Химический состав и степень загрязнения морской воды

1.1.4 Химический состав и степень загрязнения морской воды

Химический состав морской воды Северного Каспия отличается непостоянством как в пространстве, так и во времени и определяется, поступлением громадного количества растворенных и взвешенных веществ (минеральных и органических) с речным стоком, а также процессами их трансформации в зоне смешения речных и морских вод. Волга является также существенным источником загрязнения каспийских вод. Основной вклад в загрязнение вносит транзитный сток, формирующийся в верхнем и среднем течении реки.

Для обитателей моря особое значение имеют химические элементы, входящие в состав «живого вещества» (кислород, углерод, азот, фосфор, кремния), минеральные и органические соединения которых присутствуют в воде в растворенном и взвешенном виде. Процессы обмена этими элементами между водой и «живым веществом» в Северном Каспии протекают интенсивно. Из морской воды обитатели моря потребляют растворенные вещества, необходимые для роста и развития, в нее в конечном счете в растворенном виде возвращаются продукты их жизнедеятельности.

В силу вышеизложенного гидрохимические параметры, характеризующие обменные процессы между водой и «живым веществом», например, содержание и отношение азота, фосфора и кремния (Сапожников В.В. и др., 2001) или разность между растворимостью и содержанием кислорода в воде (Бутаев А.М. и др., 1999) могут использоваться в качестве показателей функционального состояния биологических сообществ, биологической продуктивности морских вод (Курапов А.А., Еремеева С.В., Мельников С.А., 1999).

Распределение кислорода в Северном Каспии неравномерно, но в среднем его содержание несколько превышает 90% насыщения. Причем максимальный уровень кислорода отмечается зимой. Благодаря повышению плотности вод Северного Каспия происходит интенсивное перемешивание вод, в результате чего улучшается вентиляция глубинных слоев и происходит насыщение их кислородом (Салманов М.А., 1999).

Особенностью распределения кислорода в Северном Каспии в летнее время является формирование площадей с его дефицитом (гипоксия) в придонном слое западной части Северного Каспия в пограничном районе со Средним Каспием (Каспийское море, 1986). С возросшим в 1990-е годы поступлением органического вещества из дельты Волги в Северный Каспий связывается ежегодное возникновение летом обширных зон гипоксии (Бухарицин П.П., 1996). В настоящее время можно говорить о начальной стадии эвтрофикации вод западной части Северного Каспия, где зоны с недостатком кислорода составляют до 50% площади акватории (Иванов В.П., Сокольский А.Ф., 2000).

Важным фактором, влияющим на формирование химического состава вод Северного Каспия, являются течения. Перенос вещества в Северном Каспии существенно связан с протекающими в нем биологическими процессами. Во-первых, течения переносят основную массу гидробионтов. Во-вторых, в зависимости от направления течений, могут по-разному перераспределяться биогенные вещества и продукты жизнедеятельности водных организмов. В-третьих, течения обуславливают распространение загрязняющих веществ, попадающих в Северный Каспий и другие районы моря со стоками рек. Наконец, в-четвертых, с изменением направления течений могут меняться физико-химические условия обитания водных организмов, в первую очередь соленость воды, а так же температура и кислородный режим (Иванов В.П., Сокольский А.Ф., 2000).

Фоновые уровни содержания нефтяных углеводородов в морской воде изменяются в очень широких пределах в зависимости от многих природных и техногенных факторов. Максимальные концентрации тяготеют к прибрежным и внутренним морским водам, зонам интенсивного судоходства и иной хозяйственной деятельности (Попова Н.В., Андреев В.В., 2003), а также к районам выхода (просачивания) углеводородов из месторождений на шельфе (Патин С.А., 2001). С развитием нефтяного промысла увеличилось загрязнение Каспия нефтью и нефтепродуктами.

До конца 1960-х годов отсутствовал запрет на сброс нефтепродуктов море. Нефть попадала в море из переполненных нефтехранилищ, созданных на искусственных островах, негерметичных трубопроводов, проложенных по дну моря от эстакад, при ее перевозке и перегрузке на берег танкерами. Вообще, морской флот, в том числе танкерный стал в шестидесятые годы основным источником нефтяного загрязнения Каспия. Так, с балластными и подсланевыми водами в 1969 г. в море было сброшено 54 тыс. т нефти (Салманов М.А., 1999). В связи с этим следует отметить, что транспортировка нефти, будучи обязательным атрибутом нефтегазодобывающей деятельности на шельфе Мирового океана, одновременно является одним из основных источников его нефтяного загрязнения (Герлах С.А., 1985), причем наиболее крупные аварийные разливы нефти связаны именно с ее перевозкой, а не с добычей или переработкой.

Благодаря запрету на сброс балластных и неочищенных сточных вод уровень нефтяного загрязнения Каспия начал уменьшаться. В этих условиях основным источником поступления нефтепродуктов в: Каспийское море, так же как в Мировой океан (Герлах С.А., 1985) и другие моря России (Шапоренко С.И., 1997), стал поверхностный сток. Так, в вершине дельты Волги в период с 1977 по 1993 гг. годовой сток нефтяных углеводородов в среднем составил 71,6 тыс. т.

Сравнительная оценка результатов исследований 2002 и 2003 гг. выявила снижение степеней превышения ПДК для ртути и фенолов и увеличение их для БПК5, нефтяных углеводородов (НУ) и хлорорганических соединений (ХОС). Уровни содержания железа не изменились.

Рассчитанный по результатам исследований 2002-2003 гг. коэффициент комплексности загрязненности водного объекта для акватории Северного Каспия составил 17%, что указывает на участие антропогенной составляющей в формировании химического состава поверхностных вод района наблюдений. При этом под коэффициентом комплексности загрязнения понимается отношение числа загрязняющих веществ, содержание которых превышает функционирующие в стране нормативы, к общему числу нормируемых ингредиентов, определенных программой исследования.