81

بررسي اكولوژيك تراكم و تنوع فيتوپلانكتون سواحل استان مازندران در اعماق كمتر از 30 متر به همراه اندازه گيري تركيبات نفتي در رسوبات

پورغلام، رضـا

نگارستان، حسين ، همكارطرح , پورنگ، نيما ، همكارطرح , مرتضوي ، محمد صديق ، همكارطرح

1395

سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور

اين تحقيق به منظور تعيين تراكم و تنوع فيتوپلانكتون،تعيين غلظت پارامترهاي فيزيكوشيميايي و مواد مغذي آب و نيز تغييرات زماني- مكاني آن ها در سواحل استان مازندران انجام شده است. از ديگر اهداف مهم اين طرح اندازه‌گيري و مقايسه غلظت و منشأ آلكان‌هاي نرمال (n-alkanes) و هيدروكربن‌هاي آروماتيك چند حلقه‌اي (PAHs) در رسوبات منطقه مورد نظر بوده است. نمونه برداري به منظور تعيين پارامترهاي فيزيكوشيميايي و زيستي (فيتوپلانكتون) در سواحل استان مازندران طي فصول بهار و پاييز يك بار در ماههاي ارديبهشت و آبان و در فصول تابستان و زمستان دوبار به ترتيب در ماههاي (تير، شهريور) و (دي، اسفند) در چهار نيم خط عمود بر ساحل (تنكابن، نوشهر، بابلسر، امير آباد) در سال 1391 انجام گرديد. در مجموع تعداد 72 نمونه آب از لايه سطحي در ايستگاههاي داراي 5، 15 و 30 متر عمق از كف جمع آوري شد و سپس پارامترهاي فوق با روشهاي استاندارد تعيين گرديد. براي اندازه گيري تركيبات نفتي نيز72 نمونه رسوب سطحي در ايستگاه هاي داراي عمق 5، 15 و 30 متر از نيم خط هاي ذكر شده تهيه گرديد و براساس روش هاي استاندارد بوسيله دستگاه كروماتوگرافي مجهز به طيف‌سنج جرمي (GC-MS) آناليز شد. نتايج آناليز پارامترهاي فيزيكوشيميايي نشان داد كه ميانگين دماي آب و هوا در اين منطقه به ترتيب برابر 85/0±46/19 و 78/0±25/20 درجه سانتي گراد بوده است. كمترين و بيشترين دماي آب به ترتيب در ماه دي (00/7) و تير-شهريور (10/28) ثبت گرديد. ميانگين شوري در اين منطقه برابر13/0±35/12 ppt بود. در اين تحقيق حداكثر شوري در نيم خط هاي مختلف در ماه شهريور و حداقل در ماه اسفند مشاهده گرديد. همچنين ميانگين شفافيت در تحقيق حاضر برابر 18/0±63/2 متر بوده است. pH با ميانگين 02/0±51/8 نسبت به سال هاي پيشين روند افزايشي داشته است. ميانگين ميزان اكسيژن محلول در طول سال برابر 07/0±00/6 ميلي ليتر در ليتر بود. غلظت سالانه ازت معدني (NH4+،NO2- ، NO3-) داراي تغييرات نسبتا گسترده اي بود. درصد اجزاي تركيبات نيتروژني نسبت به ازت معدني در نيم خط ها و ماههاي مختلف متفاوت بود، بطوريكه درصد NH4+، NO2- و NO3- به ترتيب برابر 6 تا 53 ، 14/0 تا 26 و37 تا 94 درصد متغير بود. ميانگين درصد ازت معدني (DIN)كمتر از %15 و درصد ازت آلي (DON) به بيش از %80 رسيده بود. ميانگين سالانه فسفر معدني و آلي به ترتيب برابر 04/0± 58/0 و 02/0± 48/0 ميكرومولار بوده و سهم هر كدام به ترتيب برابر 54 و 46 درصد ثبت گرديد. ميانگين سالانه سيليس محلول برابر2/0±5/9 ميكرومولار بود. بررسي كيفي فيتوپلانكتون نشان داد كه در ساختار آن 106 گونه شركت داشته كه در 9 شاخه ي باسيلاريوفايتا (Bacillariophyta)، پيروفايتا (Pyrrophyta)، سيانوفايتا (Cyanophyta)، كلروفايتا (Chlorophyta)، يوگلنوفايتا (Euglenophyta)، كريپتوفايتا (Cryptophyta)، كريزوفايتا (Chrysophyta) ، هاپتوفايتا (Haptophyta) و زانتوفايتا (Xantophyta) طبقه بندي گرديد. بطوريكه در شاخه هاي باسيلاريوفايتا، پيروفايتا، سيانوفايتا، كلروفايتا ويوگلنوفايتا به ترتيب 42، 18،14، 15، و 11 گونه جاي گرفت. تعداد گونه در سايرشاخه ها از 1 تا 3 عدد متغير بوده است. ميانگين تراكم فيتوپلانكتون به همراه خطاي استاندارد درطي دوره نمونه برداري 32 ± 164 ميليون سلول در مترمكعب بود. بررسي نشان داد كه تراكم از ارديبهشت تا شهريورتقريبا 2 برابر افزايش يافت و سپس با حدود 5/2 برابر كاهش در آبان با شيب تند در ماههاي دي و اسفند افزايش نشان داد. بطوري كه ميانگين تراكم در ماههاي دي و اسفند حدودا 5 برابر ميانگين تراكم در ساير ماههاي مورد بررسي،گرديد. ميانگين تراكم در نيم خط هاي غرب استان يعني تنكابن و نوشهر به ترتيب 6/1 و 2 برابر ميانگين تراكم در نيم خط شرقي (اميرآباد) گرديد. باسيلاريوفايتا با 89 درصد بيشترين درصد تراكم را در بين شاخه هاي فيتوپلانكتوني دارا بوده است و شاخه هاي پيروفايتا، سيانوفايتا و كلروفايتا به ترتيب رتبه هاي بعدي از درصد تراكم را بدست آوردند. بررسي ماهانه ميانگين تراكم گونه هاي غالب نشان داد كه Chaetoceros throndsenii در سه ماه اول نمونه برداري يعني ماههاي ارديبهشت، تير و شهريور بعنوان اولين گونه غالب حضور يافت ولي در ماههاي آبان، دي و اسفند به ترتيب گونه هاي Thalassionema nitzschioides، Skeletonema costatum و Pseudonitzschia seriata در رتبه اول تراكم قرار گرفتند. جايگزيني گونه هاي غالب در فصول پيش از زمستان از فرم هاي انفرادي، كلني هاي كوچك ورشته هاي كوتاه به Pseudonitzschia seriata و Skeletonema costatum داراي فرم زنجيره اي متوسط تا بلند در زمستان بيانگر افزايش مواد مغذي در لايه سطحي ناشي از اختلاط عمودي در ستون آب است. بنظر مي رسد كه وجود استرس و عدم ثبات در اكوسيستم، به نفع گونه هاي داراي پتانسيل شكوفايي بخصوص Chaetoceros throndsenii و Pseudonitzschia seriata بوده است. توان رشد و تكثير در محيط فاضلابي و پتانسيل توليد سم به ترتيب ازديگر خصوصيات اكولوژيكي و فيزيولوژيكي قابل توجه در اين گونه ها مي باشد. بر اساس نتايج بدست آمده از آناليز تركيبات نفتي ميانگين غلظت‌هاي كل آلكان‌هاي نرمال (HCs) و PAHs به همراه خطاي معيار بترتيب 333±2390 ميكروگرم بر گرم وزن خشك و 107±1444 نانوگرم بر گرم وزن خشك رسوب بوده است. مقايسه نتايج تحقيق حاضر با ديگر مطالعات مشخص شده كه غلظت آلكان هاي نرمال و تركيبات PAH در منطقه مازندران بيشتر از نواحي ديگر درياي خزر و نيز همين منطقه در ساير مطالعات بوده است. همچنين براساس كلاسه بندي استاندارد آلودگيها، رسوبات اين منطقه براي هر دو آلاينده داراي آلودگي متوسط تا بالا بوده است. الگوي توزيعي آلكان‌هاي نرمال و PAHs به همراه نسبت‌هاي تشخيصي مختلف و منحني هاي مربوطه، منشأ غالب پتروژنيك را براي هر دو آلاينده تاييد كردند، اگرچه در برخي ماهها و ايستگاهها منشاء پايروژنيك و بيوژنيك نيز ثبت گرديد. دلايل قابل ذكر در اين زمينه مي‌تواند ريزش‌هاي نفتي ناشي از تخليه (تاربالهاي نفتي)، بار‌گيري، سوختگيري و تردد كشتي‌هاي تجاري و تانكر‌هاي سوختي در بخش ساحلي خزر(بخصوص در بنادر)، فعاليت‌هاي استخراج و پالايش نفت خام در كشور‌هاي حاشيه درياي خزر بويژه آذربايجان و تخليه مستقيم و غير مستقيم فاضلاب‌هاي تصفيه نشده و نيمه تصفيه شده شهري و صنعتي ناشي از شهرهاي حاشيه‌اي دانست.

Abstract: This study was conducted to determine of phytoplankton abundance and diversity, physico-chemical characteristics of water and their spatial and temporal fluctuations in the Mazandaran coastal of Caspian Sea in 6 months, four seasons at 4 transects (Tonekabon, Nowshahr, Babolsar, Amirabad) during 2012-2013. In addition, n-alkanes and PAHs concentration of the sediments was investigated and also indentify their sources in the area. Seventy two samples were collected at surface layer of water in 5, 15 and 30m depths in order to determine physicochemical and biological (phytoplankton) parameters. Then the sampls analyzed based on standard methods. For n-alkanes and PAHs parameters seventy two sediments samples were collected in the same area and analysed based on standard methods using GC-MS instrument. Results of physicoxhemical parameters showed that the mean of water and air temperature were 19.46±0.85 and 20.25±0.78 ◦C, respectively. Minimum and maximum of water temperature were recorded in winter (7.00) and summer time (28.10). Mean of salinity was 12.35±0.13 ppt. The maximum salinity was recorded in summer and minimum in winter in all transects. Mean of transparency (SD) in the present study was 2.63±0.18m. The mean of pH was observed 8.51±0.02 which was higher than the pervious sampling periods. The mean of DO was observed 6.00±0.07 ml/l during sampling period. Annual concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN= NH4 +, NO2-, NO3-) has a fairly wide variation in diferents months and transects. Percentage of nitrogen components out of DIN were varied 6-53, 0.14-26.0 and 37.0-94.0 respectively. In this study, percentage of DIN was lower than 15% and dissolved organic nitrogen (DON) was higher than 80%. Mean of annual dissolved inorganic phosphorous (DIP) and organic phosphorous were 0.58± 0.04 and 0.48± 0.02 µM, respectively. DIP and DOP percentages recorded 54 and 46 respectively. Mean annual of dissolved silicon (DSi) obtained 9.5± 0.2 µM. Phytoplankton analysis showed that 106 species contributed in phytoplqnkton community structure which where classified in 9 phyla namly: Bacillariophyta (42 species), Pyrrophyta (18 species), Cyanophyta (14 species), Chlorophyta (15 species) , Euglenophyta (11 species). The number of species in other phyla varied between 1-3 species. Mean annual phytoplankton abundance with standard error obtained 164 ± 32 million Cells/m3. Seasonal study showed that phytoplankon abndance of summer was 1.5 folds of spring. The value in auttuman was same as spring; however it increased sharply in winter. The mean phytoplankton abundance of winter was 5 folds of the other seasons. Mean phytoplankton abundance of Tonkabon and Nowshahr (west transects) were 1.6 and 2 folds of Amirabad (east transect), respectively. Bacillariophyta with 89 percent of total abundance was the predominant phylum and Pyrrophyta was the second one. The third and fourth of dominant phyla were Cyanophyta and Chlorophyta, respectively. Monthly study showed that Chaetoceros throndsenii was the first dominant species in Ordibehesht, Tir and Shahrivar. However, the first dominant species in Aban, Day and Esfand were Thalassionema nitzschioides, Skeletonema costatum and Pseudonitzschia seratia respectively. Dominant species were observed in single forms, small filament and loose colonies during spring to autuman. However, these form shifted to fair-long chains form in winter which it indicates to nutrient-rich water was brought to the surface by vertical mixing process. It seems that environmental stress and instability of ecosystem was benefit to Chaetoceros throndsenii and Pseudonitzschia seriata which are known as species with bloom potential. Ability of reproduction in sewage environment (Chaetoceros throndsenii) and toxin production (Pseudonitzschia seriata) are the ecological and physiological significant characters of the two species. Based on the results the annual mean concentration of n-alkanes and PAHs with standard error (SE) were 2390±333 µg/g.dw and 1444±107 ng/g.dw, repectively. Comparion with other studies, the mean concentration of n-alkanes and PAHs were higher at the Caspian Sea and same sites. In addition, sediments of this area were classyfied to modrate to high pollution based on standard criteria. N-alkanes and PAHs distribution patterns with different diagnostic ratios and the corresponding curves showed that the most diagnostic source was petrogenic for both contaminants, although in some stations and months were observed pyrogenic and biogenic sources. The reasons can be regarded to discharge of oil (Tarballs), ship refueling, commercial traffic and fuel tankers in the Caspian Sea coastal (especially ports), refining of crude oil in the Caspian littoral states, especially Azerbaijan and the direct and indirect discharge of untreated and partially treated sewage from municipal and industrial.

استان مازندران , پارامترهاي فيزيكو شيميائي , آب , فيتوپلانكتون , آلكان‌هاي نرمال , پلي آروماتيك , رسوب , درياي خزر

تهران موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور

جدول، نمودار

موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور 47205

كتابنامه: ص. 105- 114

پلانكتونهاي گياهي- بوم ‌شناسي , پلانكتونهاي گياهي , پلانكتونهاي دريايي , پلانكتون ‌هاي دريايي- درياي خزر، ساحل

۸۱۷۷۶

ب 716 پ

579