Июл 07 2001

ступінь ТЕХНОГЕННОГО навантаження НА узбережно-морські геосистеми Одеського регіону

Опубликовано в 10:00 в категории Экология Черного моря

ступінь ТЕХНОГЕННОГО навантаження НА узбережно-морські геосистеми Одеського регіону

Н.М. Баранова, О.В. Чепіжко

Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, Україна

Degree of loading man-caused on geological systems of sea-coast of the Odessa-region

N.M. Baranova, O.V. Chepizhko

National University I.I. Mechnikov, Odessa, Ukraine

The degree man-caused of loading of sea coast of the Black Sea is determined by anthropogenous influence and not scheduled development of an economic complex. The coastal zone of Odessa requires unloading of influence of the enterprises, as it is a recreational zone.

Екологічні проблеми Чорного моря – це проблеми всього Чорноморського басейну. Однак зовнішній прояв цих проблем особливо яскраво виражено у межах прибережно-морських геосистем Одеського регіону. Серед морських екосистем прибережно-морські є найбільш навантажені. У першу чергу це визначається природною специфікою прибережних районів моря: природні літо- та геохімічні бар\’єри поміж теригенним стоком та відкритими частинами моря; області найбільшої біологічної активності, що формують біологічну структуру шельфу і відкритої частини моря, а найголовніше - це області найвищого техногенного навантаження, з чітко вираженою тенденцією до її збільшення. Мінливість обсягів навантаження на прибережно-морські геосистеми ведуть до поступової їх деградації, стійкої зміні структури та функціонування морських біоценозів у поєднанні з неблаговидними геохімічними і медико-гігієничними наслідками. Висока мінливість складу, концентрацій і обсягу навантаження роблять систему практично неадаптованою, а процеси деградації – необоротними [1].

Оцінка еколого-геологічної ситуації в межах таких перехідних зон вимагає збору різної інформації про умови нагромадження донних відкладень, динаміки рельєфу і гравітаційних процесів, гідрогеологічного режиму і стану водяного ресурсу, геохімічного полю регіону й ін. Кризова ситуація, в який знаходяться узбережно-морські геосистеми є результат діяльності ряду факторів, серед яких можна виділити два основних:

1. Зміна річкового стоку, яка зв\’язана з зарегулюванням стоку рік, що викликає зміни в загальному балансі надходження осадового матеріалу, а також зміна складу річкового стоку, що обумовлена розвитком промисловості, енергетики, сільського господарства;

2. Господарська діяльність людини на морі.

Обидва ці фактори впливають на геохімічні процеси і процеси седиментації, що найчастіше в порівнянні по впливу на геосистему з геологічними природними процесами.

Якісна і кількісна зміна річкового стоку (особливо Дніпра і Дністра), обумовили широкомасштабний розвиток гіпоксії в придонному шарі води і генерації сірководню на мілководних ділянках. Слід зазначити, що в цьому випадку сірководневе зараження на мілководді генетично не зв\’язано з глибоководною зоною моря. Якісна зміна річкового стоку, різка зміна фізико-хімічної обстановки, приводить до інтенсивного нагромадження елементів-токсикантів у донних відкладеннях.

Радикальна перебудова балансу речовин, що скидаються в прибережні райони, обумовлюється зростаючим потоком розчиненої речовини, забрудненого в першу чергу токсичними хімічними сполуками. Найбільш поширені синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), нафтові вуглеводні (НВ), пестициди, важкі метали. Щорічне скидання в Чорне море зі стічними водами для НВ у середньому складав у 1996 р. 1,7тис. т у рік, для СПАР – 8,3 тис. т у рік [1, 2].

У межах регіону виділяється кілька характерних аномалій НВ. Особливо ті, що знаходяться на виході з портів Південний і Одеса, які носять переважно антропогенний характер. Стійке нагромадження НВ розвивається на узмор\’я Одеської затоки між с. Крижанівка і мисом Ланжерон (до 0,28 мг/кг), з концентрацією максимального вмісту в сірих мулистих пісках пляжу Лузанівка на відстані приблизно 700 м від берега. Локальне нагромадження спостерігається між мисом Великий Фонтан і с.Чорноморка в 250 м усередину моря. Підвищені концентрації НВ знаходяться між с. Дофинівка і Іллічівським портом [1]. Відзначено надфонові вмісти самих небезпечних у класі НВ - полісинтетичних ароматичних вуглеводнів (ПАВ) у морських відкладеннях прибережної зони м.Одеси між мисом Великий Фонтан і портом Південний [1, 2]. Інша маса ПАВ локалізується на ділянках скидання стічних вод. Сам факт присутності НВ в донних відкладеннях говорить про систематичне забруднення (процеси нагромадження переважають над процесами біодеградації НВ). При цьому "законсервовані" нафтопродукти найбільшу небезпеку для екосистеми моря представляють у процесі вторинного забруднення, що активізується при посиленні гідродинамічного режиму.

Локально відзначаються підвищені концентрації важких металів і СПАР. Так, навіть у курортній, прибережній зоні моря відзначені підвищені концентрації солей важких металів (Pb, Zn), що у 1,5 – 2 рази перевищують припустимі значення. Морські води найбільш забруднені Cu, Hg, Mn, Ni, а середні річні їх концентрації не перевищують ГДК. У північно-західній частині Чорного моря середні концентрації важких металів, нижчі ГДК, але в 2-5 разів перевищують фонові значення, характерні для відкритих вод морів. Максимальні концентрації СПАР, що досягають 5ГДК відзначена в акваторії одеського порту. Різко виросло бактеріальне забруднення морських вод (перевищення ГДК до 10000 разів). Згідно з комплексною оцінкою якості води за найбільш токсичними речовинами води в порту Одеса класифікувались як брудні [3].

Основна частка надходження забруднюючих вод спостерігається в північно-західній частині Чорного моря, з річковим стоком, який становить тут 75 % загального стоку; у цей регіон надходить більша частина забруднених стічних вод. До них належить й безпосередні скиди в море з урбанізованих територій, промислових об\’єктів, сільськогосподарських угідь. Значну частку забруднення в Чорне море вносить Одеський припортовий завод, ТЕС м. Одеси, орендне підприємство "Одесводоканал", стоки якого становлять майже 37 % усіх стічних вод, що їх скидають у море прибережні міста та підприємства. Пріоритетними забруднювачами навколишнього середовища (НС), виявилися об\’ємні скидання в прибережні води надлишкового мулу міських станцій біологічного очищення стічних вод, що придушують їхню самоочисну здатність [1, 3]. У цілому структура стічних вод приморських міст Одеського регіону представлена на мал. 1.

Значимість скидання стічних вод з берегових об\’єктів особливо велика для узбережно-морських геосистем, зокрема, для донних біоценозів і розвитку рекреації. Незважаючи на спад промислового виробництва, відзначається тенденція збільшення загального скидання забруднених стічних вод в узбережно-морські геосистеми Одеського регіону. Прибережна зона м. Одеси потребує обмежень щодо нарощування техногенних навантажень, а окремі ділянки, такі як приміська зона, вимагають невід
кладного розвантаження від екологічно небезпечних підприємств.

Мал. 1 Галузева структура стічних вод Одеського регіону

1 – промислові (15 %); 2 – побутові (47 %); 3 – сільськогосподарські (34%); 4 – інші (4 %).

Особливе занепокоєння викликає значне накопичення токсичних металів у сучасних відкладах прибережної зони м. Одеси. Перерозподіл хімічних елементів (ХЕ) у донні відкладення супроводжується формуванням стійких техногенних аномалій, що відповідають ареалам екологічного ризику для бентоносних співтовариств і ймовірного вторинного забруднення [1].

Особливості поводження різних груп ХЕ в пляжних і донних відкладеннях прибережної зони м. Одеси розглянуті на прикладі вивчення 12 металів До отриманого масиву даних застосований ряд статистичних прийомів аналізу, який виконувався на персональному комп\’ютері. Результати проведеної статистичної обробки представлені в табл. 1 і на мал. 2.

За допомогою максимальних кларків концентрації виділяються елементи, інтенсивність накопичення яких послідовно знижується у межах ряду: Fe (7,3) - As (4,4) - Sr (4,3) – Pb (4,2) - Hg (2,7) Zn (2) - Cu (1,6) - Cr (1,5) - Mn (1,2) – Co (1,2).

Стійкі геохімічні зв\’язки між окремими компонентами виявляються за результатами кореляційного аналізу. Високі позитивні коефіцієнти кореляції характерні для групи ХЕ, що відрізняються позитивним зв\’язком із залізом (r > 0,7). Стійкий позитивний зв\’язок відзначається між вмістами ртуті і миш\’яку (r = 0,47). По перевазі негативних коефіцієнтів кореляції в розглянутому переліку ХЕ відокремлюються: – свинець, що має значимий зворотний зв\’язок з марганцем (r= - 0,53), ртуттю (r= - 0,33), стронцієм (r= - 0,33); - барій, вмісти якого негативно корелюються з міддю (r = - 0,55), залізом (r = - 0,54), літієм (r = - 0,52), хромом (r = - 0,46), кобальтом (r = - 0,35).

Більш виразний розподіл геохімічних асоціацій ХЕ визначається при вивченні множинних залежностей за допомогою факторного аналізу.

Все це дозволило виділить три групи елементів :

1.Fe-Cr-Cu-Li-Co-Zn. Ці елементи пов’язані високими значеннями парних кореляцій і формують самостійну групу, яка визначається фактором 1. Домінуючий вплив 1-го фактора об’єднує гетерогенний комплекс компонентів: Fe і Co характеризуються сидерофільними, Cu и Zn – халькофільними, а Li і Co характеризуються літофільними властивостями. Серед геологічних причин, які визначають сумісне накопичення настільки різнорідних компонентів найбільш виразно проявлена роль сорбційного захвату токсикантів і гранулометричною диференціацією речовини.

2.Ba-Li-Mn. Також пов\’язані високими значеннями парної кореляції і характеризуються дією 2-го фактора. Все три елемента мають літофільні властивості і особливості їх розподілу контролюється теригенно-карбонатною складовою.

3.As-Hg-Pb. Ці елементи мають не такий тісний кореляційний зв\’язок, як дві перші групи, проте їх положення дозволяє визначити їх в одну групу, що характеризується фактором 3. Основною ознакою цієї геохімічної асоціації є чітке відокремлення As, Hg і, в меншій мірі - Pb от других халькофільних металів. Неоднорідні взаємовідношення між елементами асоціації обумовлені різними формами міграції та різноманітними джерелами зносу. По результатам факторного аналізу позитивні навантаження, що визначають накопичення цих металів, сполучаються з впливом на розподіл Pb. В якійсь мірі це пояснюється приналежністю As і Hg до групи сульфохалькофільних, а Pb – до групи оксихалькофільних елементів.

Основними видами господарської діяльності людини на морі, є донний траловий промисел, дампінг, геологорозвідувальні роботи. Результатами цих видів діяльності з\’явився широкий розвиток техногенної седиментації – вторинне замулення донних ландшафтів, перемішування донних відкладень, нагромадження в донних відкладеннях мікроелементів. Так, донний траловий промисел, що застосовувався раніше, у сполученні з дампінгом призводив до вторинного замулення дна й як наслідок - до деградації донних біоценозів. Особливості геологічної будови і геологічних процесів у різнотипних прибережно-морських зонах можуть чи гальмувати, чи прискорювати дестабілізуючий вплив на природне середовище техногенних факторів, що виявляються і на різних стадіях освоєння мінерально-сировинних ресурсів. У цьому зв\’язку важливу роль відіграють обґрунтовано поставлені задачі і раціонально обрана система моніторингу геологічного середовища (ГС). Велику проблему для прибережних територій складає широкий розвиток екзогенно-геологічних процесів (ЕГП).

Динамічність берегів Чорного моря визначається різним проявом співвідношень, провідним чином, – трьох базових факторів:

– хвильоенергетичним потенціалом сукупності гідрогенних причин (вітрові хвилі, вітрові і хвильові течії, згонно-нагонові коливання рівня моря, тощо);

– динамічністю, пов\’язаною з міцністю (тривкістю різновічних гірських порід і відкладів), яка визначається фізико-механічними властивостями;

– балансом наносів, яким формуються накопичення наносів у береговій зоні.

Взагалі, хвильоенергетичний потенціал виявився досить напруженим, міцність порід і відкладів відносно мала, а накопичення наносів – мінімальне. Саме тому берегова зона зазнає істотного дефіциту пляжоутворюючих наносів, який обумовив невеликі параметри різноманітних акумулятивних форм берегового рельєфу, у тому числі – і пляжів. Усе це забезпечує сучасне інтенсивне руйнування берегів і абразійний розвиток інтенсивного відступу берегових ліній більшості абразійних і акумулятивних форм рельєфу [4].

Зміни, пов\’язані з антропогенним тиском на процеси абразії берегів, порушення природного балансу наносів, у свою чергу впливають на умови сучасного осадконакопичення в зоні взаємодії суходолу з морем. Вплив людини на процеси підводної абразії може завдати суттєвих змін розподілу речовини відповідно до геохімічної зональності донних відкладів. З цим можуть бути пов\’язані такі екологічно небезпечні явища, як вторинне забруднення, пересування токсичних речовин з осередків забруднення та концентрація їх на інших ділянках прибережної зони, перепоховання токсичних речовин у донних відкладах.

Заходи, що приймаються не забезпечують сучасний комплексний захист узбережжя від абразії. Крім того, протизсувні та берегозахистні споруди, побудовані по екологічно необґрунтованим проектах (а до них відноситься більшість проектів минулих років), викликають, у свою чергу, нові негативні процеси. Так, порушення балансу наносів, що склався і їх переміщення вздовж берега може призвести до вимивання підводної частини кліфу й інтенсифікації техногенної абразії. До того ж, при укріпленні одних ділянок берега значно інтенсифікується руйнування інших.

В даний час став очевидним регіональний вплив діяльності людини на НС, у тому числі, і на ГС. Техногенні порушення, будівельні роботи на шельфі й у прибережній частині суші, що перетворять ГС порушують баланс у метастабільної геодинамической системі, викликають ускладнення екологічної ситуації. Вимагає ретельного рішення питання про допустимість реалізації будь-якого технічного об\’єкта з т.з. рівня екологічного ризику для людини і НС. При розробці проектів подальшого розвитку прибережної зони Одеського регіону, освоєння її мінерально-сировинних ресурсів, а також природо відновлювальних заходів необхідно передбачати створення відповідних систем моніторингу ГС, здатних протистояти наслідку впливу планованих додаткових навантажень на узбережно-морську геосистему.

Таблиця 1.Результати проведеної статистичної обробки вмісту хімічних елементів (мкг/г) в пляжних і донних відкладеннях узбережжя Чорного моря

Hg

Pb

Zn

Fe

Mn

Cr

Co

As

Li

Ba

Sr

Cu

Кларк

0,033

16

51

36000

700

34

7,3

1,6

30

680

230

22

Вміст

максимум

0,09

66,6

102

26,4

813

52,4

8,4

7

16,8

401

983

34

мінімум

0,017

7,5

7

1,3

34,5

2,5

3,3

2

1,9

14

41

2

середнє

0,05

11,6

21

4,4

300

9,4

5,2

3,6

4,2

184

449

8

медіанне

0,05

7,5

18

2,7

302

5,3

5

4

2,8

167

398

5

модальне

0,03

7,5

18

1,4

294

2,5

4,7

4

2,4

121

288

2

коеф. вар.%

40

90,8

73,8

122

51,7

113

24,3

29,7

85,4

65

53

100

частота зустріч. %

99,9

98

99,9

99,9

99,9

92

99,9

99,9

99,9

98

98

82

станд. відх.

0,02

10,5

15,4

5,4

155

10,6

1,3

1,1

3,6

120

238

8

довірчий інтервал

0,01

3

4

1,5

43

3

0,4

0,3

1,0

33

66

2

максимальний кларк концентр.

2,7

4,2

2,0

7,3

1,2

1,5

1,2

4,4

0,6

0,6

4,3

1,5

Література

1. Геотоксикология морской среды: осадки прибрежной зоны г. Одессы / О.П. Кравчук, В.П. Пунько,В.Н. Кадурин, И.А. Сучков. – Одесса, 1996. – 216 с.

2. Некоторые пути решения проблемы экологии причерноморских городов / В.П. Саденко, А.М. Войтенко и др. – Одесса, 1998. – С 135-138.

3. Національна доповідь про стан навколишнього середовища в Україні у 1996р. – К.: Видавництво Раєвського, 1998. – 96 с.

4. Шуйський Ю.Д. Розвиток абразійних берегів і їх захист від руйнування на Чорному морі // Ерозія берегів Чорного і Азовського морів. - К.: Карбонат – ЛТД, 1999. – С 47-53.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.