Введение к работе
Актуальность темы: Проблема сохранения природной среды в восточной части Финского залива, испытывающей интенсивное техногенное воздействие Санкт-Петербургского территориально-промышленного комплекса, является весьма актуальной. Не менее значима и оценка влияния Санкт-Петербургского региона на открытую часть Финского залива и экосистему Балтийского моря, в целом. Особенно остро эти вопросы встали в связи со строительством комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений.
Оценка экологической ситуации в регионе и рациональное природопользование невозможны без детального изучения гидрохимии иловых и придонных вод акваторий, а также процессов в геохимических барьерных зонах (ГБЗ) «река-море» и «донные отложения-вода».
Цель работы: установление закономерностей формирования химического состава придонных и иловых вод в восточной (российской) части Финского залива под влиянием природных и техногенных процессов, эколого-гидрохимическое районирование исследуемой акватории и оценка ее геоэкологической ситуации.
Основные задача исследований:
1. Гидрогеологическая характеристика подземных вод дна восточной части Финского залива и условия взаимодействия их с морскими водами.
2. Выявление основных закономерностей формирования
состава придонных и иловых вод восточной части Финского зали
ва под влиянием гидрогеохимических процессов в барьерных зо
нах «река-море» и «донные отложения-вода».
3. Эколого-гидрохимическое районирование морского дна.
-
Сравнительная оценка влияния на экологическую ситуацию в Финском заливе Санкт-Петербургского промышленно-территориального комплекса и других источников техногенного воздействия.
-
Разработка методического комплекса гидрохимических исследований для геоэкологического картографирования дна акваторий.
Научная новизна н практическая ценность работы: 1. Впервые прослежены водоносные и водоупорные горизонты в восточной части Финского залива, охарактеризован состав подземных вод и особенности их взаимодействия с морскими водами, выявлены очаги предполагаемой субмаринной разгрузки.
-
Установлены основные закономерности формирования состава иловых и придонных вод в системе устье р. Нева — Невская губа — открытая часть Финского залива и гидрохимическая зональность восточной части Финского залива.
-
Доказано, что изучение микроэлементного состава придонных и иловых вод в пределах седиментационных бассейнов позволяет оценить геоэкологическую ситуацию на всей изучаемой акватории.
-
Разработан, апробирован и внедрен в практику геоэкологического картирования и регионального мониторинга методический комплекс гидрохимических исследований. Составленные в процессе работы гидрогеологическая и геоэкологическая карты восточной часта Финского залива представляют самостоятельную практическую ценность и могут быть использованы для характеристики и прогнозирования развития геэкологической ситуации в регионе.
Фактический материал был получен во время морских геоэкологических исследований отдела Региональной геоэкологии и морской геологии ВСЕГЕИ в период с 1989 по 1996 гг., включая геоэкологическое картирование при геологической съемки шельфа масштаба 1:200000 (ГСШ-200) листов О-Зб-'ВДГШ,
5 региональный геоэкологический мониторинг Балтийского моря в рамках Международной программы «Морской экологический (геоэкологический) патруль» (МЭП) (1990 —1996гг), геоэкологический мониторинг Невской губы (1994—1995гт).
Всего было отобрано и проанализировано более 500 различных проб воды на общий химический, полярографический и количественный спектральный анализы, а также проанализированы результаты геохимических исследований донных отложений. Полученные данные были обработаны статистическими методами, в том числе, с использованием разработанного во ВСЕГЕИ пакета прикладных геологических программ ПГД-ОС.
Личиьш вклад автора заключается в самостоятельном проведении всех гидрохимических исследований в указанных работах, включая отбор проб, экспресс-аналитическое определение нестойких компонентов на борту судна, обобщении и систематизации всего фактического материала, а также в составлении гидрогеологической карты и гидрохимической нагрузки геоэкологической карты восточной части Финского залива масштаба 1:500000 и подготовки соответствующих разделов в научно-производственных отчетах.
Защищаемые положення:
-
Влияние подземных вод на формирование химического состава морских вод очень незначительно и сказывается только в зонах субакв&льной разгрузки в основании вендского глинтово-го уступа и в переуглубленных палеодолинах. Эти зоны сопровождаются локальным опреснением, изменением физико-химических параметров (рН, Eh, температура, щелочность и др.), что приводит к выпадению железа, марганца и ряда микроэлементов и может являться дополнительным фактором формирования железо-марганцевых конкреций.
-
Барьерная зона «река-морс» в невском эстуарии характеризуется значительной шириной и наличием нескольких разоб-
6 щенных солевых и педродинамических барьеров, что приводит к накоплению большей части микроэлементов, поступающих со стоком реки Невы и сточными водами Санкт-Петербурга в иловых водах и донных осадках седиментационных бассейнов Невской губы и Шепелевского плеса. Существенное влияние на микрокомпонентный состав природных вод западной (открытой) части Финского залива оказывает вынос микроэлементов из Выборгского, Нарвского заливов и Лужской губы.
-
Эколого-гидрогеохимическое районирование изучаемой акватории и оценку геоэкологической ситуации в отдельных районах возможно проводить на основе изучения микрокомпонентного состава придонных и иловых вод в пределах локальных седиментационных бассейнов.
-
Предложенный экспрессный гидрогеохимический комплекс исследований с использованием портативных анализаторов позволяет в экспедиционных условиях на судах различного класса получать информацию для характеристики гидрохимических процессов в барьерных зонах «донные отложения-вода» и «река-море», а также оперативно устанавливать характер загрязнения придонных и иловых вод.
Апробация работы: Основные выводы и положения диссертации обсуждались на Научно-техническом семинаре «Методика морских поисково-геологосъемочных работ» (СП6.Д993), Сессии Ученого Совета ВСЕГЕИ (1994), Международном научном семинаре «Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря» (СПб. Д 993), 1-м Международном симпозиуме «Экологические проблемы Ладожского озера»(СПб.Д993), 3-м и 4-м Международных совещаниях по геологии Балтийского моря (СопотД993, Уппсала, 1995), Заседании СПб об-ва Естествоиспытателей (1996), Международной конференции «Проблемы эволюции Земной коры (СПБ .Д 996), Гидрогеологическом семинаре на кафедре Гидрогеологии СПбГИ (1996), научном заседании отдела Региональной геоэкологии и Морской геологии ВСЕГЕИ (1996).
Публикации. Материалы выполненных исследований опубликованы в 9 научных работах, 3 работы изданы зарубежом. В настоящее время в печати находятся еще три статьи. Методические разработки автора использованы при составлении "Инструкции по геологической съемке шельфа масштаба 1:200000 (1995г) и методических документов по геоэкологическим исследованиям акваторий, разрабатываемых в настоящее время во ВСЕГЕИ
Объем работы: Диссертация состоит из 6 глав, введения и заключения общим объемом 190 страниц, содержит 18 таблиц, 61 рисунок, 3 графических приложения. Список использованной литературы включает 111 наименований.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю А.Е.Рыбалко, сотрудникам отдела Региональной геоэкологии и Морской геологии ВСЕГЕИ МА..Слиридрнову, С.Ф.Мануйлову, А.ВАмантову, ВАШахвердову, ГА.Суслову, ВА.Жамойде, ВМАнохину за помощь в полевых исследованиях и подготовке работы, ДВ.Слободинскому за консультации при проведении математической обработки данных, сотрудникам сектора Гидрогеологии и гидрогеохимии природных вод ВСЕГЕИ ЕА.Баскову, СВ.Егорову, СКСурикову, ВВЛетро-ву, ТХИвановой, МАЛуйко, а также СЛ. Топорцу, М.С. Захарову за обсуждение работы. Автор благодарит ДВЛепкову и Н.Т.Серпову за помощь в проведении анализов.