каспий акватория загрязнение

1.1.4 Химический состав и степень загрязнения морской воды

Химический состав морской воды Северного Каспия отличается непостоянством как в пространстве, так и во времени и определяется, поступлением громадного количества растворенных и взвешенных веществ (минеральных и органических) с речным стоком, а также процессами их трансформации в зоне смешения речных и морских вод. Волга является также существенным источником загрязнения каспийских вод. Основной вклад в загрязнение вносит транзитный сток, формирующийся в верхнем и среднем течении реки.

Для обитателей моря особое значение имеют химические элементы, входящие в состав «живого вещества» (кислород, углерод, азот, фосфор, кремния), минеральные и органические соединения которых присутствуют в воде в растворенном и взвешенном виде. Процессы обмена этими элементами между водой и «живым веществом» в Северном Каспии протекают интенсивно. Из морской воды обитатели моря потребляют растворенные вещества, необходимые для роста и развития, в нее в конечном счете в растворенном виде возвращаются продукты их жизнедеятельности.

В силу вышеизложенного гидрохимические параметры, характеризующие обменные процессы между водой и «живым веществом», например, содержание и отношение азота, фосфора и кремния (Сапожников В.В. и др., 2001) или разность между растворимостью и содержанием кислорода в воде (Бутаев А.М. и др., 1999) могут использоваться в качестве показателей функционального состояния биологических сообществ, биологической продуктивности морских вод (Курапов А.А., Еремеева С.В., Мельников С.А., 1999).

Распределение кислорода в Северном Каспии неравномерно, но в среднем его содержание несколько превышает 90% насыщения. Причем максимальный уровень кислорода отмечается зимой. Благодаря повышению плотности вод Северного Каспия происходит интенсивное перемешивание вод, в результате чего улучшается вентиляция глубинных слоев и происходит насыщение их кислородом (Салманов М.А., 1999).

Особенностью распределения кислорода в Северном Каспии в летнее время является формирование площадей с его дефицитом (гипоксия) в придонном слое западной части Северного Каспия в пограничном районе со Средним Каспием (Каспийское море, 1986). С возросшим в 1990-е годы поступлением органического вещества из дельты Волги в Северный Каспий связывается ежегодное возникновение летом обширных зон гипоксии (Бухарицин П.П., 1996). В настоящее время можно говорить о начальной стадии эвтрофикации вод западной части Северного Каспия, где зоны с недостатком кислорода составляют до 50% площади акватории (Иванов В.П., Сокольский А.Ф., 2000).

Важным фактором, влияющим на формирование химического состава вод Северного Каспия, являются течения. Перенос вещества в Северном Каспии существенно связан с протекающими в нем биологическими процессами. Во-первых, течения переносят основную массу гидробионтов. Во-вторых, в зависимости от направления течений, могут по-разному перераспределяться биогенные вещества и продукты жизнедеятельности водных организмов. В-третьих, течения обуславливают распространение загрязняющих веществ, попадающих в Северный Каспий и другие районы моря со стоками рек. Наконец, в-четвертых, с изменением направления течений могут меняться физико-химические условия обитания водных организмов, в первую очередь соленость воды, а так же температура и кислородный режим (Иванов В.П., Сокольский А.Ф., 2000).

Фоновые уровни содержания нефтяных углеводородов в морской воде изменяются в очень широких пределах в зависимости от многих природных и техногенных факторов. Максимальные концентрации тяготеют к прибрежным и внутренним морским водам, зонам интенсивного судоходства и иной хозяйственной деятельности (Попова Н.В., Андреев В.В., 2003), а также к районам выхода (просачивания) углеводородов из месторождений на шельфе (Патин С.А., 2001). С развитием нефтяного промысла увеличилось загрязнение Каспия нефтью и нефтепродуктами.

До конца 1960-х годов отсутствовал запрет на сброс нефтепродуктов море. Нефть попадала в море из переполненных нефтехранилищ, созданных на искусственных островах, негерметичных трубопроводов, проложенных по дну моря от эстакад, при ее перевозке и перегрузке на берег танкерами. Вообще, морской флот, в том числе танкерный стал в шестидесятые годы основным источником нефтяного загрязнения Каспия. Так, с балластными и подсланевыми водами в 1969 г. в море было сброшено 54 тыс. т нефти (Салманов М.А., 1999). В связи с этим следует отметить, что транспортировка нефти, будучи обязательным атрибутом нефтегазодобывающей деятельности на шельфе Мирового океана, одновременно является одним из основных источников его нефтяного загрязнения (Герлах С.А., 1985), причем наиболее крупные аварийные разливы нефти связаны именно с ее перевозкой, а не с добычей или переработкой.

Благодаря запрету на сброс балластных и неочищенных сточных вод уровень нефтяного загрязнения Каспия начал уменьшаться. В этих условиях основным источником поступления нефтепродуктов в: Каспийское море, так же как в Мировой океан (Герлах С.А., 1985) и другие моря России (Шапоренко С.И., 1997), стал поверхностный сток. Так, в вершине дельты Волги в период с 1977 по 1993 гг. годовой сток нефтяных углеводородов в среднем составил 71,6 тыс. т.

Сравнительная оценка результатов исследований 2002 и 2003 гг. выявила снижение степеней превышения ПДК для ртути и фенолов и увеличение их для БПК5, нефтяных углеводородов (НУ) и хлорорганических соединений (ХОС). Уровни содержания железа не изменились.

Рассчитанный по результатам исследований 2002-2003 гг. коэффициент комплексности загрязненности водного объекта для акватории Северного Каспия составил 17%, что указывает на участие антропогенной составляющей в формировании химического состава поверхностных вод района наблюдений. При этом под коэффициентом комплексности загрязнения понимается отношение числа загрязняющих веществ, содержание которых превышает функционирующие в стране нормативы, к общему числу нормируемых ингредиентов, определенных программой исследования.

1.1.5 Характеристика биоты Каспийского моря

Фитопланктон является неотъемлемой составной частью экосистемы моря и служит основным источником первичной продукции, за счет которого существуют вышестоящие по трофической пирамиде организмы - консументы. Фитопланктон - индикатор изменяющихся условий среды, и динамика его в каждом водоеме специфична.

Характерная особенность фитопланктона северной части Каспийского моря по результатам наших исследований - богатство пресноводными и бедность морскими видами. Среди пресноводных; водорослей встречаются представители всех групп фитопланктон, кроме пирофитовых. Основная доля (48%) в этом комплексе приходилась на зеленые водоросли. Солоноватоводно-пресноводным видам по значимости в общем составе фитопланктона принадлежало второе место. Основу группы составляют диатомовые (54%) и сине-зеленые (35%) водоросли. Морские виды в общем количестве водорослей составляли всего 12-14%. Ведущая роль в водоеме принадлежала диатомовым водорослям. Они самые богатые по числу видов, широко распространены по акватории моря и представлены во всех экологических группах

Видовой состав зоопланктона Каспия небогат и насчитывает около 120 видов, не считая временных форм - личинок бентосных организмов, Сезонные изменения зоопланктона Северного Каспия определяются двумя основными факторами - температурой и соленостью. По данным, полученным в 2002 г., зоопланктон на исследуемой акватории Северного Каспия насчитывал 10 видов, разновидностей и форм, а в 2003 г. -14 видов. Кроме истинно планктонных форм, в толще воды присутствовали олигохеты, нематоды, личинки полихеты, нереиса и краба. Основу зоопланктона составляли коловратки и веслоногие рачки.

Для фауны Каспийского моря в целом и для донной фауны в частности характерен высокий процент эндемичных видов и родов (41 %) в основном среди ракообразных и моллюсков, что свидетельствует о древности фауны этого водоема.

Качественный состав зообентоса на акватории Северного Каспия по результатам наших исследований в 2002 г. включал 13 и в 2003 г. -40 видов и групп донных организмов. Среди них большую часть видов составляли ракообразные.

Ихтиофауна Каспийского моря не отличается видовым разнообразием и по числу видов значительно уступает другим южно-европейским морям. В составе ихтиофауны Каспийского моря насчитывается 124 вида и подвида рыб, относящихся к 17-ти семействам. Преобладают морские (43,5%) и речные (34,4%) рыбы, проходные и полупроходные составляют соответственно 14,7% и 7,4%. Наиболее ценными промысловыми рыбами являются реликтовые осетровые (осетр, севрюга, белуга), запасы которых в Каспийском море до последнего времени составляли 70-75% от общемировых. Со второй половины XX столетия, с началом широкого гидротехнического строительства на реках Каспийского бассейна, жизненный цикл осетровых был нарушен, что привело в совокупности с другими негативными антропогенными и естественными факторами к катастрофическому состоянию популяций осетровых рыб. Основные районы нагула осетровых расположены по всей акватории Северного Каспия и вдоль западного побережья Среднего Каспия и находятся под влиянием пресного биогенного стока Волги и рек дагестанского побережья.

При распределении полупроходных рыб по местам нагула в море лимитирующим фактором является соленость.

Морские промысловые рыбы Каспийского моря представлены тремя видами килек, несколькими видами сельдей и двумя видами кефали. Снижение уловов килек в последние годы связывают с массовым развитием вселенца - гребневика мнемиопсиса, который питается преимущественно планктоном, подрывая тем самым кормовую базу килек.

1.2 Интегральная и комплексная оценка качества воды

Каждый из показателей качества воды в отдельности, хотя и несет информацию о качестве воды, все же не может служить мерой качества воды, т.к. не позволяет судить о значениях других показателей, хотя иногда косвенно бывает связан с некоторыми из них. Например, увеличенное, по сравнению с нормой, значение БПК5, косвенно свидетельствует о повышенном содержании в воде легкоокисляющихся органических веществ; увеличенное значение электропроводности — о повышенном солесодержании и др. Вместе с тем, результатом оценки качества воды должны быть некоторые интегральные показатели, которые охватывали бы основные показатели качества воды (либо те из них, по которым зафиксировано неблагополучие).

В простейшем случае, при наличии результатов по нескольким оцениваемым показателям, может быть рассчитана сумма приведенных концентраций компонентов, т.е. отношение их фактических концентраций к ПДК (правило суммацпи). Критерием качества воды при использовании правила суммацпи является выполнение неравенства:

n

∑ СФi/ПДКi ≤ 1

i=1

где: СФi и ПДКi — фактическая концентрация в воде и ПДК для i-ro компонента.

Следует отметить, что сумма приведенных концентраций согласно ГОСТ 2874 может рассчитываться только для химических веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности — органолептическим и санитарно-токсикологическим.

При наличии результатов анализов no достаточному количеству показателей можно определять классы качества воды, которые являются интегральной характеристикой загрязненности поверхностных вод. Классы качества определяются по индексу загрязненности воды (ИЗВ), который рассчитывается как сумма приведенных к ПДК фактических значений 6 основных показателей качества воды по формуле:

, где:

Ci — среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (при гидрохимическом мониторинге это среднее значение за год):

ПДКi — предельно-допустимая концентрация для данного загрязняющего вещества:

6 — число показателей, берущихся для расчета (на их выборе мы остановимся в этой же главе чуть ниже).

Значение ИЗВ рассчитывают для каждого пункта отбора проб (створа). Далее по табл. 1 в зависимости от значения ИЗВ определяют класс качества воды.

В число 6 основных, так называемых "лимитируемых" показателей при расчете ИЗВ входят, в обязательном порядке, концентрация растворенного кислорода и значение БПК5, а также значения еще 4 показателей, являющихся для данного водоема (воды) наиболее неблагополучными, или которые имеют наибольшие приведенные концентрации (отношение Сi/ПДКi). Такими показателями, по опыту гидрохимического мониторинга водоемов, нередко бывают следующие: содержание нитратов, нитритов, аммонийного азота (в форме органических и неорганических аммонийных соединений), тяжелых металлов — меди, марганца, кадмия и др., фенолов, пестицидов, нефтепродуктов, СПАВ (синтетические поверхностно-активных вещества.

Таблица 1

Характеристики интегральной оценки качества воды

Для расчета ИЗВ показатели выбираются независимо от лимитирующего признака вредности, однако при равенстве приведенных концентраций предпочтение отдается веществам, имеющим санитарно-токсикологический признак вредности (как правило, такие вещества обладают относительно большей вредностью).

Страницы: 1, 2, 3, 4