Водные ресурсы, 2022, T. 49, № 3, стр. 298-304
Приоритетные токсиканты в элементах экосистемы Нижнего Дона
Л. Ф. Павленко a, И. В. Кораблина a, Т. О. Барабашин a, *, В. С. Экилик a
a Азово-Черноморский филиал ВНИРО (АзНИИРХ)
344002 Ростов-на-Дону, Россия
* E-mail: barabashin_t_o@azniirkh.ru
Поступила в редакцию 06.03.2020
После доработки 24.11.2021
Принята к публикации 21.12.2021
- EDN: EFJPSA
- DOI: 10.31857/S0321059622030117
Аннотация
Обсуждены основные источники поступления загрязняющих веществ в экосистему р. Дон в нижнем его течении. К наиболее значимым источникам относятся судоходство, строительство новых причалов, дноуглубительные работы, перевалка грузов. В связи с возрождением экономики интенсивность антропогенной нагрузки с каждым годом возрастает, что негативно сказывается на экосистеме. Приведены данные за последние 5 лет наблюдений за степенью загрязнения воды и донных отложений нефтепродуктами, стойкими хлорорганическими пестицидами, конгенерами полихлорбифенилов, тяжелыми металлами (ртуть, свинуц, кадмий, медь, железо, цинк, хром, никель и марганeц) и мышьяком. Показана устойчивая динамика накопления ряда загрязняющих веществ в донных отложениях. Отмечено накопление некоторых опасных токсикантов в органах промысловых донских рыб. Проведена оценка загрязнения воды и донных отложений в соответствии с российскими и региональными нормативами и накопления токсикантов в промысловых рыбах в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза.
ВВЕДЕНИЕ
К основным источникам поступления загрязняющих веществ в экосистему Нижнего Дона относятся сбросы неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в районе городов Ростов-на-Дону, Каменск, Красный Сулин, Сальск, Волгодонск, Шахты, Новочеркасск и др. [24]. На территории Ростовской области в водные объекты бассейна Нижнего Дона сбрасывается ежегодно ~3.5 км3 сточных вод (примерно третья часть естественного водного стока). Существенное негативное влияние на качество воды в низовье Дона и его притоков оказывают городские сточные воды. Предприятия жилищно-коммунального хозяйства ежегодно сбрасывают >5% неочищенных и ~70% недостаточно очищенных сточных вод. На качество воды р. Дон значительно влияет смыв минеральных удобрений, пестицидов, соединений тяжелых металлов с сельскохозяйственных угодий и животноводческих ферм, сток ливневых, шахтных, дренажных вод [20].
Наиболее существенный источник загрязнения – судоходство, которое с каждым годом становится интенсивнее. По итогам навигации 2019 г. в границах Азово-Донского бассейна объем перевозок грузов составил 9 млн 851 тыс. т грузов [14]. Общее количество судозаходов в границах бассейна составило 6096 единиц флота. В структуре судооборота преобладал сухогрузный флот – 44% общего судопотока, нефтеналивной флот составил 43%. Остальные 13% общего судопотока – пассажирский и буксирный флот. По итогам 2019 г. в номенклатуре грузов в бассейне преобладали мазут (2 млн 738 тыс. т), сера (1 млн 559 тыс. т) и пшеница (1 млн 108 тыс. т). В структуре грузооборота преобладали транзит нефтепродуктов (5 млн 126 тыс. т), транзит и отгрузка на элеваторах р. Дон зерновых и сельскохозяйственной продукции (1 млн 620 тыс. т) и транзит серы (1 млн 559 тыс. т).
Интенсификация перевозок по Нижнему Дону представляет немалую экологическую опасность при широком разнообразии грузов, состоянии плавсредств и ненадежности системы контроля. Кроме того, в ближайшей перспективе планируется расширить порты или построить новые, в том числе в Ростове-на-Дону и Азове. Это означает, что судов в акватории Нижнего Дона станет значительно больше. Возросшая нагрузка чревата коренной перестройкой ложа русла (вынос донных отложений (ДО) из зоны фарватера с последующим отложением в относительно спокойных и удаленных от судоходных трасс местах — на мелководьях, в ериках, где находятся основные нерестилища, что приводит к заилению нерестилищ). С повышением интенсивности судоходства существенно возрастает риск экологических бедствий вследствие аварий на судах, их столкновений, порывов транспортных труб в местах перегрузки и др.
В настоящее время нет нормативных документов, регламентирующих величины компенсационных выплат рыбному хозяйству за негативное воздействие судоходства, поэтому невозможно предъявлять иски судовладельцам по возмещению ущербов. Достаточно хорошо разработана оценка ущерба только для дноуглубления, которое регулярно проводится на различных участках судоходных трасс.
Перечень наиболее опасных и распространенных токсикантов, попадающих в экосистему р. Дон, включает в себя нефтепродукты, хлорорганические соединения (пестициды и полихлорбифенилы), тяжелые металлы. В литературе имеется множество данных, свидетельствующих о различных нарушениях физиологического состояния гидробионтов, о патологических деформациях регенеративной функции, иммунной системы и генетического аппарата гидробионтов под действием тех или иных поллютантов [11, 15, 22].
По масштабам воздействия на количественные показатели состояния промысловой ихтиофауны химическое загрязнение можно сравнивать только с такими мощными факторами, как радикальные нарушения естественного воспроизводства и браконьерство. По влиянию на качественные показатели состояния рыбных запасов химическое загрязнение значительно превосходит все остальные антропогенные факторы. Установление количественных зависимостей между степенью загрязнения среды обитания гидробионтов, объемами поступления в водоемы различных поллютантов и потерями биоресурсов сегодня – одна из наиболее актуальных задач рыбохозяйственной науки.
Исследования накопления токсикантов в органах и тканях водных организмов проводится на основе нескольких федеральных законов, а также Положения “Об осуществлении государственного мониторинга водных биологических ресурсов и применении его данных” [16].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектами исследований были пробы воды, ДО, органы и ткани промысловых рыб, отобранные в весенний, летний и осенний периоды 2015–2016 гг. на 18 станциях и в весенне-летний и осенний периоды 2017–2019 гг. на восьми станциях наблюдений. Пробы воды и ДО отбирались выше, ниже впадения в Дон рек Сал и Маныч и в их устьях, в местах выпуска сточных вод Ростова-на-Дону и Азова, в устье р. Дон, рук. Каланча, гирлах Мокрая Каланча и Большая Кутерьма. Пробы воды отбирались по фарватеру с поверхностного горизонта (глубина 0.5 м) согласно ГОСТ 31 861-2012 [6], донных отложений с верхнего двухсантиметрового слоя – согласно ГОСТ 17.1.5.01-80 [5]. Всего в рассматриваемый период было отобрано и проанализировано по 156 проб воды и ДО.
Один из наиболее загрязненных притоков р. Дон – р. Темерник, протекающая через г. Ростов-на-Дону и на протяжении многих десятков лет использующаяся в качестве общегородской сливной ямы. В настоящее время разработан комплекс мероприятий по очистке, реабилитации р. Темерник и создания проекта линейного парка вдоль всего русла реки (18 км). Для оценки влияния стока р. Темерник зимой, весной, летом и осенью 2018–2019 гг. отбирались пробы воды и ДО непосредственно в устье.
Оценка содержания приоритетных токсикантов в водных биоресурсах Нижнего Дона проводилась в органах (печень, гонады) и тканях (мышцы) рыб, выловленных в различные сезоны 2015–2019 гг. Объектами исследований были судак, окунь, густера, щука, сом, лещ, карась серебряный, сом, голавль, азово-черноморская проходная сельдь. Отбор проб биоресурсов проводился согласно ГОСТ 31 339-2006 [7]. В выборку попали самки и самцы, обладающие близкими внутривидовыми морфометрическими показателями и стадией зрелости гонад.
Методики измерений, используемые для анализа отобранных проб, метрологически аттестованы, включены в Государственный реестр методик количественного химического анализа и оценки состояния объектов окружающей среды, допущенных для государственного экологического контроля и мониторинга, и приведены в [17]. Количество нефтепродуктов в воде и ДО рассчитывали по сумме основных нефтяных компонентов – углеводородов и смолистых веществ. В органах и тканях рыб определяли нефтяные углеводороды. Определение хлорорганических пестицидов (изомеры ГХЦГ – α-, γ-, β-; метаболиты ДДT – ДДЕ, ДДД и их изомеры 2,4'-ДДЕ, 4,4′-ДДЕ, 4,4′-ДДД, 2,4'-ДДД, 2,4'-ДДТ) в воде, ДО и гидробионтах проводили методом газожидкостной хроматографии. Определение конгенеров полихлорбифенилов (28, 29, 44, 47, 49, 52, 87, 98, 99, 101,105, 110, 153, 156, 157, 167, 180 – обозначения по системе ЮПАК) в воде, ДО и гидробионтах проводили с использованием хроматомасс-спектрометрической системы. Анализ проб воды на содержание тяжелых металлов – ртути, свинца, кадмия, меди, железа, цинка, хрома, никеля и марганца, а также мышьяка – в кислоторастворимой и валовой формах проводили методом атомной абсорбции в двух модификациях: с электротермической атомизацией и в “холодном паре”. Для определения валового содержания тяжелых металлов и мышьяка в ДО использовали рентгенфлуоресцентный метод. Оценку содержания ртути и кадмия в ДО и свинца, кадмия и мышьяка в органах и тканях рыб проводили методом атомной абсорбции с электротермической атомизацией. Измерения массовой доли ртути в биологических пробах проводили методом атомной абсорбции в “холодном паре”.
Контроль за содержанием токсикантов в воде проводился в соответствии с нормативами качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативами предельно-допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения [18].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Концентрации нефтепродуктов в воде в нижнем течении р. Дон в рассматриваемый период наблюдений (2015–2019 гг.) менялись от <0.02 до 0.14 мг/л. Превышение ПДК нефтепродуктов (0.05 мг/л) в 1.2–2.8 раза в различные годы обнаружено в 19–50% исследованных проб. Согласно классификации РД 52.24.643-2002 [19], загрязнение воды р. Дон в 2015–2017 и 2019 гг. характеризуется как неустойчивое низкого уровня, в 2018 г. – как устойчивое низкого уровня (табл. 1).
Таблица 1.
Характеристика нефтяного загрязнения воды р. Дон в нижнем течении в 2015–2019 гг.
| Год | Концентрация нефтепродуктов, мг/л | Превышение ПДК | Характеристика загрязнения | |
|---|---|---|---|---|
| средняя | диапазоны | |||
| 2015 | 0.05 ± 0.02 | 0.02–0.08 | 19 | Неустойчивое низкого уровня |
| 2016 | 0.05 ± 0.02 | 0.02–0.10 | 22 | То же |
| 2017 | 0.06 ± 0.03 | 0.03–0.15 | 25 | » |
| 2018 | 0.08 ± 0.04 | <0.02–0.14 | 50 | Устойчивое низкого уровня |
| 2019 | 0.05 ± 0.02 | <0.02–0.11 | 19 | Неустойчивое низкого уровня |
Наиболее высокий уровень нефтяного загрязнения р. Дон, превысивший ПДК в 2.8 раза, обнаружен осенью 2018 г. в районе сброса сточных вод г. Ростова-на-Дону. В устье наиболее загрязненного притока р. Дон – р. Темерник концентрации нефтепродуктов в воде в различные сезоны 2018–2019 гг. превышали ПДК в 16.2–58.4 раза. О высоком загрязнении р. Дон в районе устья р. Темерник упомянуто также в работе [12].
В связи с отсутствием утвержденных российских нормативов для оценки загрязненности донных отложений р. Дон использован норматив, разработанный Ассоциацией “ГКО Росрыбхоз”, “Госрыбцентр” и утвержденный в качестве регионального для Ханты-Мансийского автономного округа [10]. Норматив предназначен для применения контролирующими органами и хозяйствующими субъектами при оценке состояния поверхностных водных объектов, при планировании, проектировании и производстве работ, прямо или косвенно влияющих на состояние донных экосистем.
В различные сезоны 2015–2019 гг. концентрации нефтепродуктов в ДО исследуемого участка р. Дон варьировали от <0.015 до 15.7 г/кг сухой массы (табл. 2). Четко прослеживается увеличение среднего уровня загрязнения ДО из года в год. В соответствии с указанным выше нормативом более половины исследованных ДО р. Дон имеет сильный, экстремальный или критический уровень загрязнения: снижение видового разнообразия, замена доминирующих форм (сильное), резкое обеднение донного сообщества и доминирование устойчивых организмов (экстремальное), разрушение структуры сообщества и резкое снижение количественных показателей – до полного отсутствия гидробионтов (критическое).
Таблица 2.
Характеристика нефтяного загрязнения ДО р. Дон в нижнем течении в 2015–2019 гг.
| Годы | Диапазон
и средние концентрации нефтепродуктов, г/кг сухой массы |
Доля проб с разным уровнем загрязнения, % | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| фоновое, <0.02 г/кг |
слабое, 0.021– 0.050 г/кг | умеренное, 0.051– 0.100 г/кг | сильное,
0.101– 0.500 г/кг |
экстремальное, 0.501– 1.000 г/кг | критическое, >1.000 г/кг |
||
| 2015 | $\frac{{0.020{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 5.00}}{{0.96 \pm 0.40}}$ | 8.3 | 14.5 | 6.2 | 27.1 | 12.5 | 31.4 |
| 2016 | $\frac{{0.020{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 4.60}}{{0.98 \pm 0.41}}$ | – | 15.5 | 4.5 | 44.4 | 6.7 | 28.9 |
| 2017 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.015{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 3.50}}{{1.10 \pm 0.46}}$ | 10.0 | – | – | 30.0 | 20.0 | 40.0 |
| 2018 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.015{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 5.85}}{{1.21 \pm 0.51}}$ | 26.7 | 13.3 | – | 20.0 | 13.3 | 26.7 |
| 2019 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.015{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 15.70}}{{1.58 \pm 0.66}}$ | 26.0 | 12.8 | – | 18.8 | 12.5 | 31.2 |
Вне зависимости от периода наблюдений в ДО дельты р. Дон (рукава Мокрая Каланча и Большая Кутерьма), ниже устья р. Темерник и в устье протоки р. Аксай отмечался очень высокий уровень загрязнения нефтепродуктами. Так, в ДО устья р. Темерник обнаруженные концентрации нефтепродуктов в 2018 г. были в диапазоне 0.04–130.3 г/кг [23], в 2019 г. – 28.4–200.3 г/кг сухой массы.
За последние 5 лет наблюдений уровень загрязнения стойкими хлорорганическими пестицидами (ХОП) воды исследуемого участка р. Дон в среднем за год снизился в >3 раза (с 2.2 до 0.6 нг/л), ДО – в 6 раз (с 1.2 до 0.2 мкг/кг) (табл. 3). Превышения ПДК ХОП (10 нг/л) не обнаружено. Из девяти определяемых ХОП в воде и ДО идентифицированы только метаболиты n,n'-ДДЕ и n,n'-ДДД. Препарат ДДТ и изомеры ГХЦГ не обнаружены, что характеризует загрязнение ХОП исследуемого участка р. Дон как остаточное. В ДО содержание стойких ХОП менялось в диапазоне от <0.1 до 5.3 мкг/кг, составив в среднем низкую величину – 0.2 мкг/кг сухой массы.
Таблица 3.
Содержание ХОП в воде и ДО Нижнего Дона в 2015–2019 гг.
| Год | Вода, нг/л | ДО, мкг/кг сухой массы | ||
|---|---|---|---|---|
| среднее | диапазон | среднее | диапазон | |
| 2015 | 2.2 ± 0.3 | <0.1–8.0 | 1.2 ± 0.3 | <0.1–4.6 |
| 2016 | 2.0 ± 0.3 | <0.1–7.5 | 1.0 ± 0.3 | <0.1–5.3 |
| 2017 | 1.1 ± 0.2 | <0.1–4.4 | 1.2 ± 0.3 | <0.1–3.2 |
| 2018 | 0.5 ± 0.1 | <0.1–2.8 | 0.4 ± 0.1 | <0.1–1.5 |
| 2019 | 0.6 ± 0.1 | <0.1–1.4 | 0.2 ± 0.1 | <0.1–1.0 |
Поступление хлорорганических соединений с водами р. Темерник незначительно. По наблюдениям в 2018–2019 гг., в воде в устье реки наиболее высокая концентрация суммы ХОП (0.8 нг/л) была обнаружена весной 2018 г., в ДО (0.3 мкг/кг сухой массы) – зимой 2019 г. [1].
Суммарное содержание контролируемых девятнадцати индивидуальных конгенеров полихлорбифенилов (ПХБ) на большинстве станций наблюдения в воде р. Дон находилось ниже предела определения (<1.0 нг/л). ПХБ обнаружены только в 0.5 км ниже устья р. Маныч в концентрации 9.7 нг/л. В летний период суммарная концентрация обнаруженных конгенеров менялась в диапазоне 1.0–31.6 нг/л. Максимальная концентрация суммы идентифицированных ПХБ, превысившая ПДК в >3 раза, обнаружена летом 2019 г. в 0.5 км ниже устья р. Маныч. В составе ПХБ идентифицированы конгенеры пента- и гексахлорбифенилы (99, 101, 105, 110, 118, 138, 153), из них 4 конгенера (101, 118, 138, 153) входят в перечень индикаторных ПХБ, а 2 конгенера (105, 118) относятся к наиболее опасным диоксиноподобным соединениям [4, 25]. В ДО р. Дон ПХБ не обнаружены.
В течение последних пяти лет наблюдений в воде Нижнего Дона концентрации большинства контролируемых металлов значительно не менялись. Отмечены некоторые увеличения содержания хрома в концентрациях ≤ПДК, а также снижение концентраций свинца и ртути (табл. 4). Только в устье р. Темерник в различные сезоны 2015–2019 гг. концентрации меди превышали ПДК в 2.8–6.4 раза, марганца – в 1.9–4.5 раза.
Таблица 4.
Диапазон (в числителе) и средние (в знаменателе, с погрешностью) концентрации тяжелых металлов в воде Нижнего Дона в 2015–2019 гг., мкг/л
| Элемент | Годы | ПДКрх | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | ||
| Железо | $\frac{{8.4{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 102}}{{37 \pm 3.7}}$ | $\frac{{9.9{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 53}}{{26 \pm 2.6}}$ | $\frac{{10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 47}}{{27 \pm 2.7}}$ | $\frac{{20{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 102}}{{44 \pm 4.4}}$ | $\frac{{7.3{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 67}}{{25 \pm 2.5}}$ | 100 |
| Марганец | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 26}}{{9.4 \pm 1.3}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 12}}{{4.1 \pm 0.7}}$ | $\frac{{3.3{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 10}}{{6.9 \pm 1.0}}$ | $\frac{{2.1{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 31}}{{9.8 \pm 1.4}}$ | $\frac{{1.1{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 26}}{{6.2 \pm 0.9}}$ | 10 |
| Цинк | $\frac{{ < {\kern 1pt} 2.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 22}}{{4.4 \pm 1.7}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 2.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 11}}{{5.3 \pm 1.9}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 2.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 5.4}}{{2.9 \pm 1.5}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 2.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 5.4}}{{2.1 \pm 1.4}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 2.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 8.0}}{{3.3 \pm 1.6}}$ | 10 |
| Хром | <1.0 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 4.4}}{{1.6 \pm 0.8}}$ | <1.0 | <1.0 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 12}}{{2.5 \pm 1.0}}$ | 20 |
| Медь | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 2.4}}{{1.2 \pm 0.1}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 3.3}}{{1.2 \pm 0.1}}$ | <1.0 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 2.8}}{{1.2 \pm 0.1}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 3.7}}{{1.3 \pm 0.1}}$ | 1 |
| Свинец | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.40{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.89}}{{0.43 \pm 0.13}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.40{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 18}}{{5.90 \pm 0.90}}$ | <0.40 | <0.40 | <0.40 | 6 |
| Кадмий | <0.10 | <0.10 | <0.10 | <0.10 | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.12}}{{0.10 \pm 0.06}}$ | 5 |
| Ртуть | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.01{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.04}}{{0.01 \pm 0.004}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.01{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.03}}{{0.01 \pm 0.004}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.01{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.01}}{{0.01 \pm 0.004}}$ | <0.01 | <0.01 | 0.01 |
Основной источник поступления меди в экосистему Нижнего Дона – смывы с сельскохозяйственных полей [2, 3]. Увеличение содержания марганца в воде связано с его поступлением в придонную воду из ДО, и при взмучивании осадков и ветровом перемешивании марганец выносится в верхние слои. Марганец накапливается сине-зелеными водорослями в период их активного размножения. Значительное количество марганца поступает в процессе разложения водорослей, особенно сине-зеленых и диатомовых [8, 9].
В весенние месяцы 2015–2019 гг. наиболее высокие концентрации меди, цинка и свинца фиксируются в ДО в 0.5 км ниже устья р. Темерник, кадмия и железа – в рук. Мокрая Каланча, хрома – в 0.5 км ниже выпуска канализации г. Ростова-на-Дону, ртути – в 0.5 км ниже устья р. Сал. Наиболее высокие концентрации никеля и мышьяка наблюдаются, как правило, в летний период в ДО рук. Мокрая Каланча, марганца – в 0.5 км ниже устья р. Маныч. В среднем за последние 5 лет наблюдений в ДО Нижнего Дона прослеживается тенденция к снижению содержания железа, цинка, хрома, свинца и никеля (в среднем в 1.2–2.0 раза). Содержание остальных контролируемых элементов сохраняется примерно на одном уровне. В динамике наблюдается снижение содержания в ДО цинка, свинца и никеля (табл. 5). В ДО в устье р. Темерник содержание меди, хрома, свинца и цинка в среднем выше, чем в р. Дон, в 1.7–5.0 раз [23].
Таблица 5.
Диапазон (в числителе) и средние (в знаменателе, с погрешностью) концентрации тяжелых металлов и мышьяка в ДО Нижнего Дона (мг/кг сухой массы) в 2015–2019 гг.
| Элемент | Годы | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | |
| Железо | $\frac{{2914{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 39{\kern 1pt} 244}}{{20{\kern 1pt} 296 \pm 1420}}$ | $\frac{{2537{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 37{\kern 1pt} 877}}{{19{\kern 1pt} 799 \pm 1390}}$ | $\frac{{2961{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 28{\kern 1pt} 730}}{{18{\kern 1pt} 870 \pm 1320}}$ | $\frac{{1672{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 42{\kern 1pt} 757}}{{15{\kern 1pt} 772 \pm 1100}}$ | $\frac{{1141{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 33{\kern 1pt} 478}}{{16{\kern 1pt} 176 \pm 1130}}$ |
| Марганец | $\frac{{ < {\kern 1pt} 50{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 1286}}{{550 \pm 28}}$ | $\frac{{61{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 1588}}{{493 \pm 25}}$ | $\frac{{75{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 1595}}{{571 \pm 29}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 50{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 564}}{{542 \pm 27}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 50{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 1176}}{{517 \pm 26}}$ |
| Цинк | $\frac{{10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 205}}{{82 \pm 1.6}}$ | $\frac{{11{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 206}}{{71 \pm 1.4}}$ | $\frac{{19{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 177}}{{71 \pm 1.4}}$ | $\frac{{9.8{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 219}}{{62 \pm 1.2}}$ | $\frac{{3.8{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 134}}{{63 \pm 1.3}}$ |
| Хром | $\frac{{79{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 245}}{{147 \pm 7.4}}$ | $\frac{{46{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 468}}{{183 \pm 9.2}}$ | $\frac{{48{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 316}}{{173 \pm 8.7}}$ | $\frac{{80{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 305}}{{195 \pm 9.8}}$ | $\frac{{6.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 228}}{{88 \pm 4.4}}$ |
| Медь | $\frac{{12{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 116}}{{35 \pm 2.1}}$ | $\frac{{15{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 69}}{{28 \pm 1.7}}$ | $\frac{{15{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 112}}{{38 \pm 2.3}}$ | $\frac{{12{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 43}}{{30 \pm 1.8}}$ | $\frac{{12{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 37}}{{31 \pm 1.9}}$ |
| Свинец | $\frac{{1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 194}}{{25 \pm 1.0}}$ | $\frac{{1.8{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 140}}{{18 \pm 0.7}}$ | $\frac{{2.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 212}}{{43 \pm 1.7}}$ | $\frac{{3.8{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 111}}{{16 \pm 0.6}}$ | $\frac{{1.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 32}}{{16 \pm 0.6}}$ |
| Кадмий | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.05{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 1.00}}{{0.20 \pm 0.06}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.05{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.75}}{{0.14 \pm 0.04}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.05{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.27}}{{0.07 \pm 0.02}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.05{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.22}}{{0.08 \pm 0.02}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.05{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.30}}{{0.11 \pm 0.03}}$ |
| Ртуть | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.20}}{{0.11 \pm 0.02}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.19}}{{0.11 \pm 0.02}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.14}}{{0.11 \pm 0.02}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.18}}{{0.12 \pm 0.02}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 0.10{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 0.19}}{{0.13 \pm 0.02}}$ |
| Мышьяк | $\frac{{0.90{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 35}}{{6.9 \pm 0.4}}$ | $\frac{{1.2{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 25}}{{5.7 \pm 0.3}}$ | $\frac{{1.3{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 30}}{{6.1 \pm 0.4}}$ | $\frac{{0.70{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 25}}{{5.3 \pm 0.3}}$ | $\frac{{0.60{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 9.2}}{{6.4 \pm 0.4}}$ |
| Никель | $\frac{{28{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 62}}{{43 \pm 1.7}}$ | $\frac{{24{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 57}}{{42 \pm 1.7}}$ | $\frac{{25{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 51}}{{35 \pm 1.4}}$ | $\frac{{25{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 45}}{{34 \pm 1.4}}$ | $\frac{{ < {\kern 1pt} 8.0{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 50}}{{20 \pm 0.8}}$ |
В связи с отсутствием утвержденных российских нормативов для оценки загрязненности ДО тяжелыми металлами использовался региональный норматив “Нормы и критерии оценки загрязненности ДО в водных объектах Санкт-Петербурга” [13].
В соответствии с использованным нормативом, загрязнение ДО Нижнего Дона контролируемыми тяжелыми металлами в опасной и сильной степени (III и IV класс) не выявлено. Содержание никеля в среднем соответствует умеренной и слабой степени (I–II класс), хрома – слабой степени загрязненности (I). Концентрации кадмия, ртути, меди, свинца, мышьяка и цинка соответствуют классу 0, т. е. ДО классифицируются как чистые (табл. 6).
Таблица 6.
Классификация уровней загрязнения ДО по концентрациям загрязняющих веществ, мг/кг сухого веса
| Элемент | Целевой уровень | Предельный уровень | Проверочный уровень | Уровень, требующий вмешательства |
Усредненная концентрация в ДО р. Дон | Класс загрязненности ДО р. Дон |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Кадмий | 0.8 | 2 | 7.5 | 12 | 0.13 ± 0.03 | 0 |
| Ртуть | 0.3 | 0.5 | 1.6 | 10 | 0.12 ± 0.02 | 011111 |
| Медь | 3.5 | 35 | 90 | 190 | 32 ± 2 | 0 |
| Никель | 35 | 35 | 45 | 210 | 35 ± 1 | I–II |
| Свинец | 85 | 530 | 530 | 530 | 24 ± 1 | 0 |
| Цинк | 140 | 480 | 720 | 720 | 70 ± 1 | 0 |
| Хром | 100 | 380 | 380 | 380 | 157 ± 8 | I |
| Мышьяк | 29 | 55 | 55 | 55 | 6.1 ± 0.4 | 0 |
В период с 2015 по 2019 г. в органах и тканях обследованных видов рыб, выловленных в нижнем течении р. Дон, содержание нефтяных углеводородов находилось на уровне предела определения (3 мг/кг сырой массы) или ниже. Допустимый уровень содержания нефтяных углеводородов в органах и тканях рыб не установлен действующими в настоящее время нормативами.
В органах и тканях большинства проанализированных видов рыб из девяти определяемых ХОП обнаружены метаболиты ДДТ n,n'-ДДД и n,n'-ДДЕ, суммарные концентрации которых находились в диапазоне 8.7–42.9 мкг/кг сырой массы. Препараты группы ГХЦГ и собственно ДДТ в водных биоресурсах Нижнего Дона не обнаружены. ПХБ (конгенеры 98 и 101) обнаружены в незначительных концентрациях (<2 мкг/кг сырой массы) в печени судака, выловленного в летние периоды 2016 и 2018 гг., и азово-черноморской сельди, выловленной в весенние периоды 2015 и 2018 гг. Превышение минимально допустимого уровня ХОП и ПХБ в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза в мышцах и печени проанализированных рыб не зафиксировано [21].
В мышцах большинства проанализированных рыб содержание свинца менялось в узких пределах – от <0.05 до 0.07 мг/кг, кадмия – от <0.005 до 0.009, ртути – от <0.005 до 0.032, мышьяка – от <0.50 до 0.50 мг/кг срой массы. В печени и гонадах содержания контролируемых металлов были примерно на тех же уровнях, что и в мышцах.
Исключение составили несколько проб с высоким содержанием элементов: кадмия (0.160 мг/кг) – в печени карася серебряного, выловленного в летний период 2015 г.; свинца (0.52 мг/кг) – в гонадах леща, выловленного в весенний период 2017 г.; ртути (0.054 мг/кг) – в мышцах окуня, выловленного летом 2016 г.; мышьяка (0.68 мг/кг) – в гонадах леща, выловленного летом 2015 г. Все обнаруженные концентрации металлов были ниже допустимого уровня [21].
ВЫВОДЫ
Наиболее значимые источники загрязняющих веществ, поступающих в экосистему Нижнего Дона – судоходство, строительство новых причалов, дноуглубительные работы, перевалка грузов. Существенное количество загрязняющих веществ поступает со стоком р. Темерник.
По результатам многолетних наблюдений, наиболее загрязненные участки р. Дон в нижнем течении следующие: устье протоки Аксай, ниже устья р. Темерник, ниже рук. Каланча, гирла Мокрая Каланча и Большая Кутерьма.
Превышение ПДК в воде Нижнего Дона периодически отмечается для нефтепродуктов, полихлорбифенилов, меди и марганца.
Высокая степень загрязнения нефтепродуктами наблюдается в ДО в дельте р. Дон (рукава Мокрая Каланча и Большая Кутерьма), ниже устья р. Темерник и в устье протоки Аксай вне зависимости от периода наблюдений.
В целом, степень комплексной загрязненности воды и ДО нефтепродуктами и тяжелыми металлами в экосистеме Нижнего Дона повышенный.
Из всех обследованных видов рыб более высокие уровни накопления мышьяка и свинца отмечены в гонадах, кадмия – в печени, ртути – в мышцах. Более высокое содержание свинца наблюдалось у рыб, выловленных весной; кадмия, ртути и мышьяка – у выловленных летом. Содержание нефтяных углеводородов в рыбах вне зависимости от вида рыб и сезона вылова было минимальным. Изомеры и метаболиты ХОП и конгенеры ПХБ, изначально чуждых биоте, в водных биоресурсах Нижнего Дона практически отсутствуют.
Список литературы
Барабашин Т.О., Сиверина Т.В., Короткова Л.И. Хлорорганические соединения в экосистеме р. Темерник (г. Ростов-на-Дону) // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2019. № 2. С. 34–40.
Буфетова. М.В. Оценка поступления и элиминации тяжелых металлов в Таганрогский залив Азовского моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 2. С. 78–85.
Вишневецкий В.Ю., Попружный В.М. Оценка содержания меди в воде и донных отложениях Азовского моря // Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. № 9 (110). С. 117–122.
Горбунова Т.И., Первова М.Г., Забелина О.Н., Салоутин В.И., Чупахин О.Н. Полихлорбифенилы. Проблемы экологии, анализа и химической утилизации. Екатеринбург: КРАСАНД, 2011. 400 с.
ГОСТ 17.1.5.01-80 Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность (с Изменением № 1).
ГОСТ 31 339-2006 “Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Правила приемки и методы отбора проб” (с изменениями и дополнениями). М.: Стандартинформ, 2010.
ГОСТ 31 861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб.
Мартынова М.В. Обмен соединениями Mn между донными отложениями и водой. 1. Поток Mn из воды на дно // Вод. ресурсы. 2013. Т. 40. № 6. С. 593–602.
Мартынова М.В. Формы нахождения марганца, их содержание и трансформация в пресноводных отложениях // Экол. химия. 2012. № 21 (1). С. 38–50.
Михайлова Л.В. Регламентация нефти в донных отложениях (ДО) сибирских водоемов // Фундамент. исслед. 2008. № 2. С. 96–97.
Моисеенко Т.И. Водная экотоксикология: Теоретические и прикладные аспекты. М.: Наука, 2009. 400 с.
Никаноров А.М., Хоружая Т.А., Минина Л.И., Миронова Т.В. Влияние мегаполиса на качество воды большой реки (на примере г. Ростов-на-Дону) // Вестн. ЮНЦ РАН. 2009. Т. 5. № 4. С. 62–70.
Нормы и критерии оценки загрязненности донных отложений в водных объектах Санкт-Петербурга. Региональный норматив. СПб., 1996. 9 с.
Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. М.: ВНИРО, 1997. 349 с.
Постановление Правительства РФ от 24 декабря 2008 г. № 994 “Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных биологических ресурсов и применении его данных” // Справочно-правовая система “Гарант”. [Электронный ресурс]. http://base.garant.ru/ 12164443/#ixzz6dHf9tc1V (дата обращения: 09.11.2020)
Практическое руководство по химическому анализу элементов водных экосистем. Приоритетные токсиканты в воде, донных отложениях, гидробионтах / Под ред. Т.О. Барабашина. Ростов-на-Дону: Мини Тайп, 2018. 436 с.
Приказ Федерального Агентства по рыболовству от 13 декабря 2016 г. № 552 с изменениями 12 октября 2018 г.
РД 52.24.643-2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. 55 с.
Решетняк О.С., Решетняк Н.В., Решетняк В.Н. Состояние экосистемы Нижнего Дона в современных условиях антропогенного воздействия // Азовское море, Керченский пролив и предпроливные зоны в Черном море: проблемы управления прибрежными территориями. DOI: 10.23885/2500-123X-2019-2-4-234-240
Технический регламент Таможенного союза “О безопасности пищевой продукции” (изменения 8 августа 2019 г). ТР ЕАЭС 021/2011.
Ткачева Е. Строительство Багаевского гидроузла не препятсвует судоходству // Информационно-аналитическое агентство “ПортНьюс”. [Электронный ресурс]. http://portnews.ru/comments/2774/ (дата обращения: 24.01.2020).
Фрумин Г.Т., Жаворонкова Е.И. Токсичность и риск воздействия металлов на гидробионтов // Экол. химия. 2003. № 2. С. 93–96.
Экилик В.С. Загрязнение экосистемы реки Темерник приоритетными токсикантами // Дельты рек России: закономерности формирования, биоресурсный потенциал, рациональное хозяйствование и прогнозы развития. Материалы Международ. молодеж. науч. конф. памяти Д.Г. Матишова / Под ред. Г.Г. Матишова. Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2018. 318 с.
Экологический вестник Дона “О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2018 году” / Под ред. М.В. Фишкина. Ростов-на-Дону: Ростоблкомприрода, 2019. 372 с.
International Council for the Exploration of the Sea. Copenhagen: ICES, 2008.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Пн.-пт.: 10.00-19.00