Свинец (PB) является одним из немногих элементов, для которых очевидно влияние деятельности человека на морскую среду. Он не имеет биологической функции и токсичен для человека и морских организмов. Антропогенное воздействие восходит к середине 19 века, когда сжигание угля и этилированного бензина служило основными источниками Pb в атмосферу. Антропогенный Pb переносится в атмосфере на большие расстояния и откладывается в отдаленных районах, что приводит к повышенным концентрациям Pb в поверхностных слоях океана до 6 433 452 190 пмоль кг-1 во время пика выбросов Pb в 1970-80 гг. Это примерно в 100 раз выше естественного фонового уровня.
С тех пор более строгие экологические нормы привели к сокращению выбросов свинца в окружающую среду. В настоящее время использование этилированного бензина практически прекращено, что привело к заметному снижению концентрации свинца в поверхностных водах океана. В исследовании, проведенном международной группой ученых под руководством Центра исследований океана Гельмгольца GEOMAR в Киле, представлены новые данные наблюдений, свидетельствующие о снижении концентрации свинца в поверхностных водах европейских шельфовых морей. Тем не менее, наследие Pb, в частности из Средиземноморья, все еще присутствует, и в морской среде появляются новые источники Pb. Команда опубликовала свои результаты в международном научном журнале Geophysical Research Letters.
Последняя оценка концентраций Pb в шельфовых морях Европы была проведена, когда еще широко использовался этилированный бензин. В новом исследовании морские биогеохимики Дагмара Русецка, доктор Марта Гледхилл и профессор Эрик Ахтерберг из GEOMAR показывают, что в поверхностных водах Кельтского моря наблюдается четырехкратное снижение концентрации свинца по сравнению с измерениями, проведенными два-три десятилетия назад.«Это первое исследование, показывающее заметное снижение концентрации свинца в поверхностных водах Европы после прекращения использования этилированного бензина», - говорит Дагмара Русицка, аспирант и ведущий автор этого исследования. «И подтверждает, что успешный отказ от этилированного бензина привел к существенному сокращению загрязнения атмосферы свинцом и осаждения в морских водах», - продолжает Русецка. Тем не менее, в районе исследований концентрации Pb по-прежнему в 10-60 раз превышают естественный фон. Pb, отложившийся в океане, в конечном итоге переносится в отложения. «Поскольку атмосферные поступления уменьшаются, теперь мы можем видеть, что устаревший Pb высвобождается из отложений, образуя новый источник Pb в окружающую среду», - объясняет профессор Эрик Ахтерберг из GEOMAR. Интересно, что воды Средиземного моря, достигающие европейских берегов на глубине около 1000 м, несут сильный антропогенный сигнал Pb. Средиземноморье получило большое количество свинца из соседних стран, например, этилированный бензин в Италии, Испании и Греции был прекращен только в 2003 году.
Исследование является результатом сотрудничества исследователей из GEOMAR, а также коллег из Университета Саутгемптона в Национальном океанографическом центре (Великобритания), университетов Эдинбурга, Плимута (Великобритания), Бретани-Оксидентале (Франция) и также Нидерландский институт морских исследований (Нидерланды) и Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса (США). Результаты основаны на экспедициях, проведенных в рамках Программы биогеохимии шельфового моря Великобритании и Международной программы GEOTRACES на британском исследовательском судне Discovery в шельфовых морях Европы между Ирландией и Францией (Кельтское море) в период 2014-2015 гг. На многочисленных участках в Кельтском море Дагмара Русецка брала пробы воды для измерения Pb, которые затем анализировались в специализированных лабораториях GEOMAR.
Отбор проб и анализ Pb в морской воде затруднен из-за относительно низких концентраций. Это стало возможным только с 1980-х годов. Отбор проб должен производиться с использованием специального неметаллического оборудования (кабелей из кевлара и бутылок с тефлоновым покрытием), чтобы исключить загрязнение от оборудования для отбора проб.«Отбор проб представляет собой особую проблему, потому что свинец встречается почти везде на кораблях - даже на новых пластиковых поверхностях», - объясняет доктор Марта Гледхилл, соавтор исследования. «Мы проводили анализ в специализированных чистых помещениях, подобных тем, в которых производятся компьютерные чипы», - продолжила она.
Профессор Эрик Ахтерберг резюмирует: «Сейчас мы наблюдаем снижение содержания свинца в поверхностных водах европейских шельфовых морей из-за сокращения выбросов свинца. Pb в вышележащие воды. Этого не ожидалось, поскольку предполагается, что Pb очень прочно связывается с частицами в морях и, таким образом, постоянно задерживается в отложениях. Поэтому мы предполагаем, что концентрации Pb в прибрежных водах вернутся к естественных фоновых уровней, чем предполагалось ранее, с потенциально негативными последствиями для морских организмов и людей в результате биоаккумуляции в пищевой цепи."
Данные Pb, полученные в этом исследовании, являются важным вкладом в программу GEOTRACES - крупную международную программу по составлению карт концентраций металлов в мировом океане. «Эти данные позволят нам делать более масштабные прогнозы о переносе загрязняющих веществ в шельфовых морях. В конечном счете, объединение такой информации с глобальными измерениями загрязняющих металлов и улучшениями в моделях океана позволит нам делать надежные прогнозы о поведении загрязняющих веществ и их воздействии на экосистемы в глобальном масштабе. шкале», - заключил профессор Ахтерберг.