Тяжелые металлы в компонентах ландшафта азовского моря

Цинк – биофильный элемент, поступление в акваторию моря происходит за счет смыва с сельскохозяйственных угодий, со стоками промышленных вод, а также с атмосферными осадками и стоком рек. Поступление с атмосферными осадками на земную поверхность оценивается 4 г/га в год (Eriksson, 2001). В водоемах его дальнейшее распределение во многом зависит от содержания органического вещества в донных отложениях и взвешенном веществе. Для биологических организмов этот элемент жизненно необходим. ПДК рыбохозяйственных водоемов составляет 10 мкг/л. В работе (Клёнкин и др., 2007) показано, что содержание Zn может достигать 3 ПДК. В 2004 г. среднее содержание цинка в воде Азовского моря не превышало предельно допустимые концентрации, однако было отмечено его высокое содержание в донных отложениях (Проведение…, 2004).

Кадмий – высокотоксичный тяжелый металл, широко применяется при производстве пестицидов, лакокрасочных изделий, пластмасс и т. д. По некоторым оценкам ежегодное поступление этого металла на земную поверхность с атмосферными осадками составляет 0,15 г/га (Eriksson, 2001). Анализ данных, приведенных авторами в работах (Клёнкин и др., 2007; Проведение…, 2004) показал, что в воде Азовского моря содержание этого элемента не превышало ПДК_р.х. (0,5 мкг/л), однако для донных отложений были характерны высокие концентрации.

Важную роль в поведении и распределении микроэлементов играет смешение пресных и соленых вод рек и Азовского моря, где, благодаря возникновению геохимического барьера, акватория превращается в своеобразный фильтр взвешенного и растворенного вещества, поступающего с суши в океан, названный А. П. Лисицыным маргинальным фильтром, имеющим глобальное значение для океанской седиментации (Лисицын 1982, 1994, 1998). Особые условия в зоне смешения вызывают здесь трансформацию химических свойств, форм нахождения и миграции (Демина и др., 1978; Гордеев, 2012; Bewers, Jeats, 1978; Riedel et al., 1997). По причине замедления течения речных вод теряется их несущая сила и происходит осаждение крупных фракций взвешенного материала, также осуществляется коагуляция тонких глинистых частиц, разбавление речной воды, насыщение ее солями морской воды, физико-химическое взаимодействие веществ, не сводящееся к простому разбавлению (флоккуляция органических веществ и металлов, сорбция-десорбция), «вспышки жизни» (Биогеохимия океана, 1983; Лисицын, 1982б; Федоров, Беляев, 2004; Хрусталев, 1982). Вследствие этого, на барьере «река–море» осаждается подавляющая часть речных взвесей (70–95 %), здесь образуются огромные осадочные тела, захватывающие подавляющую часть взвешенных в речных водах загрязняющих веществ, принесенных рекой, в числе которых тяжелые металлы (ТМ). В результате этого речные взвеси в море практически не попадают и накапливаются в этой барьерной (солоноватоводной зоне). Существенно, что конфигурация и линейная протяженность барьерных зон во многом зависят от активности приливо-отливных процессов, а также сгонно-нагонных явлений.

Характерно, что кроме барьерной зоны «река–море» накладываются, усиливая друг на друга, и другие геохимические барьеры. Здесь в значительной степени изменяется валовый сток микроэлементов и соотношение форм их соединений. Однако именно на геохимическом барьере река–море происходит кардинальный перелом в составе осадочного материала – от господства взвешенных форм микроэлементов к подавляющему господству растворенных форм (Демина и др., 1978; Лисицын, 1978). Трансформация форм нахождения и миграции элементов в этой зоне определяет геохимические процессы, которые происходят дальше в открытом море. В частности, это перевод растворенных форм элементов в аутогенные взвеси и их осаждение на дно при осуществлении процессов сорбции, соосаждения и других процессов, связанных с деятельностью живых организмов.

Роль гидробионтов в осаждении микроэлементов неоспоримо важна и разнообразна, связана как с непосредственной переработкой взвешенных и растворенных форм элементов при осуществлении многочисленных физиологических процессов, так и при высвобождении из состава разлагающихся тканей отмерших организмов (Свистунова, 1999; Доценко, 2006; Доценко, Федоров, Михайленко, 2012). Подобные процессы в Азовском море характеризуются значительными качественными и количественными показателями, поскольку здесь условия среды обитания весьма благоприятны для развития гидробионтов, и они формируют большие скопления.