научная статья по теме ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЦЕМЕССКОЙ БУХТЫ Геология

Текст научной статьи на тему «ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЦЕМЕССКОЙ БУХТЫ»

ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2015, № 3, с. 239-247

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

УДК. 556.5

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ

ЦЕМЕССКОЙ БУХТЫ

© 2015 г. В. А. Алексеенко, Е. В. Власова

НИИ геохимии биосферы Южного федерального университета, пр-т Ленина, д.54, г. Новороссийск, 353918 Россия. E-mail: vlasovaelena1@rambler.ru

Поступила в редакцию 1.09. 2014 г.

Статья содержит данные эколого-геохимической оценки современного состояния Цемесской бухты. Рассмотрена возможность использования водорослей видов Cystoseira barbata, Entheromorpha intestinales, Padinapavonia в качестве биогеохимических и геоботанических индикаторов экологического состояния Цемесской бухты. Выделены районы, отличающиеся по уровню экологического состояния. Показана эффективность применения биоиндикации в условиях Цемесской бухты.

Ключевые слова: Цемесская бухта, геохимический ландшафт, биоиндикация, Cystoseira barbata, Entheromorpha intestinales, Padina pavonia.

ВВЕДЕНИЕ

Цемесская бухта, известная как Суджукская или Новороссийская, - самая большая в северовосточной части Черного моря. Она вытянута в северо-западном направлении и имеет в длину 16 км, при ширине в средней части 4-4.6 км.

Расположенный на берегах бухты г. Новороссийск - промышленный центр юга России, крупнейший в стране круглогодичный грузовой и нефтеналивной порт, мощности которого в последние годы все увеличиваются. Непосредственно в черте города расположены цементные заводы, стоящие непосредственно на месторождениях своего сырья - мергеля, нефтебаза, мазутный терминал.

Интенсивное судоходство, пылевые выбросы цементных заводов и береговые сточные воды -основные источники загрязнения вод бухты, создают довольно напряженную экологическую обстановку. Свой вклад в загрязнение акватории моря вносят и корабли ВМФ, базирующиеся в Цемесской бухте.

Тем не менее, город все чаще позиционируется на различных уровнях не как промышленный, а как курортный центр - прибрежная полоса (на глубинах до 2-3 м) используется в рекреационных целях, особенно в летний сезон, создается и развивается соответствующая инфраструктура [10]. В связи с этим оценка существующего эколого-геохимического состояния прибрежных

аквальных ландшафтов и прогноз его изменения становятся еще более актуальными.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Традиционные виды отслеживания состояния прибрежных вод, такие как химический анализ вод и илов, применительно к рассматриваемому участку побережья именно на глубинах до 2-3 м оказываются малоинформативными. Данное утверждение основывается на следующих положениях.

1. Берега бухты на подавляющей протяженности представляют собой зоны интенсивного размыва горных пород [6]. Образующийся в результате этого процесса материал не накапливается в пределах прибрежных аквальных ландшафтов, и в результате в прибрежной зоне на рассматриваемых глубинах отсутствуют илы.

2. В пределах Цемесской бухты регулярно проводятся дноуглубительные работы, которые в совокупности с волноприбойными эффектами приводят к интенсивному перемешиванию вод и нивелированию локальных загрязнений.

3. Анализ сухого остатка морской воды не показал существенных отличий в водах бухты и открытого моря, поэтому для мониторинга изменений методом химического анализа воды измерения необходимо проводить практически непрерывно, что весьма дорого и трудоемко.

Учитывая все перечисленные выше факторы, авторами рассмотрена возможность применения биогеохимического и геоботанического методов оценки, основанных на использовании в качестве биоиндикаторов эколого-геохимического состояния аквальных ландшафтов определенных видов водорослей.

Питание водорослей осуществляется как из субстрата (в случае "прикрепленных" видов), так и непосредственно из морской воды. Таким образом, химический состав зольного остатка водоросли может отражать содержание различных элементов (комплекса элементов) в морской воде на данном участке. При этом полученные данные отражают не сиюминутное состояние, а сложившееся за определенный период времени.

Известно [3], что различные виды водорослей по-разному реагируют на уровень органического загрязнения среды. Различают виды: олигосап-робные (произрастающие в водах с низким уровнем органического загрязнения), полисапробные (произрастающие в условиях высокого содержания органики в воде) и мезосапробные (обитающие в умеренно загрязненных водах). Изменение видового состава ассоциаций водорослей - исчезновение одних и появление других видов, отличающихся по уровню сапробности, может служить индикатором изменения экологического благополучия участка прибрежного ландшафта по уровню органического загрязнения.

МЕТОДИКА

Работы проводились на суше и в прибрежной части аквальных ландшафтов. Основополагающий принцип для получения геохимической информации - использование ландшафтно-гео-химической основы. Предварительно была составлена ландшафтно-геохимическая карта Цемесской бухты. Картографирование велось по принятой методике [1], позволяющей выявлять однородные аквальные комплексы (ландшафты), характеризующиеся определенными взаимосвязями между составляющими их компонентами и сходными условиями миграции и концентрации химических элементов, а также достоверно определять, какие из внешних факторов миграции оказывали влияние на изменение концентраций химических элементов (их соединений) в определенных их частях.

Литохимическое опробование в аквальных ландшафтах заключалось в отборе проб горных пород, непосредственно к которым прикрепля-

лись отбираемые в пробы водоросли. Затем велась обычная для проб горных пород подготовка к анализу. Биогеохимические пробы (водоросли) просушивались, а затем озолялись в лабораторных условиях при оптимальных температурах для различных растений [9]. Подготовленные лито- и биогеохимические пробы подвергались приближенно-количественному спектральному анализу, который проводился в аттестованной и аккредитованной Центральной исследовательской лаборатории ФГУП "Кавказгеолсъемка".

Для проверки качества лабораторных исследований использовался внутрилабораторный и внешний контроль. Внутрилабораторный контроль проводился путем повторного анализа проб, отправляемых под зашифрованными номерами с каждой партией рядовых проб. Количество контрольных проб составляло, в среднем, 4% их общего числа. Внешний контроль качества спектральных анализов проводился в лабораториях Южного федерального университета и ООО "Ма-гадангеология". Количество контрольных проб составляло 3-5% от общего количества проб.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В ходе первого этапа исследований авторами с учетом опубликованных и фондовых материалов Новороссийской биологической станции им. Арнольди было проведено ландшафтно-геохи-мическое картографирование и составлена карта геохимических ландшафтов Цемесской бухты. В дальнейшем это позволило комплексно оценить воздействие техногенеза на состояние бухты и дать прогноз потенциальных изменений. Все работы проводились в соответствии с методикой, основанной на классификации геохимических ландшафтов с использованием таксонометриче-ских уровней [1].

На втором этапе проводилось опробование десяти наиболее распространенных на Черноморском побережье России водорослей, произрастающих на мелководье, и рассматривались их различные ассоциации для выбора видов, наиболее подходящих для оценки эколого-геохими-ческого, геоботанического и биогеохимического состояния прибрежных аквальных геохимических ландшафтов. В итоге в качестве объектов исследования при проведении основных работ выбраны 3 вида: Cystoseira barbata (мезосап-роб), Entheromorpha intestinales (полисапроб), Padina pavonia (олигосапроб). Целесообразность применения данных видов, их информативность в качестве биоиндикаторов подтверждена иссле-

дованиями на открытых участках побережья. При этом виды энтероморфа и падина хорошо зарекомендовали себя как геоботанические индикаторы эколого-геохимического состояния прибрежных аквальных ландшафтов, а у вида цистозира отмечен наибольший биогеохимический отклик на изменения экологического состояния рассматриваемых ландшафтов.

Основа для получения биогеохимических данных в Цемесской бухте - масштабное лито- и биогеохимическое опробование на 86 точках, расположенных вдоль береговой черты через каждые 200-300 м. При этом была охвачена вся береговая линия за исключением территории, относящейся непосредственно к торговому порту и нефтебазе, куда доступ получить не удалось. На каждой точке опробования для определения геоботанических изменений оценивался видовой состав ассоциаций водорослей. Всего в ходе исследований было проанализировано свыше 2000 лито- и биогеохимических проб.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные при картографировании бухты данные свидетельствуют о том, что соотношение биогенной и техногенной миграции (I и II таксономические уровни по классификации В.А. Алек-сеенко) в различных районах Цемесской бухты неодинаково. Так, в районе порта и участка бухты, непосредственно прилегающего к нему, практически полностью изменилась экологическая обстановка вследствие строительства причалов, береговых сооружений, проводящихся дноуглубительных работ, а также постоянного поступления в море хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, различных соединений при погрузке -разгрузке и с кораблей.

В результате интенсивного загрязнения токсичными веществами и повышенной мутности воды здесь практически полностью исчез мезо- и макробентос: из живых представителей зообен-тоса остались только полихеты, а фитобентос встречается только в виде биоценозов обрастания на причалах, сваях, бетонных массивах и около молов, изменился состав ихтиофауны [4, 5, 7, 8]. Таким образом, в порту и на участке бухты, непосредственно прилегающему к нему, произошло значительное нарушение биологического круговорота веществ. Поэтому ландшафты этого района можно назвать техногенными, хотя ранее ландшафты морей и океанов относили только к биогенным.

Остальные ландшафты бухты, занимающие значительно большую площадь, тоже испытывают техногенное воздействие, но биологический круговорот элементов в них н

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком