Фенолы – химически нестойки и подвергаются в водной среде активному распаду. Процесс самоочищения морской воды от фенолов протекает по пути биохимического окисления под влиянием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.
Согласно исследованиям по оценке влияния сейсморазведочных работ на природную среду Северного Каспия (ADL, 1994), содержание фенолов в воде на мелководных участках моря достигало 8 мкг/л.
По сведениям Б.М.Куандыкова и др. (1995), среднее содержание фенолов в воде Северного Каспия достигает 60 мкг/л, а характерное для вод этого района среднее значение составляет 3 мкг/л.
Согласно данным Казгидромета (Ежегодник качества вод за 1992год), средняя концентрация фенолов в воде увеличилась за последнее время до 6 ПДК (0.006 мг/л). В 1996 году среднее содержание фенолов в воде вблизи восточного побережья Каспия составляло 3.9 мкг/л (3.9 ПДК), что соответствовало зафиксированным показателям разлияными авторами.
Среднее значение содержания фенолов, отмеченное в период с 1985 по 1990года, менялось от 3.0мкг/л до 9.0 мкг/л. Максимальные концентрации 30.0 мкг/л были отмечены в морской части устья реки Урал и в Уральской бороздине (Косарев, Яблонская, 1994).
В ходе выполнения полевой программы мониторинга состояния окружающей среды, выполненой на стадии геофизических исследований (ADL, 1994), были повсеместно зафиксированы показатели содержания фенолов ниже 20.0 мкг/л. При обследовании северо-восточной части Каспия в 1996 году (АГРА,1997) также не было зафиксировано ни одного случая превышения содержания фенолов отметки 20.0 мкг/л
Загрязнение тяжелыми металлами
В морской среде Каспия , наряду с углеводородами, загрязнителями являются тяжелые и переходные металлы – продукты как естественного происхождения (растворенные и осадочные формы), так и привнесёнными в виде компонентов промышленных отходов с речным стоком. Металлы склонны к различным видам воздействия и преибразования окружающей среды (физические, химические, биологические). Как микроэлементы, металлы имеют большое значение в жизни рыб и других гидробионтов. Они входят в состав ферментов, витаминов, гормонов, участвуют в биохимических процессах, протекающих в организмах рыб (Виноградов, 1952; Войнар,1960; Ковальский, 1974). Но находясь в воде в больших количествах, денатурируют белки, блокируют тиоловые группы, оказывают антибиотическое влияние на проявление жизненных процессов и вызывают генетические изменения.
Вода. Анализ полученных в настоящее время данных показал, чтонаибольшие концентрации тяжелых и переходных металлов в воде Восточного Каспия (АГРА, 1996) прихедится на медь, цинк и барий. Показатели этих элементов в воде достигают 20 мкг/л для меди и цинка ( ПДК, при ПДК – 10 мкг/л) и 50 мкг/л для бария. Остальные элементы присутствуют в меньших количествах: мышьяк и хром – менее 6; свинец, ванадий, никель – менее 10; кадмий – менее 1.5; ртуть – менее 0.1 мкг/л, что не превышает рыбохозяйственных ПДК.
Косарев и Яблонская (1994) приводят данные о содержании тяжелых металов в воде в северной части Каспийского моря в следующих значениях: медь - 7 мкг/л, цинк – 22 мкг/л, свинец – 1.3 мкг/л, кадмий – 0.5 мкг/л. Концентрация меди в настоящее время существенно выше приведённого авторами уровня, а показатели по цинку сопоставимы с указанными величинами.
При сопоставлении данных для морских прибрежных вод Англии и соседних морей (Laslett, 1995), где максимальные концентрации металлов составили: цинк 25; медь 4.7; кадмий 0.13; свинец 1.1; никель 9.4 мкг/л, с показателями воды Каспийского моря, прослеживается некоторое превышение уровней ряда металлов с преобладанием особо токсичных – кадмия и свинца.
Грунты. Накопление переходных и тяжелых металов в донных отложениях Каспийского моря характеризуется рядом специфических черт. Барий и свинец в донных илах малоподвижны, но зорошо извлекаются из отложений пластинчатожаберными и брюхоногими моллюсками.
Слабая растворимость свинца обусловливает поступление его с речным стоком во взвешенном состоянии, отчего распределение элемента в донных илах носит мозаичный характер. Зоны с пониженным содержанием свинца тяготеют к взморью Волги и Уральской бороздине. Более высокие содержания элемента обнаруживаются на мелководных илистых участках. Абсолютные массы свинца оседают на морском продолжении русел Волги и Урала и в незначительной мере перемещаются в глубоководную часть Уральской бороздины. В перемещении свинца активную роль играют и гидробионты.
Максимальные количества элементов в илистой массе дна совпадают с ареалом развития мелкоалевритных осадков. Значительные количества металлов участвуют в миграции по трофическим церям, накапливаяся в раковинах и мягких тканях маллюсков, и далее в рыбах. Несколько более подвижен цинк, его повышенные концентрации отмечаются в предустьевой зоне Урала и по северному обрамлению Уральской бороздины.
Процесс сорбции и осаждении комплексных соединений с органическим веществом в Каспии ведёт е образованию значительных концентраций меди. Максимальные показатели приурочиваются к взвеси прирусловых участков рек, минимальные в Уральской бороздине. Низкие содержания никеля отмеченй в песках и ракушняках, повышенные – в мелкоалевритовых и глинистых илах. В осаждении и накопления никеля участвуют и гидробионты.
На примере осадконакопления в Северном Каспии можно уяснить влияние различных параметров, обусловливающих элементный состав и пространственное распределение литологических типов донных отложений.
Уровни концентрирования металлов в осадках Северного Каспия оказались в четкой зависимости отструктуры и типа грунтов, наличия мелкодисперсных частиц – основных сорбентов элементов.
Среднее содержание элементов в сухой массе грунта, полученное (Агро, 1996) для обширной территории северо-восточной части моря, составило:
цинк 2.0-28.0 (среднее 8);
медь 1.0-15 (среднее 4.0);
кадмий <0.02-0.34 (среднее 0.073);
свинец <2.0-8.0 (среднее 3.0);
хром 4.0-27.0 (среднее 10.0);
никель <4.0-27.0 (среднее 10.0);
барий 32.0-140.0 (среднее 70.0);
ванадий 5.0-32.0 (среднее 13.0);
ртуть <0.005-0.075 (среднее 0.019);
железо 1032.0-12100.0 мкг/г (среднее 3995.0 мкг/г).
Средняя концентрация мышьяка в илах была ниже предела чувствительности метода (<10.0 мкг/г).
Сравнение данных по содержанию химических элементов в донных илах Каспия с другими регионами мира показывает более высокие значения тяжелых и переходных металлов, полученные для морских отложений северо-восточной части моря.
Рыба. Морская биота Каспия имеет уникальный химический состав и набор химических элементов и соединений (Саенко, 1987), и может быть использована в качестве индикатора загрязнения и экологического состояния среды (рис 5). Экологические условия в северо-восточном Каспии в значительной степени сказываются на качественных и количественных показателях его биоты. Сравнительная умеренная загрязненность водных масс Каспийского моря ещё не говорит о его защищенности от антропогенного воздействия. В результате проведённых исследований, О.В.Поповой и др. (1997) было установлено сильное загрязнение воды дельты нефтепродуктами, тяжелыми металлами, из которых ломинирующее положение занимают цинк, железо и медь. По этой причине поступающие в море промышленные стоки, содержащие соли тяжелых металов, являются в настоящее время основными источниками накопления токсикантов в бентосе, планктоне, рыбах (Хорошенко и др. 1996г.; Костров и др. 1996г. ; Попова и др. 1996г.). Поэтому необходим контроль и маниторинг загрязнения тяжелыми и переходными металлами компонентов гидроценозов Каспия, в том числе и осетровых рыб, особенно подверженных воздействию токсикантов в условиях Каспийского моря. Этой цели служат современные экологические исследования фонового состояния окружающей среды северо-восточной части Каспийского моря, приуроченные к поисково-разведочному бурению и добычи углеводородного сырья.
В мае 1996 года средние уровни исследованных металлов в органах и тканях рыб находились в следующих диапазонах:
В печени : барий-0.3-4.6
Кадмий н/о-0.9
Хром н/о-0.7
Медь 12.5-60.6
Железо 193.8-975.0
Ртуть н/о-0.6
Цинк 77.5-737.5 мкг/г
В мышцах: Барий 0.3-4.6;
Хром 0.8-4.9;
Медь 1.3-21.2;
Железо 8.9-46.5;
Ртуть 0.1-1.9;
Никель н/о-4.9;
Свинец н/о-0.9;
Цинк 19.5-57.3 мкг/г.
В икре: Барий 0.7-7.6;
Хром 0.6-3.5;
Медь 3.1-11.4;
Железо 62.6-166.3;
Ртуть н/о-0.1;
Никель н/о-2;
Свинец н/о-0.1;
Цинк 40.7-104.8 мкг/г.
Преобладающими металлами в каждом из исследованных образцов рыб были цинк, медь, барий, железо. Кадмий и ванадий присутствуют в незначительных количествах.
Различные элементы выявляют свои пиковые значения в различных тканях Каспийских рыб: в печени больше концентрируется железа, цинка, меди, по сравнению с образцами икры, которые, в свою очередь, выше, чем в мышечной ткани.
Барий и хром обнаружили тенденцию к примерно одинаковым содержаниям во всех типах образцов. Зафиксированы следовые количества никеля и свинца для большинства образцов мышц, в то время как эти элементы практически не были обнаружены в пробах печени и икры. Следовые количества ртути были обнаружены как в печени, так и в тканях, но не обнаружены в икре.
Разброс в уровнях содержания металлов и их распределение, по литературным данным, в печени ершовки из Немецкого залива (Издание Прогресс в Морской Экологии, 1992) и печени трески европейских вод (Хэлоу и др.,1992), показали соизмеримые значения и схожие тенденции в диапазонах концентраций с Каспийскими рыбами.
Данные по кумуляции ряда металлов в представителях ихтиофауны северо-восточного Каспия являются представительными для характеристики токсикологической ситуации в этом районе моря.
2. Пути решения экологических проблем Каспийского моря