CC BY
95
природная среда
УДК 556.55+504.4 ББК 26.226.6
в.А. Румянцев, С.А. Кондратьев
о соответствии биогенной нагрузки с российской территории на Финский залив требованиям плана действий по балтийскому морю хелком
Оценен современный уровень биогенной нагрузки на Финский зал. Балтийского моря, поступающей с Российской территории водосбора. Полученные результаты свидетельствуют о том, что на территории, составляющей около 80% площади водосбора Финского залива, формируется 64-65% от допустимых значений нагрузки, рекомендованных в Плане действий по Балтийскому морю ХЕЛКОМ. То есть биогенная нагрузка на Финский залив с Российской территории в настоящее время не превосходит критических значений.
Ключевые слова:
водосбор, биогенная нагрузка, общий азот, общий фосфор, Финский залив.
Финский залив - одна из наиболее загрязнённых акваторий Балтийского моря [4]. В ноябре 2007 г. на сессии Хельсинкской комиссии (ХЕЛКОМ) принят План действий по Балтийскому морю (ПДБМ) [5], который должен представлять собой долговременную стратегию оздоровления Балтийского моря. Одно из важнейших направлений ПДБМ - разработка мероприятий по снижению поступления в морскую экосистему общего фосфора Робщ и общего азота ^бщ, приводящих к нежелательному эвтрофи-рованию. По результатам математического моделирования с использованием шведской модели экосистемы Балтийского моря MARE NEST [5] для Финского залива определены максимально возможные биогенные нагрузки в размере 4860 т Р/ год и 106 680 т N/ год c территории водосбора, расположенного в России, Финляндии и Эстонии [5].
ПДБМ предполагает установление в будущем платы за избыточное поступление биогенных веществ в Балтийское море от каждой страны. Указанный факт придает особую актуальность вопросу о выполнении научно-обоснованной оценки современного уровня биогенной нагрузки на Финский залив со стороны России.
Цель настоящей работы, проведенной в рамках международного проекта «Год Финского залива - 2014» - уточнение выполненных ранее оценок нагрузки Робщ и N , на Финский залива с российской час-
общ 1
ти водосбора за период 2012-2013 г. на ос-
нове данных мониторинга, по результатам специальных полевых исследований и с привлечением методов математического моделирования, а также оценка соответствия современных значений биогенной нагрузки требованиям ПДБМ.
По состоянию на 2007-2008 гг. максимальная биогенная нагрузка, поступающая в Финский зал. через Российскую береговую линию с водосбора, занимающего около 80% площади водосбора залива и расположенного на территории России и Финляндии, приближенно оценивалась в 5233 т Р/ год и 70820 т N / год [2]. При этом нагрузка рассчитывалась как сумма поступления
общ
и ^бщ от следующих источников:
- вынос из Ладожского озера,
- сбросы сточных вод Санкт-Петербурга,
- сток р. Нарвы,
- вынос с частного водосбора Финского залива.
Эта же расчетная схема использована и в настоящей работе.
По данным исследований Института озероведения РАН, за последнее десятилетие гидрохимические характеристики Пет-рокрепостной бухты Ладожского озера, из которой вытекает р. Нева, практически не изменились. Поэтому современный вынос биогенных веществ из Ладоги, сформированный на ее водосборе с площадью ~280000 км2, принят равным 1000 т Р/ год и 40100 т N год [2]. Следует помнить, что этот вынос сформирован не только на Российской тер-
CD
О
о
о
3
ю О
ритории, т.к. около 20% площади водосбора находится на территории Финляндии.
Информация о динамике сбросов биогенных веществ с очищенными и неочищенными сточными водами Санкт-Петербурга представлена на сайте ГУП Водоканал Санкт-Петербурга[http://www.vodokanal.spb. га/]. В соответствии с приведенными данными муниципальная биогенная нагрузка на залив в среднем за 2012-2013 гг. принята равной 442 т Р/ год и 9483 т N год .
По данным мониторинга Росгидромета, также являющегося участником проекта «Год Финского залива - 2014», вынос биогенных веществ со стоком р. Нарвы (створ Ивангород) в среднем за 2012-2013 гг. составлял 344 т Р/ год и 10379 т N год. Исходя из того, что Российская территория здесь занимает 63,3% общей площади водосбора, составляющей ~56 000 км2, можно приближенно оценить биогенную нагрузку на Финский залив со стороны водной системы Чудско-Псковского озера, р. Нарвы и Нарвского водохранилища в 217 т Р/ год и 5703 т N год.
Особого внимания заслуживает оценка выноса Р , и N , с частного водосбора,
общ общ ^ 1 '
формирующего биогенную нагрузку непосредственно на Финский залив, включающий водосборы р. Луги, малых водосборов северного и южного побережий залива и частный водосбор р. Невы (рис. 1).
В предшествующем исследовании [2] нагрузка на залив с указанной территории была рассчитана с использованием методов математического моделирования. При этом использовалось предположение, что все биогенные вещества, образовавшиеся на животноводческих фермах и птицефабриках, участвуют в формировании нагрузки. Соответственно, результатом расчета является максимально возможная биогенная нагрузка на Финский залив с частного водосбора. При этом отмечалось, что «реальная ситуация отличается от гипотетической, однако, не известно, насколько существенно. После сбора более подробной и достоверной информации о потоках биогенных веществ в пределах изучаемого водосбора количественная оценка нагрузки должна быть уточнена» [2]. Что и было сделано в ходе работ 2013 г. Особое внимание уделено адекватной оценке именно этой составляющей биогенной нагрузки на Финский зал. Как показано на рис. 1, рассматриваемый водосбор разделен на 4 части: частный водосбор реки Невы, водосбор р. Луги, водосборы северных и южных малых притоков Финского залива.
Нагрузка, сформированная на водосборе р. Луги площадью ~12200 км2, рассчи-
тана по данным мониторинга Росгидромета. Ее среднее за 2012-2013 гг. значение составило 331 т Р/ год и 4252 т N/ год.
В 2013 г. в Российском государственном гидрометеорологическом университете выполнено диссертационное исследование, посвященное изучению и оценке биогенной нагрузки, сформированной на частном водосборе Невы площадью ~5500 км2 [1]. В соответствии с результатами исследования современный вынос биогенных веществ с водосбора Невы составляет 790 т Р/ год и 3830 т N/ год.
Для оценки выноса Робщ и ^бщ с водосборов малых притоков Финского залива площадью ~9200 км2 в 2013 г. при финансовой поддержке Невско-Ладожского бассейнового водного Управления проведено обследование 17 малых притоков залива. На северном побережье это реки Песчаная, Великая, Чулковка, Полевая, Дрёма, Матросо-вка, Гороховка и Чёрная. На южном побережье - реки Стрелка, Шингарка, Караста, Чёрная, Лебяжья, Коваши, Воронка, Систа и Хаболовка. Выполнены зимние, весенние, летние и осенние измерения расходов воды и содержания общего азота и общего фосфора (в нефильтрованных пробах воды). Схема расположения водосборов рассматриваемых рек представлена на рис. 1.
Интерполяция и экстраполяция значений измеренных расходов воды и концентрации Р , и N , позволили приближённо
1 ' общ общ 1
оценить биогенную нагрузку на Финский зал., сформированную на водосборах изученных малых притоков в 2013 г., в 133 т Р/год и 2884 т N/год. Для оценки нагрузки на Финский залив, сформированной на площади, не охваченной измерениями, проведены необходимые расчёты с использованием математической модели формирования биогенной нагрузки ILLM (Institute of Limnology Load Model). Модель прошла верификацию на водосборах рек Великая, Луга, Мга, Ижора, Славянка, расположенных в северо-западном регионе России [3]. Обеспечение модели исходными данными, необходимыми для выполнения расчётов, проводилось с использованием имеющейся геоинформационной системы, форм статистической отчётности 2-ТП Водхоз, информации с сайта Федеральной службы государственной статистики [http://www.gks.ru/dbscripts/munst/munst58/ DBInet.cgi], а также значений параметров, полученных в предыдущих исследованиях [3]. Кроме того, модель была откалиб-рована по данным натурных наблюдений 2013 г. В результате суммарное значение биогенной нагрузки на Финский зал. со стороны водосбора малых притоков север-
Рис. 1. Карта-схема частного водосбора Финского залива. 1 - водосбор р. Луги, 2 - частный водосбор р. Невы, 3 - водосбор малых притоков северного побережья Финского залива, 4 - водосбор малых
притоков южного побережья.
о
о
О
3
ю О
Таблица 1
Оценка фосфорной нагрузки на Финский залив, поступающей с российской части водосбора
Источник 2007-2008 2012-
нагрузки Робщ (по данным [2]) 2013
1 Ладожское озеро 1000 1000
2 Санкт-Петербург 1200 442
3 Река Нарва 297 217
4 Река Луга 331
5 Частный водосбор р. Невы 3127* 790
6 Водосборы 363
малых притоков Финского залива
Общая нагрузка Робщ 5624 3143
% от допустимой нагрузки (4860 т Р/год) 116 65
* суммарное значение по источникам нагрузки 4-6.
Таблица 2
Оценка азотной нагрузки на Финский залив, поступающей с российской части водосбора
ного и южного побережий в 2013 г. составило 363 т Р/год и 5039 т N/год.
В табл. 1 и 2 приведено сравнение результатов оценок биогенной нагрузки на Финский зал. с территории российской части водосбора, выполненных для периодов 2007-2008 и 2013-2014 гг.
Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы.
- Математическое моделирование биогенной нагрузки, выполненное в предположении о том, что все образовавшиеся на животноводческих фермах и птицефабриках биогенные вещества участвуют в формировании нагрузки и без дополнительной калибровки по данным натурных измерений, приводит к завышенной оценке Р , и N ,
1 ^ ' общ общ
выноса с водосборных территорий. Здесь же уместно отметить, что в настоящее время для сельскохозяйственных угодий Ленинградской области биогенные балансы водосборов не рассчитываются, и практически отсутствует объективная информация о путях миграции биогенных веществ, которые образуются на животноводческих фермах. Сказанное крайне затрудняет выполнение точных количественных оценок биогенной нагрузки на водные объекты региона.
- Полученные приближенные оценки биогенной нагрузки свидетельствуют о том, что на территории, составляющей около 80% площади водосбора Финского зал.ива формируется 64-65% от допустимых значений нагрузки, рекомендованных в ПДБМ. То есть биогенная нагрузка на Финский залив с Российской территории в настоящее время не превосходит критических значений и какие-либо претензии к нашей стране здесь не уместны. Из сказанного, естественно, не следует, что и дальше нагрузку снижать не нужно, т.к. это единственный путь оздоровления экосистемы Финского залива и всего Балтийского моря.
- Оценка суммарной биогенной нагрузки на Финский залив на современном уровне и ее соответствия требованиям ПДБМ может быть проведена только после представления Финляндией и Эстонией сведений о нагрузке, сформированной на их территории.
Список литературы:
[1] Ершова А.А. Комплексная оценка поступления биогенных веществ с водосбора реки Невы в Восточную часть Финского залива / Автореф. Дисс. ... канд. географ. наук. - СПб.: РГГМУ, 2013. - 28 с.
[2] Кондратьев С.А. Оценка биогенной нагрузки на Финский залив Балтийского моря с российской части водосбора // Водные ресурсы. Т. 38. - 2011, № 1. - С. 56-64.
[3] Кондратьев С.А., Казмина М.В., Шмакова М.В., Маркова Е.Г. Методика расчета биогенной нагрузки на водные объекты // Региональная экология. - 2011, № 3-4. - С. 50-59.
[4] Eutrophication in the Baltic Sea // Baltic Sea Environment Proceedings. - Helsinki: Helsinki Commission Publ. - 2009, № 115B. - 148 p.
[5] HELCOM Baltic Sea Action Plan. - Helsinki: Helsinki Commission Publ., 2007. - 103 p.
Источник нагрузки №збщ 2007-2008 (по данным [2]) 20122013
1 Ладожское озеро 40100 40100
2 Санкт-Петербург 11000 9483
3 Река Нарва 6570 5703
4 Река Луга 4252
5 Частный водосбор р. Невы 15065* 3830
6 Водосборы малых притоков Финского залива 5039
Общая нагрузка Робщ 72735 68407
% от допустимой нагрузки (106 680 т Н/год) 68 64
* суммарное значение ки 4-6
по источникам нагруз-
