На Главную
Консультации:
тел. (495) 740-37-48
тел. (495) 505-77-39
факс (495) 688-14-37
 
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗАЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
 На Главную
mobil 0w40 mobil 0w40
 
Насос водяний купить запчасть 301210013047R Skoda Audi Volkswagen Seat
 
btc mixing
 
how to download online mp3 songs
тел (495) 505-77-39     

Комплексные экологические обследования. "Экологическая экспертиза"

Гидрохимические параметры вод черного моря

ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВОД ЧЕРНОГО МОРЯ

В РАЙОНАХ морских стационарных ПЛАТФОРМ

В ПОЗДНЕ-ВЕСЕННИЙ СЕЗОН 2001г

 

С.И. Кондратьев1, С.В. Ляшенко1, Ю.Д. Степаняк2,

А.А. Пасынков2, Д.Н. Деренюк2

1Морской гидрофизический институт НАНУ, г. Севастополь

2ОНМЦ "Морэкогеология" КП "Южэкогеоцентр", г. Симферополь, Украина

Приведены результаты гидролого-гидрохимических исследований, выполненных при экологическом сопровождении буровых работ на нефть и газ в акватории Черного моря в районе м. Тарханкут. Показано, что экологическая обстановка в исследованном районе в поздне-весенний период 2001 г. не вызывала опасений. В среднем по полигону, расположенному между 31.5 – 32° Е и 45.2 – 45.8° N, в поверхностных и придонных водах концентрации кислорода составили 6.7 мл/л и 7.1 мл/л, кремнекислоты 5.1 мкМ и 6.2 мкМ, фосфатов 0.04 мкМ и 0.05 мкМ, нитратов 0.08 мкМ и 0.06 мкМ, и нитритов 0.06 мкМ и 0.06 мкМ соответственно. Содержание кремнекислоты, фосфатов и нитратов в водах полигона оказалось значительно ниже среднемноголетних данных, определенных до 1990 г.

Введение

Весной 2001 г усилиями казенного предприятия "Южэкогеоцентр" для ГАО "Черноморнефтегаз" проводилось изучение экологического состояния водных масс в районах размещения морских стационарных платформ на Северо-Западном шельфе (СЗШ) Черного моря. На рис.1 приведено расположение выполненных 24 – 26 мая 2001 г. станций № 1 – 19 на полигоне. На рисунке звездочками также указано расположение станций № 20, 21 выполненных в этом районе ровно год назад, 22 мая 2000 г.

Несомненно, четко сформулированная задача исследования конкретного района моря с ограничениями во времени и пространстве не позволила нам изучить всю акваторию Северо-Западного Шельфа, что оказало бы существенную помощь при интерпретации результатов. Однако, вследствие крайне скудной информации о состоянии СЗШ за последние 5лет (по нашим данным крупномасштабные исследования СЗШ Черного

 

моря украинскими океанологами не проводились с 1997 г), авторы считают целесообразным опубликовать определенные ими величины гидрохимических параметров для того, чтобы иметь точку отсчета для наблюдений за состоянием хотя бы отдельных районов СЗШ.

Рисунок 1. Расположение гидрохимических станций в районе эксплуатационных МСП на СЗШ Черного моря

Методика выполнения работ.

Отбор проб на полигоне осуществлялся с помощью зондирующего прибора ШИК-3, оснащенного измерительными каналами температуры, электропроводности, давления и кислорода [1]. Пробы морской воды на каждой станции отбирались из поверхностного и придонного (1 м от дна) слоев, затем анализировались на величину рН, содержание растворенного кислорода, биогенных элементов (фосфатов, кремнекислоты, нитритов и нитратов). Химико-аналитические определения проводились по стандартным методикам, рекомендованным для использования при гидрохимических исследованиях океана [2]. Для калибровки приборов при физико-химических методах измерения и контроля правильности результатов анализа использовались аттестованные стандартные образцы (Государственные стандарты) производства НТК "Физико-химический институт НАН Украины".

Краткая характеристика гидролого-гидрохимических

особенностей региона.

Экологические исследования 24 – 26 мая 2001 г. проводились на полигоне, расположенном в центре СЗШ и находящемся достаточно далеко от фронтальной зоны (проходящей примерно по изобате 100 м), разделяющей прибрежную экосистему и экосистему открытого моря [3]. Полигон располагается на стыке различных районов: относительно чистого Каламитского залива, более загрязненного Каркинитского залива и невдалеке от регулярно находящегося в критическом состоянии Дунайско-Днепровского междуречья. Следовательно, в поверхностный слой вод региона в зависимости от метеорологических условий могут проникать водные массы с различных участков СЗШ, от относительно чистых вод ОЧТ до трансформированного стока Дуная.

С другой стороны этот район постоянно (а не только в зимний период, как более западные области) "вентилируется" струей ОЧТ. Это приводит к регулярному обновлению вод, в частности, придонных и ограничивает влияние стока Дуная, который по результатам [4] на данных широтах прослеживается не далее 30.2° в.д.

Таким образом, на гидрохимический режим северной части полигона должен оказывать влияние сток Днепра, а в некоторых случаях и сток Дуная, трансформированные воды которого при определенных метеорологических условиях можно проследить вплоть до м. Тарханкут. Возможное влияние стока Дуная на полигон подтверждает и дистанционная (по материалам космоснимков) оценка содержания хлорофилла в поверхностных водах СЗШ [5]. Северная часть полигона относится к водам с постоянно высоким содержанием хлорофилла, что предполагает относительно высокое содержание биогенных элементов в течение всего года.

Южная же часть изученной акватории относится к наиболее чистым районам СЗШ. Ответвление струи ОЧТ от м. Херсонес в сторону м. Тарханкут защищает придонные воды на этой акватории от загрязненных вод стока Дуная и Днепра. Поэтому здесь до настоящего времени не наблюдались заморные явления, характерные для западной кромки СЗШ или Днепровского лимана. Более того, при исследовании современного состояния вод и донных осадков в аспекте химического загрязнения СЗШ, часть отмеченного на рис.1 полигона в пределах 31.5 – 31.9° Е, 45.3 – 45.4° N была выбрана в качестве фоновой [6].

Указанное выше обилие факторов, влияющих на перемещение водных масс на полигоне, в общем случае должно было бы привести к весьма неоднородному пространственному распределению гидрохимических характеристик на изученной акватории, несмотря на ее небольшие размеры. Эти предполагаемые различия гидрохимических режимов вод названной акватории должны сочетаться с влиянием расположенных здесь морских стационарных эксплуатационных (газодобывающих) платформ (МСП), которые могут оказывать воздействие на гидрохимическое состояние как поверхностных, так и придонных вод. Одной из целей проведенной экологической съемки и была оценка влияния МСП на гидрохимическое состояние вод региона.

Распределение гидрохимических характеристик.

Кислород.

Содержание в водных массах региона наиболее биохимически важного элемента – кислорода – не вызывает никаких экологических опасений. Несколько более высокие абсолютные значения в придонном слое 6.9 – 7.3 мл/л по сравнению с поверхностными 6.6 – 6.75 мл/л можно объяснить более низкой температурой воды и, соответственно, более высокой растворимостью. В то же время процент насыщения кислородом 95 – 97 % придонного слоя вод ниже, чем поверхностного 104 – 107 %, и придонные воды, в отличие от поверхностных, потребляют кислорода больше, чем производят. Эта незначительная недонасыщенность придонных вод кислородом не идет, однако, ни в какое сравнение с состоянием придонного слоя вод Дунайско - Днестровского междуречья, где процент насыщения вод кислородом в мае 2000 г. не превышал 70 % [7]. В дальнейшем этот недостаток кислорода в придонных водах приустьевого района Дуная привел к массовому замору в начале августа.

Кремнекислота.

Поверхностное распределение кремнекислоты (наиболее контрастного из биогенных элементов для речных и морских вод) подтверждает данные гидрологии о проникновении в северную часть исследованной акватории трансформированных вод речного стока (Днепра или Дуная). Содержание кремнекислоты в поверхностных водах в северо-западной части относительно небольшого по размерам полигона около 12 мкМ и в 4 раза превышает содержание на юго-востоке – 3.5 – 4 мкМ. При этом концентрация кремнекислоты в придонных водах региона при продвижении на юго-восток понижается гораздо более плавно, чем на поверхности и, видимо, определяется струей ОЧТ, отжимающей на север водные массы Каркинитского залива.

Нитриты.

Пространственное распределение нитритов в поверхностных и придонных слоях вод полигона также не вызывает каких-то вопросов. Во всей толще вод нитритов содержится 0.05 – 0.10 мкМ, что как нельзя лучше совпадает с осредненными данными многолетних наблюдений [8].

Фосфаты.

В пространственном распределении фосфатов на полигоне следует отметить две особенности. Наиболее важная из них – чрезвычайно низкий уровень концентраций во всей толще вод полигона по сравнению со средними многолетними значениями [9]. Если не принимать во внимание данные для станции № 17 (см. ниже), то средняя концентрация фосфатов в поверхностных водах была 0.04 мкМ, а в придонных 0.05 мкМ, величины стандартных отклонений для 18 определений 0.05 мкМ и 0.07 мкМ соответственно. Этот уровень концентраций приблизительно в 10 раз ниже средних многолетних значений 0.5 мкМ, приводимых в [8].

Другой особенностью пространственного распределения фосфатов, как в поверхностных, так и в придонных водах, является аномально высокая концентрация фосфатов на станции № 17 (для поверхностных вод и на станции № 18). Определение "аномально высокая" можно употребить только для данной съемки 2001 г., поскольку отмеченные на ст .№ 17 концентрации фосфатов 0.19 мкМ для поверхностных и 0.73 мкМ для придонных вод, находятся в прекрасном соответствии со средними многолетними данными.

Нитраты.

Сходная с фосфатами картина наблюдается и для распределения нитратов. Также определенные нами значения концентраций нитратов значительно ниже многолетних. Средние концентрации нитратов в поверхностных и придонных слоях составляют 0.08 мкМ и 0.06 мкМ при стандартных отклонениях 0.13 мкМ и 0.16 мкМ для 18 определений соответственно. Также как и для фосфатов, содержание нитратов в поверхностных и придонных водах на ст .№ 17 аномально высоко по сравнению с ближайшим окружением, но в данном случае эти "аномалии", для поверхностных и придонных вод 0.08 мкМ и 0.11 мкМ соответственно, действительно значительно ниже средних многолетних значений 0.7 мкМ [8].

Обсуждение результатов.

При сравнении полученных нами данных с литературными (см. табл. 1) возникают определенные сложности, вследствие весьма ограниченного объема исследований этого района за последние 10 лет. Данный район СЗШ исследовался не так интенсивно, как, например, Дунайско - Днестровское междуречье, а при изучении современного состояния химического загрязнения СЗШ в недавней работе [6], где район 31.5 – 31.9° Е, 45.3 - 45.4° N взят как фоновый, были приведены данные только по концентрации загрязняющих веществ, но не по содержанию элементов главного биогенного цикла. Осредненные многолетние данные по концентрациям биогенных веществ в этом районе (приведенные ниже в таблице) основаны на результатах исследований до 1990 г. [8] и вряд ли дают полное представление о современном гидрохимическом состоянии вод. Вот почему (учитывая также отмеченные выше неожиданности в распределении фосфатов и нитратов) мы приводим в таблице также результаты определения концентраций биогенных элементов на двух станциях (отмечены звездочками на рис. 1), выполненных в черноморском этапе 3-й Украинской Антарктической экспедиции в тот же гидрологический сезон – 22 мая 2000 г.

Таблица 1. Концентрации биогенов в районе эксплуатационных МСП на СЗШ Черного моря

Источник

Горизонт вод

Кислород мл/л

Кислород %

Нитраты мкМ

Нитриты мкМ

Фосфаты мкМ

Кремнекислота мкМ

1963-85 гг [10]

0

12

-

0.7

0.07

0.5

18

Станция 20

0

6.65

107

0.07

0

0.68

8.3

15 м

7.07

110

0.29

0.02

0.75

6.6

Станция 21

0

6.72

108

0.06

0

0.66

2.1

20 м

7.19

103

0.04

0

0.59

1.9

Среднее по полигону*

0

6.7/0.1

105.0/1.5

0.08/0.13

0.06/0.03

0.04/0.05

5.1/3.1

Придонный

7.1/0.2

96.6/2.7

0.06/0.17

0.06/0.02

0.05/0.07

6.2/1.8

* - в числителе приведено среднее значение величины, в знаменателе – стандартное отклонение для 18 определений.

Как следует из данных таблицы, концентрации всех биогенных элементов за исключением нитритов в исследуемом нами регионе в мае 2001 г., а нитратов и в мае 2000 г., были значительно меньше средних многолетних значений, приводимых в [8]. Обнаруженные нами низкие величины концентраций фосфатов и нитратов являются достаточно неожиданным результатом, особенно если принять во внимание тенденцию (от 60-х до 90-х годов) постоянного увеличения выноса нитратов и фосфатов стоком Дуная – основного поставщика биогенных элементов на СЗШ [9]. Эта тенденция привела к двукратному увеличению концентраций нитратов и фосфатов в водах открытой части шельфа [11].

В той же работе отмечается, однако, что в центральном районе моря содержание фосфатов за 1950-й – 1978-й гг. уменьшилось в 2 – 5 раз. Такое снижение концентраций фосфатов объясняют бурным увеличением биомассы фитопланктона. Это увеличение за последние 30 лет оценивается как 17-ти кратное по данным [11] или 26-ти кратное по данным [12].

Можно предполагать, что именно высокая концентрация фитопланктона в начале весеннего сезона привела к практически полному "выеданию" нитратов и фосфатов из водной толщи. Если при этом учесть, что вследствие высокой скорости круговорота фосфора низкое содержание фосфатов вряд ли будет лимитирующим фактором роста фитопланктона, то последнего нельзя сказать о нитратах, которые, согласно [13] могут обеспечивать азотом формирующийся фитопланктон на 50 %.

Смещение максимума цветения фитопланктона с привычного марта - апреля на май в настоящее время не должно вызывать удивления. По классическим представлениям пик цветения основных сообществ фитопланктона в глубоководной части Черного моря приходится на март. В шельфовой зоне он, может быть, сдвинут на апрель [12], однако в последнее время (1997 – 1999 гг.) в глубоководной части моря пик цветения сдвинулся на осень, а в шельфовых водах иногда вообще трудно оценить, когда наступает пик цветения, поскольку там постоянно наблюдается высокое содержание хлорофилла независимо от сезона [5].

Влияние морских стационарных платформ

на гидрохимические характеристики вод региона.

Оценивая влияние газодобывающих платформ на гидрохимические характеристики вод региона, можно однозначно указать на аномальные концентрации нитратов и фосфатов на станции № 17. Так, содержание нитратов и фосфатов в придонных водах станции № 17 соответственно 0.76 мкМ и 0.73 мкМ, а на близлежащих 5 – 6 станциях не выше 0.1 мкМ для обоих биогенов. В поверхностных водах станции № 17 фосфатов содержится 0.19 мкМ, а в ближайшем окружении не более 0.1 мкМ.

Аномально высокое содержание фосфатов и нитратов в придонных водах ст. № 17 совпадает с более низким содержанием растворенного кислорода: 6.5 мл/л и 89 % насыщения на станции по сравнению с 7.1 мл/л и 97 % насыщения на близлежащих станциях. Таким образом, получается, что в придонных водах ст. № 17 происходит более интенсивное разложение органического вещества по сравнению с ближайшим окружением. При этом разложении расходуется кислород, и выделяются соединения фосфора и азота.

Такое "выпадение" станции № 17 по фосфатам и нитратам, и менее заметное по содержанию кислорода, вряд ли связано с ошибкой при отборе пробы батометрами зондирующего прибора, поскольку в этом случае должны были наблюдаться аномалии также в содержании нитритов и кремнекислоты, которых не было обнаружено. В общем случае, повышенные концентрации фосфатов и нитратов служат доказательством бо-

 

 

 

 

лее интенсивных процессов минерализации и, таким образом, предполагают наличие избыточного количества минерализующихся веществ. Одним из возможных объяснений аномально высоких концентраций фосфатов и нитратов на станции № 17 является отбор пробы воды в непосредственной близости от дна, в зоне, где на содержание биогенных элементов существенное влияние оказывают поровые воды донных отложений.

К аномалиям в поверхностных водах станции № 17 добавляется повышенное содержание нитратов и фосфатов на ст. № 18. Содержание нитратов и фосфатов в ближайшем окружении ст. № 18 едва превышает аналитический ноль, тогда, как на самой станции их содержится 0.3 мкМ и 0.17 мкМ соответственно. Возможно, было бы удобно объяснить повышенное содержание нитратов и фосфатов на этих станциях антропогенным влиянием (например, сточными водами, содержащими моющие вещества и бытовые стоки), но ст. № 17 – 18 это "фоновые", наиболее далеко отстоящие и наименее подверженные загрязнению от МСП станции. Можно предположить также, что сточные воды, сбрасываемые обитаемой платформой в ближайшем окружении ст. № 17, в частности платформой БК-7 (станция № 8), под влиянием ОЧТ перемещаются в северо-западном направлении и, таким образом, ст. № 17 находится в струе вод с повышенным содержанием биогенных элементов.

Нельзя, однако, не учитывать возможности существования природных газовых сипов в районе исследований или некоторой утечки природного газа из скважин или расположенного на дне газопровода. Большое число газовых сипов было обнаружено [15] недалеко от полигона на континентальном склоне, а выделяющийся из сипов или добываемый природный газ может содержать значительные количества соединений азота и фосфора, которые при минерализации превратятся в фосфаты и нитраты.

Заключение.

Возвращаясь к первоначальной цели экспедиции, из вышеприведенного следует, что присутствие на исследованном полигоне газодобывающих платформ однозначно не сказывалось на величинах гидрохимических характеристик в мае 2001 г., а их влияние на экологическое состояние вод СЗШ Черного моря в гидрохимическом аспекте ничтожно мало по сравнению с региональными тенденциями и процессами естественно-истори-ческого характера, а также мезомасштабными техногено обусловленными процессами, которые реализуются через другие антропогенные факторы, и связаны, в первую очередь, с загрязненным речным стоком.

Литература

1. Моисеев Ю.Г., Перов А.А., Сорокина Н.А., Чепыженко А.И., Щетинин Ю.Т. Некоторые результаты испытания гидролого-оптического комплекса ОГХ // Сб. трудов "Морское и экологическое приборостроение", стр. 95, Севастополь 1994.

2. Методы гидрохимических исследований океана / Под. ред. Бордовского О.К. М.: Наука, 1978. 267 с.

3. Сапожников В.В. Биогидрохимический барьер на границе шельфовых вод Черного моря. Океанология, т. 34, № 4, с. 577 - 584.

4. Кондратьев С.И., Геворгиз Н.С. Гидрохимические условия в районах устья Дуная и острова Змеиный в сентябре и октябре 1997 года. Морской гидрофизический журнал, 2000, № 2, с. 42 - 60.

5. Незлин Н.П. Сезонные изменения концентрации хлорофилла в поверхностном слое Черного моря по спутниковым данным. Исследования Земли из космоса. 1999, № 5, с. 75 - 82.

6. Орлова И.Г., Павленко Н.Е., Коморин В.Н., Бондарь С.Б. "Современное состояние химического загрязнения северо-западного шельфа Черного моря", Сб. "Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа", Севастополь, 2001, с.139-153.

7. S.I. Kondratiev, S.V. Liashenko. Hydrochemical Investigations in Third Ukrainian Antarktic Expedition. North-Western Part of the Black Sea. Abstracts of First Ukrainian Antarctic Meeting, Kiev, Ukraine, June 4-76 2001, p.11.

8. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. т. IV, Черное море, вып. 2. Ст.-Пб., 1992.

9. Cociasu A., Dorogan L., Humborg C., Popa L. Long-term ecological changes in the Romanian coastal waters of the Black Sea. Marine Pollution Bulletin, 1996, v. 32, p. 32 - 38.

10. Белевич Р.Р., Орлова И.Г. Особенности межгодовой изменчивости гидролого-гидрохимических характеристик вод на северо-западном шельфе Черного моря в последние десятилетия (60–90 гг). Морской гидрофизический журнал, 1996, № 2, с. 62-73.

11. Kosarev A.N., Berlinsky N.A., Zalogin B.S. Ecological Problems of the Northwestern Black Sea. Диагноз состояния морской среды Азово-Черноморскоого бассейна. Сб. трудов Междунар. конф., Крым, Севастополь, МГИ НАНУ, 1994, с. 49-54.

12. Богуславский С.Г., Жоров В.А., Совга Е.Е., Иващенко И.К. Особенности океанологических процессов северо-западной части Черного моря. Морской гидрофизический журнал., 1997, № 5, с. 35 - 41.

13. Shiomoto A., Sasaki K., Shimoda T. Kinetics of nitrate and Ammonium Uptake by the Natural Populations of Marine Phytoplankton in the Surface Water of the Oyashio Region. Journal of Oceanography 7 1994, v. 50, N 5, p. 515 - 529.

14. Шнюков Е.Ф., Пасынков А.А., Клещенко С.А. и др. Газовые факелы на дне Черного моря. Киев, 1999.

Источник: www.eco-mir.net

Экологическая экспертиза ©2011
Статьи Услуги Сертификация Прайс-лист Заказ on-line Контакты О компании
      Рейтинг@Mail.ru Наверх
купить мобил1 мобил1 интернет магазин автомасел