Экосистемы, 35: 18–27 (2023) https://ekosystems.cfuv.ru
УДК [574.58.013:551.352.4](261.28/.29.05)
Иванова Е. А.
Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН Севастополь, Россия
Донные осадки лагуны Риа Формоза характеризуются различными уровнями органического загрязнения. Акватория в районе порта, где находится источник сброса неочищенных городских стоков, наиболее сильно подвержена интенсивному загрязнению. Следствием постоянного привнесения органического вещества в донном биоценозе является возникновение гипоксических, а также периодически образующихся аноксических условий среды в донных осадках лагуны. Донные осадки лагуны Риа Формоза в точке сброса неочищенных стоков (ст. С0) являются примером критической зоны морской среды, характеризующейся эвтрофикацией, острым дефицитом кислорода и сероводородным заражением, обусловленных влиянием как природных, так и антропогенных факторов. Наличие бактериальных матов на поверхности осадка свидетельствует об активных микробиологических процессах. На остальных изученных станциях в грунтах, в целом, отмечаются признаки обеднённой кислородом донной среды (гипоксия), газонасыщенности, в том числе метаном, и сероводородного заражения. Установлено, что содержание органического вещества в составе донных отложений растет прямо пропорционально увеличению в них доли мелкодисперсной илисто-глинистой фракций. В других районах лагуны Риа Формоза, которые находятся вдалеке от хозбытовых стоков города Фару, осадки являются гипоксическими, отмечается присутствие сероводорода в меньшей степени и наблюдаются процессы газовыделения из дна, однако на этих исследованных станциях лагуны не выявлены признаки значительного антропогенного влияния. Образование гипоксических условий и метаногенез осадков может происходить естественным образом. На изученных разрезах А и С обнаружены статистически значимые различия (U-тест) между станциями по содержанию органического вещества в морских грунтах, в то время как гранулометрический состав на исследуемых станциях достоверных различий не имеет.
Ключевые слова: гипоксия, осадки, гранулометрический состав осадков, содержание органического вещества, лагуна, Риа Формоза, Португалия, Атлантический океан.
ВВЕДЕНИЕ
Океанические лагуны являются частью прибрежных экосистем, для которых нередко характерно образование гипоксических, и даже аноксических условий водной и донной среды (Newton, Icely, 2002). Риа Формоза (Ria Formosa lagoon) – полузакрытая лагуна на побережье Атлантического океана на юге Португалии в провинции Алгарве (Algarve). На её берегах располагаются несколько небольших городов, среди которых самый значительный вклад урбанистического загрязнения приходится на город Фару (Faro) (Gamito, 2008). Кислородный режим осадков лагуны обусловлен, помимо, антропогенного загрязнения, ещё и гидрологическими особенностями (приливно-отливными явлениями), биотурбацией грунтов бентосными животными, средообразующими биогеохимическими процессами (Newton et al., 2014). Для этих прибрежных зон широко распространено явление дегазации донных осадков (Skarke et al., 2014). Данные, полученные измерениями потоков CO2, CH4 и ряда других летучих органических соединений из дна лагуны Риа Формоза, позволяют считать эти донные осадки довольно газонасыщенными (Bahlmann et al., 2015).
Гранулометрический состав осадков лагуны, особенно доля мелкодисперсных илистых фракций, является одним из значимых факторов, определяющих насыщенность донного субстрата органическим веществом, что в свою очередь, формирует кислородный режим грунтов. Окислительно-восстановительные свойства донной среды могут ограничивать
ISSN 2414-4738 Published by V. I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol
Физико-химические свойства донных осадков
в антропогенно эвтрофируемой океанической лагуне Риа Формоза (Португалия)
распространение бентоса, также, как и размерный состав грунтовых фракций, особенно мелкодисперсных, определяет видовой состав донных животных (Giere, 2009).
Цель данной работы – исследовать гранулометрический состав грунтов океанической лагуны Риа Формоза, их физико-химических свойств, определяющих качество донной среды гидробионтов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Район исследований. Риа Формоза – полузакрытая лагуна Атлантического океана на юге Португалии, отделённая от океанического массива воды цепочкой из пяти барьерных островов и двух наносных песчаных мысов общей протяжённостью около 55 км (37°N; 7°56′W). Водообмен с океаном происходит через шесть узких проливов между островами, два из которых – искусственные, были прорыты и стабилизированы в течение 20 века (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения станций в районе исследований лагуны Риа Формоза
Регион Алгарве (юг Португалии) характеризуется средиземноморским климатом с жарким сухим летом и тёплой дождливой зимой. Наибольшее количество осадков здесь выпадает в декабре (примерно 17 % от среднегодовой нормы), затем следуют ноябрь и январь, по 15 %, соответственно (Duarte et al., 2008).
Основное направление волн на побережье – запад-юго-запад (72 %) и юго-восток-северо-запад, создаёт две различные зоны воздействия волновой энергии (Sousa et al., 2019). Среднегодовая высота волн составляет 1 м, с короткими зимними штормами юго-западного направления и высотой волн до 6 м в высоту (Filipe et al., 2000). Максимальный прилив достигает 3,5 м, средняя высота прилива 2,8 м и квадратурный прилив – 1,3 м. Барьерные острова меняют свою форму в результате воздействия различных процессов, таких как эрозия песчаных дюн, намыв отмелей, ветровая эрозия и лагунные приливно-отливные течения (Ferreira et al., 2016). Литораль Риа Формозы составляет около 90 % территории лагуны, и всего 14 % этой литорали находится под водой постоянно (Andrade et al., 2004).
Обширные солёные марши, песчаные и илистые отмели являются основными геоморфологическими объектами лагуны Риа Формоза. В лагуне нет постоянного значительного поступления пресной воды, за исключением зимнего дождливого сезона через стоки небольших ручьев и малых рек. Их водосборные бассейны составляют (с запада на
19
Иванова Е. А.
восток): Ludo/São Lourenço (60 км2), Biogal/Marchil (52 км 2) и Rio Seco (70 км2). Солёность вод лагуны варьирует в пределах 35,5–37,8 ‰, в зависимости от сезона и уровня высоты прилива (Mudge et al., 2007).
Донные осадки были собраны в западной части океанической полузакрытой лагуны Риа Формоза (юг Португалии) на двух трансектах (A and C), которые являются отдельными рукавами лагуны в августе-сентябре 2009 года. Точки отбора проб выбраны аналогично предыдущему исследованию (Austen et al., 1989). Первая станция на каждой трансекте (A0 7°56’32”W, 37°1’11”N и С0 7°55’26”W, 37°0’43”N) расположена примерно в 10 м от коллектора сброса городских стоков. На станции А0 происходит сброс ливневых стоков, а на станции С0 – коллектор городской канализационной сети. Последующие станции были определены в 100, 300, 700, 1250, 2300 и 4520 м от источника загрязнений. Последняя, наиболее удалённая станция на трансекте С находилась на расстоянии 2300 от места сброса городских стоков (С5). Координаты, расположение станций отбора проб и некоторые физико-химические свойства донных осадков лагуны Риа Формоза представлены в таблице 1.
Таблица 1
Физико-химические свойства донных осадков лагуны Риа Формоза на исследуемых
станциях (S – расстояние от источника загрязнения, Т – температура воды)
| Станции | Координаты | Параметр и значение | ||||
| S, м | pH | Т, С⁰ | Солёность, ‰ | |||
| А0 | 37°00’57,7″N 7°56’17,7″W | 10 | 5,78 | 23 | 36,2 | |
| А1 | 37°00’55,0″N 7°56’23,9″W | 100 | 6,75 | 20 | 36,6 | |
| А2 | 37°00’45,9″N 7°56’30,1″W | 300 | 5,78 | 20 | 36,6 | |
| А3 | 37°00’37,5″N 7°56’33,5″W | 700 | 6,04 | 20 | 36,6 | |
| А4 | 37°00’26,3″N 7°56’27,1″W | 1250 | 5,12 | 20 | 36,6 | |
| А5 | 37°00’27,7″N 7°57’33,4″W | 2300 | 5,31 | 20 | 36,6 | |
| А6 | 36°59’56,8″N 7°57’54,0″W | 4520 | 5,8 | 22 | 36,9 | |
| С0 | 37°00’35,7″N 7°55’29,9″W | 10 | 10,18 | 22 | 3,3 | |
| С1 | 37°00’31,9″N 7°55’29,9″W | 100 | – | 19 | 36,0 | |
| С2 | 37°00’29,6″N 7°55’29,5″W | 300 | – | 21 | – | |
| С3 | 37°00’27,5″N 7°55’14,7″W | 700 | 5,86 | 21 | 36,5 | |
| С4 | 37°00’14,2″N 7°54’55,9″W | 1250 | 5,55 | 21 | 36,5 | |
| С5 | 37°00’03,9″N 7°54’23,4″W | 2300 | 5,86 | 21 | 36,5 | |
Примечание к таблице. «–» – нет данных.
-
- каждой точке отбора были взяты образцы отложений для гранулометрического анализа (по Wentworth, 1922) и измерения содержания общего органического углерода (Hewitt, Mudge, 2004). Градация частиц грунта меньше 0,063 мм проводилась на лазерном анализаторе
Malvern Mastersizer с использованем программы GRADISTAT (Blott, Pye, 2001).
Для оценки различий между двумя независимыми выборками использовался непараметрический U-критерий Манна-Уитни (U-тест) (Mann, Whitney, 1947). Сравнительный анализ гранулометрических показателей донных осадков лагуны проводился
- использованием данных предыдущих исследований в лагуне (Hewitt, Mudge, 2004;
Danchenko, 2010).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Акватория в районе порта, где находится источник сброса неочищенных городских стоков (ст. С0), наиболее сильно подвержена интенсивному загрязнению. На этой станции во время отлива на поверхности донных отложений наблюдалось интенсивное развитие бактериальных матов красного и белого цвета с обилием отверстий от выхода газов (“pockmarks” ‒ англ., Dando et al., 1991) (рис. 2).
20
Физико-химические свойства донных осадков
в антропогенно эвтрофируемой океанической лагуне Риа Формоза (Португалия)
Рис. 2. Бактериальные маты красного цвета на чёрном грунте и покмарки (“pockmarks”) на поверхности осадка во время отлива на ст. С0 в непосредственной близости от точки сброса канализационных стоков
Грунт в этой точке имел сильный запах сероводорода, аммиака и покрыт слоем волокнистого органического детрита.
Гранулометрический состав. Для станций на трансекте А илисто-глинистые осадки (<62,5 μm по Wentworth, 1922) составляли 5,47–30,10 % (табл. 2).
Таблица 2
Гранулометрический состав осадка (%) и содержание общего органического
вещества (ОВ) (%)
| Станция и значение | |||||||||||||||
| C0 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | A0 | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | |||
| Галька | 17,2 | 0,1 | 1,7 | 3,8 | 7,1 | 2,5 | 3,7 | 2,6 | 6,3 | 3,0 | 2,9 | 0,5 | 1,7 | ||
| Песок | 74,1 | 53,3 | 75,3 | 64,2 | 61,5 | 64,3 | 70,7 | 67,6 | 68,6 | 66,9 | 73,1 | 78,6 | 92,8 | ||
| Ил | 8,7 | 46,5 | 23,0 | 32,0 | 31,5 | 33,2 | 25,6 | 29,8 | 25,2 | 30,1 | 24,0 | 20,9 | 5,5 | ||
| ОВ | 22,7 | 7,9 | 2,6 | 2,9 | 3,5 | 3,0 | 5,6 | 1,1 | 0,7 | 1,4 | 1,0 | 2,8 | 2,6 | ||
Образцы грунта относились к широкому спектру песчаных отложений от илистого песчаного гравия (8,69 % частиц осадка диаметром <63 мкм) до гравийного илистого песка (46,54 % частиц осадка диаметром <63 мкм) (рис. 3).
Для станций трансекты С илисто-глинистый компонент был представлен 8,69–46,54 % от сухого высушенного грунта. Содержание общего органического углерода в осадках определялось от 0,73 % до 22,70 %.
Выборочно на некоторых станциях были проведены измерения окислительно-восстановительного потенциала (редокс-потенциал − Eh, он же ОВП). В местах непосредственного сброса сточных вод на станции С0 и А0 значения Eh составляли −323 мВ и −140 мВ, соответственно, и на станции А5 редокс-потенциал показал значение −139 мВ.
ОБСУЖДЕНИЕ
Как было показано ранее, донные осадки Риа Формозы характеризуются различными уровнями органического загрязнения (Newton, Icely, 2002). Продуктивность водных экосистем в целом связана с поступлением биогенов, особенно фосфора для пресных вод и
21
Иванова Е. А.
Рис. 3. Гранулометрический состав исследуемых станций, выполненный
- GRADISTAT (Blott, Pye, 2001)
Чёрными кружками обозначены исследуемые станции на разрезах A и С, пронумерованные по порядку отбора от начала разреза (табл. 1).
азота для прибрежных экосистем, а также их обоих для эстуарных сред (Oduor et al., 2023). Данное исследование показывает, что на соотношение биогенов в западной части лагуны большое влияние оказывают источники, напрямую связанные с деятельностью человека: сельскохозяйственные стоки и канализационные сбросы связаны с нитратами, аммонием и фосфатами. Повышенное содержание аммония и фосфатов может изменить состав фитопланктона и повлиять на текущие экологические функции лагуны (Oduor et al., 2023).
- своей работе (Rosa et al., 2022) авторы пространственно определили в Риа Формозе пять водных объектов (районов). По их данным, водоемы, расположенные по краям лагуны, продемонстрировали наибольшую изменчивость и имели самую высокую концентрацию биогенов, за исключением нитратов, которые были максимальными на эстуарной станции, находящейся под влиянием реки Гилао, даже при низкой скорости течения. Такие различия на пограничных станциях связаны с их мелководностью, ограниченной циркуляцией воды и потенциально благоприятствуют более высоким темпам накопления органического вещества. Все эти факторы способствовали интенсификации внутренних процессов, связывающих бентосные и пелагические процессы, а именно реминерализации и диффузии из отложений, которые, в конечном счете, контролируют биологические процессы.
22
Физико-химические свойства донных осадков
в антропогенно эвтрофируемой океанической лагуне Риа Формоза (Португалия)
Анализ проб воды за период 1987–1989 годов и 2010–2012 годов (Newton et al., 2022) выявил в западной части лагуны тенденцию к снижению содержания биогенов, хотя она была значительной только для растворенного неорганического азота (F=4,97, p=0,027) и наименее значительной для фосфатов (F=4,28, p=0,027). В целом, эти результаты показывают, что совокупный эффект проведённых управленческих мероприятий, таких как модификация очистных сооружений, снизил давление биогенов на лагуну, несмотря на рост численности населения и интенсификацию сельского хозяйства в водосборном бассейне за тот же период (Newton et al., 2022).
Помимо антропогенной нагрузки, естественное высачивание различных газов из морского дна также может быть источником значительного количества органического вещества в донных отложениях лагуны Риа-Формоза. Ранее были отмечены средние величины потока метана CH4 из дна на уровне 3,0 (μmol м-2 ч-1) (Bahlmann et al., 2015). Донные осадки лагуны на всех исследуемых точках имеют запах сероводорода различной интенсивности. Наличие бактериальных матов на поверхности осадка свидетельствует об активных микробиологических процессах. Очевидно, что в метанонасыщенных отложениях лагуны Риа Формоза, высокий уровень сероводородного загрязнения, вероятно, поддерживается микробной хемотрофной активностью.
Донные осадки лагуны Риа Формоза в точке сброса неочищенных стоков (ст. С0) являются примером критической морской среды обитания, характеризующейся эвтрофикацией, гипоксией, и сероводородным заражением, обусловленных влиянием как природных, так и антропогенных факторов (Giere, 2009). Следствием постоянного привнесения органического вещества в экосистему является возникновение гипоксических, а также периодически образующихся аноксических условий среды в донных осадках лагуны (Ivanova, 2014).
Значения окислительно-восстановительного потенциала на станции С0 (−323 мВ) в месте сброса городских канализационных стоков являлось самым низким показанием для лагуны Риа Формоза, тогда как в точке сброса ливневой канализации А0 и в точке А5 вдалеке от города показатели Eh были одинаковые (−140 мВ и −139 мВ, соответственно). Ранее в лагуне вне зоны воздействия городских стоков регистрировались показания Eh в осадках в пределах от −88 до −191 мВ, со средним значением −146 мВ (Danchenko, 2010). В ещё более ранней работе показано, что в осадках лагуны отмечались положительные значения редокс-потенциала от +50 до +200 мВ (Neves, 2003).
Загрязнение лагуны Риа Формоза как коммунальными, так и ливневыми стоками приводило к формированию зон с локальным переобогащением органическим веществом. Так, в месте ливневого стока на станции А0 содержание ОВ достигало 5,62 %, что превышало средние значения для других станций лагуны. Среднее значение содержания органического вещества в грунтах лагуны (без учёта мест непосредственного сброса сточных вод) составляло 2,7 %. Однако, в месте сброса канализационных стоков (станция С0) зафиксировано значительное превышение содержания ОВ в осадке (до 22,7 %). Также, на станции С1 в 100 м от точки сброса стоков отмечалось повышенное содержание ОВ в осадке (7,9 %). Такое обогащение органическим веществом способно оказывать негативное влияние на экологическое состояние донной среды. В точке С0 отмечено снижение солёности океанической воды до 3 ‰ из-за притока пресных сточных вод и резкое увеличение рН придонной воды до 10,18. С учётом того, что редокс-потенциал осадков здесь −323 мВ, можно заключить, что в этом месте осадки являются аноксическими и приток кислорода возможен только периодически с приливной водой из океана. Кроме того, такие низкие значения Eh свидетельствовали о процессах сульфатредукции в донной среде (Barlett, James, 1993). Наличие бактериальных матов на поверхности осадка (рис. 2) также свидетельствовали об активных микробиологических процессах. Измерения окислительно-восстановительного потенциала показали здесь наличие критических условий для существования биоты (Giere, 2009).
Рисунок 4 демонстрирует экспоненциальную зависимость между процентным содержанием мелкодисперсной гранулометрической фракции и общего органического
23
Иванова Е. А.
вещества в осадках. Такое соотношение было ожидаемым, для сравнения на график помещены данные предыдущих исследований (Hewitt, Mudge, 2004; Danchenko, 2010) донных осадков Риа Формозы.
Поскольку ст. С0 и А0 находились в местах непосредственного сброса городских стоков и, как следствие, имели превышение содержание ОВ, эти точки были исключены из анализа взаимоотношения гранулометрического состава и содержания ОВ, поскольку значительно искажали картину типичных грунтов лагуны. На остальных станциях донные осадки находились в пределах доверительных интервалов по этим седиментарным параметрам.
Рис. 4. Линейная зависимость с доверительными интервалами между содержанием (%) мелкодисперсной гранулометрической фракции <0,063 μm и общего органического вещества (ОВ, %) в осадках лагуны
ОВ – содержание общего органического вещества в донных отложениях. Чёрными кружками обозначены исследуемые станции на разрезах A и С, пронумерованные по порядку отбора от начала разреза (табл. 1). Треугольниками обозначены станции предыдущих исследований (Hewitt, Mudge, 2004; Danchenko, 2010).
Высокие значения содержания ОВ в грунтах станций С0 (в непосредственной близости от сточной трубы канализационного коллектора) и С1 (в 100 м) от стока с высокой долей вероятности объяснялись массированным привнесением органики сточными водами. В более ранних работах в лагуне Риа Формоза также отмечалось влияние сброса городских стоков, особенно в летний туристический сезон, когда население региона увеличивается с 150 000 до 450 000, человек (Mudge, Bebianno, 1997). Однако, в отдалённых от города Фару местах влияние деятельности человека на осадки лагуны практически не фиксировались благодаря высокой скорости водообмена и отсутствию промышленности в регионе (Newton, Icely, 2002).
Содержание ОВ в донных осадках тесно связано с их гранулометрическим составом (Романкевич и др., 2001). Комплексная оценка гранулометрии и органической матрицы является ключом к пониманию механизма распределения и депонирования различных химических соединений в донных отложениях (Иванов и др., 2020). Нами была выявлена линейная зависимость между процентным содержанием мелкой гранулометрической фракции и общего органического вещества в осадках лагуны (рис. 4). Установлено, что содержание ОВ в составе донных отложений растет прямо пропорционально увеличению в
24
Физико-химические свойства донных осадков
в антропогенно эвтрофируемой океанической лагуне Риа Формоза (Португалия)
них доли мелкодисперсной илисто-глинистой фракций. В более ранних исследованиях осадков лагуны также отмечалась положительная корреляция между мелкодисперсной фракцией осадка лагуны и содержанием общего органического вещества (Danchenko, 2010).
Для сравнения достоверности различий размерных фракций седиментарных частиц и содержания ОВ в донных отложениях на двух разрезах станций лагуны, А и С, был применен U-тест Манна-Уитни (табл. 3).
Исходя из полученных данных можно заключить, что на разрезах А и С существовала статистическая значимость различия только между содержанием органического вещества в морских грунтах, в то время как гранулометрический состав на исследуемых станциях достоверных различий не имел.
Анализируя диаграммы размаха статистически значимых результатов, можно отметить, что содержание ОВ в донных осадках станций на разрезе С выше, чем для станций разреза А. Разрез станций С находится в замкнутом рукаве лагуне, в конце которого (точка С0) происходит интенсивный сброс неочищенных стоков, который вносил большие количества органического вещества в грунт лагуны. Приливное течение здесь слабое, что являелось дополнительным фактором накопления ОВ на трансекте С.
Таблица 3
Результаты применения U-критерия Манна-Уитни (n=13, p<0,05) для гранулометрических
параметров (%) и содержанию органического вещества (ОВ) (%) в осадках лагуны на
исследуемых станциях между разрезами А и С
| Параметр и значение | ||||
| U | Z-value | p-value | ||
| Галька | 18,500 | 0,286 | 0,775 | |
| Песок | 10,000 | –1,500 | 0,134 | |
| Ил | 11,000 | 1,357 | 0,175 | |
| ОВ | 5,000 | 2,214 | 0,027 | |
Примечание к таблице. Жирным шрифтом выделена значимая величина при p<0,05 уровне значимости.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Донные осадки лагуны Риа Формозы характеризовались различными уровнями органического загрязнения. Акватория в районе порта, где находится источник сброса канализационных городских стоков (станция С0), наиболее сильно подвержена загрязнению. Следствием постоянного привнесения органического вещества в экосистему являлось возникновение гипоксических, а также периодически образующихся аноксических условий среды в донных осадках лагуны. Грунты лагуны Риа Формоза в точке сброса неочищенных стоков (станция С0) являются примером критической морской среды обитания, характеризующейся эвтрофикацией, аноксией, и сероводородным заражением, обусловленных влиянием как природных, так и антропогенных факторов. Наличие бактериальных матов на поверхности осадка свидетельствовало об активных микробиологических процессах.
-
- целом, на остальных изученных станциях в грунтах отмечались признаки обеднённой кислородом донной среды (гипоксия), газонасыщенности, в том числе метаном, и сероводородного заражения. В районах лагуны Риа Формоза, которые находятся вдалеке от стоков города Фару, осадки являлись гипоксическими, отмечалось присутствие сероводорода
- меньшей степени, чем в районе порта (ст. С0) и наблюдались процессы газовыделения из дна, однако на этих исследованных станциях лагуны не выявлены признаки значительного антропогенного влияния. Образование здесь гипоксических условий и метаногенез осадков может происходить естественным образом.
Установлено, что содержание ОВ в составе донных отложений растет прямо пропорционально увеличению в них доли мелкодисперсной илисто-глинистой фракций. На
25
Иванова Е. А.
разрезах А и С существовала статистическая значимость различия только между содержанием органического вещества в морских грунтах, в то время как гранулометрический состав на исследуемых станциях достоверных различий не имел.
Благодарности. Автор благодарна профессору Элис Ньютон (Alice Newton, University of Algarve, Portugal) за руководство исследованием, профессору Джону Айсли (John Icely, University of Algarve, Portugal) и профессору Софии Гамито (Sofia Gamito, University of Algarve, Portugal) за ценные консультации, а также сотрудникам лаборатории океанографии (Oceanografia Lab, University of Algarve, Portugal) за помощь в организации и проведении полевых и лабораторных работ.
Работа выполнялась по теме «Функциональные, метаболические и токсикологические аспекты существования гидробионтов и их популяций в биотопах с различным физико-химическим режимом» № 121041400077-1, а также была частично поддержана ERASMUS Programme Lot 6.
Список литературы
Иванов Д. В., Валиев В. С., Зиганшин И. И., Шамаев Д. Е., Паймикина Э. Е., Марасов А. А., Маланин В. В., Хасанов Р. Р., Унковская М. А. Структурная взаимосвязь гранулометрического состава, содержания органического вещества и тяжелых металлов в донных отложениях // Российский журнал прикладной экологии. – 2020. – Т. 22, № 2. – С. 23–30.
Романкевич Е. А., Ветров А. А. Цикл углерода в арктических морях России. – М.: Наука, 2001. – 302 с. Andrade C., Freitas M. C., Moreno J., Craveiro S. C. Stratigraphical evidence of Late-Holocene barrier breaching
and extreme storms in lagoonal sediments of Ria Formosa, Algarve, Portugal // Marine Geology. – 2004. – Vol. 210, N 1– 4. – P. 339–362.
Austen M., Warwick R., Rosado M. C. Meiobenthic and macrobenthic community structure along a putative pollution gradient in southern Portugal // Marine Pollution Bulletin. – 1989. – Vol. 20, N 8. – P. 398-405.
Bahlmann E., Weinberg I., Lavric J. V., Eckhardt T., Michaelis W., Santos R., Seifert R. Tidal controls on trace gas dynamics in a seagrass meadow of the Ria Formosa lagoon (southern Portugal) // Biogeosciences. – 2015. – Vol.12. – P. 1683–1696.
Bartlett R. J., James R. J. Redox chemistry of soils // Advances in Agronomy. – 1993. – Vol. 50. – P. 151–208. Blott S. J., Pye K. Gradistat: a grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated
sediments // Earth Surface Processes and Landforms. – 2001. – Vol. 26. – P. 1237–1248.
Danchenko S. A. Shorebirds assemblages as indicators of ecological status and sediment quality in the Ria Formosa lagoon: Dissertação de mest., Gestão da Água e da Costa. – Faro: Univ. do Algarve, 2010. – 97 p.
Dando P., Austen M., Burke R., Kendall M., Kennicutt M.C., Judd A., Moore D., O’Hara S., Schmaljohann R., Southward A. Ecology of a North Sea pockmark with an active methane seep // Marine Ecology Progress Series. – 1991. – Vol. 70. – P. 49–63.
Duarte P., Azevedo B., Pereira A. Hydrodynamic Modelling of Ria Formosa (South Coast of Portugal) with EcoDynamo / Project report DITTY (Development of an information technology tool for the management of Southern European lagoons under the influence of river-basin runoff) (EESD Project EVK3-CT-2002-00084). – University Fernando Pessoa, Centre for Modelling and Analysis of Environmental Systems, 2005. – 37 p.
Duarte P., Azevedo B., Guerreiro M., Ribeiro C., Bandeira R., Pereira A, Falcão M., Serpa D., Reia J. Biogeochemical modelling of Ria Formosa (South Portugal) // Hydrobiologia. – 2008. – Vol. 611. – P. 115–132.
Ferreira O., Matias A., Pacheco A. The East Coast of Algarve: A Barrier Island Dominated Coast // Thalassas. – 2016. – Vol. 32, N 2. – P. 75–85.
Filipe A., Carvalho M., Capitão R. Extreme sea waves of Faro // Proceedings of 3rd Symposium on the Atlantic Ibe rian Continental Margin (25–27 September, 2000, Faro, Portugal). – CIACOMAR, Universidade do Algarve. – P. 105– 106.
Gamito S. Three main stressors acting on the Ria Formosa lagoonal system (Southern Portugal): Physical stress, organic matter pollution and the land-ocean gradient // Estuarine, Coastal and Shelf Science. – 2008. – Vol. 77. – P. 710–720.
Giere O. Meiobenthology – the Microscopic Motile Fauna of Aquatic Sediments, 2nd ed. – Berlin, Heidelberg:
Springer – Verlag, 2009. – 527 p.
Hewitt E., Mudge S. Detecting anthropogenic stress in an ecosystem: 1. Meiofauna in a sewage gradient // Environmental Forensics. – 2004. – Vol. 5, N 3. – P. 155–170.
Mudge S. M., Bebianno M. J. (1997). Sewage contamination following an accidental spillage in the Ria Formosa, Portugal // Marine pollution Bulletin. – 1997. – Vol. 34. – P. 163–170.
Mudge S.M., Icely J.D., Newton A. Oxygen depletion in relation to water residence times // Journal of Environmental Monitoring. – 2007. – Vol. 9. – P. 1194–1198.
26
Физико-химические свойства донных осадков
в антропогенно эвтрофируемой океанической лагуне Риа Формоза (Португалия)
Mann H. B., Whitney D. R. On a Test of Whether one of Two Random Variables is Stochastically Larger than the Other // Ann. Math. Statist. – 1947. – Vol. 18, N 1. – P. 50–60.
Neves M. H. Sediment-water fluxes of oxygen in intertidal areas of Ria Formosa lagoon: Master thesis. – Bangor:
University of Wales, 2003. – P. 55.
Newton A., Icely J. D. Impact of coastal engineering on the water quality of the Ria Formosa lagoon, Portugal // The Changing Coast (eds Veloso–Gomes, F., Pinto, F.T., Neves, L.): 6th International Conference LITTORAL (Porto, Portugal, 22-26th September 2002). – Porto, 2002. – P. 417–421.
Newton, A., Cañedo-Argüelles, M., March, D., Goela, P., Cristina, S., Zacarias, M. and Icely, J. Assessing the effectiveness of management measures in the Ria Formosa coastal lagoon, Portugal // Frontiers in Ecology and Evolution. – 2022. – Vol. 10. https://doi.org/10.3389/fevo.2022.508218
Oduor, N.A., Cristina, S.C., Costa, P. Sources of anthropogenic nutrients and their implications on nutrient chemistry and ecological conditions of Ria Formosa lagoon, Portugal // Regional Studies in Marine Science. – 2023. – Vol. 61. – P. 102843.
Rosa, A., Cravo, A., Jacob, J. and Correia, C. Water quality of a southwest Iberian coastal lagoon: Spatial and temporal variability // Continental Shelf Research. – 2022. – Vol. 245. – P. 104804. DOI:10.1016/j.csr.2022.104804
Skarke A., Ruppel C., Kodis M., Brothers D., Lobecker E. Widespread methane leakage from the sea floor on the northern US Atlantic margin // Nature Geoscience. – 2014. – Vol. 7. – P. 657–661.
Ivanova E. A. Physico-chemical properties of bottom sediments of the eutrophic oceanic lagoon Ria Formosa (Portugal) // Ekosistemy. 2023. Iss. 35. P. 18–27.
Bottom sediments of the Ria Formosa Lagoon are characterized by varying levels of organic contamination. The seabed sediments in the port area, where the source of untreated municipal wastewater discharge located, are the most exposed to intensive pollution. Formation of hypoxic as well as periodic anoxic conditions in the lagoon bottom sediments is a consequence of the continued input of organic matter into the ecosystem. At the point of discharge of untreated sewage (Station C0), the bottom sediments of Ria Formosa Lagoon are an example of a critical marine habitat characterized by eutrophication, anoxia and hydrogen sulfide contamination due to both natural and anthropogenic influences. Microbial mats on the surface of the sediment indicate active microbiological processes. In the seabed of remaining studied lagoon stations there are signs of an oxygen-depleted bottom environment (hypoxia), gas emissions, including methane, and hydrogen sulphide contamination. The organic matter content of the bottom sediments is found to grow in direct proportion to an increase in the share of fine silt-clay fractions. In other parts of the Ria Formosa Lagoon, which are located far from Faro domestic sewage, the sediments are hypoxic, with lower concentration of hydrogen sulphide. The researchers observed gas emission processes from the bottom, but no signs of significant anthropogenic influence were found at these surveyed stations of the lagoon. Formation of hypoxic conditions and methanogenesis of sediments can occur naturally. In the studied transects A and C there is a statistically significant difference only between the content of organic matter in marine sediments, while the grain size distribution at the studied stations does not differconsiderably.
Key words: hypoxia, bottom sedimenets, granulometry composition of sediments, organic matter content, lagoon, Ria Formosa, Portugal, Atlantic Ocean.
Поступила в редакцию 20.03.23
Принята к печати 19.04.23
27
