CC BY
20
УДК 591.5
DOI: 10.24411/1728-323X-2019-17072
ДОЛГОВРЕМЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ЮЖНОЕ ЛОКАЛЬНОЕ СТАДО БЕЛУХИ (DELPHINAPTERUS 1ЕиСА5)
В. В. Андрианов, Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лаверова РАН, Архангельск,
Н. В. Неверова, Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лаверова РАН, Архангельск,
Т. Ю. Лисицына, Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, Москва, vvandrianov@yandex.ru
Охарактеризовано современное экологическое состояние прибрежной экосистемы юго-восточной части Онежского залива Белого моря по гидробиологическим показателям (белухи, камбалы), содержанию нефтяных углеводородов в воде. Проведены гидрометеорологические наблюдения. Комплексный анализ показал, что за прошедшие 15 лет после разлива мазута (2003—2018 гг.) в результате загрязнения нефтяными углеводородами акватории произошли изменения качественных и количественных показателей гидробионтов различных звеньев трофической цепи. Особенно это характерно для белух. В 2004 году значительно снизился уровень посещаемости белухами района мыса Глубокий — центрального участка района обитания стада. В последние годы наблюдалось незначительное улучшение состояния местного стада. Однако летом 2018 года в районе исследований обитала только одна разновозрастная группировка (15—20 особей). Целью данной работы является оценка изменений, произошедших за последние годы в прибрежной экосистеме юго-восточной части Онежского залива Белого моря, подвергшейся нефтяному загрязнению. Результатом работы явилась оценка уровня загрязнения пострадавшей от разлива мазута акватории, согласно которой высокий уровень загрязнения, наблюдавшийся первые несколько лет после разлива мазута, сменился постепенным снижением этого уровня и очищением вод. Предполагается постепенное восстановление равновесного состояния экосистемы и восстановление численности южного локального стада белухи.
The modern ecological status of a coastal ecosystem of a southeast part of the Onega Bay of the White Sea on hydro biological indicators (white whales, flounders), to the maintenance of oil hydrocarbons in water is characterized. Hydro-meteorological supervision is carried out. The complex analysis has shown that for the past 15 years after the black oil flood (2003—2018) as a result of pollution by oil hydrocarbons of the water area, there were changes in qualitative and quantity indicators of water organisms various links of a trophic chain. Especially it is characteristic of the white whales. In 2004, the level of attendance by the white whales of area of Cape Glubokiy, the central site of area of dwelling of the herd, has considerably decreased. Last year's minor improvement of a status of the local herd was observed. However, in the summer of 2018 only one uneven-age grouping (15—20 individuals) lived there. The purpose of the given work is the estimation of the changes which have occurred recently in a coastal ecosystem of a southeast part of the Onega Bay of the White Sea, appeared due to oil pollution. The result of the work was the estimation of the level of pollution suffered from flood of black oil of water area, according to which the pollution high level, observed in the first years after the black oil flood, were replaced by gradual decrease in this level and clarification of the waters. Gradual restoration of an equilibrium status of an ecosystem and restoration of the number of southern local herd of the white whale are assumed.
Ключевые слова: Белое море, разлив мазута, локальное стадо белух, долговременное воздействие загрязнения на белух и другие звенья трофической цепи.
Keywords: the White Sea, black oil flood, local herd of the white whales, long-term influence of pollution on white whales and other links of a trophic chain.
Введение. Южное локальное стадо белухи в летнее время обитает в юго-восточной части Онежского залива Белого моря [1]. Летом 2003 г. нами было начато исследование этого стада, а в сентябре этого года в южной части Онежского залива произошел аварийный разлив мазута [2]. Результатом разлива нефтепродуктов УВ стало загрязнение практически всей акватории обитания южного локального стада [1]. В летние сезоны 2004-2006, 2011-2013 и 2016-2018 гг. мы проводили исследования белух, обитающих в юго-восточной части Онежского залива, и параллельно вели наблюдения за уровнем загрязнения различных участков акватории обитания стада нефтяными углеводородами (НУВ). Наблюдения за изменениями в поведении и распределении белух показали их явную связь с изменением уровня загрязнения в районе. Разлив мазута оказал негативное воздействие на различные звенья трофической цепи экосистемы, среди которых нам удалось исследовать беспозвоночных и рыб [3]. На сегодняшний день уже накопилось достаточно материала о динамике загрязнения акватории, для того чтобы подвести некоторый итог долго -временного воздействия на нее нефтяного загрязнения.
Материал и методы. Изучение белухи проводили в период июня—июля 2003—2006, 2011—2013 и 2016—2018 гг. с использованием маршрутных (судовых) и стационарных наблюдений по стандартной методике непрерывно в светлое время суток с использованием биноклей БПЦ5 8х30М и YUKON 30x50, а также подзорной трубы (30 х 50). Фиксировали особенности распределения животных, численность и возрастной состав групп, степень привязанности белух к каким-либо акваториям, характер поведения животных, влияние на них погодных условий. Возраст белух оценивали по окраске: темные — детеныши (новорожденные и сеголетки), серые — неполовозрелые, белые — взрослые [4, 5]. При обработке результатов стационарных наблюдений за каждый день стро-
или диаграмму присутствия белух, отражающую численность и длительность присутствия в наблюдаемой акватории животных различных возрастных категорий. Обработанные таким образом материалы использовались для получения расчетных показателей, среди которых наиболее важный — посещаемость (А ос. х час, attendance) белухами акватории наблюдений. Посещаемость акватории белухами A оценивали как произведение:
А = ni
где ni — количество присутствующих в зоне наблюдений животных в период, пока оно постоянно, ti — продолжительность этого периода.
Для общего периода времени наблюдений (T), включающего и отсутствие белух, суммарная посещаемость акватории белухами составит:
Аобщ = 2Xni *ti).
Рассматривая каждую возрастную категорию животных отдельно, вычисляли величину суммарной посещаемости Ак за период Т для каждой категории. Полученные при этом величины имеют размерность особь-час и, являясь абсолютными, по нашему мнению, могут характеризовать структуру группировки, обитающей в наблюдаемой акватории в исследуемый период.
Более подробно с методикой расчета показателей распределения белух и построения диаграмм можно ознакомиться в нашей специальной работе [6].
Для оценки уровня загрязнения акватории южной части Онежского залива в июле 2005 г. по сетке станций были отобраны 20 проб воды из придонного горизонта. В период 2011—2013 гг. были выполнены полигонные съемки в прибрежной акватории от м. Лиственный до м. Вей-наволок до изобаты 10 метров. 26 июня 2011 г. и 7, 12 июля 2012 г. было отобрано по 11 проб воды из придонного горизонта. В 2013 г. работы были проведены только на западном полигоне, где было отобрано 6 проб придонной воды. В летний сезон 2016 г. в акватории у м. Глубокий, в 250 м от берега, выполнен отбор проб воды на 20 станциях в 4 этапа с интервалом 1/4 полусуточного цикла для определения в них содержания углеводородов. Летом 2017 г. было взято 7 проб воды на 1/4 суточной станции из придонного горизонта и 28 проб воды на 2 полусуточных станциях с интервалом 1 ч из поверхностного горизонта. Летом 2018 г. был продолжен отбор проб воды на содержание УВ. Пробы воды отбирались с поверхностного горизонта, с берега в течение дня каждые 3 часа. В 2004—2006 гг. содержание массовой до-
ли УВ в пробах воды, отобранных на разовых станциях, определяли методом инфракрасной спектрометрии — ИКС [7]. С 2011 г. использовался флуорометрический метод определения нефтяных углеводородов в воде [ПНД Ф 14.1:2:4.128—98.].
Определение содержания углеводородов в пробах воды проводилось в лабораторных условиях. Для изучения состояния прибрежных популяций рыб в 2012—2013 и 2016—2018 гг. в районе м. Глубокий на различных прибрежных участках производился отлов рыб. Определялся видовой состав уловов. Для речной и морской камбалы проводился биоанализ, включающий размерно -весовые характеристики, определение пола и отбор отолитов для определения возраста в лабораторных условиях. В ходе опроса жителей д. Пур-нема и д. Лямца, а также по сообщениям от сотрудников ГИМС МЧС и жителей г. Онеги выяснилось, что в период 2009—2017 гг. в районе регистрировали гибель белух. У найденного в 2017 г. погибшего детеныша белухи были взяты ткани для исследования на содержание в них УВ. Эти исследования были выполнены в лабораторных условиях.
Результаты
Оценка содержания нефтяных УВ в отобранных пробах воды в прибрежной акватории у м. Глубокий Онежского з-ва Белого моря
Результаты съемки, выполненной в июле 2005 г. в южной части Онежского залива, показали, что содержание УВ в пробах придонного слоя воды оказались довольно высокими. Проведенная съемка показала, что спустя 2 года после аварии на значительной части акватории Онежского залива содержание УВ в придонном слое воды превышало ПДК (ПДК = 0,05 мг/дм3 [8]) в 10 и более раз (рис. 1).
Результаты выполненной в конце июня 2011 г. полигонной съемки в прибрежной полосе юго-восточной части Онежского залива (рис. 2) показали снижение уровня концентрации углеводородов в водах прибрежной зоны в 2—3 раза по сравнению с уровнем 2005 г. (0,25—0,3 мг/дм3 против 0,6—0,7 мг/дм3). Такое снижение концентрации УВ, надо полагать, обусловлено выветриванием и биодеградацией ранее выброшенного в прибрежную полосу и остававшегося замытым песком мазута.
В то же время на участках, удаленных от берега, на больших глубинах в 2011 г. концентрации углеводородов оказались более высокими и даже сопоставимыми с уровнем 2005 г., достигая 0,3—0,4 мг/дм3 (рис. 2), что свидетельствует о нахождении на глубоководных участках отложений мазута.
64.40 -
64.20 -
64.10 "
64.00 "
63.90 "
63.80 -
37.00
37.20
37.40 37.60
Долгота, воет
Рис. 1
37.80
38.00
мг/дм3
а
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
64.50
37.10 37.20 37.30 37.40 37.50 37.60 37.70 37.80
Долгота, воет
Рис. 2
мг/дм3
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
37.90 38.00
В период исследований 2016—2018 гг. концентрации УВ в воде лишь в отдельных пробах незначительно превышали уровень ПДКрыб.хоз. А летом 2018 г. суммарное содержание УВ в пробах воды составило 0,017 мг/м3 в период полной воды и 0,019 мг/м3 в период малой воды, что ниже уровня ПДК.
На основании полученных результатов можно говорить о наблюдающемся очищении акватории от нефтяных УВ, но этого нельзя сказать о прекращении последствий загрязнения для экосистемы в целом [3]. В настоящее время в исследуемой экосистеме практически отсутствует верхнее трофическое звено: 15—20 белух, наблюдавшихся
в 2018 г. против 130—150, наблюдавшихся в 2005 г. [1]. В ближайшие г оды нам предстоит проследить завершающие этапы процесса восстановления прибрежной экосистемы района загрязнения, наиболее важным звеном которого станет восстановление численности локального стада белух.
Содержание УВ в тканях погибшего детеныша белухи
Содержание УВ в тканях погибшего детеныша белухи представлены в табл. 1. Согласно литературным данным концентрации углеводородов в загрязненных нефтью организмах прибрежных вод доходят до 545 мг/кг сырой массы [9]. Полученные нами концентрации гораздо ниже этого показателя. Мы можем предположить, что гибель детеныша была обусловлена не загрязнением УВ, а изменением стадного поведения белух, которое произошло в результате загрязнения. Перераспределение кормовых объектов в районе загрязнения привело к тому, что самки были вынуждены оставлять детенышей и уходить кормиться в отдаленные от м еста репродукции районы. А оставшийся без присмотра детеныш не смог вовремя покинуть мелководье во время отлива.
Более позитивная картина, чем прежде, наблюдается с изменением состава популяций речной и полярной камбалы, о чем можно судить по возрастному составу выловленной камбалы. Если в 2012, 2013 гг. их состав состоял в основном из 3 генераций возрастом 2—4 лет, то в 2016 г., как и в 2017 г., этот состав расширился до 5—7 генераций, причем для обоих исследованных видов. В 2018 г. состав камбал также включал 5—7 генераций (рис. 3). Возраст речной камбалы составил 3—8 лет, а полярной камбалы — 3—9 лет. В совокупности полученные показатели свидетельствуют о постепенном улучшении состояния обеих популяций камбалы, обитающей в районе м. Глубокий.
Состояние южного локального стада белухи
Многолетние наблюдения за изменениями в поведении и распределении белух выявили их явную связь с изменением уровня загрязнения УВ в районе. В условиях загрязнения района нефтепродуктами до уровня 10—15 ПДК белые киты способны изменить характер использования раз-
Содержание УВ в тканях погибшего детеныша белухи
№, особей
Орган Содержание НП, мг/кг
Печень Почки Жировой слой 0,123 0,093 0,356
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Год генерации
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Год генерации
Рис. 3
личных участков акватории, но при этом не покидают район. А при снижении концентрации УВ в воде до уровня 1 ПДК и ниже пространственная структура стада постепенно восстанавливается. Однако с гибелью белух в районе (за 2009—2017 гг. зарегистрировано 12 погибших белух) изменился статус стада. Неиспользование белухами комфортных участков обитания, утрата ими адаптивных навыков, питание загрязненной пищей, снижение кормовых запасов явились причинами гибели белух и ухудшения состояния стада. Но в 2018 г. гибели белух уже не наблюдалось. Численность стада белухи со 130—150 особей в 2005 г. [1] к 2017 г. сократилась примерно в 3 раза, составив около 50 особей. В 2018 г. в район летнего обитания стада пришла только одна разновозрастная группировка численностью в 15—20 особей. Улучшение экологической ситуации в районе позволяет надеяться, что в ближайшие годы мы будем наблюдать процесс восстановления стадного ареала. Наблюдения, проведенные в 2018 г., показали, что к району у м. Глубокий по-прежнему в летнее время привязана разновозрастная группировка белух, а посещаемость района взрослыми белухами и неполовозрелыми даже остается на уровне предыдущих лет (рис. 4).
Обсуждение. Как показали исследования, негативные изменения, произошедшие за последние годы в прибрежной экосистеме юго-восточной части Онежского залива Белого моря, действительно связаны с загрязнением акватории неф-
20 26 2 28 4 10 16 22 20 26 2 8 14 20 27 3 9 15 1 7 13 30 6 1218 1 7 13 19 2 8 14 20 30 21
Июнь— Июнь— Июнь— Июнь— Июнь— Июнь— Июнь— Июнь— Июнь—
июль июль Июль 2005 г. июль июль июль иншь июль июль июль
2003 г. 2004 г. 2006 г. 2011г. 2012 г. 2013 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г.
Рис. 4
тепродуктами. Пострадали многие звенья трофической цепи: бентосные организмы, популяции речной и полярной камбалы [3]. А с 2009 г. наблюдалась ежегодная гибель белух. Мы можем предположить, что гибель белух связана с изменениями реакций иммунной системы животных после воздействия токсичных соединение нефти, отмечаемые рядом исследователей [10], снижением уровня их кормовой базы в районе и перераспределением объектов питания. Однако в ближайшие годы должны наблюдаться восстановление пострадавшей от загрязнения экосистемы и рост численности локального стада белух до уровня, предшествующего загрязнению и наблюдавшегося в первые годы после загрязнения [1].
Заключение. Исследуя ход изменения уровня загрязнения района и состояния различных трофических звеньев прибрежной экосистемы, в оценке ее общего экологического состояния мы ориентировались на состояние верхнего трофического звена, являющегося ее индикатором [6].
Еще в 2016 г., описывая долговременные негативные последствия для всей экосистемы [3], мы отмечали негативное воздействие загрязнения на южное локальное стадо белух. К настоящему времени долговременное негативное воздействие на стадо белух очевидно. В июне 2004 г., когда стадо пришло в район летнего обитания, загрязнение вод здесь было настолько высоким,
что белухи покидали район репродукции. Но уже летом 2005 г. стадо численностью около 150 разновозрастных особей вновь появилось в районе, несмотря на 10—15-кратное превышение ПДК уровня содержания УВ в воде. И все остальные годы, вплоть до 2017 г., стадо приходило в район своего летнего обитания. Но годы обитания в загрязненном районе не прошли для белух бесследно. Негативное воздействие на белух объективно начало проявляться с 2009 г., когда в районе начали регистрировать погибших белух, хотя на самом деле к будущему повышению смертности привели перемены, произошедшие со стадом еще в 2006 г., такие как изменение пространственной структура стада и др., вызванные загрязнением. К настоящему времени воды района обитания белух существенно очистились от нефтяных УВ и гибель белух прекратилась. Однако, помимо очищения вод, есть и другие признаки постепенной стабилизации пострадавшей от загрязнения экосистемы: улучшение состояния популяций рыб и беспозвоночных, которые являются кормовыми объектами белух. Если тенденция улучшения состояния экосистемы сохранится, то следует ожидать восстановление численности локального стада белух. Это произойдет при возвращении уровня смертности белух к уровню, наблюдавшемуся до загрязнения, когда регистрация погибших белух была большой редкостью.
Авторы благодарны всему коллективу лаборатории пресноводных и морских экосистем ФИЦКИА РАН ИЭПС УрО РАН за поддержку и помощь в работе.
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта УрО РАН № 18-9-5-29, гранта РФФИ р_а № 17-45-290114.
Библиографический список
1. Андрианов В. В., Белькович В. М., Лукин Л. Р. Распределение белухи (Delphinapterus leucas) в Онежском заливе Белого моря в летний период // Океанология. 2009. Т. 49, № 1. С. 79—89.
2. Андрианов В. В., Ненашев А. А., Белькович В. М., Лукин Л. Р. О последствиях нефтяного загрязнения акватории южной части Онежского залива Белого моря в 2003 году // Теория и практика комплексных исследований в интересах экономики и безопасности российского Севера. Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Мурманск, 15—17 марта 2005 г. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2005. С. 13—14.
3. Андрианов В. В., Лебедев А. А., Неверова Н. В., Лукин Л. Р., Воробьева Т. Я., Собко Е. И., Кобелев Е. А., Лисицына Т. Ю., Самохина Л. А., Климов С. И. Долговременные последствия аварийного разлива нефтепродуктов в южной части Онежского залива Белого моря // Биология моря. 2016. Т. 42, № 3. С. 169—178.
4. Клейненберг С. Е., Яблоков А. В., Белькович В. М., Тарасевич М. Н. Белуха. Опыт монографического исследования вида. М.: Наука, 1964. 455 с.
5. Ognetov G. N. Studies on the ecology and the taxonomy of the white whale (Delphinapterus leucas Pall., 1776) inhabiting the Sovet Arctic // Rep. Int. Whale. Comm. 1981. Vol. 31. P. 515—520.
6. Андрианов В. В., Лукин Л. Р. Опыт численной формализации материалов наблюдений за южным локальным стадом Беломорский белухи (Delphinapterus leucas) // Экология. 2017. № 4. С. 315—318.
7. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС: ПНД Ф 14.1:2.5—95. М.: ФГУП «СтандартИнформ». 1995. 9 с.
8. Патин С. А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. М.: ВНИРО, 1997. 349 с.
9. Миронов О. Г. Взаимодействие морских организмов с нефтяными углеродами. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 115 с.
10. Barron, M. G. Ecological impacts of the Deepwater Horizon oil spill: implications for immunotoxicity. // Toxicologic
Pathology, 2012, № 40 (2). С. 315—320.
LONG-TERM CONSEQUENCES OF OIL POLLUTION ON THE SOUTHERN HERD OF THE WHITE WHALE (DELPHINAPTERUS LUCES)
V. V. Andrianov,
N. V. Neverova, Federal Research Center for Integrated Studies of the Arctic, Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk,
T. Yu. Lisitsyna, Severtsov A. N. Institute for Ecology end Evolution Problems, RAS, Moscow, Russia
References
1. Andrianov V. V., Bel'kovich V. M., Lukin L. R. Raspredelenie beluhi (Delphinapterus leucas) v Onezhskom zalive Belogo morya v letnij period. [Distribution of Beluga whales (Delphinapterus leucas) in the Onega Bay of the White sea in summer]. Okeanologiya [Oceanology]. 2009. Vol. 49, No. 1. P. 79—89 [in Russian].
2. Andrianov V. V., Nenashev A. A., Bel'kovich V. M., Lukin L. R. O posledstviyah neftyanogo zagryazneniya akvatorii yuzhnoj chasti Onezhskogo zaliva Belogo morya v 2003 godu. [On the consequences of oil pollution of the water area of the southern part of the Onega Bay of the White Sea in 2003]. Teoriya i praktika kompleksnyh issledovanij v interesah ekonomiki i bezopas-nosti rossijskogo Severa. Tezisy dokladov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. [Theory and practice of complex research in the interests of the economy and security of the Russian North. Abstracts of the international scientific and practical conference]. Murmansk. 15—17 March 2005. Apatity: Ed. Kola scientific center of RAS. 2005. P. 13—14 [in Russian].
3. Andrianov V. V., Lebedev A. A., Neverova N. V., Lukin L. R., Vorob'eva T. Ya., Sobko E. I., Kobelev E. A., Lisitsyna T. Yu., Samokhina L. A., Klimov S. I. Dolgovremennye posledstviya avarijnogo razliva nefteproduktov v yuzhnoj chasti Onezhskogo zaliva Belogo moray.[Long-term consequences of an emergency oil spill in the southern part of the Onega Bay of the White Sea]. Morskaya biologiya. [Marine biology]. 2016. Vol. 42, № 3. P. 169—178 [in Russian].
4. Kleinenberg S. E., Yablokov A. V., Bel'kovich V. M., Tarasevich M. N. Belukha. Opyt monograficheskogo issledovaniya vida. [Belukha. Experience of monographic research of the species]. Moscow, Nauka. 1964. 455 p. [in Russian].
5. Ognetov G. N. Studies on the ecology and the taxonomy of the white whale (Delphinapterus leucas Pall., 1776) inhabiting the Soviet Arctic. Rep. Int. Whale. Comm. 1981. Vol. 31, P. 515—520.
6. Andrianov V. V., Lukin L. R. Opyt chislennoj formalizacii materialov nablyudenij za yuzhnym lokal'nym stadom Belomorskij belukhi (Delphinapterus leucas).[Experience of numerical formalization of materials of observations of the southern local herd of the White Sea Beluga (Delphinapterus leucas)]. Ecology. 2017. No. 4. P. 315—318 [in Russian].
7. Metodika vypolneniya izmerenij massovoj koncentracii nefteproduktov v prirodnyh i stochnyh vodah metodom IKS: PND F 14.1:2.5—95. [Method of measuring the mass concentration of petroleum products in natural and wastewater by the by the method of infrared spectrometry] Moscow, FGUP "StandartInform". 1995. 9 p. [in Russian].
8. Patin S. A. Ekologicheskie problemy osvoeniya neftegazovyh resursov morskogo shel'fa. Moskow. VNIRO. 1997. 349 p. [in Russian].
9. Mironov O. G. Vzaimodejstvie morskih organizmov s neftyanymi uglerodami. [Interaction of marine organisms with petroleum hydrocarbons] Leningrad, Gidrometeoizdat. 1985. 115 p. [in Russian].
10. Barron M. G. Ecological impacts of the Deepwater Horizon oil spill: implications for immunotoxicity. Toxicologic Pathology. 2012. No. 40 (2). P. 315—320.
