ЗАГРЯЗНЕНИЕ  ВОД  АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКОГО  БАССЕЙНА  НЕФТЯНЫМИ  КОМПОНЕНТАМИ

Харьковский  Владимир  Михайлович

канд.  хим.  наук,  ст.  научный  сотрудник,  ЮНЦ  РАН,  г.  Ростов-на-Дону

E-mail:  9045033145@mail.ru

Сойер  Вячеслав  Григорьевич

канд.  хим.  наук,  ст.  научный  сотрудник,  ИАЗ  ЮНЦ  РАН,  г.  Ростов-на-Дону

E-mail: 

Основными  проблемами  Азовского  и  Черного  морей  является  их  неудовлетворительное  экологическое  состояние,  связанное  с  активизацией  экономической  деятельности  приморских  стран  в  последние  10  лет,  при  этом  уровень  природоохранных  мероприятий  в  этот  период  существенно  ухудшился.  В  последние  годы  изменился  компонентный  состав  приоритетных  загрязняющих  веществ;  преобладающим  типом  загрязнения  стало  не  промышленное,  а  хозяйственно-бытовое  [8,  с.  57]. 

Одним  из  важнейших  техногенных  факторов,  оказывающих  наиболее  негативное  влияние  на  экологическую  систему  Азовского  и  Черного  морей  является  сильное  загрязнение  впадающих  в  моря  рек,  а  также  поступление  в  водоемы  нефти  и  нефтепродуктов  вследствие  морских  грузоперевозок  и  деятельности  портов.  Загрязнение  вод  Азовского  и  Черного  морей  нефтепродуктами  приводит  к  снижению  биологической  продуктивности,  вымиранию  редких  и  ценных  видов  флоры  и  фауны.

Формирование  качества  вод  Азовского  моря  в  значительной  степени  происходит  под  влиянием  стока  р.  Дон.  По  нашим  данным  [7,  с.  86],  в  водах  нижнего  течения  р.  Дон  в  1990—1995  гг.  превышение  предельно-допустимой  концентрации  нефтепродуктов  наблюдалось  повсеместно  и  достигало  почти  10-кратного  уровня.  В  дальнейшем  было  отмечено  определённое  поэтапное  снижение  их  концентрации  в  водах  р.  Дон  и  Азовского  моря  [3,  с.  64].

В  задачу  настоящей  работы  входила  оценка  загрязнённости  вод  нефтепродуктами  в  современный  период  в  районах  с  наибольшей  активностью  транспортных  потоков  —  Нижний  Дон,  включая  дельту  и  авандельту,  Азовское  море,  Керченский  пролив  и  прибрежная  акватория  Черного  моря. 

Определение  нефтепродуктов  проводили  стандартным  методом  с  экстракцией  тетрахлорметаном,  хроматографическим  выделением  углеводородных  фракций  и  ИК-регистрацией  на  концентратомере  КН-2м  [4,  с.  22].

Измерения  содержания  нефтепродуктов  в  р.  Дон  и  притоках  проводили  в  зимой  2012—2013  гг.  и  в  весеннее-летний  период  2013  г.  В  зимний  период  из-за  низких  температур  скорость  бактериальной  деградации  нефтепродуктов  была  значительно  понижена  и  с  большей  уверенностью  могли  регистрироваться  наиболее  загрязнённые  участки  акватории.  Кроме  того,  пониженная  в  зимний  период  скорость  вегетации  микроводорослей  значительно  уменьшала  погрешность  результатов  измерений  из-за  прижизненного  выделения  биогенных  углеводородов.  По  полученным  результатам,  в  водах  фоновых  точек  (озеро  Маныч-Гудило  и  Весёловское  водохранилище  на  р.  Маныч  с  минимальной  плотностью  населения  и  хозяйственной  деятельностью)  концентрация  нефтяных  углеводородов  варьировала  от  аналитического  нуля  (менее  0,015  мг/дм³)  до  0,04  мг/дм³  при  предельно-допустимом  уровне  —  0,05  мг/дм³.  В  водах  р.  Дон  вдали  от  населённых  пунктов  регистрировались  концентрации  в  пределах  0,03—0,04  мг/дм³.  Вблизи  крупных  населённых  пунктов  концентрации  нефтепродуктов  в  воде  возрастали  до  0,05—0,10  мг/дм³.  В  районе  порта  Усть-Донецк  отмечались  повышенные  концентрации  —  до  0,122  мг/дм³  (2,5-кратное  превышение  ПДК). 

В  дельте  р.  Дон  в  районе  скопления  транзитных  судов  при  ежечасном  режиме  наблюдений  также  отмечены  повышенные  концентрации  нефтепродуктов  —  от  0,058  до  0,120  мг/дм³  при  среднем  значении  0,085  мг/дм³,  что  свидетельствует  о  неоднородном  поле  загрязнения  и  важности  организации  регулярных  наблюдений.  У  края  дельты  концентрация  повышалась  до  0,115  и  0,134  мг/дм³,  а  после  выхода  в  залив  наступал  спад  концентраций  вследствие  смешения  и  разбавления  водами  залива,  достигая  в  среднем  0,075  мг/дм³,  что  расценивается  как  весьма  умеренное  загрязнение.

В  весеннее-летний  период  концентрации  нефтяных  компонентов  зарегистрированы  на  более  высоком  уровне.  Наиболее  высокое  содержание  нефтяных  компонентов  отмечено  в  притоках  р.  Дон:  в  гирле  Большая  Кутерьма  —  0,420  мг/дм³  и  в  р.  Мертвый  Донец  —  0,601  мг/дм³  (8  ПДК  и  12  ПДК,  соответственно).  В  дельтовой  части  р.  Дон  (район  х.  Донской,  стационар  ЮНЦ  РАН)  концентрации  нефтепродуктов  также  увеличились  и  составили  в  среднем  0,078  мг/дм³  (1,5  ПДК)  при  максимальном  значении  0,234  мг/дм³  (4,7  ПДК).  На  выходе  в  Таганрогский  залив  содержание  нефтепродуктов  обнаружено  на  уровне  0,112—0,217  мг/дм³.

Концентрации  нефтепродуктов  в  воде  Азовского  моря  в  наблюдаемый  период  варьировали  в  довольно  широких  пределах:  от  <0,015  до  0,134  мг/дм³  зимой,  <0015  до  0,200  мг/дм³  весной  и  от  <0015  до  0,110  мг/дм³  летом.  Максимальные  значения  содержания  нефтепродуктов  приурочены  к  восточной  части  Таганрогского  залива.  При  этом  концентрации  нефтяных  компонентов  в  придонном  слое  практически  повсеместно  превышают  концентрации  в  поверхностном  слое  воды,  как  Таганрогского  залива,  так  и  собственно  моря.  Рассматривая  экосистему  Азово-Черноморского  бассейна,  обращает  на  себя  внимание  район  Керченского  пролива  и  предпроливья,  который  характеризуется  наиболее  интенсивным  развитием  судоходства  и  активной  хозяйственной  деятельностью  непосредственно  в  акватории  (перевалка  грузов,  рыболовство)  и  в  прибрежной  зоне  с  крупными  портами  и  их  инфраструктурой  по  обоим  берегам.  Загрязнённость  вод  нефтепродуктами  в  этом  регионе  до  катастрофы  судов  2007  года,  по  данным  НАН  Украины  [1,  с.  36],  варьировала  в  среднем  в  диапазоне  0,02—0,12  мг/дм³,  максимальная  —  0,29  мг/дм³  —  была  зарегистрирована  однократно  в  2002  г.  в  зоне  судового  хода.

Крупнейшая  за  последние  годы  катастрофа  произошла  11  ноября  2007  г.  в  Керченском  проливе.  В  результате  шторма  были  выброшены  на  берег  или  затонули  10  судов.  В  море  попало  от  2  до  4  тыс.  т.  мазута.  В  связи  с  аварией  танкеров  Южным  научным  центром  РАН  были  оперативно  проведены  экспедиционные  обследования  акватории  пролива  по  обширной  сетке  станций.  По  данным  анализа  проб,  отобранных  в  первые  дни  в  зоне  катастрофы,  концентрация  нефтепродуктов  в  поверхностном  горизонте  достигала  2,5  мг/дм³,  что  соответствует  50-кратному  превышению  ПДК.  Распределение  загрязнения  весьма  неоднородно:  в  подповерхностном  горизонте  здесь  зарегистрировано  0,22  мг/дм³.  Сходные  данные  были  отмечены  И.А.  Немировской  в  случае  аналогичного  разлива  нефти  в  районе  Клайпеды  —  концентрации  в  поверхностном  горизонте  достигали  1,5—2,5  мг/дм³  [6,  с.  21].

Через  7  дней  после  разлива  нефти  произошло  снижение  концентраций  и  их  перераспределение  по  глубине  —  0,94  мг/дм³  у  дна  и  0,20  мг/дм³  в  поверхностном  слое.  Значительная  часть  нефти  попала  также  в  мелководный  Таманский  залив  —  до  0,41  мг/дм³,  где  одновременно  наблюдались  и  весьма  низкие  концентрации  (~  0,2—0,03  мг/дм³).  Спустя  месяц  —  в  декабре  2007  г.  загрязнённость  вод  существенно  снизилась  и  в  среднем  составляла  0,10  мг/дм³  при  диапазоне  варьирования  0,05—0,24  мг/дм³.

Следует  отметить  важность  усилий  ЮНЦ  РАН  и  местных  органов  управления  по  организации  оперативных  мер  ликвидации  загрязнения:  сбор  мазута  на  берегу  и  в  прибрежной  зоне,  вывоз  замазученного  грунта  и  морских  трав,  большого  количества  погибших  птиц  (собрано  более  5  тысяч  особей),  организация  мест  захоронения.  Гибели  рыбы  не  обнаружено.

В  последующем  годичном  цикле  наблюдений  состояния  вод  Азовского  моря  и  Керченского  пролива  (в  зимний  период  —  на  ледоколе  «Капитан  Демидов»,  после  распаления  льда  —  на  научно-исследовательском  судне  ЮНЦ  РАН  «Денеб»)  отмечено  неуклонное  снижение  загрязнённости  вод  и  донных  отложений  в  районе  катастрофы.  По  существу  за  неполный  годовой  период  концентрация  нефтепродуктов  снизилась  до  довольно  низкого  уровня  0,05—0,10  мг/дм³,  наблюдавшегося  до  катастрофы.  Летом  2013  г.  в  воде  Керченского  пролива  концентрации  нефтепродуктов  зарегистрированы  в  диапазоне  от  0,044  до  0,141  мг/дм³.

Черное  море  во  все  времена  было  важным  транспортным  узлом,  а  в  последние  годы  резко  возросла  его  роль  как  транспортной  артерии  по  перевозке  нефти  (до  54  млн.  т.  в  год).  Количество  грузовых  судов,  работающих  в  Черном  море,  —  около  50  тыс.  в  год.  При  этом  шельф  северо-восточной  части  Черного  моря  имеет  важное  рыбохозяйственное  значение,  являясь  районом  промысла,  миграции,  нагула  и  нереста  многих  промысловых  рыб. 

Данные  многолетних  наблюдений  [5,  с.  50]  показали,  что  концентрации  нефтепродуктов  в  водной  толще  северо-восточного  побережья  Черного  моря  находились  в  широком  диапазоне  —  от  <0,015  до  4,90  мг/дм³.  Весной  2013  г.  содержание  нефтепродуктов  составило  от  0,042  до  0,068  мг/дм³  при  среднем  значении  0,051  мг/дм³.  Более  загрязнена  вода  в  Черном  море  на  территории  Абхазии.  В  период  весеннего  рейса  2013  г.  в  этом  районе  были  зарегистрированы  концентрации  нефтепродуктов  в  диапазоне  —  от  0,039  до  0,292  мг/дм³.  Средняя  концентрация  составила  0,111  мг/дм³.

Накопление  тоаксикантов,  в  том  числе  и  нефтепродуктов,  в  гидробионтах  различных  экологических  групп  происходит  неодинаково.  Уровень  накопления  токсикантов  зависит  не  только  от  степени  загрязнения  воды,  донных  отложений,  но  и  от  поведенческих  и  физиологических  особенностей  видов.  При  этом  среди  групп  одного  вида  рыб,  отловленных  в  разных  районах,  возможны  существенные  отличия  в  накоплении  поллютантов  [2,  с.  63].

В  организмах  гидробионтов  синтезируются  углеводороды,  которые  свойственны  составу  нефти.  Поэтому  в  биологических  объектах  неприемлемо  определение  суммарного  содержания  нефтяных  углеводородов,  идентифицируемых  как  нефтепродукты.  В  тканях  гидробионтов  анализируют,  как  правило,  ароматические  углеводороды  и,  реже,  алифатические  углеводороды  —  парафины  нормального  строения,  определяемые  как  индивидуальные  соединения.  Для  изучения  накопления  нефтяных  углеводородов  в  гидробионтах,  были  использованы  два  вида  рыб:  мерланг  и  шпрот,  выловленные  в  Черном  море.

Содержание  неполярных  алифатических  углеводородов,  как  главных  компонентов  нефти  и  нефтепродуктов,  в  исследуемых  рыбах  сравнительно  невелико.  Существующие  признаки  происхождения  обнаруженных  углеводородов  (естественное  или  техногенное)  свидетельствуют  об  их  естественном  биогенном  пути  поступления.  Во  всех  проанализированных  пробах  рыб  наблюдается  явно  повышенное  содержание  пентадекана  (C₁₅)  —  от  1,57  до  3,17  мг/кг  и  гептадекана  (C₁₇)  —  от  2,15  до  4,50  мг/кг  на  фоне  довольно  низких  концентраций  других,  расположенных  рядом,  компонентов. 

Соотношение  концентраций  пристана  и  фитана,  как  и  соотношение  концентраций  четных  и  нечетных  компонентов  (индекс  нечетности  CPI)  для  всех  образцов  рыбы  существенно  больше  единицы  (от  1,2  до  1,6),  что  подтверждает  биогенное  происхождение  углеводородов. 

По  результатам  раздельного  количественного  определения  летучих  ароматических  углеводородов  (ЛАУ)  в  большинстве  случаев  в  проанализированных  образцах  рыбы  обнаружен  только  бензол  в  довольно  низких  концентрациях  от  5,0  до  12,0  мкг/кг. 

Накопление  полициклических  ароматических  углеводородов  (ПАУ)  в  рыбе  оценивается  как  весьма  умеренное  с  характерным  для  этого  вида  загрязняющих  веществ  распределением  концентраций  —  максимальное  для  флуорантена  (от  0,12  до  0,45  мкг/кг)  и  бенз(а)антрацена  (  от  0,22  до  0,56  мкг/кг).  Бенз(а)пирен,  наиболее  опасный  из  ряда  ПАУ,  обнаруживается  в  минимальных  количествах,  не  превышающих  в  среднем  10  мкг/кг.

Список  литературы:

1. Еремеев  В.Н.,  Иванов  В.А.,  Ильин  Ю.П.  Океанографические  условия  и  экологические  проблемы  Керченского  пролива  //  Морський  екологiчний  журнал.  —  2003.  —  Т.  II.  №  3.  —  С.  27—40.
2. Ильин  Г.В.  Органические  загрязнители  в  рыбах  Азово-Черноморского  бассейна  //  Вестник  Южного  научного  центра.  —  2012.  —  Т.  8.  №  1.  —  С.  60—69.
3. Клёнкин  А.А.,  Корпакова  И.Г.,  Павленко  Л.Ф.,  Темердашев  З.А.  Экосистема  Азовского  моря:  антропогенное  загрязнение.  —  Краснодар:  ФГУП  «АзНИИРХ»,  2007.  —  324  с.
4. Количественный  химический  анализ  вод.  Методика  выполнения  измерений  массовой  концентрации  нефтепродуктов  в  питьевых,  природных  и  очищенных  сточных  водах  методом  ИК-спектофотометрии  на  концентратомере  КН-2м.  ПНД  Ф  14.1:2:4.168-2000.  —  М:  ООО  «Производственно-экологическое  предприятие  «СИБЭКОПРИБОР»,  2000.  —  22  с.
5. Ларин  А.А.,  Павленко  Л.Ф.,  Скрыпник  Г.В.,  Корпакова  И.Г.  Загрязнение  прибрежной  акватории  Российского  Причерноморья  нефтяными  компонентами.  //  Морський  екологiчний  журнал.  —  2011.  —  Отд.  вып.  №  2.  —  С.  49—55.
6. Немировская  И.А.  Нефтяные  углеводороды  в  океане  //  Природа.  —  2008.  —  №  3.  —  С.  17—27.
7. Семёнов  А.Д.,  Харьковский  В.М.,  Сойер  В.Г.,  Павленко  Л.Ф.,  Александрова  З.В.  Особенности  загрязнения  Нижнего  Дона  //  Тез.  докл.  Второго  Международного  конгресса  «Вода:  экология,  технология»  (ЭКВАТЭК-96).  М.,  17—21  сент.  1996  г.  —  М.,  1996.  С.  86—87.
8. Экологический  вестник  Дона  «О  состоянии  окружающей  среды  и  природных  ресурсов  Ростовской  области  в  2011  г.».  Ростов-н/Д.,  2012.  360  с.