мая 31 2003

О НЕКОТОРЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМАХ И НАПРАВЛЕНИЯХ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧЕРНОГО МОРЯ

Опубликовано в 15:35 в категории Проблемы Черного моря

О НЕКОТОРЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМАХ И НАПРАВЛЕНИЯХ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧЕРНОГО МОРЯ

К.Э.Шурда

Украинский научный центр экологии моря Минэкоресурсов Украины

Черное море, как часть Мирового океана, хотя и является одним из наиболее изученных морей, остается объектом пристального внимания ученых, особенно в плане глобальных и региональных природно-техногенных трансформаций. Это связано с тем, что отсутствует его целостная характеристика, возрастает потребность углубленных исследований процессов и последствий роста загрязнения Черного моря, солености поверхностных вод, изменений его аэробной зоны (в 3-4 раза возросло содержание аммонийного азота, органического азота и нитратов – в 1,5-2 раза, содержание кремнекислоты уменьшилось в 10 раз, фосфора – в   

5 раз) [1]. Только в отдельных случаях «болезнь» моря является прямым откликом на конкретное вмешательство человека в естественное существование водной среды. К ним можно отнести залповые выбросы поллютантов, аварии танкеров, военные действия. В большинстве случаев симптомы неблагополучия являются отдаленным следствием многоступенчатых перестроек региональных экосистем или моря в целом, вызванных комплексом естественных или антропогенных факторов, которые нуждаются в дополнительном уточнении.

Загрязнение Черного моря катастрофически прогрессирует [2]. На сегодняшний день известны районы шельфовой зоны, где необратимые экологические изменения уже имеют место. Это, в первую очередь, северо-западный район, участки Болградского побережья. Целый ряд других районов моря находится в предкризисном состоянии. Присутствие в морской воде ионов тяжелых металлов, ее достаточно высокая токсичность, которая вызвана накоплением на разлагающихся хлорорганических соединений, концентрация на водной поверхности опасных веществ, заполнение дна, приводящее к сероводородному отравлению мелководных зон, увеличивающееся поступление в море органических отходов – это далеко не все факторы, пагубно воздействующие на экосистему Черного моря.

Определяющими факторами, оказывающими влияние на изменения состояния экосистем (атмосфера, береговая линия акватория, близлежащие бассейны, донные отложения) Черного моря являются климат, а также тепловой, солевой и водный баланс. Климат определяется географическими особенностями его широтной зоны и атмосферной циркуляцией. Основная штормовая деятельность получает развитие в осенне-зимний период, чему способствует увеличение контрастов в поле давления из-за того, что температура воды оказывается выше температуры воздуха.

Одним из важнейших лимитирующих факторов в экосистеме Черного моря является температура воды. Ее поле здесь принято делить на три слоя:

деятельный (от поверхности до глубины 200 м), промежуточный (между горизонтами 200-500 м), глубоководный (от 500 и до дна). В прибрежных акваториях часто прослеживаются резкие внутри суточные колебания температуры воды, связанные с подъемом к поверхности более холодных глубинных вод, что вызывается сгонными ветрами. Сгонно-нагонные явления в Черном море не ограничиваются узкой прибрежной полосой, а являются неотъемлемой частью дрейфовых течений и принимают участие в перераспределении вод по всей акватории [2].

Другим важнейшим лимитирующим фактором в экосистеме Черного моря является соленость морской воды. Ей также свойственна существенная пространственно-временная изменчивость. По условиям формирования поля солености Черного моря выделяют (условно) три слоя: верхний - от поверхности до глубины галоклина; средний - между сезонным и постоянным галоклином; нижний - от постоянного галоклина и до дна. Границы между слоями в течение года подвергаются значительным колебаниям по глубине. Содержание солей в Черном море колеблется в результате водообмена бассейна, поэтому баланс солености в значительной мере определяется его балансом. Водообмен Черного моря влияет не только на изменения его соленого баланса, но и на колебания уровня моря, который изменяется с различной периодичностью. Наиболее продолжительные колебания уровня моря тесно связаны с климатическими процессами, т.е. с глобальными изменениями показателя водности бассейна. Здесь имеется в виду суммарный объем пресных вод, попадающих в Черное море с речным стоком и осадками. По гидрометеорологическим данным  за последние 50 лет изменения климата и вызванное ими увеличение водности привело к повышению уровня моря в среднем на 2 мм в год [1].

Весьма значительную роль в функционировании экосистемы Черного моря и формировании ее природно-ресурсного потенциала играют явления переноса тепла, соли и поллютантов морскими течениями. Поэтому к числу основных факторов относятся особенности квазистационарной циркуляции его водных масс. К числу важных по своему воздействию на процессы в экосистеме Черного моря следует отнести районы Дунайской и Днепровско-Бугской стоковых фронтальных зон, где речной сток, несущий значительные количества взвесей и поллютантов, внедряется в морскую среду.

Отличительной особенностью гидрологии Черного моря является сравнительно слабый обмен энергией и веществом между поверхностными и глубинными водами. В результате этого поллютанты концентрируются в основном в деятельном слое, ухудшаются условия вентиляции его глубинных слоев. Это обуславливает сохранение в них запасов сероводорода. Главной причиной слабого вертикального обмена в море является резкое возрастание плотности воды в зонах сезонного и главного пикноклина.

Количественной характеристикой интенсивности вертикального обмена в морской среде является коэффициент суммарного переноса Кz (см·см/сек). Его величина определяется как коэффициент пропорциональности между разностью концентраций примеси между соседними слоями воды и скоростью ее изменения. Основными механизмами вертикального обмена Черного моря являются турбулентная диффузия, конвекция и адвекция. Интенсивность вертикального обмена в деятельном слое Черного моря существенно зависит от сезонности. В зимний период, благодаря активизации штормов, а также охлаждению морской поверхности, величина Кz достигает максимума. Летом по всей акватории наблюдаются минимальные величины Кz, что вызвано увеличением температуры поверхности моря и градиент плотности в поверхностном слое, а также ослаблением влияния ветрового перемешивания. В связи с этим, степень загрязнения поверхностного слоя моря летом и осенью гораздо выше, чем зимой и весной, а приток кислорода и поллютантов в глубинных слоях преобладает в зимний период.

Одной из серьезных проблем в экологическом плане в береговой зоне Черного моря является морская абразия. Факторы и условия ее развития можно объединить в следующие группы [3]:

1) геологические – движение земной коры, ориентировка тектонических структур, петрографо-минеральные комплексы горных пород, условия их залегания, физико-химические свойства грунтов, суффозионно-карстовые явления, просадки, растворение, размокание и размягчение горных пород;

2) климатические – выветривание, криогенные процессы и явления, в т.ч. криогенная десепция и солифлюкция, термокарст;

3) гидрометеорологические – ветроволновой и уровенный режимы моря, связанный с ними режим течений и движения наносов, а также режим грунтовых вод береговых склонов, эоловые процессы, ледовый режим, водная эрозия береговых склонов и оврагообразование, вынос наносов реками;

4) геоморфологические – склоновые процессы (обвалы, оползни), рельеф подводного берегового склона (берега приглубые и отмелые), высота берега над уровнем моря (низменные, низкие и высокие берега), ориентировка и формы береговой линии (выровненные, вогнутые, мысовидные, берега заливов, островные берега);

5) биологические – зарастание подводного берегового склона водной растительности, развитие которой оказывает волноломный и осадконакопительный эффекты, зарастание береговых склонов и надводных аккумулятивных форм, роющая и вытаптывающая деятельность животных;

6) условия, возникающие в связи с антропогенной деятельностью – строительство в береговой зоне гидротехнических и других сооружений, дноуглубительные работы и устройство морских каналов, изъятие морских отложений из аккумулятивных тел и морского дна для строительных целей, уменьшение выноса наносов реками при перекрытии их плотинами, устройство отвалов вскрышных пород на подводном береговом склоне.

Еще одной серьезной научной проблемой Черного моря является изменчивость его сероводородного слоя. Интервалы средних и экстремальных значений концентраций сероводорода даны в табл.1 [4].

Таблица 1

ИНТЕРВАЛЫ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ СЕРОВОДОРОДА В ЧЕРНОМ МОРЕ ЗА МНОГОЛЕТНИЙ ПЕРИОД НАБЛЮДЕНИЙ (МЛ/Л)

Горизонт, м

Сезоны

Зима

Весна

Лето

Осень

150

0,03-0,30

0,04-0,34

0,05-0,37

0,17-0,27

200

0,82-1,09*

0,81-1,87*

0,88-1,85*

0,48-1,22*

500

2,23-3,64

2,11-3,16

2,10-3,30

1,60-3,50

2000

6,0-7,8

6,4-7,6

Важнейшими биогенными компонентами гидрохимического состава вод Черного моря являются соли азотной и фосфорной кислоты. В результате их поступления происходит стимулирование продукции фитопланктона, ускоряется процесс образования органического вещества, повышается трофность водной среды. При чрезмерном поступлении в морскую среду нитратов и фосфатов происходит ее эвтрофикация. Ее отрицательные последствия проявляются в цветении отдельных регионов моря, а также во вторичных эффектах этого явления. Часть из них, связанная с изменениями климатического и биологического состава морской среды, проявляется непосредственно в период цветения (гипоксия заморы) [5]. Другие эффекты имеют замедленное действие – заиление дна, изменение видового состава бентоса, возникновение локальных сероводородных зон, – и являются долгосрочными.

Одним из наиболее опасных видов техногенных загрязнителей в водах Черного моря являются нефтяные углеводороды. Источники: ливневые стоки, уносящие с побережья нефтяные загрязнения; замывка танков танкеров; аварии водного транспорта, нефтегазовых платформ, подводных нефте-газопроводных систем по различным причинам, в т.ч. и природно-климатическим. Наиболее токсичными составляющими нефтяных углеводородов являются ароматические и полиненасыщенные вещества, самые высокие концентрации которых отмечаются в западной части моря.

Следующим видом загрязнения Черного моря, относящегося к категории опасных, являются хлорированные углеводоророды и полихлорбифенилы. Они используются в сельском хозяйстве в качестве ядохимикатов. Их высокие средние концентрации (до 10 нг/л), отмечаются в прибрежных мелководных районах. В центральной части Черного моря их концентрации не повышают 1-2 нг/л, а максимальные концентрации (до 40 нг/л) регистрируются в Придунайском районе и у Кавказского побережья.

К загрязнителям Черного моря, имеющим высокую токсичность, следует отнести тяжелые металлы (ртуть, кадмий, хром, медь и др.); детергенты (синтетические поверхностно-активные вещества); ароматические углеводороды; радионуклиды и прочие поллютанты [1,2,5].

Проблемы загрязнения акватории Черного моря, сработки его берегов, ухудшения практически всех видов природных ресурсов, подлежащие дальнейшим исследованиям, можно подразделить (условно) на три группы. Первая связана с воздействием на экосистему моря различных токсичных веществ: ионов тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов, нефтепродуктов, ароматических углеводородов, радиоактивных отходов и др. Ко второй группе следует отнести вредное влияние токсикантов, связанное с их биоаккумуляцией пищевыми объектами (так, коэффициент накопления тяжелых металлов двухстворчатыми моллюсками может достигать несколько тысяч, хотя способностью биоаккумуляции обладают и макрофиты, которые также используются в качестве пищевых продуктов или промышленного сырья). К третьей группе относятся погодно-климатические условия Черного моря во всем многообразии их влияния на его ресурсно-экологический потенциал (изучение этой проблемы весьма актуально в связи с глобальным потеплением и погодно-климатическими трансформациями) [6,7]. Сегодня необходима консолидация научно-технического потенциала всех причерноморских государств с целью углубления комплексных научных исследований рассмотренных выше проблем и выработки эффективных управленческих решений, связанных с экономико-экологической оптимизацией хозяйственной деятельности в бассейне Черного моря.

Список литературы:

1. Практическая экология морских регионов. Черное море. – К.: Наукова думка, 1990, – 252 с.

2. Холопцев А.В. Экосистема Черного моря. – Одесса. – 1996. – 136 с.

3. Экологическая геология Украины. Справочное пособие., К.: Наукова думка, 1993. – 408 с.

4. Рябинин А.И., Кравец В.Н. Современное состояние сероводородной зоны Черного моря (1960-1986 годы). – М.: Гидрометеоиздат, 1989, – 230 с.

5. Изменение физико-химических свойств морских вод под влиянием загрязнения. / Под Ред. Шульгиной Е.Ф. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – Т.6., – 200 с.

6. Національна конференція з питань зміни клімату. – Київ. –27-28 лютого 2003 р. – 130 с.

7. Шурда К.Э. Погодно-климатический фактор в системе экономической и экологической безопасности в Украинском Причерноморье // Матер. докл. всеукр. науч.-практич. конф. ”Современные проблемы социально-экономического развития регионов Украины”. - Донецк: НАНУ, Институт экономики промышленности. - 2002 . - Т.1. - С. 136-142.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.