Введение к работе
Актуальность темы. В последние десятилетия в пределах внутренних морских водоемов наблюдаются многообразные негативные экологические последствия, обусловленные человеческой деятельностью. Воздействие человека на характер морского седиментогенеза сопоставимо на современном этапе со многими геологическими процессами. Ряд аспектов нового научного направления - антропогенной седиментологии - не получил пока должного отражения как в научных исследованиях, так и в публикациях, что позволяет в данной диссертационной работе сделать попытку в известной мере восполнить существующий пробел.
В пределах акватории Азовского моря в наибольшей степени техногенное вмешательство отрицательно сказалось на природе Таганрогского загата - уникальной в прошлом по биологической продуктивности части водоема. Снижение его биопродукционного потенциала может быть связано с антропогенным влиянием на среду обитания бентосных организмов, так как загрязненные техногенным материалом осадки представляют собой экологическую нишу, а кроме того совместно с водной взвесью составляют основу их пищи.
Принятие неотложных мер по предотвращению или уменьшению антропогенного воздействия невозможно без всестороннего анализа и учета изменения природных процессов залива в условиях продолжающегося освоения его ресурсов. Полученные данные о количественном и качественном составе техногенного материала, о его источниках могут послужить основой для разработки природоохранных мер, а также будут актуальны для ряда акваторий, находящихся в сходных с Таганрогским заливом природных условиях и подвергающихся антропогенному воздействию.
Цель и задачи работы. Основной целью работы является выявление роли твердого техногенного материала в осадконакоплении Таганрогского залива. Достижение этой цели потребовало решения следующих задач:
1. Проанализировать качественный и количественный состав природного и техногенного материала, поступающего на акваторию залива.
-
Определить роль основных источников в поступлении техногенного материала.
-
Оценить влияние дноуглубительных работ и дампинга грунта на перемещение осадочного вещества и определить содержание техногенного материала в нем.
-
Исследовать загрязнение техногенным материалом береговой зоны и пляжевых отложений; взвеси рек, прибрежной зоны и акватории залива в целом; донных осадков, аэрозолей.
-
Выявить пространственную структуру очагов загрязнения в различных абиотических средах залива.
Исходные материалы и методы исследования. В основу диссертации положены материалы исследований автора на всей акватории Таганрогского залива (1989 - 1993 гг.) и прибрежных полигонах: косы Белосарай-ская (1989 г.), коса Ейская (1990 г.), коса Безымянная (1991 г.), устьевая зона Миусского лимана - коса Беглица (1993 - 1995 гг.), береговая зона территории завода "Азовсталь" (1989 - 1994 гг.). Также для решения поставленных задач были проведены маршрутные обследования зоны пляжа северного и южного берега залива, включающие отбор проб и визуальное описание состояния береговой зоны, протяженностью 260 км (1992 - 1996 гг.). В период экспедиционных работ проводились отбор проб донных и пляжевых отложений, гидрозолей; осуществлялись замеры оседания воздушной взвеси, отбор проб снега с поверхности акватории залива. В итоге при полевых исследованиях было отобрано и подвергнуто различным видам анализов около 90 проб донных осадков, более 100 - водной взвеси, 6 - снега, 16 - эоловой взвеси и более 100 проб пляжевых отложений.
В лабораторных условиях выполнены: определение концентрации взвеси, аэрозолей способом фильтрации с последующим взвешиванием, фракционный анализ донных осадков и пляжевых накоплений методом стандартной гранулометрии и дробным ситовым разделением, а также микроскопия гидрозолей, аэрозолей, донных осадков в водных растворах и в иммерсионных жидкостях с оптической диагностикой частиц. Подобная методика применяется впервые в мировой и отечественной практике для изучения техногенного материала.
Автор принимал непосредственное участие в сборе и первичной обработке фактического материала, участвовал в написании научно-исследовательских отчетов, где в основном был проанализирован собранный материал.
Научная новизна. Работа является обобщением имеющихся и полученных автором данных но проблеме загрязнения косных сред Таганрогского залива твердым техногенным материалом. Впервые для данной территории:
установлена роль основных источников поступления техногенного материала: твердого стока рек, аэрозольных выпадений, промышленных и бытовых отходов береговой зоны;
показана роль техногенного материала в формировании пляжей залива;
детально рассмотрен состав техногатой компоненты в водной взвеси, определены зоны максимального загрязнения и типы антропогенного материала;
выделена и количественно оценена роль дноуглубительных работ как в общей динамике твердого осадочного вещества в заливе, так и его техногенной части;
выявлены особенности распределения и накопления техногенного материала в донных отложениях Таганрогского залива.
Практическая значимость и реализация результатов. Полученные результаты исследований нашли и могут получить дальнейшее применение в решении ряда прикладных задач: при организации комплексного геосистемного мониторинга водоема; при разработке природоохранных мероприятий, связанных с решением рыбохозяйственных задач, рекреационным использованием береговой зоны, строительством и эксплуатацией гидротехнических сооружений; в разработке режимов оптимальной эксплуатации подходных судоходных каналов и свалок грунта. Изложенные автором данные использованы Таганрогским морским торговым портом в части природного обоснования проекта строительства 2-го грузового района Таганрогского морского порта в устье Миусского лимана; Азовским НИИ рыбного хозяйства при разработке природоохранных мероприятий, в курсе чтения лекций.
Основные защищаемые положения.
-
Техногенный материал присутствует во всех абиотических средах экосистемы Таганрогского залива (атмосфере, водах, пляжевых и донных отложениях) в количествах, соизмеримых с природными компонентами.
-
Основными источниками поступления загрязняющих веществ в водоем являются эоловые поступления, твердый сток р.Дон и малых рек, свалки промышленных и бытовых отходов в береговой зоне.
-
Формирование техногенных ареалов загрязнения происходит при взаимодействии техногенных и природных факторов распределения вещества. Техногенные источники определяют пространственное положение, интенсивность зон загрязнения. Природные условия контролируют распределение материала по акватории залива.
4. Состав техногенного материала вблизи источников стабилен и
включает промышленные и бытовые отходы. В процессе переноса и се-
диментогенеза его состав, морфология, крупность изменяется.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации изложены в публикациях автора, а также в докладах: на X съезде "Географического общества СССР" (г.Казань, 1990), Всесоюзной конференции "Геоэкологическая обстановка морей СССР" (г.Астрахань, 1991), Всероссийской конференции по гидромеханизированным работам и дам-пингу (г.Ростов-на-Дону, 1993), XIX Международной конференции "Современные проблемы изучения берегов" (г.Санкт-Петербург, 1995), отчетных сессиях Азовского НИИ рыбного хозяйства (г.Ростов-на-Дону, 1994-1996).
По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем работы. Диссертация имеет общий объем 230 страницы, в том числе 159 страшщ текста, 25 таблиц, 27 иллюстраций, включает список литературы из 92 названий. Работа состоит из введения, шести глав и заключения.
Диссертационная работа выполнена под руководством заведующего кафедрой физической географии, экологии и охраны природы геолого-географического факультета Ростовского госуниверситета, профессора, доктора геолого-минералогических наук Хрусталева Ю.П., которому автор выражает глубокую благодарность за постоянную поддержку
и всестороннюю помощь в работе над диссертацией. Автор искренне признателен за содействие в проведении исследований зам. директора по науке Азовского НИИ рыбного хозяйства, доктору биологических наук Воловику СП. Особую признательность автор приносит сотруднику Центральной лаборатории ПО "Южгеология" Зеленщиковой К.Х. за большую помощь в аналитических исследованиях и консультации в процессе написания работы. В исследовании природы Таганрогского залива автор сотрудничал с коллегами-географами Ростовского университета, доцентами Мамыкиной В.А., Ищенко А.А., старшим преподавателем Беспаловой Л.А., которым очень благодарен.