Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РГО “Ртутометрические исследования о. Русского залива Петра Великого Японского моря”.
Автор благодарит Аксентова К.И. за предоставления дополнительных проб донных осадков для изучения. Автор признателен К.И. Аксентову, Е.А. Лопатникову за помощь в экспедиционных работах.
Ртуть и ее соединения, которые, как общепризнано, являются одними из наиболее опасных экотоксикантов, их трансформация и миграция в окружающей среде в связи с различными техногенными процессами являются едва ли не центральными в проблеме химии и экогеохимии тяжелых металлов.
Остров Русский расположен в заливе Петра Великого в Японском море, южнее Владивостока (наименьшее расстояние между континентальной частью города и островом равно 800 метрам). От полуострова Муравьёва-Амурского, где расположена основная часть Владивостока, Русский отделён проливом Босфор Восточный. С запада остров омывается водами Амурского залива, а с юга и востока — Уссурийского. На юго-западе проливом Старка отделён от следующего острова архипелага — острова Попова. Территория острова — 97,6 кв. км, длина — около 18 км, ширина — около 13 км. Население — 5 360 жителей.
В работе использованы пробы воздуха, почв и донных осадков, отобранные в экспедициях 2015 годах. Пробы отбирались дночерпателем Ван Вина. В августе 2015 на маломерном судне ТОИ ДВО РАН было отобрано около 35 поверхностных донных осадков с глубин от 8 до 44 метров. Было отобрано около 20 проб поверхностных почв о. Русского. Было пройдено автомобильной съемкой на скорости 20-40 км/ч около 550 км по грунтовым дорогам о. Русского. Опробованы основные горные породы острова (рис 1.).
Для определения ртути в почвах и поверхностных донных осадках использовался отечественный анализатор ртути РА-915+ с пиролитической приставкой ПИРО-915. Для определения Hg воздухе был использован РА915М+. На этом приборе можно с высокой селективность определять ртуть в различных объектах природной среды. Его приставка ПИРО-915 позволила определять содержание ртути в твердой фазе, методом пиролиза. Нижний предел обнаружения — 0,5 нг/г. Стандартными образцами на ртуть служили ГСО 7183-95, СПДС-1,2,3. Внешний контроль ежегодно выполняется в лаборатории фирмы-производителя (ООО Люмэкс, г. Санкт-Петербург). Статистические параметры распределения были определены с помощью программы GeoStat (версия 7.06).
Типичный уровень содержания химического элемента, в данном случаи Hg, считается среднефоновым содержанием — Cф. Его еще называют фоновым содержанием или фоном. Нами этим показателем принято медианное содержание т. е. Cф=Сме. При его оценке аномальные и ураганные содержания не принимались во внимание.
ПДК (предельно допустимая концентрация) для почв составляет 2100 нг/г [1]. ПДК для воздуха населенных мест — 300 нг/м3 [2]. Для горных пород ПДК не существует и мы используем кларк Hg для осадочных пород по Виноградову А.П. (1962), который составляет 40 нг/г. Для поверхностных донных осадков так же нет ПДК. За фоновые значения для поверхностных донных осадков акватории о. Русского прилегающей части г. Владивостока принято значения медианы для совокупности проб (около 40 проб). Фон равен 35 нг/г.
Почвы о. Русского в основном представлены буроземами. Содержание ртути варьируют от 90 до 147 нг/г. За фоновые для почв содержания приняты значения медианы для совокупности проб (выборка около 20 проб). Фон равен 112 нг/г. Все содержания Hg не превышают ПДК. Нельзя исключать, что аномальные содержания могу быть в местах военных и промышленных объектов, куда доступ закрыт. Ранее такие содержания были обнаружены в районе б. Житкова, где сейчас расположен океанариум ДВФУ [3]. В районе м. Вятлина, где расположена свалка ТБО, которая использовалась при строительства ДВФУ содержания Hg в почвах 1000-1100 нг/г.
При исследовании поверхностных донных осадков мы установили, что содержания ртути в поверхностных донных осадках варьируют от 11 до 369 нг/г. Максимальные ее содержания получены для осадков прилегающей к южной части г. Владивостока, где располагается городской порт и крупные промышленные объекты. Аномально-высокое содержание (2050 нг/г) зафиксировано в районе океанариума ДВФУ (рис. 1). Содержания Hg на этих станциях превышают фоновые в 40-60 раз. В 2008 году в районе океанариума ДВФУ зафиксированы повышенные содержания ртути в поверхностных донных осадках [3]. Так же повышенные содержания в придонной морской воде около (100 нг/л) были определены в 2005-2006 г.г. [4]. Здесь можно говорить о локальном антропогенном источнике на дне Уссурийского залива на глубине около 20-40 м. Повышенные содержания Hg (около 500 нг/г) отмечены в бухтах Новик и Труда о. Русского, где расположена крупная свалка старых судов.
В поверхностных донных осадках Амурского залива содержания варьируют от 10 до 550 нг/г. Максимальные ее содержания получены для осадков в районах выхода неочищенных сточных вод г. Владивостока (р. Вторая речка, р. Первая речка). Содержания Hg в этих местах превышают фоновые в 10-20 раз. Максимальные содержания данного металла нами установлены в радиусе 300-500 м от места сброса сточных вод р. Вторая речка. Сравнение содержаний ртути в донных осадках, опробованных в 1987 г., и проб, отобранных в 2004 г. показало, что содержания ртути в пробах 2004 г. в 1.5 раза ниже, чем в пробах 1987 г. Это связано с уменьшением интенсивности хозяйственной деятельности после 1988 г. В период 1988 — 2000 г.г. сброс сточных вод за счет перепрофилирования и сокращения общего числа предприятий-загрязнителей снизился в 6 раз.
Скорей всего это связано с наличием крупной ТЭЦ г. Владивостока в районе Первой речки, которая использует уголь, мазут и другие нефтепродукты с 1960 годов. Она использует местный уголь, в котором содержание ртути составляет около 700 нг/г. После сжигания Hg попадает в атмосферу, далее в морскую воду и донные осадки Амурского залива. Во Владивостоке преобладают ветра северо-западного направления. Разнос ртути и других тяжелых металлов от ТЭЦ составляет около 5-7 км. Большую роль в поставке ртути в залив играют сточные воды г. Владивостока. В районах сброса (ст. Чайка, р. Вторая речка, р. Первая речка) содержания ртути в морской воде определялись различными авторами. Содержание Hg в морской воде в этих районах 21 нг/л. В водотоках (ст. Чайка, Вторая речка) установлено содержание Hg более 20 нг/л. При среднем содержании для залива около 2 нг/л.
На содержание ртути в донных осадках этого района влияет тип осадка. Повышенные содержания ртути характерны для пелитовой фракции. Здесь преимущественно распространен пссамит алеврита, алеврит псаммитовый. Распределение ртути по типам донных осадков показывает обычное для всех тяжелых металлов увеличение содержаний в самых тонкозернистых осадках.
В районе поселка Экипажный о. Русский были получены повышенные содержания Hg в приповерхностном воздухе около 5 нг/м3. Эти аномалии приурочены к району местной ТЭЦ, которая работает на угле. Содержания в угле небольшие около 50 нг/г. Так же здесь зафиксированы повышенные содержания в воздухе в подвалах 5 этажных жилых домов. Фоновые содержания для острова по результатам ртутометрической съемки составили 1,5-1,7 нг/м3. Превышение надо фоном фиксировались редко в районах свалок ТБО (Твердых бытовых отходов) и в районах местных ТЭЦ. Все эти содержания не превышают ПДК в воздухе и находятся в районе природных содержаний Hg в воздухе данного региона.
Основные горные породы представленные на о. Русском содержать ртуть около 10 нг/г. Обнажения горных пород выходят в районе кампуса ДВФУ и представлены песчаники и гранитами. Граниты в основном крупнозернистые, песчаники среднезернистые. Так же было определение Hg в кирпиче дореволюционных построек острова, где содержания около 5 нг/г.
Рис. 1. Районы работ: 1- Красные линии маршруты ртутометрической съемки (воздух), 2- станции отбора поверхностных донных осадков и содержания Hg (нг/г), 3- пробы почв, 4- пробы горных пород
Литература:
1. ГН 2.1.7.2014-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве.
2. ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»).
3. Калинчук В.В., Мишуков В.Ф., Елисафенко Т.Н., Аксентов К.И. Комплексные химико-экологические исследования прибрежной зоны северо-восточной части о. Русский // Вестник ДВО РАН. № 5. С.96-106.
4. Аксентов К.И. Ртуть в морской воде Амурского залива Японского моря: современные уровни содержания и геохимические процессы // Метеорология и гидрология. 2015. № 9. С. 59–66.
