Июл 09 2001

гидрохимические И ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ аспекты ЭвтрофикациИ северо-западной части

Опубликовано в 10:11 в категории Экология Черного моря

гидрохимические И ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ аспекты ЭвтрофикациИ северо-западной части

Черного моря

И.Г. Орлова, Ю.И. Попов, В.В. Украинский, В.И. Михайлов

Украинский научный центр экологии моря

(УкрНЦЭМ) Минэкоресурсов Украины

The modern state and dynamics of eutrophication by separate abiotic criteria in the North-Western shelf of the Black sea (NWS) are presented in the report. The historical database of the period of 1955 – 2000 has been used for the analysis. The spatial distribution analysis of nutrients has been done for two part NWS (western and eastern) The long-term variability of some parameters has been observed.

Среди антропогенных нарушений эвтрофикация признана наиболее сильным негативным фактором, воздействующим на экосистему Черного моря [4]. Причиной эвтрофикации водоемов является повышенное поступление биогенных элементов и легкоокисляемой органики. Основным поставщиком биогенных веществ в воды северо-западного шельфа (СЗШ) являются воды Дуная, Днестра и Днепра. Сбросы хозяйственно-бытовых сточных вод в прибрежную часть моря создают локальные очаги биогенного загрязнения.

Колебания речного стока в СЗШ приводят к существенным изменениям гидролого-гидрохимических условий. Особенно эти изменения проявляются в западной части шельфа, оконтуренной средним положением границы положения изохалины 17,5%о, показывающей границу распространения речных вод в СЗШ (рис. 1).

На основе исторической базы данных УкрНЦЭМ и ЮгНИРО (1955-2000 гг.) представлена статистическая обеспеченность анализируемых ингредиентов. Выделены районы, подверженные активному антропогенному воздействию, и район, удаленный от источников загрязнения, условно принятый в качестве "фонового".

Рис. 1. Схема расположения районов исследования и статистическая обеспеченность данными

                   – среднее положение изохалины 17.5 ‰

Цифрами обозначены полигоны: 1 – "Мегаполис"; 2 – "Днепро-Бугский"; 3– "Днестровский"; 4 – "Дунайский"; 5 – "Фоновый".

Расчет среднемноголетних величин биогенных элементов для западной и восточной частям СЗШ позволяет характеризовать их по общему уровню биогенного загрязнения. Содержание нитратов в западной части на порядок выше, чем в восточной. В 2 - 3 раза выше уровень содержания других биогенных элементов. В свою очередь, в западной части максимальный уровень азотсодержащих веществ отмечен в придунайском и днестровском районах (табл. 1).

Таблица 1. Среднемноголетние величины концентраций биогенных элементов (мкг/л) в отдельных районах СЗШ (1955 – 2000 гг.)

Район

Фосфаты

Общ. Р

Нитрит

Нитраты

Аммон.

Общ. N

1

2

3

4

5

6

7

Поверхностный слой

1

45.2

71.8

3.4

24.1

53.5

268.5

2

94.4

136.8

4.7

18.4

27.9

816.7

3

30.1

58.4

3.5

92.5

23.3

538.0

4

42.5

140.6

20.9

385.4

38.0

890.0

1

2

3

4

5

6

7

5

40.9

42.4

1.2

3.8

12.9

211.2

Придонный слой

1

53.2

152.3

3.2

19.3

106.9

226.8

2

70.9

149.7

3.5

7.6

41.4

328.8

3

42.1

186.7

4.9

57.0

38.4

452.7

4

27.1

129.5

8.7

205.8

58.95

1023.4

5

36.6

40.8

1.9

18.5

33.7

123.2

 

Представленные данные позволяют судить о гипертрофном состоянии вод всего шельфа и о роли основных источников в поставке тех или иных эвтрофикантов в шельфовые воды.

При рассмотрении долгопериодной изменчивости уровней содержания биогенных элементов и солености четко прослеживается связь с изменчивостью речного стока. Так, в период с 1973 – 1975 гг. до начала 80-х годов (период максимального речного стока и интенсивного развития эвтрофикационных процессов) содержание фосфатов и других биогенных элементов в шельфовых водах резко увеличилось, затем в маловодный период отмечено снижение их уровня. В последующий полноводный период речного стока (с 1995 г.) вновь последовало повышение уровня содержания силикатов, нитратов, в то время как уровень содержания фосфатов снизился в обеих частях шельфа до уровня 60 – 70 годов.

Важным показателем состояния экосистемы СЗШ является тенденция понижения прозрачности воды.

Одним из наиболее негативных последствий эвтрофикации является нарушение кислородного режима с последующими явлениями гипоксии и аноксии в придонных водах СЗШ. С начала 70-х годов в СЗШ по данным [2] гипоксия стала ежегодным явлением. На рис. 2 представлена динамика этого явления в придонных водах СЗШ за многолетний период.

Районы шельфа, где отмечена гипоксия и аноксия, характеризуются аномальными океанографическими условиями: вертикальные градиенты плотности здесь достигают 6 условных единиц, температуры – 15°С, солености – 6 ‰ на 1 м. Характерной особенностью распределения биогенных элементов является отсутствие нулевых значений в поверхностном слое воды; в начале лета рН на поверхности достигает 9,25, а перенасыщение вод кислородом – 170 %. Наблюдается также интенсивное развитие деструкционных процессов – БПК достигают 2-4 мг/л, а константа скорости окисления органического вещества в 3-5 раз выше, чем для вод открытой части.

Рис. 2. Гистограмма распределения площадей гипоксии в придонном слое СЗШ (1973 – 2000 гг.)

Концентрация органического вещества в зонах гипоксии в мае колеблется от 15 до 50 мг С/л [5]. Концентрации аммонийного азота могут достигать 500 -600 и более мкг/л [1].

Сравнительная характеристика основных гидролого-гидрохими-ческих показателей в западной части СЗШ показала, что в последнее десятилетие несколько понизилась соленость, повысилось содержание кислорода в придонном слое и слегка уменьшилось в поверхностном, резко снизилось содержание фосфатов. Как уже отмечено, повысилось содержание азотсодержащих веществ (табл.2).

Внутригодовая изменчивость фосфатов и силикатов в западной части СЗШ характеризуется максимальными величинами в осенне-зимний период (518 и 66 мкг/л соответственно для силикатов и фосфатов в зимний период) и минимальными величинами в летний период – 295 и 34 мкг/л соответственно. Аналогичная картина отмечена и для восточной части, что в целом характеризует качественно нормальный биохимический цикл этих веществ. Что касается азотных форм биогенных элементов, то максимальное содержание всех азотсодержащих минеральных форм приходится на весну – период максимального речного стока. Это влияние речного стока распространяется и на восточную часть – максимальное содержание нитратного и аммонийного азота также отмечено весной.

Таблица 2. Долгопериодная изменчивость гидролого-гидрохимических характеристик в западной части СЗШ в различные периоды эвтрофирования вод (числитель – средняя; знаменатель-диапазон значений)

Параметры

Период

1955-1975

1976-1989

1990-2000

Поверхностный слой

Соленость, ‰

15.62

2.70-19.35

15.28

1.42-19.32

15.27

1.70-18.75

Кислород, мл/л

6.60

3.26-11.00

7.07

1.12-11.19

6.68

1.48-11.83

O2, %

насыщения

105.4

59.2-170.6

111.9

29.6-198.9

107.9

21.8-193.3

Фосфаты, мкг/л

27.3

0.00-140.6

70.0

0.00-938.5

16.6

0.00-449.1

Нитриты, мкг/л

0.1

0.0-3.2

1.1

0-10.6

4.7

0.0-98.1

Нитраты, мкг/л

11.5

0.0-71.0

11.0

0.0-148.0

77.1

0.0-1289.9

Придонный слой

 S, ‰

17,76

7,67-19,81

17,53

12,76-22,36

17,10

0,17-25,24

O2, мл/л

6,37

0,71-9,97

4,96

0,00-10,59

5,19

0,00-12,56

O2, % насыщен.

81,3

8,1-130,3

61,0

0,0-188,7

66,3

0,0-169,3

Таким образом, в результате эвтрофикации вод СЗШ произошли существенные изменения в гидрохимическом и гидрологическом режиме его вод, нарушении баланса двух важнейших биогенных элементов в море. Учитывая необратимость этих процессов [5] можно предположить, что гипоксийные явления, как следствие эвтрофикации, в ближайшие годы будут продолжаться, а временные и пространственные масштабы и особенности этого явления будут очевидно определяться гидрометеорологическими условиями года.

Литература

1. Гаркавая Г.П., Богатова Н.М., Буланая З.Т. Современные тенденции изменения гидрохимических условий северо-западной части Черного моря.//В сб.: Изменчивость экосистемы Черного моря. - М.:Наука, 1991.-С. 299-306.

2. Зайцев Ю.П. Экологическое состояние шельфовой зоны Черного моря у побережья Украины (обзор). // Гидробиологический журнал. Т.28, № 4.- 1992. - С. 3-19.

3. Зайцев Ю.П., Гаркавая Г.П., Макаров Ю.Н., и др. Экосистема северо-западной части Черного моря в условиях антропогенного воздействия //Антропогенное эвтрофирование природных вод. Материалы Третьего Всесоюзного симпозиума. Москва, сентябрь 1983. Черноголовка. 1986. - С. 49 - 61.

4. Стратегічний План Дій щодо відтворення та захисту Чорного моря. 1996 – 21 с.

5. Фащук Д.Я. Сероводородная зона северо-западного шельфа Черного моря: природа, причины возникновения, механизмы динамики. // Водные ресурсы. Т. 22. № 5. 1995.- С.568 - 584.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.