ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 6, с. 731-736
КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ^^^^^^^^^^^^ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 628.394.17:665.6(282.247.36)(262.54)(265.5)
ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АЗОВСКОГО МОРЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЕГО ДИНАМИКИ
© 2007 г. А. А. Кленкин, Л. Ф. Павленко, Г. В. Скрытник, И. Г. Корпакова
Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства Федерального агентства по рыболовству 344002 Ростов-на-Дону, ул. Береговая, 21/2 Поступила в редакцию 12.05.2006 г.
Представлена характеристика нефтяного загрязнения воды и донных отложений Азовского моря по результатам исследований, проведенным в различные сезоны 1985-2005 гг. Закономерности динамики нефтяного загрязнения рассмотрены в соответствии с этапами изменения экономики страны.
Основными источниками поступления нефти и нефтепродуктов (НП) в Азовское море являются речной сток, сточные воды предприятий, расположенных на прибрежных территориях моря, атмосферные осадки и аэрозольные выпадения, водный транспорт, дноуглубительные работы в портах и подходных каналах, дампинг загрязненных донных отложений (ДО), бурение скважин.
Начавшийся в конце 1980-х-начале 1990-х гг. резкий спад производства привел к значительному снижению сброса НП со сточными водами промышленных предприятий. Например, по Ростовской обл. сброс НП в 1980-1998 гг. уменьшился более чем в 20 раз [1]. С 1999 г. наблюдается постепенное увеличение поступления в море НП со сточными водами. В настоящее время наиболее существенными источниками загрязнения Азовского моря нефтяными компонентами являются выпадения из атмосферы и эксплуатация водного транспорта.
На первых этапах исследований нефтяного загрязнения моря, начавшихся в 1971 г., были использованы, разработанные к тому времени методы определения концентраций НП (весовой, нефе-лометрический и др.), обладающих довольно низкой чувствительностью и специфичностью. В конце 1970-х - начале 1980-х гг. определение НП стало проводиться ИК-спектрофотометрическим методом после отделения полярных соединений с помощью колоночной хроматографии.
С 1985 г. для оценки нефтяного загрязнения воды и ДО объектов Азово-Черноморского бассейна используется методика, включающая определение не только углеводородов, но и смолистых веществ, что позволяет более адекватно оценивать уровень нефтяного загрязнения [2].
В настоящей статье представлен анализ массива данных по нефтяному загрязнению Азовского моря в 1985-2005 гг. Полученные результаты определе-
ний сопоставимы между собой благодаря использованию одной и той же методики.
В 1985-2005 гг. концентрации НП в воде Азовского моря варьировали в широких пределах: от <0.02 до 2.5 в Таганрогском зал. и от <0.02 до 5.2 мг/л в собственно море. Среднегодовые значения концентраций НП в эти годы изменялись от 0.05 до 0.54 мг/л (рис. 1).
Максимальное загрязнение морской воды НП наблюдалось в 1986 г. В 1987 и 1988 гг. концентрации НП значительно уменьшились, но оставались довольно высокими, составляя 6.4 и 5.2 ПДК соответственно. В 1989-1998 гг. интенсивность загрязнения морской воды в среднем снизилась до 2.0-3.4 ПДК, а за 1999 г. с 1.8 до 1.0 ПДК. В 20042005 гг. среднегодовая концентрация НП не превышает ПДК - 0.05 мг/л (рис. 1).
Исследуемый период (1985-2005 гг.) может быть условно разделен на три части в зависимости от средней интенсивности загрязнения воды Азовского моря: 1985-1988 >6 ПДК, 1989-1998 - на уровне 2.6 ПДК, 1999-2005 - на уровне 1.6 ПДК (таблица). Эти периоды примерно совпадают с
Годы
Рис. 1. Динамика среднегодовых концентраций НП в воде Азовского моря в 1985-2005 гг.
Средние концентрации НП в воде и ДО Азовского моря в различные периоды мониторинга
Концентрация НП
Период в воде, мг/л в ДО, г/кг сух. массы
1985- -1988 гг. 0.33 0.80
1989- -1998 гг. 0.13 0.85
1999- -2005 гг. 0.08 0.69
этапами изменения экономики страны: 1-й этап -годы, когда промышленность СССР еще работала в полном объеме, 2-й - постепенный спад производства, 3-й - начало возрождения промышленности и интенсификации судоходства.
Сезонная динамика загрязнения моря НП в исследуемый период характеризовалась заметной изменчивостью. В 1985-1988 гг. максимальное загрязнение наблюдалось весной, резко уменьшалось летом и значительно увеличивалось осенью (рис. 2).
Во 2-й и 3-й периоды сезонная динамика загрязнения вод моря НП существенно изменилась. Сезонные максимумы были выражены слабо и на фоне общего снижения загрязненности моря более весомым стало загрязнение от судоходства, особенно в летнее время.
Частота встречаемости наблюдений с концентрацией НП в воде, не превышающей ПДК, постепенно увеличилась с 2 (1985-1988 гг.) до 35% общего числа наблюдений (1999-2005 гг.). Число проб с аномально высокими концентрациями, превышающими ПДК в 10 раз, уменьшилось с 33 до 1% общего числа анализируемых проб воды соответственно.
НП, мг/л
0
1985-1988 1989-1998 1999-2005
Годы
Рис. 2. Сезонная динамика нефтяного загрязнения воды Азовского моря в различные периоды наблюдений. 1 - весна, 2 - лето, 3 - осень.
Пространственное распределение концентраций НП в водной толще Азовского моря в период его максимального загрязнения характеризовалось повышенным загрязнением всей восточной части собственно моря и западного района Таганрогского зал. (рис. 3 а).
В период спада производства к участкам более высокого загрязнения следует отнести западный и северо-восточный районы собственно моря и локальные участки центрального и западного районов Таганрогского зал. (рис. 3 б). В последний период наиболее загрязненным оказался пограничный участок между северным районом собственно моря и западным районом залива, находящимся под влиянием крупного комплекса промышленных предприятий городов Мариуполя и Бердянска (рис. 3 а).
Содержание НП в ДО в 1985-2005 гг. изменялось в пределах 0.02-2.4 в Таганрогском зал. и 0.02-5.30 г/кг в собственно море. Среднегодовые значения концентраций НП для моря в целом варьировали в пределах 0.39-1.22 г/кг сухой массы (рис. 4).
Динамика загрязнения ДО характеризовалась наиболее высокими значениями во 2-м периоде, что можно объяснить некоторым отставанием процессов накопления НП и самоочищения ДО в сравнении с водной толщей (таблица).
Сравнение среднегодовых концентраций НП, осредненных по отмеченным выше периодам показывает, что в 1-й и 2-й периоды загрязненность ДО была практически на одном уровне, 0.80 и 0.85 г/кг соответственно. Из этого следует, что в период снижения загрязнения водной толщи содержание НП в ДО оставалось выше, чем в период максимального загрязнения воды. С 1999 г. среднегодовое содержание НП в ДО неуклонно снижалось, а в 2005 г. оно стало минимальным -0.39 г/кг сухой массы (рис. 4).
Динамика загрязнения воды и ДО зависит от ряда факторов, в первую очередь от масштабов поступления НП и интенсивности процессов их деградации. В отличие от водной толщи в ДО поступают уже в какой-то мере трансформированные НП, содержащие компоненты более устойчивые к процессам деградации. Поэтому сезонная динамика нефтяного загрязнения ДО существенно отличается от динамики загрязнения водной толщи.
В период максимального загрязнения водной толщи уменьшение загрязнения ДО чаще фиксировалось только к осени (рис. 5). В 1989-1998 гг. при снижении загрязнения воды, но максимальном загрязнении ДО, концентрации НП летом были ниже, чем весной и осенью. В 1999-2005 гг. сезонная динамика концентраций НП была сходна с предыдущим периодом (1989-1998 гг.).
(в)
Рис. 3. Распределение усредненных концентраций НП 1999-2005 гг. (в).
воде Азовского моря в 1985-1988 (а), 1989-1998 (б),
Частота встречаемости сильно загрязненных грунтов (>2 г/кг) с 1985 г. по 2005 г. постепенно уменьшилась с 8 до 1%. Число проб с загрязнением ДО в интервале 1-2 г/кг уменьшилось с 28 до 15%. При этом число проб с менее загрязненными ДО 0.5-1.0 г/кг и 0.02-0.5 г/кг увеличилось с 35 до 43% и с 29 до 41%, соответственно.
Для пространственного распределения концентраций НП по площади дна моря в 1985-1988 гг. было характерным более высокое их содержание в восточном и центральном районах залива, а также центральном и юго-восточном районах собственно моря (рис. 6 а).
НП, г/кг 1.6
1985 1989 1993 1997 2001 2005 1987 1991 1995 1999 2003
Годы
Рис. 4. Динамика среднегодовых концентраций НП в ДО Азовского моря в 1985-2005 гг.
НП, г/кг
0
1985-1988 1989-1998 1999-2005
Годы
Рис. 5. Сезонная динамика нефтяного загрязнения ДО
Азовского моря в различные периоды наблюдений.
1 — весна, 2 - лето, 3 - осень.
В последующие два периода более высокое нефтяное загрязнение по сравнению с другими районами моря отмечалось в ДО центрального района собственно моря (рис. 6 б,в).
Повышенное загрязнение ДО центрального района собственно моря обусловлено их высокой сорбционной способностью, поскольку они в основном (~80%) представляют собой глинистые илы, содержащие мелкодисперсные частицы. Немаловажную роль играет также менее интенсивное окисление НП в условиях пониженного содержания кислорода, а иногда и отсутствия его в придонном слое центра моря в летнее время.
Адекватная сравнительная оценка загрязнения ДО в различных районах водных экосистем возможна только при нивелировании различий, связанных с гранулометрическим составом ДО в этих районах, поскольку от гранулометрических характеристик зависит адсорбционная способность грунтов и соответственно степень накопления загрязняющих веществ.
На рис. 7 представлено пространственное распределение концентраций НП в ДО с учетом их типа. Для этого были использованы осредненные за 1999-2005 гг. относительные значения кратности абсолютных концентраций НП, обнаруженных в ДО каждой станции наблюдения, к средней характерной концентрации (СХК) НП, установленной для конкретного типа ДО этой станции. По данным многолетних наблюдений Азовского НИИ рыбного хозяйства СХК были установлены для шести типов грунта, встречающихся в Азовском море [3].
Сравнение рис. 6 в и рис. 7 показывает их радикальное отличие. Рис. 6 в практически повторяет распределение типов ДО по площади дна моря в зависимости от их гранулометрическоого соста
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.