Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя

Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя

Проанализированы основные группы методов определения нефтяных углеводородов в морской среде (физические, химические, биологические). Выбран оптимальный методический подход изучения содержания нефтяных углеводородов в прибрежной акватории региона Севастополя. Получены новые количественные данные по...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Дата:2011
Автор: Миронов, О.А.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Морський гідрофізичний інститут НАН України 2011
Теми:
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109607
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя / О.А. Миронов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 206-211. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-109607
record_format dspace
spelling Миронов, О.А.
2016-12-03T15:23:22Z
2016-12-03T15:23:22Z
2011
Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя / О.А. Миронов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 206-211. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
1726-9903
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109607
5474.5:628.357.(252.5)
Проанализированы основные группы методов определения нефтяных углеводородов в морской среде (физические, химические, биологические). Выбран оптимальный методический подход изучения содержания нефтяных углеводородов в прибрежной акватории региона Севастополя. Получены новые количественные данные по биопередаче нефтяных углеводородов массовыми представителями прибрежных биоценозов, что позволяет судить о роли морской биоты в пространственном изменении потоков нефтяного загрязнения в прибрежной акватории. Результаты исследований показали, что основной вклад соединений, обнаруженных на ИК спектрах в прибрежной акватории региона Севастополя приходится на углеводороды алифатического ряда.
Проаналізовані основні групи методів визначення нафтових вуглеводнів в морському середовищі (фізичні, хімічні, біологічні). Вибраний оптимальний методичний підхід вивчення вмісту нафтових вуглеводнів в прибережній акваторії регіону Севастополя. Отримані нові кількісні дані по біопередачі нафтових вуглеводнів масовими представниками прибережних біоценозів, що дозволяє судити про роль морської біоти в просторовій зміні потоків нафтового забруднення в прибережній акваторії. Результати досліджень показали, що основний вклад з'єднань, виявлених на IЧ спектрах в прибережній акваторії регіону Севастополя доводиться на вуглеводнів аліфатичного ряду.
The main methods for the determination of petroleum hydrocarbons in the marine environment (physical, chemical, biological) have been analyzed. The optimal methodological approach exploring the contents of petroleum hydrocarbons in the coastal waters of the Sevastopol region has been selected. New quantitative data on the biotransference of petroleum hydrocarbons by the mass representatives of coastal biocenoses has benn obtained. This gives an indication of the role of marine biota in the spatial variation of flow of oil pollution in coastal waters. The results showed that the main contribution of compounds detected in the IR spectra in coastal waters of the Sevastopol region falls on aliphatic hydrocarbons.
ru
Морський гідрофізичний інститут НАН України
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
spellingShingle Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
Миронов, О.А.
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
title_short Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
title_full Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
title_fullStr Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
title_full_unstemmed Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя
title_sort методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. cевастополя
author Миронов, О.А.
author_facet Миронов, О.А.
topic Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
topic_facet Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
publishDate 2011
language Russian
container_title Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
publisher Морський гідрофізичний інститут НАН України
format Article
description Проанализированы основные группы методов определения нефтяных углеводородов в морской среде (физические, химические, биологические). Выбран оптимальный методический подход изучения содержания нефтяных углеводородов в прибрежной акватории региона Севастополя. Получены новые количественные данные по биопередаче нефтяных углеводородов массовыми представителями прибрежных биоценозов, что позволяет судить о роли морской биоты в пространственном изменении потоков нефтяного загрязнения в прибрежной акватории. Результаты исследований показали, что основной вклад соединений, обнаруженных на ИК спектрах в прибрежной акватории региона Севастополя приходится на углеводороды алифатического ряда. Проаналізовані основні групи методів визначення нафтових вуглеводнів в морському середовищі (фізичні, хімічні, біологічні). Вибраний оптимальний методичний підхід вивчення вмісту нафтових вуглеводнів в прибережній акваторії регіону Севастополя. Отримані нові кількісні дані по біопередачі нафтових вуглеводнів масовими представниками прибережних біоценозів, що дозволяє судити про роль морської біоти в просторовій зміні потоків нафтового забруднення в прибережній акваторії. Результати досліджень показали, що основний вклад з'єднань, виявлених на IЧ спектрах в прибережній акваторії регіону Севастополя доводиться на вуглеводнів аліфатичного ряду. The main methods for the determination of petroleum hydrocarbons in the marine environment (physical, chemical, biological) have been analyzed. The optimal methodological approach exploring the contents of petroleum hydrocarbons in the coastal waters of the Sevastopol region has been selected. New quantitative data on the biotransference of petroleum hydrocarbons by the mass representatives of coastal biocenoses has benn obtained. This gives an indication of the role of marine biota in the spatial variation of flow of oil pollution in coastal waters. The results showed that the main contribution of compounds detected in the IR spectra in coastal waters of the Sevastopol region falls on aliphatic hydrocarbons.
issn 1726-9903
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/109607
citation_txt Методы и результаты мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории г. Cевастополя / О.А. Миронов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 206-211. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT mironovoa metodyirezulʹtatymonitoringaneftânogozagrâzneniâvpribrežnoiakvatoriigcevastopolâ
first_indexed 2025-11-25T15:36:29Z
last_indexed 2025-11-25T15:36:29Z
_version_ 1850516960480067584
fulltext 206 УДК 5474 .5 :628 .357 . (252 .5 ) О.А .Миронов Институт биологии южных морей НАН Украины, г.Севастополь МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В ПРИБРЕЖНОЙ АКВАТОРИИ Г.СЕВАСТОПОЛЯ Проанализированы основные группы методов определения нефтяных углеводо- родов в морской среде (физические, химические, биологические). Выбран оптималь- ный методический подход изучения содержания нефтяных углеводородов в при- брежной акватории региона Севастополя. Получены новые количественные данные по биопередаче нефтяных углеводородов массовыми представителями прибрежных биоценозов, что позволяет судить о роли морской биоты в пространственном измене- нии потоков нефтяного загрязнения в прибрежной акватории. Результаты исследований показали, что основной вклад соединений, обнаруженных на ИК спектрах в прибреж- ной акватории региона Севастополя приходится на углеводороды алифатического ряда. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : нефтяное загрязнение, прибрежная акватория, ИК- спектроскопия, биоперенос. Нефть и нефтепродукты являются одним из основных компонентов за- грязнения морской среды, находясь в ней в растворенном, пленочном и эмульгированном состоянии. Величина предельно допустимой концентра- ции (ПДК) нефтяных углеводородов в морской воде составляет 0,05 мг/л, что свидетельствует об их высокой токсичности. Негативное влияние нефти особенно проявляется в прибрежной зоне, имеющей важное хозяйственное и рекреационное значение, например побережье Крыма. Основным источ- ником нефтяного загрязнения акватории этого региона является повседнев- ная деятельность человека. Мониторинговые исследования в системе Севастопольских бухт и при- легающих к ним акваториям открытого моря проводятся на протяжении около 40 лет [1]. Однако в районе узкой прибрежной зоны такие работы на- чались лишь в последние годы [2]. При этом особое значение приобретает исследование в полосе с глубинами до 1,5 – 2 м, включающие как естест- венные пляжи, так и гидротехнические сооружения. В этой узкой прибреж- ной полосе происходит концентрация загрязняющих веществ, поступающих как со стороны берега, так и со стороны моря. В то же время здесь наблюда- ется наиболее интенсивный контакт людей с морем. В этой связи целью настоящей работы был выбор оптимальной группы методов и объектов морской среды для проведения мониторинга нефтяного загрязнения в прибрежной акватории Севастополя (рис.1). Район исследования включал каменистый и песчано-илистые пляжи, а также подводные части гидротехнических сооружений. Все станции разли- чаются между собой по открытости расположения, а также имеют разные показатели гидродинамической активности и гранулометрического состава субстратов. Так, ст.1 находилась в акватории Приморского бульвара около памятника Затопленным кораблям, достаточно близко от выхода из Сева- стопольской бухты и имеет более интенсивный водообмен, в то время как  О .А .Миронов , 2011 207 ст.2, расположенная на песчаном пляже в районе б. Казачьей рас- полагается в глубине бухты и волновая активность там мини- мальна. Ст.3 представляет со- бой участок пологого каменис- того дна с выходами скальных пород в районе открытого моря. Нефть представляет собой сложнейшее природное химиче- ское соединение, в составе ко- торого одних только углеводо- родов насчитывается свыше двух тысяч. Из-за сложности химического строения нефти единого химического метода ее индикации в море нет. В зависимости от цели, задач и возможностей применяются те или иные ме- тодики. Часто они используются в различных комбинациях и последова- тельности, что зависит, в основном, от вида анализируемой пробы: морская вода, донные осадки и прибрежные наносы, морские гидробионты. Однако для экологической оценки и прогноза судьбы нефти в прибрежной зоне мо- ря анализу подвергаются все перечисленные выше объекты. С целью получения сравнимых результатов из химических методов был выбран метод инфракрасной спектроскопии. Метод инфракрасной спектро- фотомерии для оценки нефтяного загрязнения основан на измерении интен- сивности поглощения, обусловленного С-Н-связями метиленовых (-СН2) и метильных (-СН3) групп в ближней инфракрасной области спектра (2700 – 3100 см-1). На этот диапазон длин волн приходится свыше 90 % углеводоро- дов нефти, что представлено на рис.2. ИК спектры отличаются большой индивидуальностью, что и определя- ет их ценность при идентификации и изучении строения соединений. При- водимые ниже результаты исследований объектов морской среды показали, что основной вклад в оценке нефтяного загрязнения приходится на углево- дороды алифатического ряда. Перед получением ИК-спектров пробы подвергаются предварительной обработке. Пробу воды в количестве 2 л экстрагировали четыреххлористым углеродом, экстракт пропускали через стеклянную колонку с окисью алю Р и с . 2 .Типичный ИК-спектр нефтяных углеводородов в период наблюдения. Р и с . 1 .Схема расположения станций отбора проб: ст.1 – Приморский бульвар, ст.2 – бухта Казачья, ст.3 – парк Победы. 208 миния и прописывали на ИК-спектрофотометре Фурье ФСМ 1201. Гидро- бионты выбирались из талломов водорослей, высушивались, измельчались и помещались в центрифужные пробирки и заливались смесью хлороформ- этанола в соотношении 1 : 2. Затем пробы центрифугировали до получения бесцветного экстракта. Экстракт выпаривали под вентилятором при ком- натной температуре. Выпаренный остаток растворяли в четыреххлористом углероде, после чего он анализировался на том же ИК-спектрофотометре, что и экстракт из морской воды. Четкие и характерные пики поглощения в ИК области спектра (2700 – 3100 см–1) характеризуют углеродо- и водородосодержащие соединения, которым соответствуют различные формы С-Н связей. Если главное погло- щение ниже 3000 см–1, то, вероятно, присутствуют алифатические соедине- ния. Если главные пики поглощения наблюдаются приблизительно на дли- нах волн 2935 и 2860 см–1, а также есть пики поглощения в 1470 и 720 см–1, это означает наличие длинной линейной алифатической цепи, что проде- монстрировано на рис.2. Известно, что основную роль в трансформации нефтяного загрязнения играют морские организмы. Проходя через гидробионты, нефтяные углево- дороды накапливаются в их тканях, а также выводятся из организма с про- дуктами жизнедеятельности. Определяя углеводороды нефти в цепочке: морская вода – субстрат – организмы – продукты их жизнедеятельности, можно определить потоки нефтяного загрязнения, что даст материалы для оценки самоочищения моря от нефти. Исходя из этого, мы попытались проследить в конкретной морской ак- ватории со слабым нефтяным загрязнением уровни нефтяных углеводоро- дов в различных морских организмах, а также передачу нефтяных углево- дородов по пищевой цепи. Основное развитие морских организмов идет на твердых субстратах ес- тественного и антропогенного происхождения. При этом элементы дна, на- пример валуны или выходы скальных пород, а также подводные элементы гидротехнических сооружений заселяются морскими организмами, которые в свою очередь являются субстратом для поселения других гидробионтов. В этом отношении представляют интерес водоросли-макрофиты, в массе засе- ляющие прибрежные воды Черного моря. При этом в зависимости от мест обитания они могут достигать 50 – 70 см в длину (при произрастании на дне). На вертикальных стенках гидротехнических сооружений на границе море-атмосфера водоросли не превышают нескольких сантиметров и часто бывают травмированы [3]. Из прибрежных зарослей макрофитов значитель- ный интерес представляет бурая водоросль Cystoseira barbata. Среди насе- ляющих цистозиру моллюсков по численности преобладает Rissoa splendida. Количество этих моллюсков может достигать, особенно к осени, до полутора – двух тысяч особей на 1 кг живой цистозиры. Такие высокие значения чис- ленности организмов в первую очередь связаны со степенью развития диато- мового оброста цистозиры, который является основной пищей риссойи [4]. Сезонная динамика нефтяных углеводородов в перифитоне, моллюсках и их фекалиях представлена на рис.3. Было установлено, что количество нефтяных углеводородов в фекалиях моллюска Rissoa splendida в среднем составляет около 93 % от количества, 209 зафиксированного в мик- роперифитоне, исполь- зуемом моллюсками в качестве объекта питания. Это означает, что Rissoa, в отличие от дву- створчатых моллюсков- фильтраторов, практиче- ски не накапливает в себе нефтяные углеводороды, а лишь является звеном, связывающим их в виде фекалий, которые затем подвергаются деятельно- сти микроорганизмов. При анализе содер- жания нефтяных углево- дородов в морской воде обнаружено повышение их концентрации в летние месяцы, когда антропо- генная нагрузка на при- брежные акватории воз- растает. В перифитоне максимум содержания нефтяных углеводородов также был зафиксирован в летние месяцы, что представлено на рис.4. Так, в августе 2010 г. обнаружен значительный пик содержания нефтя- ных углеводородов в перифитоне, что может быть связано с двукратным превышением их ПДК в морской воде в июле. Связь между содержанием нефтяных углеводородов в морской воде и перифитоном была установлена нами при проведении исследований в районе Артбухты [3], где их макси- мальные значения наблюдались в кутовой части бухты, что было зафикси- ровано на поверхности деформированных талломов макрофитов. Учитывая литературные данные о количестве пищи, потребляемом моллюсками Rissoa splendida [5] и наши данные по содержанию нефтяных углеводородов в перифитоне, было рассчитано количество нефтяных угле- водородов, проходящих через один организм моллюска, которое составляло 1,28⋅10-6 мг/сут. Таким образом, величина потока нефтяных углеводородов через моллюски Rissoa splendida будет зависеть от ее численности в данной акватории. Например, в наших пробах на глубинах до 1 м, мы обнаружива- ли сотни экземпляров этого моллюска. Если взять среднюю величину 300 экз. на 1 кг водорослей, то через моллюсков Rissoa splendida пройдет 3,84⋅10-4 мг/сут. Зная биомассу цистозиры и численность моллюсков этого вида, можно рассчитать вклад последних в перенос нефтяных углеводоро- дов в любой заданной акватории. При этом следует помнить, что биопере- нос нефтяных углеводородов происходит на фоне геофизических и динами- ческих процессов в море [6]. Р и с . 3 .Сезонная динамика нефтяных углеводо- родов в перифитоне, моллюсках и их фекалиях. Р и с . 4 .Динамика содержания нефтяных угле- водородов в перифитоне (осредненные данные по всем станциям). 210 Большие перспективы в плане оценки нефтяного загрязнения открывает биоиндикация, ведущая роль в которой принадлежит микроорганизмам, способным использовать углеводороды в качестве единственного источника углерода и энергии. С помощью этого метода проводился мониторинг неф- тяного загрязнения как в различных районах Мирового океана, так в шель- фовой и прибрежной зоне моря [7]. С помощью микробиологических методов можно не только проводить индикацию загрязняющих веществ, в частности углеводородов нефти, но и прогнозировать их судьбу в море. В ряде случаев биологический метод мо- жет быть чувствительнее, чем химический, поскольку даже 1 бактериальная клетка с диаметром 0,2 мкм, что меньше самой тонкой нефтяной эмульсии, встречающейся в море, может свидетельствовать о наличии нефти. В настоящей работе численность микроорганизмов определялась мето- дом предельных разведений с последующей статистической обработкой ре- зультатов по Мак-Креди [8]. Среднегодовая численность нефтеокисляющих бактерий была примерно одинакова во всех трех точках и колебалась в пре- делах 23 – 28 кл/мл. Полученные вели- чины свидетельствуют о слабой концентрации нефтяных углеводоро- дов в изучаемом рай- оне и наличии микро- организмов, способных трансформировать нефть и нефтепродук- ты. Пределы колебания численности данной группы микроорганизмов oт 1 до 95 кл/мл указывают на неравномерность и периодичность нефтяного загрязнения моря в данном районе. Это согласует- ся с данными химического анализа морской воды, представленными на рис.5. Как видно из данного рисунка, значения содержания нефтяных углево- дородов в морской воде за весь период наблюдения в среднем не превыша- ли ПДК 0,05 мг/л. Превышение было отмечено в основном в летние месяцы, когда антропогенная нагрузка на прибрежные акватории возрастает. Следует отметить, что наряду с бактериями в биоиндикации и мониторин- ге нефтяного загрязнения играют роль и другие морские организмы. Часто их используют как концентраторов нефтяных углеводородов, по которым судят о нефтяном загрязнении морских акваторий. В то же время в гидробионтах мож- но определять углеводороды опасные для здоровья человека [9]. Выводы. Выбран оптимальный методический подход изучения содер- жания нефтяных углеводородов в прибрежной акватории региона Севасто- поля. Получены новые количественные данные по биопередаче нефтяных углеводородов массовыми представителями прибрежных биоценозов дан- ного региона. Была выявлена роль морской биоты в пространственном изме- нении потоков нефтяного загрязнения в прибрежной акватории. Основной вклад соединений, обнаруженных на ИК спектрах в прибрежной акватории Р и с . 5 .Динамика содержания нефтяных углеводо- родов в морской воде на трех станциях отбора проб. 211 региона Севастополя приходится на углеводороды алифатического ряда. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Миронов О.Г., Кирюхина Л.Н., Алемов С.В. Санитарно-биологические аспекты экологии Севастопольских бухт в ХХ веке.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизи- ка, 2003.– 185 с. 2. Санитарно-биологические исследования в прибрежной акватории региона Се- вастополя / Под общей ред. О.Г.Миронова.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизи- ка, 2009.– 192 с. 3. Миронов О.А. Нефтяные углеводороды на поверхности водорослей макрофитов гидротехнических сооружений // Экология моря.– 2007.– № 74.– С.56-58. 4. Маккавеева Е.Б. Беспозвоночные зарослей макрофитов Черного моря.– Киев: Наукова думка, 1979.– 228 с. 5. Чухчин В.Д. Экология брюхоногих моллюсков Чёрного моря.– Киев: Наукова думка, 1984.– 176 с. 6. Иванов В.А., Черкесов Л.В., Шульга Т.Я. Динамические процессы и их влияние на распределение и трансформацию загрязняющих веществ в ограниченных морских бассейнах // Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010.– 178 с. 7. Миронов О.Г. Биологические проблемы нефтяного загрязнения морей // Гидро- биол. журнал.– 2000.– 36, № 1.– С.82-96. 8. Практикум по микробиологии / Под ред. А.И.Нетрусова.– М.: Изд. центр «Академия», 2005.– 608 с. 9. Shcekaturina T.L., Khesina A.L., Mironov O.G., Krivosheeva L.G. Carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons in mussels from the Black sea // Marine pollution bulletin.– 1995.– v.30, № 1.– Р.38-40. Материал поступил в редакцию 11 .11 .2011 г . АНОТАЦІЯ . Проаналізовані основні групи методів визначення нафтових вуглеводнів в морському середовищі (фізичні, хімічні, біологічні). Вибраний опти- мальний методичний підхід вивчення вмісту нафтових вуглеводнів в прибережній акваторії регіону Севастополя. Отримані нові кількісні дані по біопередачі нафто- вих вуглеводнів масовими представниками прибережних біоценозів, що дозволяє судити про роль морської біоти в просторовій зміні потоків нафтового забруднення в прибережній акваторії. Результати досліджень показали, що основний вклад з'єднань, виявлених на IЧ спектрах в прибережній акваторії регіону Севастополя доводиться на вуглеводнів аліфатичного ряду. ABSTRACT. The main methods for the determination of petroleum hydrocarbons in the marine environment (physical, chemical, biological) have been analyzed. The optimal methodological approach exploring the contents of petroleum hydrocarbons in the coastal waters of the Sevastopol region has been selected. New quantitative data on the biotransference of petroleum hydrocarbons by the mass representatives of coastal biocenoses has benn obtained. This gives an indication of the role of marine biota in the spatial variation of flow of oil pollution in coastal waters. The results showed that the main contribution of compounds detected in the IR spectra in coastal waters of the Sevastopol region falls on aliphatic hydrocarbons.

Схожі ресурси