WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Экоаналитическая оценка состояния азовского моря в многолетней динамике

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КЛЁНКИН Анатолий Анатольевич

ЭКОАНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АЗОВСКОГО МОРЯ В МНОГОЛЕТНЕЙ ДИНАМИКЕ

Специальность 03.00.16 – экология (химические науки)

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора химических наук

Краснодар – 2008

Работа выполнена в ФГУП «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства»

Научный консультант доктор химических наук,

профессор

Темердашев Зауаль Ахлоович

Официальные оппоненты: доктор химических наук,

профессор

Буков Николай Николаевич

доктор химических наук,

профессор

Рамазанов Арсен Шамсудинович

доктор биологических наук,

профессор

Воловик Станислав Петрович

Ведущая организация: ГУ «Гидрохимический институт»

(г. Ростов-на-Дону)

Защита диссертации состоится «18» декабря 2008 г. в ауд. 231 в 14 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.101.16 в Кубанском государственном университете по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, ГОУ ВПО КубГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Кубанского государственного университета:

350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149.

Автореферат разослан «____»_________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат химических наук,

доцент Киселева Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Бассейн Азовского моря охватывает один из наиболее плотно заселенных регионов Российской Федерации и Украины. Значительное развитие хозяйственной деятельности повлекло существенные негативные экологические последствия и привело к тому, что продуктивность Азовского моря за последнее пятидесятилетие снизилась почти в 10 раз. Не последнюю роль здесь сыграло загрязнение среды обитания гидробионтов различными классами токсических веществ. В связи с этим важнейшей задачей в настоящее время является выявление районов поступления поллютантов в Азовское море. Поскольку отрицательное воздействие на экосистему моря оказывает множество соединений, при решении подобной задачи целесообразна оценка её состояния по интегральным характеристикам загрязненности воды и донных отложений комплексом токсических веществ, в целом определяющим её качество. В противном случае определение мест повышенной экологической опасности ввиду поливариантости решаемой проблемы становится практически невозможным. С 1991 г. объем исследований по мониторингу состава, расп­ределения и динамики загрязняющих веществ в Азовском море значительно сократился. В связи с этим многократно возрастает ценность данных о состоянии экосистемы, полученных в ходе комплексного системного мониторинга, поскольку в этом случае, с учетом имеющегося объема данных наблюдений в предыдущие годы, представляется возможным выявить закономерности формирования загрязненности разнородных участков водоема и выявить места повышенного экологического риска.

Представленная работа выполнена в рамках государственных научно-технических программ ГНТП «Мировой океан» (раздел «Азовское море»), проект «Моря России», отраслевых научно-технических программ Минрыбхоза СССР «Научные основы охраны рыбохозяйственных водоемов» и Госкомитета РФ по рыболовству «Разработать научные основы экологического мониторинга и охраны водных экосистем с учетом приоритетов рыбного хозяйства», «Разработать научные основы охраны рыбохозяйственных водоемов от загрязнения», «Научно-техническое обеспечение развития рыбного хозяйства России» (проект «Экология»).

Цель работы состояла в разработке методологического подхода к оценке экологической ситуации, загрязненности различных участков Азовского моря, выявлении на этой основе районов повышенной антропогенной нагрузки и механизма их возникновения, а также установлении взаимосвязи между уровнем загрязненности экосистемы моря и степенью накопления токсикантов в промысловых рыбах.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

– установление основных источников поступления токсикантов в акваторию Азовского моря и оценка их вклада;

– изучение многолетней динамики загрязненности воды и донных отложений моря приоритетными токсикантами (нефтепродукты, полиароматические углеводороды, пестициды, полихлорированные бифенилы, тяжелые металлы);

– разработка комплексного показателя оценки водной составляющей экосистемы – комплексная загрязненность воды;

– типизация донных осадков Азовского моря и разработка на этой основе критерия оценки уровня загрязнения – индекс загрязненности донных отложений;

– проведение обобщающего комплексного анализа загрязненности Азовского моря и выявление экологически неблагополучных районов;

– изучение динамики накопления токсикантов в органах и тканях промысловых рыб.

Научная новизна. Разработан методологический подход по прогнозу и оценке состояния экосистемы Азовского моря на основе комплексных (интегральных) характеристик загрязненности водных экосистем, учитывающих содержание токсикантов в воде и донных отложениях. Сформулированы и обоснованы подходы установления экологически неблагоприятных районов, нормализации содержания токсикантов в донных осадках различного типа, позволяющие локализовывать районы их поступления в водную экосистему.



Выявлены причины и особенности динамики содержания токсичных веществ в основных компонентах экосистемы Азовского моря на современном этапе.

Практическая значимость. Разработан комплексный подход оценки степени загрязненности экосистемы моря, который может быть использован при определении районов повышенной антропогенной нагрузки.

Полученные комплексные величины загрязненности воды и донных отложений могут быть использованы для оценки последствий разноплановой хозяйственной деятельности в исследуемом районе.

Разработаны, аттестованы и внесены в Федеральный реестр 14 методик определения приоритетных токсикантов в элементах водных экосистем, которые внедрены в практику ряда экоаналитических лабораторий, осуществляющих экологический мониторинг.

К защите представляются:

– характеристика основных источников поступления приоритетных токсикантов в акваторию Азовского моря;

– основные закономерности в динамике загрязнения воды и донных отложений моря;

– оценка загрязненности водной толщи с помощью интегральной характеристики – комплексной загрязненности воды;

– методологический подход к оценке загрязненности морских водоемов на примере донных отложений;

– обобщающий анализ комплексной загрязненности акватории Азовского моря и новый способ выявления экологически неблагополучных районов.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 90 работ, в том числе 1 монография, 34 статьи, 16 методик выполнения измерений, 1 авторское свидетельство.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на следующих конференциях, съездах, симпозиумах и конгрессах:

Международные: междун. конф. «Фундаментальные проблемы окружающей среды» (Томск, 1995); Вторая межд. студен. конф. «Город и экология» (Ростов-на-Дону, 1996); междун. научно-практическая конф. «Строительство – 97, 98, 99,2000,2003» (Ростов-на-Дону, 1997,1998,1999,2000,2003гг.); междун. конф. «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов (Петрозаводск, 2004); междун. конгресс «Экватэк–2004» (Москва, 2004); междун. научно-практическая конф. «Стратегия развития аквакультуры в условиях XXI века» (Минск, 2004); междун. конф. «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2005); 1st Biannual scientific conference “Black sea ecosystem 2005 and beyond” (Istanbul, Turkey, 2006), International congress of analytical sciences (Moscow, 2006); междун. конф. «Проблемы биологической океанографии XXI века» (Севастополь, Украина, 2006); междун. конф. «Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем» (Ростов-на-Дону, 2006); междун. научно-практическая конф. «Эколого-гидрологические проблемы изучения и использования водных ресурсов» (Казань, 2006); междун. форум по проблемам науки, техники и образования «3 тысячелетие – новый мир» (Москва, 2006); XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Москва, 2007); II Всерос. конф. по аналитической химии с международным участием (Краснодар, 2007);

Всесоюзные и Всероссийские: Всесоюз. конф. «Оценка состояния, охрана и рациональное использование биологических ресурсов водных экосистем» (Ростов-на-Дону, 1990), Всерос. научно-практическая конф. «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года» (Москва, 2004); Всерос. конф. «Аналитика России» (Москва, 2004); VII конф. «Аналитика Сибири и Дальнего Востока» (Новосибирск, 2004);

Вклад автора. Автор был научным руководителем работ, проводимых в лаборатории «Аналитического контроля водных экосистем» и «Аналитическом испытательном центре» ФГУП «Азовского НИИ рыбного хозяйства», направленных на создание методов оценки загрязненности водных экосистем и изучение особенностей формирования экологически разнородных участков Азовского моря. Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоял в формировании направления исследования, активном участии на всех этапах выполнения работ: постановке конкретных задач и их экспериментальном решении, интерпретации и обсуждении экспериментальных данных.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 276 источников. Работа изложена на 343 страницах машинописного текста, включает 161 рисунок и 102 таблицы.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ АЗОВСКОГО МОРЯ

Для получения средневзвешенных данных о пространственно-временном распределении контролируемых токсикантов по акватории моря использовалась сеть наблюдений, состоящая из 34 стандартных станций, расположенных на акватории восьми районов Азовского моря. Оценка состояния загрязнения бассейна Азовского моря осуществлялась на основе обсуждения литературных данных и результатов ежегодных экспедиций комплексного экологического мониторинга, которые проводятся в различные вегетационные периоды (весна, лето, осень) и включают, параллельно с изучением качества среды обитания, оценку гидрологических, гидрохимических, гидробиологических показателей. Оценка уровня загрязнения воды и донных отложений, степени накопления токсикантов в органах и тканях промысловой ихтиофауны проводилась по содержанию нефтепродуктов, полиароматических углеводородов (ПАУ), пестицидов, полихлорированных бифенилов (ПХБ), тяжелых металлов. Указанные вещества по критериям экологической опасности (токсичности, генотоксичности, канцерогенности, распространенности, частоте встречаемости) относятся к приоритетным загрязняющим веществам.





ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ЭКОСИСТЕМУ АЗОВСКОГО МОРЯ

Для комплексной оценки уровня загрязненности и выявления районов повышенной антропогенной нагрузки акватории Азовского моря рассматривались основные источники поступления токсичных веществ в водоем: речной сток, рассредоточенный сток, включая сточные воды предприятий с прибрежных тер­риторий моря, атмосфер­ные осадки и эоловые выпадения, черноморские воды, судоходство, дампинг загрязненных донных отложе­ний портовых акваторий и подходных каналов, сбросы буровых растворов и шламов при бурении нефтегазовых скважин. Основными поставщиками загрязнений моря определены речной сток, атмосферные осадки, судоходство, дноуглубительные работы и дампинг грунта. Проведен анализ данных о содержании в вышеуказанных объектах токсикантов.

Речной сток. Две главные реки бассейна, Дон и Кубань, обеспечивают поступление в море более 95% суммарного стока. Сток реки Дон является основным поставщиком в Азовское море меди, цинка, хрома, кадмия, нефтепродуктов и хлорорганических пестицидов, р. Кубань – большая часть марганца. Начиная с 2001г., вынос с речными водами большинства токсикантов существенно сократился. Количество нефтепродуктов по сравнению с периодом 1995–2000 гг. уменьшилось в 1,8 раза и в среднем составляет 1500 тонн в год. Поступление стойких хлорорганических пестицидов групп ДДТ и ГХЦГ (ХОП) снизилось почти в 5 раз. Максимальный вынос тяжелых металлов (до 596 тонн в год) отмечался в 1997–1998 гг., а затем он сократился до 52,6–170 тонн в год.

Атмосферные осадки. После расчета среднего количества атмосферных осадков, выпавших над акваторией Азовского моря в 1996–2005 гг. (16 куб. км в год), и анализа полученных данных по содержанию в них нефтяных углеводородов, ХОП, ПХБ, ПАУ, тяжелых металлов можно сделать вывод о существенном вкладе атмосферных осадков в общее загрязнение экосистемы Азовского моря приоритетными токсикантами.

Судоходство. В связи с резким ростом числа судоперевозок возрастает количество поллютантов, попадающих в Азовское море при прохождении судов. В связи с этим нами рассмотрены основные пути их поступления в водную среду:

– при протечках топлива, смазочных масел, льяльных вод, а также смены балластных вод, которая в Азовском море должна осуществляться судами дважды;

– за счет вторичного загрязнения, обусловленного взмучива-ниием донных осадков, при прохождении низкосидящих груженых судов;

– при работе судовых энергетических установок.

Дноуглубительные работы и дампинг грунта. В связи с интенсификацией судоходства значительно расширяются работы по строительству новых и реконструкции существующих портов. Это обуславливает существенное увеличение объемов дноуглубительных работ (свыше 10 млн. куб. м.) как на акватории самих портов, так и на подходных каналах. Концентрации различных токсикантов (нефтепродуктов, ПАУ, ХОП, ПХБ, цинка, хрома, меди, кадмия) в донных осадках портов могут быть до 18 раз выше, чем в донных отложениях моря.

ХАРАКТЕРИСТИКА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДИНАМИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ АЗОВСКОГО МОРЯ

Нефтяное загрязнение. В период 1985–2006 гг. среднегодовые значения концентраций нефтепродуктов в воде моря находились в диапазоне от 0,05 до 0,54 мг/л (рис. 1).

Исследуемый период наблюдений за загрязнением Азовского моря может быть условно разделен на три подпериода, примерно совпадающие с этапами изменения экономики страны. Первый период – 1985–1990 гг., когда промышленность Советского Союза ещё работала в полном объёме. В это время загрязнение воды Азовского моря нефтепродуктами в среднем составляло более 6 ПДК. Второй период – 1991–1999 гг., когда происходил постепенный спад производства. В это время уровень нефтяного загрязнения воды составлял около 3 ПДК. Третий период – 2000–2006 гг. – начало возрождения промышленности, а также интенсификация судоходства. Загрязнение воды моря нефтепродуктами с 2000 по 2006 гг. в среднем постепенно снижалось с 0,09 до 0,07 мг/л (рис.1).

 Визуализация полученных за эти годы данных (рис.2) позволяет сделать вывод о-0

Визуализация полученных за эти годы данных (рис.2) позволяет сделать вывод о том, что основные источники поступления нефтяного загрязнения расположены в восточном и западном районах Таганрогского залива и северном районе собственно моря.

Содержание нефтепродуктов в донных отложениях для моря в целом в 1985–2006 гг. лежали в пределах 0,39–1,22 г/кг сухой массы. Характер динамики загрязнения донных отложений несколько отличен от водной составляющей Азовского моря. Степень различий зависит от ряда факторов, в первую очередь, от масштабов поступления нефтепродуктов и интенсивности процессов их деградации.

Донные отложения являются более информативным объектом исследований, чем вода. Это, во-первых, обусловлено тем, что химический состав донных отложений, в отличие от водной среды, несет информацию об общем состоянии экосистемы, о природной и техногенной составляющей загрязнения в течение длительного периода времени.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.