научная статья по теме ВЛИЯНИЕ РЕКИ РАЗДОЛЬНОЙ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОД АМУРСКОГО ЗАЛИВА (ЯПОНСКОЕ МОРЕ) Геология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ РЕКИ РАЗДОЛЬНОЙ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОД АМУРСКОГО ЗАЛИВА (ЯПОНСКОЕ МОРЕ)»

КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ^^^^^^^^^^^^ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

УДК 551.464:543.319

ВЛИЯНИЕ РЕКИ РАЗДОЛЬНОЙ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОД АМУРСКОГО ЗАЛИВА (ЯПОНСКОЕ МОРЕ)1 © 2011 г. Т. А. Михайлик, П. Я. Тищенко, А. М. Колтунов, П. П. Тищенко, М. Г. Швецова

Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения Российской академии наук

690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43 Поступила в редакцию 04.03.2010 г.

Исследована сезонная изменчивость биогенных веществ (нитратов, нитритов, аммония, фосфатов, силикатов), растворенного кислорода, растворенного органического вещества, хлорофилла, гумуса и взвешенного вещества на восьми станциях р. Раздольной. Из сезонной изменчивости установлены локальные источники загрязнения речных вод биогенными веществами. Рассчитаны годовые и ежедневные потоки биогенных веществ, поставляемых р. Раздольной в Амурский зал. Показано, что наибольший вклад в потоки биогенных веществ оказывает диффузный источник загрязнения — сельскохозяйственные поля в долине реки. Сделано предположение, что обнаруженная авторами обширная гипоксия придонных вод Амурского зал. летом 2007 и 2008 гг. обусловлена, главным образом, паводками на р. Раздольной, создающими благоприятные условия для цветения вод Амурского зал. в летний сезон. Биомасса от умершего фитопланктона, подвергаясь микробиологическому разложению, создает при окислении отмершей биомассы гипоксию придонных вод в заливе.

Ключевые слова: гипоксия, евтрофирование, Амурский залив, река Раздольная.

Реки — связующее звено между сушей и морем. Хозяйственная деятельность человека на суше, главным образом, определяет экологическое состояние рек. От состояния рек зависят интенсивность и направленность биогеохимических процессов в прибрежных и эстуарных акваториях. Как правило, развитие сельского хозяйства, урбанизация населения, лесные пожары и уменьшение растительного покрова суши приводят к евтрофированию речных вод и приемных бассейнов (эстуариев). Небольшое евтрофирование прибрежных акваторий приводит к росту первичной продукции и, соответственно, рыбных запасов. Такая направленность биогеохимических процессов приветствовалась в 1970-х гг. [25]. Однако те же процессы (евтрофирование и рост первичной продукции), но более интенсивные, могут приводить к гипоксии и аноксии прибрежных акваторий. К сожалению, для последних двух десятилетий характерна именно такая тенденция в изменениях экосистем прибрежных акваторий Мирового океана [26].

Амурский зал. (Японское море), на берегу которого стоит г. Владивосток, не избежал общей печальной участи прибрежных бассейнов — его придонные воды в летний сезон испытывают острый дефицит кислорода. В августе 2007 г. была установлена гипоксия придонных вод для обширной акватории Амурского зал. [17]. Концентрация кислоро-

1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 08-05-00696-а).

да в придонных водах в некоторых местах была <5 мкмоль/кг (1.5% насыщения кислородом воздуха). Было высказано предположение, что причина гипоксии придонных вод обусловлена сочетанием нескольких факторов: евтрофированем Амурского зал. речными водами и бытовыми стоками городов Уссурийска и Владивостока, обеспечивающим высокую продукцию фитопланктона, повышением мутности за счет терригенного стока, ослабляющим солнечную радиацию в толще вод, и слабым вертикальным и горизонтальным перемешиванием вод в летний период. Также было высказано предположение относительно того, что наиболее важную роль в евтрофировании вод Амурского зал. играет р. Раздольная, которая впадает в северную часть залива.

В настоящее время в литературе имеются весьма скудные и противоречивые сведения о концентрациях биогенных веществ (БВ) р. Раздольной [1, 19, 20], несмотря на то, что Приморское Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ПУГМС) осуществляет систематические измерения гидрохимических параметров реки. Опубликованные в литературе данные получены по измерениям, главным образом, конца XX в., а катастрофические изменения экосистемы Амурского зал. происходят в настоящее время. Эти изменения побудили авторов статьи к исследованию гидрохимических параметров р. Раздольной. Ниже приводятся результаты гидрохимических исследований и обсуждается влияние р. Раздольной на экосистему Амурского зал.

Рис. 1. Карта-схема станций отбора проб воды на гидрохимические параметры.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Р. Раздольная (Суйфун) начинается на территории Китая (северная Маньчжурия) рекой Та-деэза-хе, истоки которой берут начало с нагорья Тио-бо-шань на 43°25' с.ш. и 130°24' в.д. и впадает в р. Та-Суйфун. После слияния этих двух рек Суйфун (без Та) течет в северо-восточном направлении, приняв приток Ларгоу слева, река изменяет направление течения на юго-восточное и входит в пределы РФ вблизи с. Полтавка [3]. Карта-схема реки показана на рис. 1. Здесь же отмечены места расположения станций съемки, выполненной с февраля по октябрь 2008 г. Площадь водосбора р. Раздольной на территории России составляет 7300 км2, протяженность на этом участке равна 192 км. При среднемно-голетнем расходе реки, равном 72 м3/с, соответствующий среднегодовой объем водного стока будет составлять 2.27 км3 [3]. Однако из-за муссонного

климата расход реки существенно зависит от сезона. Как правило, максимальный расход наблюдается летом (рис. 2а).

Пробы воды отбирались с помощью 5-л батометра Нискина. В пробах определялись концентрации 02, главных БВ (силикаты, фосфаты, нитриты, нитраты и аммоний), гумусового вещества (ГВ), Хл "а", содержание взвешенного вещества и растворенного органического углерода (РОВ), а также общей щелочности. Образцы воды в тот же день доставлялись в лабораторию, где проводились измерения ее параметров. Ниже кратко даны методики измерений этих параметров.

Растворенный кислород. Растворенный кислород определяли модифицированным методом Винкле-ра [22]. Точка эквивалентности в используемом приборе определяется из результатов непрерывного фотоколориметрирования во время титрования при

О

800 700 600 500 400 300 200 100

0

1

■2

(а)

L^l

(б)

Jp = 1.4969^-05 Q2 + 2.0883^-03 Q

50 100 150 200 250 300 350

Сут

50

100

150 200

Q, м3/с

Рис. 2. Расход воды р. Раздольной в 2008 г. (а) на гидропостах у сел Тереховка 1 и Новогеогиевка 2 (данные о расходе воды р. Раздольной предоставлены ПУГМС); зависимость величины потока фосфатов от расхода р. Раздольной в 2008 г. (б).

0

длине волны 350-365 нМ с последующей обработкой на ПК. Таким образом, проба титровалась без вмешательства человека, что повышало воспроизводимость измерений и устраняло субъективный фактор. Авторами была использована аппаратура Скриппсовского института океанографии (США), которая включала в себя микробюретки Brink-man/Dosimate-665, фотоколориметр и ПК. В бюретках использовались шприцы на 1 мл для титрования O2 и на 10 мл — для калибровки тиосульфата. Управление бюреткой для титрования, снятие показаний с фотоколориметра и бюретки происходило с помощью компьютера через многоканальную карту I/O (PCL-812) и считывающего терминала. Точность метода составляла ±0.005 мл/л [22].

Фосфаты. Сумму фосфатов, которую обозначали PO4 , измеряли по методу Морфи—Райли в модификации Сугавары, в котором используется реакция образования фосфорномолибденового комплекса с последующим его восстановлением до окрашенного в голубой цвет соединения [9]. В пробу воды объемом 20 мл добавляли 1.6 мл смешанного раствора (100 мл 0.3%-ного раствора молибдата аммония, 250 мл 5 N серной кислоты и 50 мл 0.136%-ного раствора сурьмяновиннокислого калия). Пробу хорошо перемешивали, после чего добавляли 0.5 мл 4.2%-ной аскорбиновой кислоты и вновь перемешивали. Окрашенный раствор фото-метрировали через 20 мин на фотоколориметре КФК-3 при длине волны 870 нм в кювете длиной 50 мм. Расчет концентрации фосфатов C проводили по уравнению С = 10.4D, где D — оптическая плотность окрашенной пробы морской воды при 870 нм. Ошибка данного метода составляет от 2 до 6% в зависимости от концентрации фосфатов в пробе [9].

Силикаты. Сумму силикатов, которую обознача-

2 _

ли SiO3 , измеряли фотоколориметрическим методом. Этот метод основан на способности кремневой кислоты при взаимодействии с молибденовокис-лым аммонием образовывать комплексное соединение, окрашенное в желтый цвет, которое в даль-

нейшем под воздействием восстановителей может быть переведено в восстановленный комплекс голубого цвета. В обоих случаях интенсивность окрашивания пропорциональна концентрации силикатов в воде [9]. В отобранные в полиэтиленовую посуду пробы объемом 20 мл добавляли 0.5 мл смешанного молибденовокислого раствора (100 мл 7.2 N серной кислоты, 100 мл 0.16 N гептамолибдата аммония) и перемешивали. Через 5—8 мин добавляли 0.5 мл 0.7 N щавелевой кислоты и вновь перемешивали. Получали окрашенный в желтый цвет раствор. Для окрашивания в синий цвет дополнительно добавляли 0.5 мл 0.1 N аскорбиновой кислоты. Фотометрировали через 60 мин при длине волны 870 нм на КФК-3. Ошибка данного метода составляет от 2 до 6% в зависимости от концентрации кремния в растворе [9].

Нитриты. Нитриты измеряли методом Грисса в модификации Бендшнайдера—Робинсона (раскрашивающие реактивы — сульфаниламид и нафтил-этилендиамин) [13]. Измерения выполнялись на электрофотоколориметре КФК-2МП при длине волны 540 нм относительно дистиллированной воды в кювете длиной 20 мм. Чувствительность метода составляет ±0.01 мкмоль/л.

Нитраты также измеряли методом Грисса в модификации Бендшнайдера—Робинсона (раскрашивающие реактивы — сульфаниламид и нафтилэти-лендиамин) [13]. Для восстановления нитратов использовалась батарея из четырех медно-кадмиевых редукторов. Стабильность работы редукторов контролировалась ежедневно при пропускании градуи-

ровочного раствора ([N0-] = 20 мкМ/л). Калибровка определения нитратов выполнялась в начале и в конце экспедиции. Расчет концентраций нитратов выполнялся по уравнениям второго порядка. Измерения проводились на электрофотоколориметре КФК-2МП при длине волны 540 нм относительно дистиллированной воды (кювета 5 мм). Чувствительность метода с

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком