Морские взвеси залива Угловой (Японское море): гранулометрия и экология

Экологическое состояние малых водоемов, в том числе малых заливов морей, является одной из важных задач мониторинга (Шулькин, 2004; Двинских, Китаев, 2011; Нагорнова и др., 2011). Изучение размерностей частиц морских взвесей являются достоверным способом оценки экологического состояния водоемов, отражая все изменения, происходящие внутри речной или морской биосистемы в результате человеческой деятельности. Крупность частиц предопределяет распределение вещества в динамической системе моря, в том числе и загрязнений. Отсюда возникает важность знания вещественного и в первую очередь гранулометрического состава взвеси (Кравчишина, 2007). Крупные акватории Японского моря исследуются достаточно давно (Шулькин, 2004). Залив Угловой, как залив

второго порядка, выбран нами как модель небольшой акватории на восточном берегу которого расположена санаторно-курортная зона, железнодорожная станция «Весенняя», кварталы частного сектора, предприятия пищевой промышленности, склады и другое.

Цель работы: впервые исследовать гранулометрические характеристики морских взвесей залива Угловой.

Материалы и методы. Отбор проб для масс-спектрального анализа проводился в сентябре 2012 г. Пробы отбирались в заливе Угловой (Амурский залив) в 2-х литровые пластиковые стерильные контейнеры. Залив Угловой является заливом второго порядка Амурского залива, располагается в его северо-восточной части и вдается в берег между мысами Тихий и

Клыкова. Вследствие мелководности и большого количества песчано-илистых банок, расположенных к юго-западу от линии входных мысов, залив Угловой существенного навигационного значения не имеет. Всего было отобрано 82 пробы из 41 точки. На рис. 1 приведена карта-схема отбора проб. Пробы отбирались при помощи батометра в поверхностном слое (точки с маркировкой «п») и придонном (точки с маркировкой «д»). Отбор проб проходил в штиль. Глубины в районе отбора проб составили от 0,5 м до 5 м (для придонных проб). Температура отбираемой морской воды колебалась от +20оС до +23оС.

Пробы хранили в прохладном и темном месте. Из каждого образца (n=5) набирали 10 мл морской воды и анализировали на гранулометрию (лазерный анализатор частиц Fritch Analysette 22 NanoTec), проводимости и pH (кондуктометр DiST 4 Hanna).

Результаты и обсуждение. Результаты исследования проводимости и pH отображены на рис. 2 (дно) и рис. 3 (поверхность). Как видно на рис. 2 и 3, pH колеблется в пределах от 4 до 6 (лишь в точке 40д достигал 7,0), а проводимость – от 11,6 до 15,2 µс/см. В табл. 3 приводятся результаты гранулометрического анализа частиц морских взвесей в некоторых представительных точках отбора.

Рис. 1. Карта-схема отбора проб в заливе Угловой (Японское море)

Рис. 2. Диаграмма pH и солености морской воды в пробах, взятых в 41 точке (у дна) в заливе Угловой (Японское море)

Рис. 3. Диаграмма pH и солености морской воды в пробах, взятых в 41 точке (у поверхности) в заливе Угловой (Японское море)

Обсуждение результатов. Из табл. 3 видно, что в точках отбора, рядом с которыми находятся стоки промышленных предприятий (10п/10д, 13п/13д, 20п/20д и остальные по восточному берегу залива), наблюдаются мелкие частицы (от 6,2 до 28,1 мкм) с большой площадью поверхности, относящиеся к двум фракциям: крупнопелитовой и мелкоалевритовой. В районе низководного моста во всех точках наблюдается взвеси с крайне малыми частицами (средний арифметический диаметр 600 нм) с огромной площадью поверхности (161496,5 см²/см³), что является интересным наблюдением. Можно предположить, что эти частицы имеют техногенную природу, являясь продуктом коррозии металлических конструкций, но ранее проведенные исследования химического состава воды в районе моста методом масс-спектрометрии высокого разрешения (Веселова и др., 2013) показали, что содержание металлов (Pb,

Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) в точках вблизи моста не превышают средних показателей по заливу. И еще один аспект – частицы у поверхности в точке 41 довольно крупные – 454,7 мкм. Более подробно этот вопрос можно изучить с помощью электронной микроскопии. Также нами не было обнаружено достоверной взаимосвязи между гранулометрическим составом взвесей, проводимостью и pH.

Выводы: в целом гранулометрический состав частиц взвесей залива Угловой находился в интервале от 0,6 до 1000 мкм и в среднем составил 252,5 мкм.

Работа выполнена при поддержке Научного Фонда ДВФУ, Гранта Президента для молодых ученых МК-1547.2013.5, Государственного Задания МОН РФ, Министерства образования и науки Российской Федерации, по постановлению П218 (договор № 02.G25.31.0035-225).

Таблица 3. Физические параметры частиц взвеси, содержавшихся в морской воде в некоторых точках залива Угловой

Параметры	Точки отбора
	2п	2д	7п	7д	10п	10д
средний арифметический диаметр, мкм	895,1	713,3	824,6	154,1	14,4	964,9
мода, мкм	1003,4	1003,4	1003,4	151,1	14,1	1003,4
медиана, мкм	968	939,8	954,4	151,6	14,3	972,4
удельная поверхность, см²/см³	292,3	891,7	297,3	404,3	4188,6	62,3
Параметры	Точки отбора
	13п	13д	20п	20д	41п	41д
средний арифметический диаметр, мкм	14,4	158,1	28,1	8,6	454,7	0,6
мода, мкм	30,6	294,7	28,4	5,4	619,3	0,6
медиана, мкм	7,6	253,1	28	5,7	552,3	0,6
удельная поверхность, см²/см³	8956,8	3016,7	2145,0	10038,9	1149	161496,5