Северный Каспий

Загрязнение донных отложений Северного 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)

Нефтяные углеводороды.

В донных отложениях предустьевого взморья дельты Волги и мелководных районов Северного Каспия средняя концентрация НУ в 1993-2002 гг. составляла 13,6 мкг/г сухого веса, что соответствует уровню их фонового содержания (от 2,81 до 18,56 мкг/г) в природно-территориальных комплексах российской части Каспийского моря в 2003 г. [1]. Отдельные высокие концентрации НУ в донных отложениях (выше 35 мкг/г) были неоднократно зафиксированы в судоходных и рыбоводных каналах вблизи морского края дельты Волги. Здесь же в 1994 г. была отмечена максимальная концентрация - 76,0 мкг/г, а среднее значение для этого участка составило 15,1 мкг/г (табл. 1). Высокий уровень загрязнения донных отложений нефтяными углеводородами вблизи морского края дельты Волги и низкие фоновые концентрации на остальной обширной акватории в средней части Северного Каспия привели к значительной пространственной неоднородности распределения средних значений и появлению локальных "пятен" загрязнения (рис. 1). Кроме того, несколько повышенные концентрации были в донных отложениях на границе с Дагестанским побережьем и, по данным экспедиций Caspian Environmental Program (табл. 1), в восточной части Северного Каспия. На остальной части акватории грунты были незначительно загрязнены НУ, что хорошо согласуется с представлениями о снижении концентраций ЗВ в донных отложениях с преобладающими грубыми фракциями, занимающими центральную часть акватории Северного Каспия [2]. Повышенный уровень загрязнения в прилегающем к дельте Волги мелководном районе, по-видимому, был связан с оседанием здесь на дно мелкодисперсной взвеси с адсорбированными НУ. При штормовом перемешивании вод тонкие фракции донных отложений взмучиваются и переносятся доминирующим вдольбереговым течением на запад к границе с Дагестаном, что может быть причиной повышения концентраций НУ в этом районе. Пространственное расположение зон повышенных концентраций нефтяных углеводородов в толще воды и в донных отложениях в основном не совпадает.

Рисунок 1

Распределение нефтяных углеводородов (мкг/г) в донных отложениях Северного Каспия в 1993-2002 гг

Таблица 1

Средние концентрации загрязняющих веществ в донных отложениях Северного Каспия в 1993-2002 гг

КЭП - экспедиции Каспийской Экологической Программы еа Северном Каспии в 2000 и 2001 гг.

Фенолы.

В донных отложениях концентрацию фенолов определяли осенью 2002 г. Диапазон значений был достаточно небольшим - от 0,183 до 0,888 мкг/г, средняя величина составила 0,489 мкг/г. Повышенные концентрации были приурочены к центральной и западной части Северного Каспия.

Пестициды.

Концентрация хлорорганических пестицидов в донных отложениях Северного Каспия была весьма высокой в 1993-1996 гг. (среднее значение для пестицидов группы ДДТ составило 5,89 нг/г донных отложений), однако уже осенью 2002 г. их содержание обычно было очень низким (среднее для ДДТ - 0,07 нг/г), близким к пределу обнаружения использованного метода анализа - 0,01 нг/г (табл. 1). Средние и максимальные значения DDT в донных отложениях Северного Каспия за рассматриваемое десятилетие составили 4,47 и 23,40 нг/г, DDE - 0,31 и 3,20 нг/г, DDD - 1,18 и 11,00 нг/г соответственно. В целом концентрации пестицидов находились в пределах диапазона, который используется в программе QUASIMEME для интеркалибрации лабораторий, исследующих загрязнение донных отложений [3]. Максимальные концентрации всех пестицидов группы ДДТ были зафиксированы в конце июня 1994 г. вблизи от морского края дельты Волги. В целом повышенные концентрации приурочены к отмелому взморью дельты, куда поступали загрязненные воды реки (рис. 2). Выше по течению собственно в дельте Волги средние значения концентраций пестицидов в донных отложениях в 1993-1996 гг. составили 12,09 нг/г (ДДТ), 0,98 нг/г (ДДЕ), 1,67 нг/г (ДДД), 1,01 нг/г ( -HCH), 2,77 нг/г ( -HCH). Эти величины соответствуют концентрациям ДДТ, найденным в водотоках (каналах) авандельты Волги в 1994 г. - 4,4 - 26,3 нг/г [4].

Рисунок 2

Распределение средних концентраций пестицидов ДДТ (нг/г) в донных отложениях Северного Каспия в 1993-2002 гг

Среднее содержание пестицидов группы HCH в донных отложениях Северного Каспия было высоким в 1993-1996 гг., однако в октябре 2002 г. они были отмечены в следовых количествах (табл. 1). Максимальная концентрация -HCH составила 3,45 нг/г в августе 1995 г. в западной части акватории на вековом разрезе IIIa. Наибольшая концентрация -HCH (14,20 нг/г) была зафиксирована в июне 1993 г. в авандельте Волги. Аналогично пестицидам группы ДДТ распределение зон повышенного загрязнения донных отложений пестицидами группы ГХЦГ было приурочено к мелководным участкам в авандельте Волги (рис. 3).

Рисунок 3

Распределение средних концентраций пестицидов -HCH (нг/г) в донных отложениях Северного Каспия в 1993-2002 гг

Тяжелые металлы.

В донных отложениях Северного Каспия во время экспедиций 1993-1996 гг. и 2001-2002 гг. было определено содержание металлов (табл. 1). Средняя концентрация железа составила 3207 мкг/г, максимум (13900 мкг/г) был отмечен осенью 2002 г. в мористой части акватории на IV вековом разрезе. Большая часть значений содержания железа приходилась на диапазон от 930 до 5150 мкг/г. В целом, концентрации железа были более высокие в мористой части акватории. Средняя концентрация марганца составила 182,4 мкг/г, максимум (1107,2 мкг/г) был отмечен летом 2001 г. в авандельте Волги. В отличие от железа концентрации марганца в донных отложениях отмелого взморья в зоне непосредственного влияния Волги были на порядок и более выше, чем на мористых участках Северного Каспия (рис. 4).

Рисунок 4

Распределение средних концентраций марганца (мкг/г) в донных отложениях Северного Каспия в 1993-2002 гг

Средняя концентрация цинка составила 7,13 мкг/г, максимум (33,8 мкг/г) был отмечен в мористой части акватории Северного Каспия.

Средняя концентрация никеля составила 11,7 мкг/г, максимум (62,1 мкг/г) был отмечен вблизи морского края дельты Волги. В целом в донных отложениях отмелого взморья концентрации никеля (средняя величина - 34,6 мкг/г) была существенно выше, чем в мористой части акватории Северного Каспия. Подобным же образом была распределена медь (средняя концентрация - 16,0 мкг/г; максимум -74,0 мкг/г, был отмечен в августе 2002 г. в авандельте Волги). Донные отложения авандельты Волги вблизи судоходных или рыбоводных каналов значительно более загрязнены медью, чем мористые участки Северного Каспия.

Средняя концентрация свинца составила 1,61 мкг/г, максимум (6,18 мкг/г) был отмечен в июне 1994 г. у о. Малый Жемчужный. В целом, донные отложения Северного Каспия относительно равномерно загрязнены свинцом.

Загрязнение донных отложений Северного Каспия кадмием небольшое, часто его концентрация была ниже предела обнаружения используемого метода анализа. Средняя концентрация кадмия в донных отложениях составляла 0,061 мкг/г; максимум - 0,291 мкг/г. Концентрации всех металлов в донных отложениях Северного Каспия, включая максимальные значения, не выходили за пределы диапазона, используемого для интеркалибрации лабораторий в программе QUASIMEME [3]. Исследования загрязнения донных отложений в 2001-2003 гг. в западной части Северного Каспия показали значительно более низкие концентрации железа, марганца, меди; сходные - для цинка и никеля; более высокие - для кадмия и свинца [5].

Результаты экспедиционных исследований 1993-2002 гг. на Северном Каспии в значительной степени согласуются с данными экспедиции, проведенной по программе Caspian Environmental Programme (КЭП) в 2001 г. (табл. 1). В это время были отмечены существенно более высокие величины концентрации железа как в приглубой, так и в восточной части Северного Каспия. Концентрация марганца и никеля была выше в авандельте Волги и в восточной части Северного Каспия по сравнению с остальной акваторией. Содержание меди в донных отложениях было повышенным зоне влияния Волги и пониженным в восточном секторе. Кадмием и свинцом грунты Северного Каспия были загрязнены примерно в равной степени в течение всего десятилетия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Буркацкий О.Н., Шельтинг С.К., Шейков А.А., Курганская В.В., Кузнецова Т.И., Чаленко В.А. Использование ландшафтного картирования для морских экологических исследований. - Проблемы сохранения экосистемы Каспия в условиях освоения нефтегазовых месторождений, Тез.докл. 1ой Международной научно-практической конференции 16-18 февраля 2005 г., Астрахань., Из-во КаспНИРХ, Астрахань, 2005, с.37-45.

2. Гюль А.К. Проблема загрязнения Каспийского моря. Баку, "Муаллим нешриййаты", 2003, 71 с.

3. QUASIMEME Laboratory Performance Studies. Year 9: June 2004 - May 2005. Issue 1. Aberdeen, 2004, 49 p.

4. Устьевая область Волги: гидролого-морфологические процессы, режим загрязняющих веществ и влияние колебаний уровня каспийского моря. - М, ГЕОС, 1998 г., 280 с.

5. Марченко Е.Н., Долгов В.В., Островская Е.В., Монахова Г.А. Состояние загрязненности морской среды в районе водообмена между Северным и Средним Каспием по данным экологического мониторинга в период проведения морских сейсморазведочных работ. - Проблемы сохранения экосистемы Каспия в условиях освоения нефтегазовых месторождений, Тез.докл. 1ой Международной научно-практической конференции 16-18 февраля 2005 г., Астрахань., Из-во КаспНИРХ, Астрахань, 2005, с.136-139.