Размер:
AAA
Цвет: CCC
Изображения Вкл.Выкл.
Обычная версия сайта
Поиск

Грант РФФИ № 20-35-90041\20 Влияние биогеохимических процессов на миграцию и перераспределение сорбционно-активных тяжёлых металлов как механизма формирования качества вод на примере техногенных радиоизотопов плутония в морских прибрежных акваториях полузакрытого типа

Грант выполняется по итогам конкурса РФФИ в номинации АСПИРАНТЫ. Данный вид грантов РФФИ направлен на создание молодым ученым-аспирантам условий для подготовки диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, содействие в трудоустройстве и закрепление молодых ученых в российских научных организациях.


Участники проекта


Исследования по гранту АСПИРАНТЫ № 20-35-90041 направлены на фундаментальное изучение биогеохимических процессов, влияющих на миграцию и перераспределение сорбционно-активных тяжелых металлов в морских прибрежных акваториях. Работа выполняется на примере радиоизотопов плутония, которые являются не только радиоактивными техногенными веществами, но по своей химической природе плутоний – тяжелый металл. Поэтому плутоний может служить моделью для изучения поведения тяжелых металлов в черноморских экосистемах: скоростей и путей перераспределения, накопления в биотических и абиотических компонентах экосистемы, оценке запасов, потоков плутония и самоочищающей способности морских вод за счет природных процессов в экосистеме.


Актуальность исследований

Тяжелые металлы поступают в море с речными и поверхностными стоками, сбросами с урбанизированных территорий. Поэтому особенно подвержены антропогенному загрязнению прибрежные экосистемы заливы и бухты расположенные в районе больших городов, к тому же если их водообмен с открытым морем ограничен и эффект разбавления поступающих в морскую воду веществ происходит замедленно. Именно такую акваторию мы выбрали для своих исследований - это Севастопольская бухта. В одной стороны она интенсивно используется как промышленный, транспортный ресурс города Севастополя. С другой стороны, это историческая и географическая достопримечательность города с рекреационным и туристическим потенциалом и прибрежная морская экосистема с ее биологическими ресурсами. После построения заградительных молов водообмен бухты с открытым морем ограничен, а в условиях интенсивного развития города антропогенная нагрузка на бухту возрастает. Поэтому очень важно исследовать как же происходит миграция и перераспределение техногенных веществ в бухте, где они накапливаются, в каких компонетах экосистемы и с какой скоростью. Тяжелые металлы относятся к группе токсичных веществ, поступая в море, могут оказывать непосредственное влияние на качество вод и на жизнедеятельность гидробионтов, и когда их концентрации превышают предельно допустимые уровни, то это влияние становится губительным для биоты. Для обеспечения экологической безопасности морских акваторий необходимо изучить закономерности миграции тяжелых металлов морских экосистемах, места их накопления (так называемые природные депо), природные механизмы самоочистительной способности вод и на основе этих знаний выстраивать стратегию рационального природопользования морскими акваториями, определять предельно допустимые уровни и поступления техногенных веществ в водоемы и разрабатывать эффективные контрмеры, в случае аварийных ситуаций. Формированию научной базы решения этих вопросов и посвящены наши исследования по гранту.


Цель проекта

Изучение ведущих биогеохимических и гидрологических процессов, влияющих на перераспределение сорбционно-активных тяжелых металлов и формирование качества природных вод на примере техногенных альфа-излучающих радиоизотопов плутония, как результата взаимодействия биотической и абиотической компонент экосистемы в морской прибрежной акватории полузакрытого типа – Севастопольской бухте.


Результаты исследования

По результатам исследований в период первого этапа выполнения гранта на основе изучение вертикального распределения изотопов плутония в донных отложениях в двух районах бухты проведена геохронологическая датировка донных отложений в этих акваториях с помощью радиотрассерного метода с использованием радиоизотопов плутония в качестве радиотрассеров. Датировка донных осадков позволяет определить скорости осадконакопления и абсолютные массы донных осадков в разных частях бухты и оценить потоки седиментационного выноса плутония из водных масс бухты в донные отложения. Выполнена оценка запасов и плотности загрязнения радиоизотопов плутония в поверхностном слое 0-5 см донных отложений в четырех частях бухты.

Проведена количественная оценка содержания радиоизотопов плутония в воде, донных отложениях, а также в представителях разных групп гидробионтов Севастопольской бухты (высших гидрофитах, бурых и зеленых водорослях, мидиях, рыбах). Выполнена количественная оценка способности гидробионтов накапливать плутоний из воды.

Показано, что, несмотря на достаточно низкие уровни плутония в морской воде, и отсутствие данных о биологической значимости плутония в жизнедеятельности гидробионтов, они обладают высокой аккумуляционной способностью в отношении плутония. Наибольшей накопительной способностью в отношении плутония обладают донные отложения, именно в них происходит основное накопление плутония в экосистеме Севастопольской бухты и они служат основным депо плутония в экосистеме бухты.

Результаты исследований первого года реализации гранта были представлены на Международной научно-практической конференции Радиоэкологические последствия радиационных аварий — к 35-ой годовщине аварии на ЧАЭС, 22–23 апреля 2021 г., Обнинск, РФ исполнителем проекта аспирантом А.А. Параскив.

По результатам исследований по гранту опубликованы научная статья, материалы доклада и тезисы:

  1. Paraskiv A.A. Tereshchenko N.N., Proskurnin V.Yu., and Chuzhikova-Proskurnina O.D. Сhange in plutonium sedimentation fluxes into the bottom sediments of the Sevastopol bay before and after the Chernobyl NPP accident // Marine Biological Journal. 2021, Т. 6, № 2, С. 69–81. https://mbj.marine-research.org/article/view/297/378 https://doi.org/10.21072/mbj.2021.06.2.05
  2. Параскив А.А., Терещенко Н.Н., Проскурнин В.Ю., Чужикова-Проскурнина О.Д. Антропогенные радиоизотопы плутония в донных отложениях Севастопольской бухты (Черное море) / Сборник докладов. Радиоэкологические последствия радиационных аварий — к 35-ой годовщине аварии на ЧАЭС : сб. докл. междунар. науч.-практ. конф., 22–23 апреля 2021 г., Обнинск, РФ. Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2021. С. 112-115. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46111183
  3. Параскив А.А., Проскурнин В.Ю. Изучение седиментационных процессов в Черном море с помощью радиоизотопов плутония // Современная гидробиология: глобальные проблемы Мирового океана: материалы XI Всерос. онлайн-школы-семинара для молодых ученых, студентов и аспирантов, г. Севастополь, 28 сентября – 2 октября 2020 г. Севастополь: ФИЦ ИнБЮМ, 2020. С. 24-26. https://repository.marine-research.org/handle/299011/8669