КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 551.465(262.81)
воздействие на среду и биоту аварийного разлива
НЕФТЕПРОДУКТОВ В КЕРЧЕНСКОМ ПРОЛИВЕ В НОЯБРЕ 2007 г. © 2013 г. Г. Г. Матишов*, **, Ю. И. Инжебейкин**, Р. М. Савицкий*, **
*Мурманский морской биологический институт КНЦРАН 183010 Мурманск, ул. Владимирская, 17 **Южный научный центр РАН 344006Ростов-на-Дону, просп. Чехова, 41 E-mail: uinzheb@mail.ru Поступила в редакцию 18.11.2010 г.
Проанализирована степень воздействия на компоненты среды и биоты южной части Азовского моря аварийного разлива нефти в Керченском прол. в ноябре 2007 г. на основе материалов комплексных экспедиционных исследований, выполненных Южным научным центром РАН до и после аварии судов, а также последующего в течение года мониторинга.
Ключевые слова: Керченский пролив, шторм, аварии судов, загрязнение нефтепродуктами DOI: 10.7868/S0321059613020041
В ноябре 2007 г. в Керченском прол. в результате штормовых явлений произошли кораблекрушения и загрязнение акватории нефтепродуктами (НП) и серой, что вызвало огромный резонанс в России и за рубежом. Такой интерес обусловлен тем, что Керченский прол. — водоем высшей ры-бохозяйственной категории, здесь проходят пути сезонных миграций рыб между Азовским и Черным морями, в том числе многих видов, включенных в Красные книги России и Международного союза охраны природы. Кроме того, пролив и прилегающие акватории являются местами отдыха и зимовки перелетных водоплавающих и околоводных птиц. При этом рассматриваемая акватория относится к импактным районам из-за интенсивного судоходства, деятельности портов "Кавказ" и "Крым", а также расположенного в южной части рейдового перегрузочного комплекса.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для оценки воздействия на среду и биоту Керченского прол. и южной части Азовского моря аварийного разлива НП использованы материалы комплексных экспедиционных исследований Южного научного центра (ЮНЦ) РАН, выполненных после аварии и последующего в течение года мониторинга (рис. 1). Отбор проб проводили по методике ИСО 5667-9, а консервацию проб и
определение нефтяных углеводородов — в соответствии с [6]. Соленость воды определяли арген-тометрическим методом, а для быстрой оценки распределения водных масс в экспедиционных условиях — рефрактометрическим методом.
Для анализа погодных условий в период шторма и расчетов течений использовались поля приземного атмосферного давления [23], данные о погоде ближайших к району аварий метеостанций, спутниковые снимки [22] и гидродинамическая модель [21]. Модель является двухслойной, в которой верхний слой описывается уравнениями мелкой воды, а нижний — трехмерными уравнениями движения вязкой жидкости. Движение верхнего слоя инициируется действием ветра, а нижнего — как движением верхнего слоя, так и перепадами давления. Задача решается конечно-разностными методами на равномерной прямоугольной сетке с шагом 60 м по горизонтали и 1 м по вертикали.
Для определения траектории перемещения мазута на основе описанной выше математической модели были рассчитаны течения в Керченском прол. с 10 по 25 ноября 2007 г. на каждый час [11]. Были сформированы 360 полей скоростей и направлений течений (в рассмотрение принимали течения только в поверхностном слое) и введены в созданную для оценки воздействия на окружающую среду аварийных сбросов НП — ГИС
259
3*
45°30' N
Азовское море
45°20' N
45°10' N -
36°20' E
36°30' E
36°40' E
36°50' E
37° E
Рис. 1. Карта-схема Керченского прол. и расположения станций отбора проб • ЮНЦ РАН (2007—2008 гг.) в районе после аварии.
"Керченский пролив", включающую в себя математические подмодели для расчета траекторий перемещения мазута. В качестве основного инструмента применен программный комплекс ArcGIS Desktop 9.3 (компания ESRI, США). Модель реализована на языке Visual Basic for Applications, встроена в ArcMap в виде модуля, и в ней использована регулярная сетка с размером ячеек 240 м х 240 м. В модели принято допущение, что НП перемещаются под действием трех основных факторов: течений, ветра и волнового воздействия вблизи береговой линии с соответствующими коэффициентами влияния для каждого из этих факторов. Процессы испарения, растворения и биодеградации нефти не учитывались. При расчетах использован следующий алгоритм: 1) сразу после разлива начинается растекание и перемещение нефти по акватории водоема; 2) при достижении заданной толщины пленки пятно случайным образом делится на N частей, каждая из которых обладает определенной массой и в
дальнейшем считается элементарной частицей; 3) для каждой из таких частиц определяются коэффициенты влияния течений, ветра, волнового воздействия и начинается итерационный процесс расчета траектории ее перемещения до момента достижения ею берега или выхода за границы расчетной области. Использовался следующий сценарий: был произведен ряд залповых сбросов мазута из разломившегося на две части танкера (из носовой и кормовой частей с учетом траектории дрейфа последней). За первые 3 ч после аварии была сброшена основная (9/10) часть всего вылившегося объема мазута, и в результате растекания ее по акватории пролива было сформировано генерализованное пятно (рис. 2а). Оставшаяся часть равномерно сбрасывалась из затонувшей на месте аварии носовой части в течение 4 сут после аварии.
При исследовании загрязнения береговой зоны учитывались типы и строение берегов, состав пляжевых отложений и коренных пород. Побере-
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СРЕДУ И БИОТУ АВАРИЙНОГО РАЗЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ 261 (а) (б)
Рис. 2. Рассчитанные характеристики течений в Керченском прол. в период шторма и генерализованное пятно мазута. Рассчитанные поля течений в поверхностном слое в момент аварии (а), через 1.5 (б) и 2.5 ч (в) после аварии танкера "Волгонефть-139". 1 — место разлома танкера и затонувшего носа; 2 — место затонувшей кормы.
жье Таманского п-ова было разделено на семь участков по типу береговой зоны и степени загрязнения. Описание загрязнения берега делалось по стандартной форме [24]. Для интегральной оценки степени загрязнения побережья использовались ширина загрязненного участка и характер распределения мазута, на основе чего была введена 4-балльная система загрязнения побережья: сильное (4); умеренное (3); слабое (2) и незначительное (1 балл).
Пробы фитопланктона объемом 1.5 л фиксировали кислым раствором Люголя, в лабораторных
условиях концентрировали осадочным методом [13, 20] до конечного объема 50—100 мл. Исследования таксономического состава планктонных водорослей проводили при помощи светового микроскопа МИКМЕД-5. Таксономическую принадлежность некоторых мелких форм водорослей предварительно определяли в водных препаратах, диатомовых водорослей — в постоянных препаратах (смола Эльяшева) с использованием иммерсионного объектива (х100). Для количественного учета фитопланктона сконцентрированные пробы просматривали в камере Ножотта (0.1 мл) при
увеличении х400. Крупные формы микроводорослей (более 50 мкм) учитывали во всей камере Нож-отта в двух—трех повторных наполнениях, прочие виды считали в нескольких полосах камеры (до 400 клеток). Для подсчета численности микроводорослей использовали стандартные формулы [1], расчет биомассы проводили по фактическим размерам клеток, высчитывая объем клетки по методу геометрического подобия.
Состояние зоопланктонного сообщества изучалось в соответствии с методиками, изложенными в [3]. Анализировалась также сопряженность видового и количественного состава мезозо-планктона с концентрацией НП в поверхностном слое воды.
При исследовании состояния бентосных сообществ пробы макрозообентоса отбирались дно-черпателями Петерсена и Ванн-Винна площадями захвата соответственно 0.01 и 0.1 м2. На каждой станции бралось по две пробы, отмечалось наполнение дночерпателя и проводилось описание грунта. Животные отмывались от грунта методом флотации и процеживания через систему сит, нижнее из которых (газ—сито) имело размер ячеи в 0.5 мм. Крупные моллюски, полихеты и ракообразные отделялись от грунта пинцетом. Фиксация проб проведена 4%-м раствором формалина. После первичной разборки качественные пробы фиксировали 70%-м раствором этанола с первичной фиксацией формалином для полихет и с горячей фиксацией для личинок насекомых [18]. В лаборатории собранные бентосные пробы отмывались от формалина. Зообентос разбирали по систематическим группам, определяли по возможности до вида [15—17], подсчитывали численность и биомассу каждого вида. Количественные и весовые данные по каждой станции пересчитывали на 1 м2 дна.
Сбор ихтиологического материала проведен спустя месяц после аварии в декабре 2007 г. с помощью пяти ставных сетей с размерами ячей от 14 до 30 мм и длиной 60 м каждая. Сети выставляли в районе косы Тузла на расстоянии 0.5 км от берега и в Таманском зал. напротив пос. Приморского на расстоянии 1 км от берега по одной для каждого размера ячеи. Также для сбора ихтиологического материала в районе косы Тузла выполняли траления 2-метровым бимтралом. Изучен видовой и количественный состав уловов.
Для оценки последствий аварий для орнитофауны ЮНЦ РАН провел за первые три месяца после аварии 5 экспедиций на Таманском п-ове. Автомобильным, маршрутным и точечным способами выполнен учет численности птиц на аква-
тории пролива и прилегающих территориях, а также учет погибших от загрязнения мазутом птиц на побережье. Смертность птиц оценена по общему количеству погибших особей на побережье и на прибрежной акватории.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
В период рассматриваемых катастрофических событий погодные условия характеризовались наличием центра пониженного давления в западной части Черного моря, который смещался в северо-восточном направлении. К 00 ч 11 декабря вся восточная часть Черного моря находилась в теплом секторе этого циклона, в котором ЮВ и Ю ветры силой 10-15 (местами до 20) м/с вызвали сильное волнение в северо-восточной части Черного моря. При выходе на мелководье с плавным уклоном дна эти волны, трансформируясь, сформировали в северо-восточной прибрежной зоне Черного моря и Керченском пр
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.