопления углеводородов у гидробионтов разных видов различается. Здесь же можно отметить, что наиболее высокие концентрации углеводородов отмечены для гонад морских ежей, то есть для органов, которые содержат большее количество жира.

Картина распределения концентраций углеводородов в донных отложениях и в гидробионтах совпадает в общих чертах. Некоторое несовпадение - результат видовой неоднородности гидробионтов, отобранных для характеристики того или иного региона. В большинстве случаев накопление гидробионтами загрязняющих веществ коррелирует с их содержанием в воде и донных отложениях, что отмечается многими исследователями (Патин, 1997).

Металлы. Содержание металлов (Fe; Mn; Си; Zn; Pb: Ni; Cd) в пробах донных отложений исследованных полигонов отражает природные колебания соответствующих элементов в осадках. В то же время следует отметить, что концентрации таких металлов как медь (10.4-26.8 мкг/г), цинк (35.3-59.4 мкг/г) и свинец (2.31-40.5 мкг/г) в пробах Мотовского залива (губа Ура) и Кольского залива выше по сравнению с аналогичными пробами других полигонов (соответственно: 1.04-9.2; 4.05-18.7; 0.66-1.21 мкг/г). Данные исследований ПИНРО (Проанализировать..., 2000) по тяжелым металлам в донных отложениях прибрежной зоны Баренцева моря характеризуются теми же диапазонами концентраций тяжелых металлов.

В теле гребешков и мидий концентрации металлов значительно ниже, чем в теле модиолусов. Скорее всего, это связано с более длительным сроком жизнедеятельности последних. Диапазон концентраций исследованных металлов в теле донных беспозвоночных в прибрежной зоне Кольского полуострова довольно схож с таковыми в теле мидии Грея и модиолуса из залива Петра Великого (Христофорова, 1989). Концентрации металлов в макрофитах характеризуются тем же диапазоном, который был отмечен СевПИНРО в прибрежной зоне Белого моря (Проанализировать..., 2001).

Таким образом, содержание нефтяных углеводородов и металлов в донных отложениях и гидробионтах прибрежья Кольского полуострова (по данным водолазных съемок) в настоящее время можно оценивать как природное фоновое состояние. Исключение по нефтяным углеводородам составляет Мотовский залив (губа Ура, разрезы 48 и 49) и Кольский залив (в районе базы Мурманрыбвода, разрезы 17, 20, 21), где содержание нефтяных углеводородов превышает природный фоновый уровень.

Литература
Кольский залив: океанография, биология, экосистемы, поллютанты // Апатиты: КНЦРАН. 1997.265 с.
Немировская И.А. Углеводороды в океане // Автореф. Дисс. на соискание уч. степени док. геолого-минер, наук. М. 2000.
Охрана природы, мониторинг и обустройство Сахалинского шельфа // Сахалинское отделение Русского географического общества. Южно-Сахалинск: Сахалинское книжное издательство. 2001. 180 с.
Проанализировать современное эколого-токсикологическое состояние морских акваторий в районах, намечаемых к разработке углеводородного сырья (фоновое состояние) // Отчет о НИР по договору с ВНИРО. 2000. № 65. 40 с.
Проанализировать современное эколого-токсикологическое состояние Белого моря // Отчет о НИР по договору с ВНИРО. 2001. № 33. 45 с.
Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. М.: Изд. ВНИРО. 1997. 349 с.
Христофорова Н.К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжелыми металлами. Л.: Наука. 1989. 192 с.
Muir D.C.G., Wagemann R., Hargrove В.Т. et al. Arctic marine ecosystem contamination// The science of the total Environment. Amsterdam: Elservier science Publishers. 1992. P. 75-134.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"

Еще статьи на тему "углеводородов":

Варангер-Тиманский пояс: строение, развитие, значение для прогноза углеводородов

Создание экологически безопасных морских транспортных систем для вывоза углеводородов с арктического шельфа России

Судовой буксируемый определитель утечек продукта в подводных трубопроводных системах транспортировки углеводородов

Опыт международного экологического права и освоение арктических месторождений углеводородов

Масштабы морских перевозок нефти и других углеводородов в Западной Арктике