Загрязнение вод Северного Каспия

В период с 1978 по 1992 г. контроль за загрязнением вод Северного Каспия проводился в рамках национальной программы СССР по мониторингу состояния морской среды на станциях пяти стандартных "вековых" разрезов (рис. 1). В программу наблюдений входило определение в воде температуры, солености, концентрации растворенного кислорода и биогенных элементов, аммонийного азота, нефтяных углеводородов, фенолов, детергентов, хлорорганических пестицидов (с 1985 г.), а также тяжелых металлов - ртути (с 1986 г.), цинка и меди (1989-1990 гг.) и свинца (в 1990 г.). Всего было выполнено 3174 станций. После прекращения в 1992 г. работ по регулярному мониторингу, наблюдения за загрязнением вод и донных отложений Северного Каспия проводились в отдельных экспедициях в 1993-1996 гг. и 2000-2002 гг. Программа экспедиций и набор контролируемых параметров сильно различались, однако данные позволяют проследить временную динамику и пространственное распределение загрязняющих веществ. В первых экспедициях и в 2000 г. работы проводились мористее морского края дельты р. Волги в летний период. Экспедиции 2001 и 2002 гг. охватывали как приустьевой участок дельты, так и центральную часть Северного Каспия. Всего было выполнено 444 станции.

Нефтяные углеводороды.

По данным мониторинга до 1992 г. суммарная концентрация НУ в водной толще изменялась в широких пределах и достигала 3,78 мг/л в октябре 1984 г. в западной части мелководного района Северного Каспия на разрезе IIIa. Средняя за весь период наблюдений концентрация НУ составила 0,19 мг/л. Особенно высокие значения концентрации НУ наблюдались до 1985 г., в последующий период уровень загрязнения вод нефтяными углеводородами значительно снизился, а средние концентрации, в основном, изменялись в пределах 0,1-0,2 мг/л (рис. 2). Пространственное распределение НУ отличалось неравномерностью. Наиболее загрязненными были воды взморья Урала, где средние значения НУ достигали 1,2 мг/л. Также повышенным было содержание НУ в юго-западной части Северного Каспия на границе с шельфом Дагестана. Закономерности сезонных изменений концентраций НУ не прослеживаются (табл. 1).

Рисунок 2

Межгодовая изменчивость концентраций нефтяных углеводородов (мг/л) в водах Северного Каспия в 1978-1992 гг

Таблица 1

Среднемесячные концентрации загрязняющих веществ в водах Северного Каспия в 1978-1992 гг

Примечание: для расчета среднемесячной концентрации использованы все значения, включая максимальные начала 1980-х годов.

В 1993 - 2002 гг. средняя концентрация нефтяных углеводородов в воде Северного Каспия составила 0,067 мг/л, что соответствует данным исследований 2001-2003 гг. (средние величины изменялись от 0,029 до 0,073 мг/л) [1], но существенно ниже данных КаспНИРХ, определяющих границы средних значений в эти же годы в диапазоне 0,15-0,35 мг/л [2]. В летние месяцы 1993-1996 гг. концентрация НУ в водах на мористом крае дельты р. Волги была невысокой (табл. 2). В 2001 г. году загрязнение вод Северного Каспия нефтяными углеводородами было наибольшим за десятилетие. Максимум - 0,29 мг/л, был отмечен в конце июня в мористой части акватории (II вековой разрез). Высокие уровни были зафиксированы как в летний сезон (среднее значение для приустьевых участков р. Волги - 0,105 мг/л, II вековой разрез - 0,267 мг/л, III разрез - 0,045 мг/л, IIIа разрез - 0,035 мг/л), так и зимой. Летом - осенью 2002 г. концентрации НУ в воде резко снизились. Особенно высокий уровень загрязнения центральной части акватории летом 2001 г. повлиял на повышение пространственной неоднородности распределения средних за десятилетие значений (рис. 3).

Таблица 2

Средние концентрации загрязняющих веществ на морском крае дельты реки Волги и в водах Северного Каспия в 1993-2002 гг

* - Предел обнаружения = 0,025 мг/л

** - Предел обнаружения = 0,05 нг/л

Рисунок 3

Распределение нефтяных углеводородов (мг/л) в водах Северного Каспия в 1993-2002 гг

Фенолы.

На акватории Северного Каспия фенолы были обнаружены в 1235 из 2146 проб воды, отобранных с 1978 по 1992 г. в рамках программы мониторинга. Хотя их максимальная концентрация достигала 0,048 мг/л, обычно она не превышала 0,02 мг/л, и только в 156 пробах была выше. Среднее значение фенолов по всей акватории составило 0,005 мг/л (табл. 2). Для долговременной динамики концентраций фенолов в воде характерны значительные межгодовые колебания (рис. 4). Несколько пониженные величины отмечаются в зимний период, однако количество наблюдений в этот сезон очень небольшое, а в январе пробы вообще не отбирались.

Рисунок 4

Межгодовая изменчивость концентраций фенолов (мг/л) в водах Северного Каспия в 1978-1992 гг

После 1992 г. наблюдения по программе мониторинга были прерваны. По данным КаспНИРХ диапазон колебаний среднегодовых значений в период до 1999 г. составлял 0,002-0,005 мг/л [1].

В осенне-зимний период 2000-2002 гг. (табл. 2) средняя концентрация фенолов в воде составила 0,005 мг/л, что совпадает с результатами многолетнего мониторинга. Максимальные значения (0,017-0,018 мг/л) были отмечены в октябре 2002 г. в западной части Северного Каспия в зоне влияния стока волжских вод. В целом, уровень загрязнения вод Северного Каспия фенолами весьма высокий.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

На акватории Северного Каспия эта группа загрязняющих веществ обнаружена в 1745 пробах, отобранных с 1978 по 1992 г. в рамках программы мониторинга. Средняя концентрация на исследуемой акватории составила 0,054 мг/л (табл. 1). Повышенные значения отмечены в июле - сентябре, пониженные - в холодный период года. Наиболее высокие значения чаще всего характерны для западной части акватории Северного Каспия.

Средняя концентрация детергентов в ноябре 2000 г. и декабре 2001 г. составила 0,032 мг/л (табл. 2). Максимальные значения достигали 0,038 мг/л. В 2002 г. содержание детергентов в воде было ниже предела обнаружения метода анализа.

Аммонийный азот.

До 1992 г. среднее содержание NH4 составляло 37,2 мкг/л, максимальное - 897 мкг/л. Повышенные значения характерны для морского края дельты р. Волга и западной части акватории. Сезонная и межгодовая динамика не имеет четко выраженных особенностей (рис. 5, табл. 1).

Рисунок 5

Межгодовая изменчивость концентраций аммонийного азота (мкг/л) в водах Северного Каспия в 1978-1992 гг

После 1992 г. средняя концентрация NH4 составила 180,1 мкг/л и была значительно выше, чем в предыдущие два десятилетия (табл. 2). Максимальное значение (2680 мкг/л) было отмечено в августе 2000 г. в придонном слое в западной части Северного Каспия на вековом разрезе IIIа. В это время средняя концентрация NH4 в поверхностном слое (201,5 мкг/л) почти не отличалась от таковой в придонном слое (233,5 мкг/л). Небольшая разница в вертикальном распределении аммонийного азота в водах Северного Каспия была отмечена и в другие годы: в 2001 г. средняя концентрация на поверхности составила 510,5 мкг/л, в придонном слое - 429,9 мкг/л; в 2002 г. - 17,6 и 20,7 мкг/л соответственно. Это позволяет предположить высокую интенсивность ветрового перемешивания на мелководье, что препятствует образованию устойчивой вертикальной стратификации в распределении аммонийного азота, образующего в процессе разложения органического вещества. В целом высокие значения чаще встречались на морском крае дельты р. Волги и на западе акватории.

Пестициды.

В период с 1978 по 1992 г. из группы хлорорганических пестицидов наиболее высокие концентрации в воде были отмечены для ДДТ. Среднее значение - 31 нг/л, максимум составил 1950 нг/л и наблюдался в апреле 1985 г. в восточной части Северного Каспия. Содержание ДДЭ было более, чем на порядок меньше: средняя концентрация составила 1 нг/л. Максимум (27 нг/л) был зафиксирован в июне 1985 г. в средней части акватории. Средняя концентрация -HCH составила 2 нг/л, максимум (85 нг/л) был отмечен в июне 1991 г. в восточной части Северного Каспия. Для -HCH среднее равнялось 1 нг/л, максимум (264 нг/л) был отмечен в апреле 1985 г. в восточной части Северного Каспия.

После 1992 г. концентрация пестицидов группы DDT в воде Северного Каспия была очень низкой, иногда ниже предела обнаружения использовавшегося метода анализа. Среднее и максимальные за десятилетие значения DDT составили 0,23 и 0,92 ng/l, DDE - 0,03 и 0,21 ng/l, DDD - 0,03 и 0,32 ng/l соответственно. В целом, концентрации пестицидов группы DDT были немного выше в начале десятилетия (табл. 2). Среднее содержание в воде пестицидов группы HCH было ниже в начале рассматриваемого периода, однако в октябре 2002 г. в открытых водах Северного Каспия их концентрация возросла более, чем на два порядка почти на всех обследованных участках акватории. Cредние и максимальные концентрации -HCH и -HСH составили 1,38 ng/l, 0,55 ng/l и 11,20 ng/l, 4,85 ng/l соответственно и были зафиксированы в приповерхностном слое воды на границе Северного и Среднего Каспия. В целом содержание изомеров HCH соответствовало величинам, полученным в водах восточной части Северного Каспия и в междуречье Волги и Урала в период половодья в 2003 и 2004 гг. - 10-40 ng/l и 7-15 ng/l соответственно [3].

Тяжелые металлы.

В 1986 - 1991 гг. концентрации металлов в воде Северного Каспия определялась эпизодически. Среднее содержание ртути в воде было фактически одинаковым в центральной и западной частях акватории: - 0,15 - 0,18 мкг/л. Максимум составил 0,80 мкг/л и был зафиксирован в середине октября 1986 г. на самой северной станции разреза IIIа. Средняя концентрация цинка и меди в северо-западной части Северного Каспия в 1989-1990 гг. составила 0,033 и 0,005 мкг/л, а максимум - 0,186 и 0,019 мкг/л, соответственно. Средняя концентрация свинца в 1990 г. составила 3,43 мкг/л.

В последующее десятилетие (табл. 2) максимальные концентрации тяжелых металлов на акватории Северного Каспия составили: железа - 52 мкг/л, марганца - 5 мкг/л, цинка - 10,6 мкг/л, никеля - 4 мкг/л, меди - 6,2 мкг/л, свинца - 8 мкг/л и кадмия - 1 мкг/л. В целом загрязнение вод центральной части Северного Каспия тяжелыми металлами в эти годы было существенно более низким, чем в северо-восточном районе в 2003-2004 гг. [3]. Пространственные зоны особо высокого загрязнения не выделены, повышенные концентрации металлов отмечены как вблизи морского края дельты, так и мористее. Существенных изменений во времени также не отмечено.

ЛИТЕРАТУРА

1. 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.

2. Гераскин П.П., Металлов Г.Ф., Аксенов В.П., Галактионова М.Л. Нефтяное загрязнение Каспийского моря как один из факторов негативного влияния на физиологическое состояние осетровых рыб. - 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.54-60.

3. Амиргалиев Н.А. К эколого-токсикологической оценке Урало-Каспийского бассейна. - 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.13-16.