Каспийское море - Загрязнение

Донные отложения южной части Каспийского моря были значительно загрязнены нефтяными углеводородами, которые приурочены к верхнему горизонту осадков современного возраста. Мощность этого горизонта изменяется от нескольких сантиметров в зонах с отрицательной седиментацией до восьми - десяти метров в застойных участках Бакинской бухты. Визуально эти грунты выделяются по темно-серой, почти черной окраске, представляя собой рыхлую, слабосцементированную и разжиженную смесь ила, раковинного детрита с мазутом, сырой нефтью и другими отходами. Состав нефтяных примесей в грунтах, если судить по Бакинской бухте, преимущественно представлен смоло-асфальтеновыми соединениями (60 %) и тяжелыми фракциями углеводородов вида С10-С12 (2,0 %) и С13-С20. Концентрация нефтепродуктов в грунтах прибрежной зоны изменялась в широком интервале - от 0,0 до 226,0 мг/г, в среднем составляя 1,52 мг/г (табл. 6.7). Западное побережье региона отличалось от восточного шельфа повышенной загрязненностью грунтов нефтью - 2,5 мг/г и 0,21 мг/г соответственно. Средняя концентрация нефтяных углеводородов к северу от п-ва Апшерон составила 0,71 мг/г, у Нефтяных Камней - 0,76 мг/г, в Бакинской бухте - 95,1 мг/г, у Сангачал - 0,94 мг/г, у банки Макарова - 0,81 мг/г. Существенно более чистыми были участки у Набрани (0,03 мг/г), Зыря (0,04 мг/г), у банки Андреева (0,15 мг/г) и у Куринского Камня (0,07 мг/г). На восточном побережье моря концентрации нефтяных углеводородов в донных отложениях в среднем были существенно ниже и составляли в акватории порта Актау 0,19 мг/г, а в Туркменбашинском заливе - 0,35 мг/г [5].

В глубоководных районах моря донные отложения относительно чистые, общее снижение содержания нефтяных углеводородов в донных осадках происходило в направлении от малых к большим глубинам моря (рис. 6.15).

Рисунок 6.15

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

Самым грязным районом всего Каспия является Бакинская бухта, где толщина нефтенасыщенных отложений достигает 8,5 м. Этому способствует не только ее ограниченный водообмен с открытым морем, но и тот огромный объем городских отходов, который сбрасывался сюда долгие годы и образовал толщу по существу антропогенных грунтов. Как следствие часто происходит вторичное загрязнение окружающей среды за счет взмучивания донных отложений в штормовую погоду, либо их изъятия при дноуглубительных работах и захоронения в районах дампинга. В противоположность Бакинской бухте, в открытых районах моря на мелководье в "волноприбойной" зоне с отрицательной седиментацией донных осадков и размывом выходов коренных пород обычно наблюдались пониженные концентрации загрязняющих веществ. Такие районы отмечены у Апшеронского порога, вблизи островов Жилой (Чилов) и банки Нефтяные Камни (Нефт Дашлары) со значительными скоростями придонных течений [5,9].

В районах сброса грунта, образующегося при дноуглубительных работах и при гидротехническом строительстве, донные отложения обогащены нефтяными углеводородами. В районах дампинга к северу от п-ова Апшеронский (у Сумгаита) среднее содержание НУ составило 0,14 мг/г, в районе Апшерона - 0,15 мг/г, Баку - 0,36 мг/г, Карадаг - 0,24 мг/г, Актау - 0,12 мг/г, Бекдаша - 0,16 мг/г, Кианлы - 0,17 мг/г, Туркменбаши - 0,16 мг/г, Челекена - 0,15 мг/г, Окарем - 0,30 мг/г донных отложений [12].

Во всех загрязненных участках моря прослеживалось закономерное убывание содержания загрязняющих веществ от поверхности донных отложений в их глубину (табл. 6.6). Загрязнение донных отложений ограничивается коренными глинами и суглинками, подстилающими поверхностные слои современных песков и илов.

Таблица 6.6

Изменение среднего содержания нефтяных углеводородов (мг/г) в донных отложениях Южного Каспия с ростом глубины слоя грунта

При прочих равных условиях (расстояния от источника загрязнения, глубина залегания, физических свойствах грунтов) содержание загрязняющих веществ в донных отложениях зависит от степени дисперсности грунтов, т.е. преобладания тонких или грубых фракций. Например, увеличение концентрации нефтяных углеводородов в песках происходило от гравелистых (0,01 мг/г), к крупным (0,04 мг/г), средним (0,09 мг/г), мелким (0,18 мг/г) и пылеватым (0,26 мг/г) фракциям. В глинистых осадках аналогично прослеживалось увеличение концентраций НУ при переходе от супесчаных (9,6 мг/г) к суглинистым (10,3 мг/г) и глинистым илам (12,3 мг/г) (табл. 6.7). В Бакинской бухте повышенные концентрации нефти были выявлены в илах (103,8 мг/г) по сравнению с песком (0,75 мг/г) и глиной (0,21 мг/г).

Таблица 6.7

Средние концентрации загрязняющих веществ и механический состав грунтов Южного Каспия в 1978-1994 гг. [10]

Межгодовая изменчивость загрязненности донных отложений акватории Южного Каспия свидетельствует о постепенном снижении уровня нефтяного загрязнения вследствие подъема уровня моря и промышленного спада в регионе (табл. 6.8).

Таблица 6.8

Межгодовая изменчивость содержания нефтяных углеводородов (мг/г) в донных отложениях Южного Каспия (1978-1994 гг.)

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях Южного Каспия в целом не превышало региональных фоновых значений. Исключение составляют грунты Бакинской бухты, где была отмечена повышенная концентрация ртути (средняя - 1,3 мг/г), никеля (41,3 мг/г), стронция (330,3 мг/г) и были зафиксированы особенно высокие значения для хрома (421,6 мг/г) (табл. 6.9). В Туркменбашинском заливе донные отложения загрязнены никелем (28,5 мг/г), хромом (120,0 мг/г) и барием (501,0 мг/г). Повышенные концентрации тяжелых металлов наблюдались в местах непосредственного сброса промышленных отходов, проведения дноуглубительных работ и в районах дампинга. Их содержание в донных отложениях района снижалось по направлению к центральной части моря. Исключение составляют соединения цинка, оседающие на значительных глубинах за счет отмирающего и оседающего на дно планктона.

Таблица 6.9

Средние концентрации загрязняющих веществ в донных отложениях Бакинской бухты (1978-1995 гг.)

Загрязнение донных отложений ртутью в западной части моря (в среднем 0,34 мг/г) в несколько раз превышало аналогичные показатели (0,16 мг/г) для восточного шельфа. Максимальные концентрации ртути обычно отмечались в районе п-ова Апшеронский (0,58-0,78 мг/г) {Сумгаита (0,78 мг/г), Нефтяных Камней (0,58 мг/г)}, в Бакинской бухте (1,22 мг/г), у Актау (0,34 мг/г), Туркменбаши (0,17 мг/г), Челекена (0,23 мг/г) [5].

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.

Загрязнение донных отложений 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)

ВЫВОДЫ