Антропогенное воздействие: Загрязнение

В представленном отчете содержится информация о текущем уровне загрязнения определенных компонентов экосистемы Баренцева моря. Пробы были отобраны во время экспедиции НИС "Фритьоф Нансен" в феврале 2016 г. Подготовка и анализ проб проводились в соответствии с руководствами ИКЕС. В настоящем отчете нами представлены данные, собранные в различных промысловых районах в центральной и южной частях Баренцева моря. Объекты исследования включали: воду (поверхностный и придонный слои), донные осадки (верхний слой) и промысловые виды рыб (мышцы и печень). Станции отбора проб осадков, морской воды и рыб ПИНРО показаны на рисунках 3.9.6.1a и b.

Рисунок 3.9.6.1a. Станции отбора проб осадков и морской воды ПИНРО в 2016 г.

FРисунок 3.9.6.1b. Станции отбора проб рыб ПИНРО в 2016 г.

ИМИ проводит отбор проб для тщательного исследования уровня содержания загрязнителей в морской воде, осадках и морской биоте Баренцева моря раз в три года. Последний раз это происходило в 2015 г. когда пробы собирались НИС «Йохан Йорт» и НИС «Г. Сарс» в августе и сентябре. Станции отбора проб показаны на рисунке 3.9.6.2. Проводится анализ на различные углеводородов, стойкие органические загрязнители (СОЗы) (ПХБ, ДДТ, ГХЦГ, ГХБ) и радионуклиды. При мониторинге радионуклидов упор делается на наиболее распространенных антропогенных (возникших в результате деятельности человека) гамма-излучающем радионуклиде цезий-137 (Cs-137), однако в ряде проб определяются уровни содержания других антропогенных радионуклидов, таких как стронций-90 (Sr-90), плутоний-238 (Pu-238), плутоний-239,249 (Pu-239,240) и америций-241 (Am-241). Мониторинг радионуклидов проводится в тесном сотрудничестве с Норвежским управлением радиационной защиты (НУРЗ) в рамках национальной программы мониторинга «Радиоактивность в морской среде» (RAME). Мониторинг органических загрязнителей проводится в тесном сотрудничестве с ГСН (Геологической службой Норвегии) и Национальным институтом питания и исследования морепродуктов (НИПИМ).

В дополнение к трехгодичному циклу отбора проб, образцы трески вылавливаются вдоль побережья Финнмарка и в районе о. Медвежий дважды в год с целью мониторинга содержания Cs-137 в мышечной ткани этого важного промыслового вида рыб. Результаты являются частью временного ряда, начинающегося примерно в 1990 г. Кроме того, раз в год ИМИ оценивает уровень радиоактивного загрязнения в районе погибшей российской атомной подводной лодки «Комсомолец», которая затонула в 1989 г. в открытой части Баренцева моря в 180—190 км к югу — юго-западу от о. Медвежий на 73°43’16’’ с.ш. и 13°16’52’’ в.д. Пробы поверхностной (примерно 500 л) и придонной (примерно 500 л) морской воды отбирались при помощи кассетного пробоотборника с CTD рамой и несколькими батометрами большого объема (10 л). Образцы осадков собираются пробоотборником донных осадков типа Smøgen Boxcorer. Образцы анализируются на предмет содержания ряда радионуклидов (напр. плутония-238, плутония-239,240, цезия-137 и стронция-90) в ИМИ и НУРЗ.

Рисунок 3.9.6.2. Станции отбора проб осадков (синие круги), морской воды (зеленые треугольники), рыбы и другой биоты (красные треугольники) ИМИ в 2015 г.

Органические загрязнители и металлы

Средняя концентрация ПАУ в незагрязненных районах Антарктики (20 нг/л) может использоваться в качестве глобального фонового уровня для оценки. В поверхностном слое Баренцева моря суммарная концентрация ПАУ колебалась в диапазоне 8—51 нг/л со средней концентрацией в 21 нг/л, а в придонном слое - в пределах 8—47 нг/л со средней концентрацией в 22 нг/л (рисунок 3.9.6.3a).

Самые высокие общие концентрации ПАУ были обнаружены в поверхностном слое на станциях 8 и 13 и в придонном слое на станции 9. По сравнению с данными, полученными в этот же период в 2013, 2014 и 2015 гг., текущие данные свидетельствуют о снижении медианных и предельных значений содержания ПАУ в морской воде. Согласно классификации, разработанной Норвежским агентством по окружающей среде (MD), концентрации ПАУ в поверхностном и придонном слоях в исследуемых промысловых районах Баренцева моря попадают в категорию «слабо загрязненный».

Анализ образцов верхнего слоя осадков показал максимальное содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в осадках на станции 8 разреза «Кольский меридиан», равнявшееся 285 нг/л сухого веса (рисунок 3.9.6.3b). Содержание ПАУ в осадках исследованных районах Баренцева моря, а также содержание наиболее известного канцерогенного компонента ПАУ, бензо[а]пирена, не превышало фоновых уровней в <300 и <10 нг/г сухого веса соответственно.

Рисунок 3.9.6.3a. Концентрация полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в морской воде, проанализированной ПИНРО.
Рисунок 3.9.6.3b. Содержание ПАУ в донных осадках.

Общее содержание изомеров α-, β- и γ- гексахлорциклогексана (ГХЦГ) в проанализированных осадках колебалось от 0,4 нг/г to 6,0 нг/г со средней концентрацией в 2,5 нг/г сухого веса (рисунок 3.9.6.4 a). Эта величина выше, чем в прошлом году (тогда среднее значение равнялось ~1 нг/г сухого веса). В соответствии с классификацией MD Норвегии, концентрация изомера γ-ГХЦГ (линдан) в проанализированных осадках попадает в категорию «слабо загрязненный» (<1,1 нг/г сухого веса).

Суммарная концентрация метаболитов дихлородифенилтрихлорэтана (ДДТ) в исследованных осадках Баренцева моря колебалась от 0,5 нг/л до 1,7 нг/л со средней концентрацией в 0,8 нг/г сухого веса (рисунок 3.9.6.4b). Согласно классификации MD, содержание ∑DDT на станции 2 соответствовало фоновому уровню (<0,5 нг/г сухого веса), а остальные станции попадали в категорию «слабо загрязненный» (0,5—20 нг/г сухого веса).

Рисунок 3.9.6.4a. Содержание гексахлорциклогексана (ГХЦГ) [∑(α-ГХЦГ, β-ГХЦГ, γ-ГХЦГ)] в донных осадках.
Рисунок 3.9.6.4b. Содержание дихлородифенилтрихлорэтана (ДДТ) [∑(о,р'-ДДЭ, р,р'-ДДЭ, о,р'-ДДД, р,р'- ДДД, о,р'-ДДТ, р,р'-ДДТ)] в донных осадках.

Наименьшие концентрации меди, цинка, никеля, хрома, марганца, железа, свинца, кадмия, мышьяка и ртути были зафиксированы в илистых песках на станциях 29 и 56 (рисунки 3.9.5.6. a и b), где песок фракции <0,063 мм составлял примерно 15%, а содержание органического углерода равнялось 0,5%. Наибольшие концентрации перечисленных тяжелых металлов и мышьяка были зафиксированы в донных осадках на станциях 8—10 в глинистом иле, где процентное соотношение мелкой фракции (0,063 мм) равнялось 60—70%, а содержание органического углерода составляло 2%. Согласно классификации норвежского MD, содержание свинца и никеля в верхнем слое осадков на станциях 3, 6—10 и 47 соответствовало категории «слабо загрязненный» и не превышало фонового уровня на остальных станциях (<30, <30 и <70 мкг/г сухого веса соответственно). Концентрации никеля и свинца показаны на рисунке 3.9.6.5 a и b.

Рисунок 3.9.6.5a. Содержание никеля в донных осадках.
Рисунок 3.9.6.5b. Содержание свинца в донных осадках.

Самое высокое содержание изомеров ГХЦГ было отмечено в мышцах синей зубатки (4,53 нг/г сырой массы), пойманной на станции 5 (рисунок 3.9.6.6a). Кроме того, самая высокая концентрация изомеров ДДТ была обнаружена в мышцах черного палтуса из того же района (9,88 нг/г сырого веса, рисунок 3.9.6.6b). Согласно классификации, принятой Норвежским агентством по окружающей среде (MD), среднее значение суммарной концентрации изомеров ГХЦГ и ДДТ соответствует категории "умеренно загрязненный" (0,5—2,0 нг/г и 1,0—3,0 нг/г сырого веса соответственно).

Высокое содержание изомеров ГХЦГ отмечено в печени камбалы-ерша, выловленной на станции 62 (8,46 нг/г сырого веса) и на станции 13 (7,71 нг/г сырого веса). В соответствии с норвежской классификацией, средняя концентрация изомеров ГХЦГ в печени трески соответствует категории "слабо загрязненный" (<50 нг/г сырого веса).

Рисунок 3.9.6.6a. Средняя концентрация гексахлорциклогексана (ГХЦГ) в мышцах рыб Рисунок 3.9.6.6b. Средняя концентрация гексахлорциклогексана (ГХЦГ) в печени рыб

Общее содержание полихлорированных бифенилов (ПХБ) колебалось от 1 до 12 нг/г сырого веса в мышцах исследованных рыб и от 6 до 470 нг/г сырого веса в печени (рисунки 3.9.6.7 a и b). Наибольшая концентрация ПХБ была отмечена в печени трески, выловленной на станции 15: 474 нг/г сырого веса, что попадает в категорию «слабо загрязненный» согласно норвежской классификации (<500 нг/г сырого веса).

Рисунок 3.9.6.7a. Средняя концентрация полихлорированных бифенилов (ПХБ) в мышцах рыб
Рисунок 3.9.6.7b. Средняя концентрация полихлорированных бифенилов (ПХБ) в печени рыб

Средняя концентрация мышьяка в мышцах пикши, камбалы и пятнистой зубатки превышала норматив в 5 мкг/г сырого веса. Повышенный уровень мышьяка в мышцах также был наблюдался у некоторых образцов трески и камбалы-ерша (рисунки 3.9.6.8a и b). Повышение общего содержания мышьяка не угрожает здоровью человека, так как он формирует устойчивые комплексы с низкомолекулярными органическими соединениями и легко выводится из организма.

Рисунок 3.9.6.8a. Средняя концентрация мышьяка в мышцах рыб
Рисунок 3.9.6.8b. Средняя концентрация мышьяка в печени рыб

Результаты съемок Баренцева моря ИМИ на протяжении более 20 лет

Результаты, полученные нами в ходе 20 лет экосистемных съемок, достаточно существенно отличаются. Уровень содержания некоторых загрязнителей низок или не поддается определению, тогда присутствие других очевидно. Так, нами отмечалось низкое содержание бромированных огнестойких добавок, в то время как содержание ПХБ и пестицида ДДТ часто было выше, чем других веществ Чем выше мы поднимаемся по пищевой цепи, тем выше концентрация загрязнителей. Это соответствует ожиданиям.

Кроме того, концентрации в рыбе повышаются с возрастом (Boitsov et al., 2016). Хотя некоторые загрязнители присутствуют в более высоких концентрациях, чем другие, даже их наибольшие уровни обычно ниже предельных уровней безопасности пищевых продуктов (200 г/кг сырого веса для сумму шести конгенеров ПХБ в печени).

Образцы ряда видов отбирались систематически в течении долгого времени, тогда как отбор образцов других видов происходил нерегулярно Для регулярно наблюдаемых видом нами могут быть представлены временные ряды, демонстрирующие изменения содержания загрязнителей с течением времени. Содержание ряда веществ значительно снизилось за последние 15—20 лет. Примером может служить пестицид ГХЦГ в печени трески из Баренцева моря (рисунок 3.9.6.9). Содержание ряда других веществ, например ПХБ в печени той же самой трески, остается относительно стабильным (рисунок 3.9.6.9). Северо-восточная арктическая треска является одним из наиболее ценных промысловых видов в Баренцевом море и ключевым компонентом его экосистемы.

Рисунок 3.9.6.9. Загрязнители в печени баренцевоморской трески Данные за каждый год представляют собой среднее значение от 25 рыб. Содержание ПХБ7 (верхний график) резко снизилось, а затем стабилизировалось начиная с конца 1990-х, тогда как содержание пестицида ГХЦГ (нижний график) демонстрирует относительно стабильное сокращение на протяжении периода исследований. Подобная динамика изменений наблюдалась в печени черного палтуса (рисунок 3.9.6.10).

Уровень содержания загрязнителей окружающей среды в черном палтусе в последнее время получил повышенное внимание в связи с тем, что в мышцах были отмечены повышенные концентрации ПХБ, диоксинов и ртути, хотя эти показатели зависят от района и размера. Наибольшие уровни содержания ПХБ7 были отмечены в Норвежском море у берегов Нурланна (к северо-западу от возвышенности Тренабанк и вдоль края шельфа), вплоть до 100 микрограмм/кг сырого веса.

Рисунок 3.9.6.10. Среднее содержание ПХБ7 (A) и ∑ГХЦГ (B) в печени черного палтуса из Баренцева моря.

Пикша также является важным промысловым видом в Баренцевом море, и изменение содержания загрязнителей в печени данного вида демонстрирует тенденцию, аналогичную той, которая наблюдается у арктической трески и черного палтуса (рисунок 3.9.6.11).

Рисунок 3.9.6.11. Среднее содержание ПХБ7 и ∑ГХЦГ в печени пикши из Баренцева моря.

Наши исследования показывают, что мониторинг органических загрязнителей в морской пищевой цепи и осадках по-прежнему важен. Загрязнители переносятся на большие расстояния от их источника, и их фоновые уровни отчетливо поддаются обнаружению даже в Арктике, где находится мало локальных источников загрязнения. Несмотря на запрет применения, который действует во множестве стран на протяжении десятилетий, некоторые из этих загрязнителей сохраняются в окружающей среде.

Содержание некоторых групп веществ в открытых водах медленно, но неуклонно снижается, тогда как содержание других веществ остается стабильно низким. Эти изменения также важно документировать, таким образом продолжая временной ряд, сформированный на протяжении двух десятилетий наблюдений.

Радионуклиды

Наиболее важные источники радиоактивного загрязнения в Баренцевом море хорошо известны и включают осаждение глобальных радиоактивных осадков вследствие атмосферных ядерных испытаний в 1950-х и 1960-х гг., перенос радионуклидов реками Обь и Енисей с российских ядерных предприятий, выбросы с европейских предприятий по переработки использованного ядерного топлива (Селлафилд и Ла Аг) и выпадение осадков после Чернобыльской аварии в 1986 г. Кроме того, в Баренцево и Карское моря сбрасывались жидкие и твердые радиоактивные отходы и потенциальными источниками загрязнения могут быть останки затонувших атомных подлодок.

Пробы, которые были отобраны в Баренцевом море в 2015 г., были подготовлены и проанализированы в течение 2016 г. В данном отчете мы представляем результаты анализа Cs-137 в осадках, морской воде и рыбе. Анализ Cs-137 в пробах морской воды, отобранных в 2015 г., был проведен НУРЗ. Анализ Sr-90, Pu-238, Pu-239,240 и Am-241 в морской воде был также проведен НУРЗ, но его результаты не представлены здесь.

Было обнаружено, что активная концентрация Cs-137 в осадках колебалась от 1,7 до 7,7 Бк/кг (рис. 3.9.6. 12). Наибольшее значение было отмечено во внутренней части Лаксе-фьорда в Финнмарке, а наименьшее - в центральной части Баренцева моря. Уровни содержания низки и сравнимы со значениями, зарегистрированными в 1990-х и 2000-х гг. Источниками загрязнения являются совокупно атмосферные ядерные испытания, европейские перерабатывающие предприятия и Чернобыльская авария. Высокие концентрации Cs-137 в районах Норвежского моря отмечены во фьордах средней части Норвегии. Так, концентрация во внутренней части Вефсн-фьорда в Нурланне на протяжении последних десяти лет колебалась от 200 до 350 Бк/кг. Источником загрязнения является Чернобыльская авария.

Рисунок 3.9.6.12. Активная концентрация Cs-137 в осадках в 2015. Также показана средняя активная концентрация Cs-137 в четырех образцах, отобранных рядом с «Комсомольцем» (2,7 Бк/кг).

Активная концентрация Cs-137 в пробах морской воды, которые были отобраны в 2015 г. на семи станциях, показанных на рисунке 3.9.6.12, колебалась от 1,3 до 1,9 Бк/м3. Эти концентрации низки, и результаты свидетельствуют о том. что Cs-137 относительно равномерно распространен по всему Баренцевому морю. В целом, концентрация Cs-137 в морской воде Баренцева моря чуть ниже концентрации, отмеченной в других районах Норвежского моря. Для сравнения концентрация Cs-137 в семи образцах морской воды, отобранных в Скагерраке в 2015 г. колебалась от 4,0 до 5,2 Бк/м3. Более высокие концентрации в Скагерраке вызваны близостью к основным источникам загрязнения, в частности вытекающим водам Балтийского моря, загрязненными "чернобыльскими" осадками, и европейским предприятиям по переработке использованного ядерного топлива Селлафилд и Ла Аг.

Активная концентрация Cs-137 в широко встречающихся видах рыб, выловленных в Баренцевом море в 2015, составляет менее 0,2 Бк/кг сырого веса (рисунок 3.9.6.13) и значительно ниже уровня вмешательства, установленного властями Норвегии после Чернобыльской аварии (600 Бк/кг сыр. в.). Временные ряды содержания Cs-137 в треске вдоль побережья губерний Тромс и Финнмарк и в районе о. Медвежий с примерно 1990 г. по настоящее время показаны для сравнения на рисунках 3.9.6.14a и 3.9.6.14b соответственно. Заметно, что за этот период данные значения снизились, а уровень содержания в баренцевоморской трескена протяжении последних десяти лет был ниже 0,2 Бк/кг сырого веса. Это снижение вызвано уменьшением выбросов в Селлафилде и Ла Аге и распадом загрязнителей возникших в результате ядерных испытаний в 1950-х и 1960-х гг. и Чернобыльской аварии в 1986 г. Кроме того, загрязнение в морской воде со временем рассеивается.

Рисунок 3.9.6.13. Активные концентрации (Бк/кг сырого веса) Cs-137 в основных видах рыб, выловленных в Баренцевом море в 2015 г. Станции отбора проб показаны на рисунке 2. Было проанализировано от 1 до 5 образцов каждого вида. Для видов, где было проанализировано более одного образца показано среднее значение, а минимальная и максимальная активные концентрации показаны в виде планок погрешности. Погрешность единичных измерений колеблется от 20 до 50%.
Рисунок 3.9.6.14a. Активная концентрация Cs-137 (Бк/кг сырого веса) в треске, пойманной в района острова Медвежий в период с 1993 по 2015 гг. Данные НУРЗ и ИМИ. Погрешности единичных измерений обычно менее 30%.
Рисунок 3.9.6.14b. Активная концентрация Cs-137 (Бк/кг сырого веса) в треске, пойманной вдоль побережья Тромса и Финнмарка в период с 1991 по 2015 гг. Данные НУРЗ и ИМИ. Погрешности единичных измерений обычно менее 30%.

Норвежский мониторинг района, прилегающего к затонувшей атомной подлодке «Комсомолец» не обнаружил какой-либо значительной утечки (рисунок 3.9.6.15). Тем не менее, из-за глубины, на которой лежит субмарина, и влияния глубинных течений невозможно судить о том, насколько близко к останкам были отобраны образцы. В 2013 и 2015 гг. отбор образцов производился при помощи акустического приёмопередатчика. что позволило собрать проб на расстоянии приблизительно 20 м от остова субмарины. В данных образцах нами не было обнаружено повышенных концентраций Cs-137

Рисунок 3.9.6.15. Активная концентрация Cs-137 в пробах осадков и придонных вод, отобранных в районе, прилежащем к затонувшей атомной подводной лодке «Комсомолец», в период с 1993 по 2015 гг.

Резюме

Россия и Норвегия ведут мониторинг в Баренцевом море согласно национальным программам мониторинга. Россия проводит мониторинг каждый год, а Норвегия — раз в три года (последний раз в 2015 г.).

Концентрация полициклических ароматических углеводородов (SПАУ) в воде в исследованных районах Баренцева моря на некоторых станциях превышала глобальный фоновый уровень в 20 нг/л.

PСодержание SПАУ и бенз(а)пирена в донных осадках не превышало фонового уровня в 300 нг/г и 10 нг/г сухого веса соответственно. Результаты показывают, что мышцы и печень промысловых видов рыб в Баренцевом море слабо загрязнены канцерогенными ПАУ.

Концентрации хлорорганических пестицидов (ХОП) и полихлорированных бифенилов (ПХБ) в воде не превышала предельной допустимой концентрации (ПДК) для промысловых акваторий, равняющейся 10 нг/л. По содержанию дихлородифенилтрихлорэтана (ДДТ) донные осадки попадают в категорию «умеренно загрязненные». Концентрация ПХБ в осадках Баренцева моря соответствовала техногенному фоновому уровню 5 нг/г сухого веса. Общая концентрация ХОП и ПХБ в мышцах и печени исследованных рыб была значительно ниже стандартов, установленных санитарными правилами и нормами в России.

Концентрации металлов в воде, как правило, были ниже предельной допустимой концентрации (ПДК) для промысловых акваторий. Концентрации меди, цинка, свинца, кадмия и ртути в донных осадках Баренцева моря соответствует фоновому уровню. По содержанию никеля, хрома и мышьяка некоторые районы относились к категории «умеренно загрязненные». Средние концентрации кадмия, свинца и ртути в мышцах и печени исследованных промысловых рыб Баренцева моря не превышали стандартов, установленных санитарными правилами и нормами. Среднее содержание мышьяка в мышцах ряда видов (пикши, камбалы и пятнистой зубатки) превышало норматив в 5 мкг/г сырого веса.

Активные концентрации Cs-137 в образцах осадков, отобранных в Баренцевом море в 2015 г., колебались от 1,7 до 7,7 Бк/кг. Наибольшее значение было отмечено во внутренней части Лаксе-фьорда в Финнмарке, а наименьшее — в центральной части Баренцева моря. Уровни содержания низки и сравнимы со значениями, зарегистрированными в 1990-х и 2000-х гг.

Более того, активные концентрации Cs-137 в морской воде колеблюдтся в пределах от 1,3 до 1,9 Бк/м3. Эти концентрации низки, и результаты свидетельствуют о том. что Cs-137 относительно равномерно распространен по всему Баренцевому морю. В целом, концентрация Cs-137 в морской воде Баренцева моря чуть ниже концентрации, отмеченной в других районах Норвежского моря. Для сравнения концентрация Cs-137 в семи образцах морской воды, отобранных в Скагерраке в 2015 г. колебалась от 4,0 до 5,2 Бк/м3.

Активная концентрация Cs-137 в широко встречающихся видах рыб, выловленных в Баренцевом море в 2015, составляет менее 0,2 Бк/кг сырого веса (рисунок 10) и значительно ниже уровня вмешательства, установленного властями Норвегии после Чернобыльской аварии (600 Бк/кг сыр. в.).

Заключительные выводы

Уровень загрязнения в Баренцевом море на протяжении долгого времени остается преимущественно низким. В краткосрочной перспективе негативное воздействие текущего уровня загрязнения организмов или окружающей среды не окажет влияния на запасы промысловых водных организмов в исследованных районах Баренцева моря.

Предложения новых индексов

Для оценки динамики загрязнения в Баренцевом море в будущем могут быть полезны следующие показатели:
Донные осадки: ПАУ16, бензо(а)пирен, Cs-137 Треска и черный палтус (печень): ПХБ7 и ƩДДТ
Треска и черный палтус (мышцы): Pb, As, Hg, Cd, Cs-137 Морская вода: Cs-137
У нас имеются данные по этим загрязнителям за последние 10 лет.