Загрязнение вод Южного Каспия

* (глава №6 из монографии "The Caspian Sea Environment" Vol. 5 Water Pollution, Ed. A. Kostianoy, A. Kosarev. - Korshenko A., Gul A.G. Pollution of the Caspian Sea. - Hdb. Env. Chem. Vol. 5, Part P, Springer-Verlag, 2005, 109-142)

Исследования загрязнения южной части Каспийского моря базируются на материалах мониторинга состояния морской среды [5,10], данных Каспморниипроекта, исследованиях Национального Космического агентства и КЕПС НАН Азербайджана [8]. Большая часть исследований была проведена на вековых разрезах Гидрометеослужбы СССР, дополнительных створах и станциях в период с 1978 по 1995 г. Отбор и обработка проб на загрязнения произведены в соответствии с Руководствами по химическим анализам морских вод и грунтов [6,7].

Исследование сезонной динамики загрязняющих веществ в водах Южного Каспия показало, что зимой средняя концентрация нефтяных углеводородов увеличивалась востока на запад (восточный - центральный - западный участки: 0,15-0,14-0,19 мг/л соответственно). Аналогично были распределены фенолы (0,005-0,005-0,008 мг/л) и СПАВ (0,04-0,02-0,09 мг/л) (рис. 6.15).

Весной содержание нефти в поверхностных слоях воды Южного Каспия также возрастало по направлению к западному шельфу (0,08-0,08-0,15 мг/л). Такая же закономерность изменений наблюдалась для фенолов (0,006-0,002-0,007 мг/л) и СПАВ (0,03-0,01-0,08 мг/л). В центральной части акватории концентрации ЗВ были наименьшие. Летом особенности пространственного распределения загрязняющих веществ оставались прежними: увеличение концентраций с востока на запад - нефтяные углеводороды (0,07-0,07-0,16 мг/л), фенолы (0,006-0,001-0,006 мг/л) и СПАВ (0,02-0,01-0,07 мг/л). Осенью по мере снижения температуры воды концентрация нефтяных углеводородов повышалась (0,12-0,10-0,16 мг/л), но оставалась практически на прежнем уровне для фенолов (0,006-0,003-0,006 мг/л) и СПАВ (0,035-0,011-0,08 мг/л). При этом основной выявленной закономерностью распределения загрязняющих веществ оставалось увеличение их концентраций от восточного шельфа к западному. В целом воды Южного Каспия характеризовались как загрязненные. Обычно экстремально высокие концентрации нефтяных углеводородов встречались на акватории около Нефтяных Камней, Баку (1332-1364 мг/л), взморья Куры, Туркменбаши (0,16-0,27 мг/л) и Челекена. Существенно меньшее их содержание было в зонах отдыха у Набрани (0,07-0,18 мг/л), на взморье Ленкорани (0,08-0,17 мг/л) и вблизи устья реки Сефидруд (0,05-0,1 мг/л) в Иране [5,11].

Рисунок 6.15

Снижение концентрации нефтяных углеводородов в воде и грунтах Азербайджанской акватории Каспия с увеличением глубины по направлению с запада на восток [12]

На всей акватории Каспийского моря существует тенденция снижения концентрации загрязняющих веществ в толще вод с увеличением глубины. Отмечается закономерное уменьшение содержания в воде нефтяных углеводородов, фенолов и СПАВ от максимальных на поверхности до нулевых значений в слое 500 - 1000 м (рис. 6.16).

Рисунок 6.16

Снижение с глубиной концентрации нефтяных углеводородов, фенолов и детергентов в водах Каспийского моря (1978 - 1995 гг.) [12]

ВЫВОДЫ

Результаты многолетнего мониторинга состояния Каспийского моря позволяют выявить антропогенные факторы, оказавшие наибольшее влияние на загрязнение морской среды. К наиболее важным следует отнести сток рек, добычу углеводородного сырья на шельфе моря, сброс различных производственных и бытовых отходов, а также дноуглубительные и гидротехнические работы.

Анализ многолетней динамики и пространственного распределения основных загрязняющих веществ в водах Северного Каспия показал высокий уровень загрязнения нефтяными углеводородами в начале 1980-х годов в приустьевом районе р. Урал и западнее дельты Волги на границе с Дагестаном, куда они, по-видимому, поступали вместе с доминирующим вдольбереговым течением. В последующие годы концентрации НУ резко снизились и в основном изменялись в пределах 0,1-0,2 мг/л. В последние годы отмечены значительные межгодовые колебания концентрации НУ в воде. При этом наибольшие значения были приурочены к мористой части Северного Каспия, а не к дельте Волги, которая, по-видимому, не является основным источником этого типа загрязняющих веществ.

Существенные сезонные колебания концентрации НУ не выявлены.

В водах мелководного прибрежья Дагестана уровень загрязнения вод НУ (средняя концентрация 0,076 мг/л) был в целом несколько ниже такового в Северном Каспии и, также как и на севере моря, показывает существенное снижение в последнее время. Наиболее загрязненным участком акватории был район у Избербаша, а в последнее время - на устьевом взморье Терека и на севере у Лопатина. Все слои воды в прибрежье были загрязнены в равной степени. Хотя сезонная динамика загрязнения вод НУ выражена слабо, можно выделить сезонный максимум в холодный период года, а минимум в конце лета и осенью. В целом средние концентрации НУ были в рамках обычно отмечаемых величин, однако отдельные максимальные значения свидетельствуют либо о значительных разливах нефти в местах добычи углеводородного сырья на шельфе, фиксируемых системой мониторинга состояния морской среды, либо об устойчивом поступлении в прибрежные воды нефтепродуктов с речным стоком.

Среднее содержание фенолов в водах Северного Каспия и в прибрежных водах Дагестана было достаточно высоким (0,005 - 0,006 мг/л), при этом были отмечены значительные внутригодовые колебания. Максимальные значения фиксировались на всех участках акватории и во все сезоны года. При этом сезонная динамика средних величин практически не выражена, что свидетельствует о кратковременном и локальном характере проявления "пятен" повышенной концентрации фенолов. Межгодовая динамика характеризуется снижением уровня загрязнения вод фенолами в последние годы и стабилизацией величин на уровне 0,003 - 0,004 мг/л.

Детергенты в водах Северного Каспия и Дагестана отмечались регулярно, их средняя концентрация изменялась от 0,038 до 0,060 мг/л и снижалась в последние годы. Высокие значения чаще были приурочены к западной части акватории Северного Каспия и к устьевых районам рек Дагестана. Более чистыми были открытые воды Среднего Каспия. Сезонная динамика выражена слабо и в целом характеризуется повышенными значениями в конце лета и пониженными в холодный период года.

Повышенные концентрации аммонийного азота были характерны для вод устьевых районов Волги, Терека и Сулака, а также для западной части акватории Северного Каспия. Сезонная и межгодовая динамика не имела четко выраженных трендов. Вертикальное распределение аммонийного азота было достаточно равномерным в условиях хорошего волнового перемешивания на мелководье.

В 1970-и и 1980-х года из группы хлорорганических пестицидов ДДТ был наиболее значительным загрязнителем вод Северного Каспия (среднее значение - 31 нг/л), концентрации других веществ этой группы обычно составляли 1 - 2 нг/л. Распределение пестицидов было крайне неравномерным: наблюдавшиеся локальные "пятна" загрязнения обычно встречались на фоне относительно чистых вод. Повышенные концентрации обычно были приурочены к восточной части Северного Каспия. После 1992 г. концентрация пестицидов группы ДДТ значительно снизилась и часто была ниже предела обнаружения использовавшегося метода анализа. В противоположность этому в отдельных съемках было зафиксировано несколько повышенное содержание НСН.

Пространственное расположение зон повышенного загрязнения донных отложений в Северном Каспии значительно отличалось от водной толщи. Основные участки высоких концентраций НУ были приурочены к отмелому взморью южнее морского края дельты Волги, а также на границе с Дагестанским побережьем. В центральной части Северного Каспия донные отложения, обычно представленные крупнозернистыми фракциями, были незначительно загрязнены НУ. По-видимому, адсорбированные на поверхности мелких частиц и оседающие на дно НУ, во время штормов поднимаются в водную толщу и уносятся доминирующим вдольбереговым течением на запад района Северного Каспия.

Аналогичным образом распределены и хлорорганические пестициды. Их содержание в донных отложениях Северного Каспия, весьма высокое в 1990-х годах, явно свидетельствует о приуроченности зон повышенных концентраций к отмелому взморью дельты Волги. В последнее время концентрации пестицидов существенно снизились и часто были ниже предела обнаружения использованного метода анализа.

Загрязнение донных отложений Северного Каспия тяжелыми металлами было в целом незначительным. Зоны повышенных концентраций марганца, никеля и меди приурочены к отмелому взморью Волги в зоне непосредственного влияния пресных вод. Противоположное распределение было характерно для железа и цинка - более высокие концентрации отмечены в мористой части акватории на значительном удалении от дельты. Относительно равномерно донные отложения Северного Каспия загрязнены свинцом и кадмием, концентрация которых часто была ниже предела обнаружения используемого метода анализа.

Поверхностные воды Южного Каспия были значительно загрязненными НУ, фенолами и СПАВ. Их концентрация немного уменьшалась по направлению от западного шельфа к восточному и резко - с ростом глубины. В сезонной динамике проявляется небольшое повышение значений содержания загрязняющих веществ в холодное время года. Экстремально высокие концентрации нефтяных углеводородов встречались на акватории моря вблизи районов добычи нефти.

Нефтяные углеводороды являются наиболее важными загрязнителями донных отложений южной части Каспийского моря. Западное побережье отличалось особенно высокими значениями по сравнению с восточным шельфом. Мощность верхнего загрязненного слоя осадков составляла от нескольких сантиметров в зонах с отрицательной седиментацией до восьми - десяти метров в застойных участках Бакинской бухты. Обогащение донных отложений нефтяными углеводородами также происходит в районах дампинга. Содержание ЗВ в донных отложениях зависело от степени их дисперсности. Концентрация нефтяных углеводородов была существенно выше в осадках с преобладанием тонких фракций. Многолетняя динамика загрязнения донных отложений Южного Каспия свидетельствует о постепенном снижении уровня концентрации НУ. В глубоководных районах моря донные отложения были относительно чистыми.

Концентрации тяжелых металлов в донных отложениях Южного Каспия существенно превышало региональный фон только в местах непосредственного сброса промышленных отходов, дноуглубительных работ или в районах дампинга. Особенно высокое загрязнение хромом, ртутью, никелем и стронцием было отмечено в грунтах Бакинской бухты. В целом концентрации тяжелых металлов в донных отложениях региона снижались по направлению к центральной части моря, за исключением цинка, концентрирующегося на значительных глубинах за счет отмирающего и оседающего на дно планктона.