CC BY
220
УДК 628.394.17 (262.81):665.5
О. В. Обухова, Д. Р. Светашёва ЗАГРЯЗНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТАМИ АКВАТОРИИ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ
Острота экологической ситуации в России затрагивает в первую очередь интересы рыбного хозяйства, поскольку водоемы и водотоки являются местом обитания промысловой ихтиофауны и находятся под мощным антропогенным прессом, аккумулируя плохо очищенные промышленные и бытовые стоки, содержащие загрязняющие вещества различной природы и происхождения. Среди загрязнителей биосферы, представляющих наибольший интерес для различных служб контроля ее качества, нефтепродукты относятся к числу важнейших. В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них [1].
В предлагаемой работе проводится систематизация и оценка данных мониторинга Северного Каспия по загрязнению нефтепродуктами.
Для этого необходимо проанализировать в целом концентрацию нефтяных углеводородов на акватории Северного Каспия, в толще воды и в донных отложениях, изучить глубинное распределение наибольших концентраций нефтепродуктов, оценить источники загрязнения Северного Каспия и проанализировать приток нефтепродуктов в морскую среду.
Гидрологический режим и органический мир Каспийского моря, в отличие от таковых других морей, в большей степени зависят от природы и ее изменений в пределах самого бассейна моря, в частности бассейна р. Волги, расположенного целиком в пределах России [2].
Основной потенциальной угрозой являются аварийные разливы нефти (а также подводные газовые выбросы, обусловленные техногенной дестабилизацией недр), вероятность возникновения которых будет возрастать по мере освоения новых месторождений. Следовательно, загрязнение морской среды, влияние которого на экологическую обстановку в настоящее время оценивается как второстепенное, в любой момент может стать ведущим фактором антропогенного воздействия на морские экосистемы [3].
Общее воздействие нефтепродуктов делится на 5 категорий: отравления с летальным исходом; нарушения физиологической активности; эффект прямого обволакивания живого организма нефтепродуктами; болезненные изменения, вызванные попаданием углеводородов в организм; изменения в биологических особенностях среды обитания. Загрязнение нефтепродуктами влияет и на среду обитания и приводит к невозможности выживания в субстрате - среде, от которой растения и организмы получают поддержку [4].
Имеется целый ряд предпосылок для высокого уровня загрязнения Каспийского моря нефтепродуктами. Среди них наличие значительных запасов углеводородного сырья под дном моря, высокая плотность населения и промышленности, интенсивное сельскохозяйственное освоение в долинах впадающих рек, отсутствие четко выраженного геохимического барьера «река-море», замкнутость бассейна [2].
В этих условиях выявление источников поступления, отслеживание путей и оценка интенсивности переноса загрязняющих веществ в российском секторе недропользования Каспийского моря следует рассматривать как важнейшие превентивные меры, направленные на обеспечение экологической безопасности Каспийского моря [3].
Основным источником загрязнения нефтепродуктами акватории Каспийского моря, прилегающей к территории РФ, в настоящее время является сток р. Волги. Это положение, основанное на анализе многолетних изменений распределения нефтепродуктов в водоеме, подтверждается данными наблюдений за загрязнением волжских вод (табл. 1).
Поскольку одна из основных задач исследований состояла в выявлении источников загрязнения акватории российского сектора недропользования, то большое место в них было отведено анализу пространственной изменчивости показателей загрязненности морской среды.
Для этого в первую очередь использовались традиционные географические методы, такие как районирование, разделение водной толщи на водные массы, а также метод разрезов - воображаемых линий, пересекающих исследуемую акваторию в том или ином направлении [5].
Таблица 1
Средний годовой сток загрязняющих веществ в вершине дельты р. Волги и на морском крае дельты (МКД)
Загрязняющие вещества Единица измерения Вершина дельты МКД, 1998-2008 гг.
1977-1993 гг. 1998-2008 гг. Всего Западная часть Восточная часть
Нефтепродукты тыс. т 71,65 54,80 57,10 37,2 19,9
Фенолы тыс. т 0,70 0,98 1,07 0,68 0,39
Измерения концентрации нефтепродуктов в поверхностном и придонном слоях воды, а также в донных отложениях проводились вдоль разрезов, расположенных в Северном Каспии, в районах мониторинговых станций, условно обозначенных цифрами (1, 2, 3, 4, 5 и т. д.). Для проведения оценки загрязнения и качества водной среды в восточной части российского сектора Северного Каспия она была разделена на три района: восточный, центральный и западный. Из-за несоответствия границ донных секторов и заповедных зон восточный и центральный районы вошли в состав казахстанской заповедной зоны, а западный район - в состав российской заповедной зоны, при этом все три района относились к российскому сектору недропользования. Следует отметить, что большинство станций (с 4 по 21) при этом было расположено в той части данного сектора, который находится в пределах заповедной зоны Республики Казахстан. Остальные станции (1-3, 22-25) находись в пределах российской части заповедной зоны. Полученные данные отражают изменения концентрации нефтепродуктов в морской нефтегазоносной акватории в 2008 г. [4].
На разрезе 1, следующем от устья Иголкинского канала в восточном направлении, в поверхностном и придонном слое были характерны ярко выраженные колебания концентрации нефтяных углеводородов при отсутствии тренда. Концентрация нефтяных углеводородов в донных отложениях повышалась.
На разрезе 2, следующем от устья Иголкинского канала в юго-восточном направлении, концентрация нефтяных углеводородов в воде понижалась, в донных отложениях повышалась.
На разрезе 3, следующем от устья Иголкинского канала в южном направлении, для концентрации нефтяных углеводородов были характерны: в поверхностном слое - колебания концентрации при отсутствии тренда, в придонном слое - снижение; в донных отложениях небольшое повышение.
На разрезе 4, следующем от устья Иголкинского канала в юго-западном направлении, концентрация нефтяных углеводородов в поверхностном слое повышалась, в придонном слое и в донных отложениях - понижалась.
На разрезе 5, следующем от устья Иголкинского канала в западном направлении, концентрация нефтяных углеводородов в воде понижалась, в донных отложениях увеличивалась [5].
Общее количество (объем) поступления нефтепродуктов в Каспий с волжским стоком в начале уменьшился по сравнению с периодом 1977-1993 гг. на 25 % - с 72 до 55 тыс. т в год. Загрязнение р. Волги нефтепродуктами происходит на всем ее протяжении. При этом решающий вклад вносит поверхностный сток.
В 2008 г. концентрация нефтепродуктов на разрезе изменялась от 0,6 до 2,2 ПДК, фенолов -от 2 до 6 ПДК. Следует отметить, что фенолы в водах Каспийского моря имеют в основном биогенное происхождение.
В июне из числа нормируемых гидрохимических показателей шесть превышали допустимую норму. При этом два из шести показателей превышали ПДК в 100 % проб, отобранных в исследуемом районе, - фенолы. Повторяемость концентрации, превышающей ПДК у нефтепродуктов, - 58 %. У превысивших норму показателей средняя концентрация составила 1-3 ПДК, а максимальная 1-5 ПДК.
Дельта (Астраханская область) вносит незначительный вклад в формирование стока нефтепродуктов в Каспий. От вершины к морскому краю дельты его значение возрастает на 4 %. Загрязнение р. Волги нефтепродуктами происходит на всем ее протяжении. При этом решающий вклад вносит поверхностный сток с сельскохозяйственных и урбанизированных территорий, т. к. со сточными водами (из организованных источников) в р. Волгу сбрасывается только 3,85 тыс. т нефтепродуктов ежегодно.
По данным «Лукойл Нижневолжск нефть», проводившего наблюдения, в 2008 г. морские воды на границе между Северным и Средним Каспием оценивались как «загрязненные» (индекс загрязненности воды = 1,59), при этом качество морских вод по сравнению с предыдущим годом ухудшилось (в 2007 г. воды в этом районе оценивались как «умеренно загрязненные»), однако кислородный режим не изменился и был благоприятным для гидробионтов.
Наибольшее среднее значение концентрации нефтяных углеводородов было зарегистрировано в поверхностном слое западного района, а наименьшее - в придонном слое западного, восточного и поверхностном слое центрального района.
Установлено (с учетом коэффициента вариации), что наибольший размах колебаний концентрации нефтяных углеводородов был свойствен придонному слою воды восточного района, а наименьший - придонному слою центрального района.
Таблица 2
Средняя и максимальная концентрация загрязняющих веществ, нормируемых в рыбохозяйственных водоемах, а также повторяемость концентрации, превышающей ПДК, в водах Северного Каспия в июне 2008 г.
Нормируемый показатель Г оризонт Концентрация Повторяемость концентрации, превышающей ПДК, % ПДК мг/л
Средняя, мг/л Максимальная, мг/л
Нефтеуглеводор оды, мг/л Поверхность 0,06 0,24 56 0,05
Дно 0,06 0,10 60
Фенолы, мг/л Поверхность 0,003 0,004 100 0,001
Дно 0,003 0,004 100
Распределение нефтяных углеводородов в поверхностном и придонном слоях воды в восточной части Северного Каспия было различным и носило мозаичный характер. Более высокая концентрация нефтяных углеводородов в воде поверхностного слоя наблюдалась в западной и восточной частях акватории, в воде придонного слоя - в центральном. Содержание нефтяных углеводородов в донных отложениях было относительно низким. Небольшой участок донных отложений с повышенным содержанием нефтяных углеводородов находился в западном районе.
В глубоководной части моря наряду с горизонтальной анализировалась вертикальная изменчивость гидрохимических параметров и показателей загрязненности морских вод. Наибольшая концентрация нефтяных углеводородов наблюдается на глубине 10 м и достигает 0,23 мг/л, что превосходит установленный норматив в 4,6 раза. Далее с глубиной концентрация нефтепродуктов изменяется хаотично, что связано с перемешиванием водных слоев.
Наименьшая концентрация нефтепродуктов наблюдается на глубине 270 м и составляет
0,03 мг/л, что не превышает установленные нормативы. На глубине 200, 100, 50 20 и 15 м содержание нефтепродуктов в несколько раз превосходит ПДК. Для этих глубин концентрация нефтеуглеводородов составляет соответственно 0,11; 0,08; 0,14; 0,09 мг/л. Превышение нормы содержания нефтяных углеводородов от 1,6 до 2,8 раза (рис.).
Нефтеуглеводороды, мг/л 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
Вертикальное распределение концентрации нефтепродуктов в морской воде в глубоководной части Северного Каспия в июне 2008 г.
Оценка загрязнения нефтяными углеводородами акватории Северного Каспия в июне 2008 г. показала, что для акватории в целом был характерен слабый приток нефтяных углеводородов. В силу особенностей антропогенной нагрузки, гидрологического режима Северного Каспия и функциональной организации его экосистемы, уровень загрязнения морских вод подвержен сильным колебаниям - от «чистых» до «грязных».
Таким образом, установлено, что в целом концентрация нефтяных углеводородов в воде повысилась, а в донных отложениях - снизилась по сравнению с 90-ми гг. XX в.
Следует отметить, что основной вклад в загрязнение восточной части российского сектора Северного Каспия вносят рассеянные источники - поступление загрязняющих веществ с речными водами со стоком р. Волги и морскими водами из Среднего Каспия. Для акватории в целом был характерен слабый приток нефтяных углеводородов, при этом в поверхностном слое вод мощность притока была средней, в придонном слое - слабой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Киселев А. В., Курапов А. А., Зайцев В. Ф. Экологическая характеристика отдельных регионов Каспийского моря: моногр. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - 96 с.
2. Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий / Л. И. Лобковский, Д. Г. Левченко, А. В. Леонов, А. К. Амбросимов; [отв. ред. С. С. Лаппо]; Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова. - М.: Наука, 2005. - 326 с.
3. Курапов А. А., Попова Н. В., Островская Е. В. Экологическая безопасность нефтяных операций на мелководном шельфе. Международная практика и опыт российских компаний на Северном Каспии: моногр. - Астрахань: Изд-во ООО «Новая артель», 2006. - 266 с.
4. Охрана морских биоресурсов в условиях освоения нефтегазовых месторождений на шельфе РФ: материалы междунар. семинара. - М.: Госкомрыболовство, 2000. - С. 21-25.
5. Оценка экологического состояния отдельных районов Каспийского моря в 2008 году / СевероКаспийская дирекция по техническому обеспечению надзора на море. - Астрахань, 2009.
Статья поступила в редакцию 11.02.2011
OIL POLLUTION OF WATER AREAS OF THE NORTHERN CASPIAN
O. V. Obukhovа, D. R. Svetasheva
The results of systematization and estimation of monitoring data of the Northern Caspian on oil pollution (1977-1993, 1998-2008 - the top of the delta of the Volga, 1998-2008 - the sea area of the delta) are shown in the paper. As a whole, in comparison with 90th of XX century, the concentration of oil-hydrocarbons in water has risen, and in sea-floor sediments - has decreased. Dispersed sources like the inflow of pollutants with the runoff of the Volga and sea waters from the Middle Caspian are main contributors into the pollution of the Eastern part of the Russian sector of the Northern Caspian. The basic potential threat of the pollution of the Northern Caspian is emergency floods of oil (and also the underwater gas emissions caused by technogenic destabilization of the subsoil), which occurrence probability will increase in the process of the development of new deposits. Therefore, it is necessary to consider the revealing of sources of the inflow, tracing of ways and estimation of the intensity of pollutants transport in the Russian sector of mineral resources consumption of the Caspian Sea as the most important preventive measures providing the ecological safety of the Caspian Sea.
Key words: Caspian Sea, deposit, mineral resources consumption, oil, oil products, the Northern Caspian.
