Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Характеристика района исследований с точки зрения способности к самоочищению при нефтяном загрязнении 10
1.1. Геологическое строение и рельеф 10
1.2. Климат 17
1.3. Гидрология, гидрохимия и динамика вод 23
1.4. Биота 33
Глава 2. Нефтяное загрязнение Черного моря 40
2.1. Состав и свойства нефти 40
2.2. Источники нефтяного загрязнения российского сектора Черного моря 51
2.3. Обзор исследований по оценке уровня нефтяного загрязнения Черного моря 62
Глава 3. Материалы и методы исследований 78
3.1. Характеристика выполненных исследований 78
3.2. Методы определения количества и компонентного состава нефти и нефтепродуктов 82
3.3. Методы изотопно-химической идентификации источников нефтяного загрязнения водных объектов 85
3.4. Методы использования радиоактивных изотопов в качестве трассеров 87
Глава 4. Закономерности распределения нефтяного загрязнения на побережье Черного моря от Керченского пролива до г. Туапсе 92
4.1. Выявленные закономерности распределения нефтяного загрязнения в воде 92
4.2. Выявленные закономерности распределения нефтяного загрязнения на побережье 105
4.3. Выявленные закономерности распределения нефтяного загрязнения в донных отложениях 115
Глава 5. Результаты изучения процесса естественной трансформации нефтяного загрязнения на побережье Черного моря 123
5.1. Обзор исследований по изучению процессов трансформации нефтяного загрязнения и самоочищения природных комплексов побережья 123
5.2. История развития методики разработки обобщенного показателя естественной деградации нефти в водной среде 128
5.3. Выявленные закономерности в трансформации нефтяных агрегатов на побережье исследуемого района Черного моря 134
Заключение 144
Литература
- Гидрология, гидрохимия и динамика вод
- Источники нефтяного загрязнения российского сектора Черного моря
- Методы определения количества и компонентного состава нефти и нефтепродуктов
- Выявленные закономерности распределения нефтяного загрязнения в донных отложениях
Введение к работе
Актуальность темы. Проблема нефтяного загрязнения водных экосистем
является одной из приоритетных на современном этапе развития. В наибольшей
степени воздействию нефти и нефтепродуктов подвержены
внутриконтинентальные морские акватории и береговые зоны. Ярким примером является российское побережье Черного моря, выделяющееся не только уникальными ландшафтами и огромным рекреационным потенциалом, но и ключевым географическим положением на пути важнейших транспортных потоков нефти и продуктов ее переработки. Через черноморские порты России осуществляется транзит более 100 млн. т нефти и нефтепродуктов. В связи с дефицитом портовых мощностей, ощущаемых Россией в постсоветское время, осуществляется развитие существующих морских портов, строятся новые терминалы. Это создает мощное техногенное давление на природные комплексы, повышает риск возникновения аварийных ситуаций, связанных с нефтяными разливами, и ставит под угрозу развитие курортной инфраструктуры.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является побережье Черного моря от Керченского пролива до г. Туапсе. Под побережьем (береговой зоной) понимается зона взаимодействия моря и суши, включающая пляж, подводный береговой склон и покрывающую его водную толщу. К предмету исследования относится изучение и анализ уровней содержания, состава, распределения и трансформация нефтяных компонентов (углеводородов и смолистых соединений).
Целью настоящей работы является установление закономерностей пространственно-временного распределения нефтяных компонентов на побережье Черного моря и кинетических характеристик процесса их естественной деструкции, позволяющих оценить скорость самоочищения экосистемы.
Поставленная цель предопределила решение следующих задач:
охарактеризовать природные условия района исследования и дать им оценку с точки зрения влияния на способность природных комплексов к естественному самоочищению при нефтяном загрязнении;
обобщить и проанализировать имеющийся материал о составе и свойствах нефти и нефтепродуктов, источниках и масштабах нефтяного загрязнения Черного моря;
на основе результатов многолетних натурных наблюдений выявить основные закономерности в пространственно-временном распределении нефтяного загрязнения побережья Черного моря на участке от Керченского пролива до г. Туапсе;
выполнить сравнительный анализ компонентного состава нефтяных агрегатов, обнаруженных на разных участках исследуемого побережья;
изучить динамику естественной трансформации нефтяных агрегатов, выброшенных на побережье, на двух ключевых полигонах исследования:
побережье Новороссийского района и побережье Керченского пролива; выявить ключевые факторы этого процесса.
Материалы и методы исследований. В основу диссертации положены результаты шестилетних натурных наблюдений за распределением содержания и изменением компонентного состава нефтяного загрязнения в воде, береговых и донных отложениях побережья Черного моря на участке от Керченского пролива до г. Туапсе. Данные исследования проводились в период 2007 – 2012 гг. сотрудниками кафедры физической географии, экологии и охраны природы ЮФУ при непосредственном участии автора.
В рамках данного исследования были выполнены визуальная оценка уровня загрязнения береговой зоны, отбор проб воды, береговых и донных отложений, нефтяных агрегатов, обнаруженных на побережье, гидрометеорологические наблюдения. В общей сложности, за шестилетний период исследований были отобраны и проанализированы на предмет содержания нефтяных компонентов около 100 проб воды, 206 проб нефтяных агрегатов и покрытых сликами береговых отложений, четыре колонки донных отложений, разделенные на 22 пробы. Анализ проб выполнялся в аттестованной лаборатории в соответствии с комплексом методик, включающих колоночную и тонкослойную хроматографию, оптические и гравиметрические методы. Статистическая обработка фактического материала осуществлялась с помощью программных пакетов Microsoft Office. При построении цифровых карт использовался программный пакет MapInfo Professional.
Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в экспедиционных работах, результаты которых положены в основу диссертации, выполнял камеральную обработку отобранных проб, осуществил сравнительный анализ фактического материала по разным районам исследований, выявил ряд важных закономерностей в распределении нефтяного загрязнения и изменении его компонентного состава на побережье.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Впервые проведено комплексное изучение распределения содержания
нефтяных компонентов в водной толще, донных и пляжевых отложениях
российского побережья Черного моря.
2. Выявлены географические закономерности распределения нефтяных
компонентов на побережье при разных гидрометеорологических условиях,
определяющих процесс их перераспределения и миграции.
3. Впервые на основе результатов многолетних экспедиционных
исследований в естественных условиях изучено разнообразие компонентного
состава нефтяных агрегатов, выброшенных на побережье юго-восточной части
Черного моря, и отслежено его изменение с течением времени под действием
природных факторов.
Практическая значимость. Полученные результаты могут быть
использованы в системе экологического мониторинга, при разработке планов по
предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, служить экологической основой для выбора маршрутов транспортировки нефти и нефтепродуктов, мест размещения новых нефтебаз и нефтеналивных терминалов, разработке природоохранных мероприятий в условиях неизбежного роста объемов производства и транспортировки углеводородного сырья в обозримом будущем. Установленные закономерности могут быть использованы при оценке ущерба, наносимого окружающей среде нефтяными разливами, и расчета времени, необходимого для завершения процесса самоочищения. Результаты исследований могут быть задействованы при подготовке и чтении курсов лекций по учебным дисциплинам «Учение о гидросфере», «Экология мирового океана», «Экология береговой зоны».
Соответствие диссертации паспорту специальности. Тема
диссертационной работы соответствует паспорту специальности 25.00.36 –
«Геоэкология», так как изучение состояния экосистемы побережья юго-восточной
части Черного моря в условиях антропогенного воздействия, обусловленного
стремительным развитием нефтяного комплекса, входит в круг задач геоэкологии.
Проведенные исследования отвечают следующим пунктам паспорта
специальности: 1) п. 1.8. «Природная среда и геоиндикаторы ее изменения под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека…»; 2) 1.12. «Геоэкологический мониторинг и обеспечение экологической безопасности, средства контроля».
На защиту выносятся следующие положения:
1. Распределение нефтяного загрязнения на исследуемом побережье Черного
моря характеризуется мозаичностью, обусловленной как влиянием источников
хронического и аварийного загрязнения, так и физико-географическими
факторами, такими как гидродинамические условия, изрезанность береговой линии
и экспозиция побережья.
2. Выброшенные на берег нефтяные агрегаты, наряду с нефтяными
компонентами, содержащимися в водной толще и донных отложениях, являются
одной из основных форм нахождения нефтяного загрязнения на побережье юго-
восточной части Черного моря, что необходимо учитывать при проведении
мониторинговых исследований.
3. Изменение состава нефтяных агрегатов на российском побережье Черного
моря с течением времени свидетельствует об активном протекании процесса
самоочищения, который выражается в экспоненциальном снижении соотношения
между содержанием углеводородов и устойчивых к трансформации смолистых
соединений с полупериодом 360 – 635 суток, зависящим от размерности агрегатов
и географических условий.
Апробация работы. Основные положения и результаты настоящего диссертационного исследования изложены в 23 публикациях соискателя, а также докладывались и обсуждались на XVI, XVII, XVIII Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (МГУ им. М.В.
Ломоносова, г. Москва, 2009, 2010, 2011); V, VI Международных научно-практических конференциях «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (ЮФУ, 2008, 2010); Всероссийской научной школе для молодежи «Современные проблемы географии и гидрологии суши» (МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, 2010); Всероссийской научной конференции «Вода и водные ресурсы: системообразующие функции в природе и экономике» (г. Цимлянск, 2012); XXIV Международной береговой конференции «Морские берега – эволюция, экология, экономика» (г. Туапсе, 2012); XX Международной научной конференции (Школе) по морской геологии (г. Москва, 2013).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 23 работы, в том числе 3 статьи в научных журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 167 страниц, включая 13 таблиц и 32 рисунков. Список литературы содержит 177 наименований.
Гидрология, гидрохимия и динамика вод
Район исследования представляет собой участок побережья российского сектора Черного моря, простирающийся от Керченского пролива до г. Туапсе в северо-восточной части Черноморского бассейна.
Геологическое строение исследуемого черноморского региона достаточно разнообразно. Здесь на относительно узком участке суши, длина которого не превышает 60 км, встречаются горные породы мезозойского и кайнозойского периодов. Большая часть территории, относящейся к зоне молодой альпийской складчатости, претерпела сложные и многообразные изменения, связанные с проявлением разноамплитудных неотектонических движений, для которой также характерна высокая сейсмичность и вулканизм. Это предопределило формирование многих уникальных геолого геоморфологических объектов: мегантиклинория Большого Кавказа, стратиграфических разрезов прибрежно-морских отложений, разновозрастных флишевых разрезов, складок и разломов, выраженных в рельефе высотных зон, морских террас и узкой береговой пляжной зоны юго-восточной части Черного моря.
На современном этапе Кавказское побережье испытывает слабые опускания различной амплитуды. В этом также проявляется общая тенденция тектонического расширения черноморского бассейна. Исследуемый регион расположен на западном погружении мегантикликория Большого Кавказа. Западный Кавказ сложен смятыми в складки и осложненными породами юры, мела, а по периферии - отложениями палеоцен-эоцена (Геология,
1968). В сложно построенном складчатом сооружении Западного Кавказа выделяется несколько структурно-фациальных зон, различно формировавшихся в течение мезозойской эры. Это два флишевых прогиба -более широкий южный - Новороссийско-Лазаревский синклинорий, и северный - Собербашско-Гунайский. Они разделены Псебепско-Гойтхским антиклинорием (рис 1). Новороссийско-Лазаревский флишевый прогиб разделен вдоль по оси длинной и узкой Семигорской антиклинальной зоной. Севернее ее лежит Тхабская синклинальная зона. Вдоль побережья, а также на шельфе и в верхней части континентального склона протягивается Анапско-Агойская синклинальная зона. Синклинальные зоны осложнены складками меньших размеров.
В пределах рассматриваемого региона наиболее древними породами, выходящими на поверхность, являются юрские породы. Разрез юры представлен разнообразными по литологическому составу породами. Здесь имеются мощная (не менее 1500 м) толща глинистых сланцев, вулканогенно-осадочный комплекс суммарной мощностью более 3000 м, толща аргиллитов с прослоями известняков, алевролитов, песчаников и гравелитов, общей мощностью около 3000 м. Меловые отложения слагают почти всю площадь Западного Кавказа, в том числе и часть побережья входящую в пределы исследуемого региона. Зона флишевых прогибов имеет большую мощность нижнемелового комплекса. Разрез нижнего мела сложен темно-серыми глинами с прослоями алевролитов и песчаников, а в самой нижней части разреза - глинами с прослоями гравелитов, алевролитов, песчаников, известняков и мергелей. С трех сторон горно-складчатое сооружение Западного Кавказа ограничено глубокими Туапсинским, Керченско-Таманским и Западно-Кубанским прогибами (Геология, 1968; Айбулатов и др., 2001).
На Таманском полуострове, в тектоническом отношении являющимся частью Керченско-Таманского прогиба, в верхних частях разрезов синклиналей залегают четвертичные отложения. На антиклинальных же грядах на дневную поверхность выходят породы, имеющие различный возраст. Аналогичные породы обнаружены в складках Керченско-Таманского шельфа. Отличие заключается в том, что складки Таманского полуострова выражены также в виде холмистых гряд высотой до 150 м, в то время как на шельфе такой рельеф отсутствует. Грязевые вулканы региона относятся к Керченско-Таманской грязевулканической провинции, занимающей второе место на земном шаре по количеству грязевых вулканов. Всего здесь насчитывается 41 грязевой вулкан (Шнюков, 1999; Шнюков и др., 2001).
На современном этапе Кавказское побережье испытывает слабые опускания различной амплитуды. В этом также проявляется общая тенденция тектонического расширения черноморского бассейна. Исследуемый регион расположен на западном погружении мегантикликория Большого Кавказа. Западный Кавказ сложен смятыми в складки и осложненными породами юры, мела, а по периферии - отложениями палеоцен-эоцена (Геология, 1968). В сложно построенном складчатом сооружении Западного Кавказа выделяется несколько структурно-фациальных зон, различно формировавшихся в течение мезозойской эры. Это два флишевых прогиба -более широкий южный - Новороссийско-Лазаревский синклинорий, и северный - Собербашско-Гунайский. Они разделены Псебепско-Гойтхским антиклинорием (рис 1). Новороссийско-Лазаревский флишевый прогиб разделен вдоль по оси длинной и узкой Семигорской антиклинальной зоной. Севернее ее лежит Тхабская синклинальная зона. Вдоль побережья, а также на шельфе и в верхней части континентального склона протягивается Анапско-Агойская синклинальная зона. Синклинальные зоны осложнены складками меньших размеров.
В пределах рассматриваемого региона наиболее древними породами, выходящими на поверхность, являются юрские породы. Разрез юры представлен разнообразными по литологическому составу породами. Здесь имеются мощная (не менее 1500 м) толща глинистых сланцев, вулканогенно-осадочный комплекс суммарной мощностью более 3000 м, толща аргиллитов с прослоями известняков, алевролитов, песчаников и гравелитов, общей мощностью около 3000 м. Меловые отложения слагают почти всю площадь Западного Кавказа, в том числе и часть побережья входящую в пределы исследуемого региона. Зона флишевых прогибов имеет большую мощность нижнемелового комплекса. Разрез нижнего мела сложен темно-серыми глинами с прослоями алевролитов и песчаников, а в самой нижней части разреза - глинами с прослоями гравелитов, алевролитов, песчаников, известняков и мергелей. С трех сторон горно-складчатое сооружение Западного Кавказа ограничено глубокими Туапсинским, Керченско-Таманским и Западно-Кубанским прогибами (Геология, 1968; Айбулатов и др., 2001).
На Таманском полуострове, в тектоническом отношении являющимся частью Керченско-Таманского прогиба, в верхних частях разрезов синклиналей залегают четвертичные отложения. На антиклинальных же грядах на дневную поверхность выходят породы, имеющие различный возраст. Аналогичные породы обнаружены в складках Керченско-Таманского шельфа. Отличие заключается в том, что складки Таманского полуострова выражены также в виде холмистых гряд высотой до 150 м, в то время как на шельфе такой рельеф отсутствует. Грязевые вулканы региона относятся к Керченско-Таманской грязевулканической провинции, занимающей второе место на земном шаре по количеству грязевых вулканов. Всего здесь насчитывается 41 грязевой вулкан (Шнюков, 1999; Шнюков и др., 2001).
Источники нефтяного загрязнения российского сектора Черного моря
Климат побережья Черного моря и его акватории формируется под влиянием физико-географических, радиационных и циркуляционных факторов. Рассматриваемый в данной работе участок черноморского побережья России относится к умеренному поясу и меняется от умеренно-влажного приморско-степного на севере в районе г. Анапы, до приморско-горного в районе г. Геленджик и г. Туапсе.
Как известно основным фактором, определяющим интенсивность и продолжительность солнечной радиации, является географическая широта. В годовом ходе практически всего рассматриваемого района юго-восточной части Черного моря максимум солнечной радиации приходится на июнь -июль, а минимум - на декабрь. Продолжительность солнечного сияния составляет до 2400 часов в год. Самая солнечная часть побережья - г. Анапа (число солнечных дней достигает 280). Поток прямой солнечной радиации в значительной степени трансформируется облачностью (Будыко, 1980), который в северной части поверхности побережья достигает только 64 %, в южной - 95 % количества солнечной энергии, что составляет соответственно 3770 и 5860 МДж/м . Из них только 65 - 80% поглощается и участвует в формировании теплового баланса моря. Максимальных величин поглощенная солнечная радиация достигает в июне - когда ее приход велик, а облачность незначительна (Егоров, Фащук, 2003).
Безморозный период длится 290 дней. Весна очень ранняя. Лето продолжительное и тёплое, преобладает ясная безоблачная погода. Средняя температура воздуха в июле - августе составляет около +23С. Бывают очень жаркие и очень сухие дни, в этот период абсолютный максимум достигает 38 - 40 С. Однако воздействие относительно высоких температур смягчается бризами. Осень теплая и продолжительная, понижение средней суточной температуры ниже 10 С наступает в конце ноября. Первые заморозки появляются здесь очень поздно - лишь в середине или в конце декабря (Зацепин, Флинт, 2002). Зима очень мягкая, отличается неустойчивой погодой, дождливостью. Нередки дожди со снегом. В отдельные дни при холодных вторжениях температура воздуха может сильно понижаться, особенно к западу от г. Туапсе, где горы недостаточно высоки для защиты побережья.
Пространственное изменение температуры по территории рассматриваемого района имеет зональный характер, что наглядно проиллюстрировано в таблице 1. Однако стоит отметить, что наиболее четко данная закономерность прослеживается в зимний сезон. На рисунке 2 видно, что на всех представленных станциях средние летние температуры не столь дифференцированы как зимние. Например, средняя температура января, увеличиваясь в широтном направлении, в Керчи составляет -0,6С, тогда как в Новороссийске: +2,6 С; а в Туапсе и вовсе составляет +4,7 С.
Вследствие географического положения Черного моря над его акваторией движутся воздушные массы почти со всех направлений. С северо-запада, запада и юго-запада вторгается воздух с Атлантического океана и Средиземного моря, а с юго-запада и северо-запада - континентальный воздух, поступающий из тропических и умеренных широт. т.е25 з). 20 15. Многолетние среднемесячные значения температуры воздуха: а) Керчь, б) Анапа, в) Новороссийск, г) Геленджик, д) Туапсе (составлено автором по материалам (Титов, Савин, 2009)) С севера, северо-востока и юго-востока поступает только континентальный воздух (арктический, умеренных широт). Поступающие из других районов воздушные массы различного происхождения трансформируются над поверхностью Черного моря и вторгаются затем на побережье как морская воздушная масса черноморского происхождения.
На климат Черного моря большое влияние оказывают два антициклона: Сибирский (зимой) и Азорский (летом). Влияние антициклонов приводит к устойчивой ясной погоде - холодной зимой и теплой летом. Кроме того, климат и погода на Черном море во многом определяются прохождением циклонов с Атлантического океана или Средиземного моря, которые приносят осадки. Средиземноморские воздушные массы вторгаются в район Черного моря главным образом в холодное полугодие, воздух которых приносит сравнительно высокие температуры зимой, поэтому в южной и в большинстве районов восточной части побережья снежный покров почти всегда отсутствует.
Циклоны обычно приносят дождливую неустойчивую погоду. Зимой отрог азиатского (Сибирского) антициклона создает над Черным морем устойчивые северо-восточные ветры, знаменитые черноморские норд-осты. Особенно сильный ветер наблюдается в г. Новороссийск. Это так называемая бора, представляющая собой сильный холодный ветер с низких гор. Отличительной особенностью боры является исключительно большая скорость ветра, которая нередко достигает 40 м/с. Наблюдается бора, как правило, зимой. Температура воздуха в это время иногда падает до -20С. Экстремальными являются наледи, образующиеся при замерзании воды, поднимаемой ветром в порту (Вылканов, Маринов, Владев, 1983).
Существенной особенностью морских побережий являются бризы. Как любой ветер, они дуют из области большего давления в область меньшего, днем - с моря на сушу, ночью - с суши на море. Морские бризы приносят приятную прохладу и чувствуются даже на расстоянии 20 - 30 км от берега. Иногда над морем наблюдаются смерчи. Причиной подобных экстремальных погодных явлений является неустойчивое состояние атмосферы, приток холодного воздуха в район, занятый теплыми воздушными массами. На Черном море смерчи чаще всего образуются осенью, когда воздух с охлажденной суши приходит на еще теплую поверхность воды. Смерчем называется атмосферный вихрь, в котором происходит постоянное вращение воздуха по направлению против часовой стрелки с подъемом вверх. Обычно смерчи появляются при грозе.
Облачность на черноморском побережье имеет хорошо выраженный годовой ход. В холодное полугодие она в большинстве районов превышает 7 баллов, в летние месяцы колеблется около 3 баллов. В холодное полугодие преобладают слоистые облака, а в теплое - слоисто-кучевые или только кучевые. Облачность образуется как в результате циклонических возмущений, так и под влиянием гор, препятствующих движению влажных воздушных масс. Последнее наблюдается в летние месяцы, особенно в районе юго-восточного сектора Черного моря. В районе побережья и над самим морем осадки могут быть фронтальными и местными, обложными и кратковременными ливневыми. Обложные осадки выпадают в основном в холодное полугодие из слоисто-дождевых облаков в зоне теплых фронтов. Ливневые осадки образуются в теплое полугодие при прохождении холодных фронтов, а также и под воздействием гор (при вынужденном подъеме влажного воздуха по наветренному склону).
Методы определения количества и компонентного состава нефти и нефтепродуктов
Д.Я. Фащук и СИ. Шапоренко в своей работе представили анализ результатов десятилетних наблюдений (1980 - 1989 гг.) за объемами и концентрациями загрязняющих веществ, поступающих в акваторию Черного моря. В результате того, что массив данных о сбросах загрязняющих веществ промышленными и коммунальными предприятиями сформирован авторами по сведениям, представленным региональными подразделениями бывшего Министерства водного хозяйства СССР, отсутствует информация по ряду крупных районов побережья. В частности - сведенья о распределении загрязняющих веществ в Керченском проливе. Авторами представлены результаты распределения нефтяного загрязнения в акватории Черного моря, а также его динамика (табл. 5). В рассматриваемый в работе период, по мнению авторов, в акваторию ежегодно поступало в среднем 80 тыс. т нефтепродуктов, причем 65% загрязняющих веществ со стоками крупных рек (прежде всего Дуная и Днепра). В результате авторами сделан вывод о том, что в Черном море отсутствуют два класса качества вод «очень чистая» и «чистая». В самых благополучных районах воды относятся к категориям «загрязненная» и «грязная». В восточной части моря увеличивается загрязнение нефтепродуктами, воды которой относятся к категории «очень грязные». Также в работе отмечается, что узость шельфа в районе Краснодарского края, наличие здесь струи основного черноморского течения, проходящей практически вдоль самого берега, способствуют самоочищению прибрежных вод, несмотря на большие объемы и высокие концентрации загрязняющих веществ в сточных водах побережья. Следует отметить, что данный вывод может быть справедлив лишь при наличии определенной гидродинамической обстановки, которая является в значительной степени следствием сложившихся в данный момент метеорологических условий. За рассматриваемый авторами временной период, наблюдается уменьшение поступления нефтяных углеводородов со сточными водами предприятий (Фащук, Шапоренко, 1995). Данный вывод вполне закономерен и предположительно связан с негативными экономическими процессами, имевшими место в ряде стран черноморского бассейна в рассматриваемый период.
Д.Я. Фащук в работе, выполненной совместно с А.В. Леоновым, также дает оценку содержания нефтяных компонентов в акватории Черного моря, при этом делая акцент на ее изменении (табл. 5). Главной целью работы авторов являлось математическое моделирование биотрансформации нефтяных углеводородов, выполненное на примере Каркинитского залива Черного моря, в акватории которого на протяжении длительного времени активно разрабатываются месторождения газа и неоднократно фиксировались случаи поступления нефтепродуктов. В результате авторами рассмотрен анализ условий загрязнения морской акватории, на основании которого предложены различные сценарии скоростей разложения нефтепродуктов (Леонов, Фащук, 2006).
В работе, выполненной коллективом авторов под редакцией И.Ф. Глумова и М.В. Кочеткова, представлены итоги комплексных исследований экологического состояния российского сектора Черного моря в период с 1989 по 1993 гг. Авторы отмечают особую актуальность и значимость изучения нефтяного загрязнения, которое является одним из основных для исследуемого района. Стоит отметить комплексность подхода к оценке нефтяного загрязнения юго-восточной части Черного моря, разделенной авторами на три сектора: отдельно выделенный район у побережья Геленджикской бухты, а также районы побережья на участке Новороссийск - Туапсе и побережья на участке Туапсе - Адлер. В работе представлен анализ вклада речного стока в поступление нефтяных компонентов в акваторию региона, рассмотренный в предыдущем разделе работы.
Изучение распределения концентраций нефтяных компонентов в акватории также проводилось авторами в результате деления российского сектора Черного моря на три вышеотмеченных района. Стоит отметить оригинальный подход, согласно которому авторы выделяют два типа нефтепродуктов, различающихся аналитически по люминесцентным свойствам. В воде Геленджикской бухты отмечалось преимущественно два типа нефтепродуктов. Тип А выделяется тусклым свечением в ультрафиолетовых лучах, фиолетовым, фиолетово-синим и сиреневыми цветами. Этот тип нефтепродуктов, по мнению авторов, характерен для ливневых стоков, стекающих в бухту через русло р. Су-Аран и другие водостоки. Второй тип нефтепродуктов в воде - тип Б - отличается беловато-и зеленовато-желтым свечением бумажных капиллярных вытяжек, который встречался в водах очистных сооружений и отстойников автотранспортного предприятия, а так же в стоках р. Су-Аран и других выпусков.
Авторы отмечают корреляцию изменения состава нефтепродуктов в воде Геленджикской бухты с интенсификацией работы автотранспорта в г. Геленджик, возрастающей в летние месяцы в связи с увеличением объемов использования нефтепродуктов. Таким образом, в воде Геленджикской бухты увеличение содержания нефтепродуктов происходит локально в отдельные отрезки времени. Процессы, связанные с гидродинамическим режимом бухты приводят то к понижению, то к повышению содержания нефтепродуктов в воде. В работе отмечено, что нефтепродукты со средней и большой молекулярной массой плохо растворимы в воде. Они попадают в бухту в основном вместе с взвесью берегового стока и быстро погружаются на дно, очищая толщу. Процессы самоочищения воды связаны с периодически повторяющимися северо-восточными ветрами, которые уносят в открытое море часть загрязненного поверхностного слоя воды бухты. За время наблюдений с мая по ноябрь 1989 г. в открытой части Черного моря вдоль побережья Большого Геленджика авторами отмечалось изменение содержание нефтепродуктов в морской воде в пределах 0,005 - 0,13 мг/ дм . Точки с наиболее высоким содержанием нефтепродуктов в поверхностном слое воды (0,05 мг/дм и более) в основном группировались на трех участках акватории: у выхода из Новороссийской бухты, в районе пос. Джубга и у г. Туапсе. Авторы отмечают, что в зимний период на участке Лазаревское -Адлер все относительно повышенные концентрации приурочены к поверхностному слою воды. Участки акватории с относительно повышенными содержаниями нефтепродуктов в поверхностном и придонном слоях морской воды находятся в районе наиболее крупных населенных пунктов - Лазаревское, г. Сочи, г. Адлер. В районе Адлера, на участке между реками Псоу и Мзымта, которые выносят самое большое количество нефтепродуктов на этом отрезке черноморского побережья, загрязненная акватория наиболее приближенна к берегу.
Выявленные закономерности распределения нефтяного загрязнения в донных отложениях
Однако, в работе, выполненной под редакцией И.Ф. Глумова и М.В. Кочеткова (1996), представлены результаты, на основании которых выявлено накопление углеводородов в нижней части квазиоднородного слоя над термоклинном, который, по мнению авторов, служит геохимическим барьером. Данная закономерность была установлена на основе анализа массива данных о распределении углеводородов в водной толще на участке Туапсе - Адлер в условиях хорошо выраженной стратификации водной массы (Глумова, Кочеткова, 1996).
Подводя итог анализа пространственно-временного распределения нефтяных компонентов в акватории прибрежной зоны Черного моря на участке от Керченского пролива до г. Туапсе следует выделить ряд закономерностей. Во-первых, наиболее высокие концентрации поллютантов были зафиксированы вблизи крупных населенных пунктов, портовых комплексов и судоходных трасс. Однако сложная структура прибрежной циркуляции вод способствует перераспределению нефтяных компонентов по акватории всего рассматриваемого участка побережья. Во-вторых, отчетливо на протяжении шестилетнего периода исследований прослеживается тенденция снижения уровня загрязнения, хотя в каждом конкретном случае он в значительной степени определялся гидрометеорологической обстановкой, которая в свою очередь определяет сопособность самоочищения прибрежных вод. В-третьих, в результате сезонной съемки и анализа факторов, определяющих поступление поллютанта и способствующих процессу самоочищения экосистемы при нефтяном загрязнении, установлено, что максимальные концентрации углеводородов были отмечены в зимний и весенний периоды. В-четвертых, на основании анализа вертикального разреза водной толщи был сделан вывод о том, что содержание углеводородов с глубиной сохранялось на достаточно высоком уровне, резких изменений которого не наблюдалось, чему во многом способствовала хорошая перемешанность водной толщи и отсутствие термоклина.
Обобщив полученную информацию, можно сделать вывод о том, что акватория рассматриваемого сектора юго-восточной части Черного моря испытывает хроническое поступление нефтяных компонентов, однако темпы аккумуляции которых в прибрежной зоне в последние годы замедлились, под влиянием природных и антропогенных факторов.
В данном параграфе произведен анализ закономерностей распределения нефтяного загрязнения в береговых отложениях Черного моря от Керченского пролива до г. Туапсе. В общей сложности, за шестилетний период наблюдений в данном районе было отобрано 206 образцов нефтяных агрегатов, в т.ч. 90 - в районе разлива мазута в Керченском проливе (рис. 16).
Стоит отметить, что это уникальный не имеющий аналогов материал. В большинстве работ авторы, исследуя нефтяное загрязнения российского сектора Черного моря, не уделяют должного внимания береговым отложениям, рассматривая только распределение поллютанта в водной толще и донных отложениях. Однако по результатам шестилетних экспедиционных исследований диссертант считает возможным предположить, что нефтяные агрегаты, выброшенные на побережье, наряду с углеводородами, содержащимися в водной толще и донных отложениях, являются одной из основных форм нефтяного загрязнения побережья юго-восточной части Черного моря.
Сопоставление результатов мониторинга за разные годы свидетельствует, что к 2010 - 2012 гг. уровень загрязнения побережья существенно снизился по сравнению с периодом 2007 - 2008 гг.
При рассмотрении результатов загрязнения побережья нефтяными агрегатами было выделено два ключевых полигона, которыми являются район г. Новороссийска, включая прилегающие окрестности, и район Керченского пролива. Такое разделение выглядит в значительной степени целесообразно ввиду различных источников и условий поступления поллютанта.
Как было отмечено ранее, город Новороссийск с его окрестностями является крупнейшим морским портовым центом России, осуществляющим экспорт нефти и продуктов ее переработки. Результатом этого является мощное техногенное давление, которому подвержена экосистема района и прилегающих к нему территорий. Вследствие чего, наряду с высоким уровнем загрязнения воды, вдоль всего обследованного участка побережья на галечных пляжах, скалистых террасах и утесах во время экспедиционных исследований на протяжении всего шестилетнего периода диссертантом регулярно фиксировались многочисленные нефтяные агрегаты и слики различного происхождения. Повышенной их встречаемостью обычно характеризовались выдающиеся в море мысы и примыкающие к ним участки пляжей. Особенно в этом плане выделяется Суджукская коса, расположенная у входа в Цемесскую бухту, напротив нефтеналивного терминала компании «Транснефть» в пос. Шесхарис. На пляжах, прилегающих к базам отдыха, где регулярно проводится очистка и подсыпка пляжевого материала, они, как правило, отмечались единично или визуально отсутствовали.
Основная часть нефтяных агрегатов выбрасывается на побережье штормами: во время наблюдений, проводившихся после дней с грозами, сильным ветром и волнением, удавалось обнаружить значительно больше образцов, в особенности крупных размеров (десятки сантиметров в диаметре), чем во время исследований, проводившихся в спокойную погоду. Чаще всего нефтяные агрегаты встречались на расстоянии 10 - 15 м от уреза воды, в т.ч. нередко в толще пляжа на глубине до 10 см. По всей видимости, они были заброшены во время сильного прибоя и затем подсохли, цементируя полости в галечно-гравийных отложениях и формируя асфальтоподобные конгломераты. Непосредственно у уреза воды, в наиболее подвижной волноприбойной зоне, следы нефтяного загрязнения фиксировались крайне редко. Очевидно, они не закрепляются здесь и легко смываются обратно в море (Кузнецов
