Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря

Проанализированы известные критерии оценки экологического состояния морских береговых зон по основным химическим и биологическим показателям. На основе многолетних данных рассмотрено экологическое состояние Севастопольских бухт, изучено взаимодействие морских организмов и их сообществ с загрязнени...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автор:	Рубцова, С.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Морський гідрофізичний інститут НАН України 2011
Назва видання:	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Теми:	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109502
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря / С.И. Рубцова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 133-148. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-109502
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1095022016-12-02T03:02:49Z Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря Рубцова, С.И. Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Проанализированы известные критерии оценки экологического состояния морских береговых зон по основным химическим и биологическим показателям. На основе многолетних данных рассмотрено экологическое состояние Севастопольских бухт, изучено взаимодействие морских организмов и их сообществ с загрязнением, сделаны предложения по улучшению экологического состояния акваторий. Предложен новый подход к интегрированному управлению ресурсно-экологической безопасности прибрежной зоны, что позволит разработать практические рекомендации для управления качеством водной среды и эксплуатации прибрежных акваторий, а также для развития рекреации и туризма в Причерноморском регионе. Один из путей улучшения экологического состояния акваторий основан на создании искусственных гидробиологических систем для очистки загрязненных морских вод и оздоровления прибрежных акваторий. Проаналізовані відомі критерії оцінки екологічного стану морських берегових зон за основними хімічними і біологічними показниками. На основі багаторічних даних розглянутий екологічний стан Севастопольських бухт, вивчена взаємодія морських організмів і їх співтовариств із забрудненням, зроблені пропозиції по поліпшенню екологічного стану акваторій. У роботі запропонований новий підхід до інтегрованого управління ресурсно-екологічної безпеки прибережної зони, що дозволить розробити практичні рекомендації для управління якістю водного середовища і експлуатації прибережних акваторій, а також для розвитку рекреації і туризму в Причорноморському регіоні. Одін з шляхів поліпшення екологічного стану акваторій заснований на створенні штучних гідробіологічних систем для очищення забруднених морських вод і оздоровлення прибережних акваторій. The known criteria of estimation of the ecological state of marine waterside areas are analysed on basic chemical and biological indexes. On the basis of longterm information the ecological state of the Sevastopol bays is considered, co-operating of marine organisms and their associations is studied with contamination, suggestion on the improvement of the ecological state of aquatoriums is done. The new approach for integrated management of resource-ecological safety of coastal zone is proposed; it allows to develop practical recommendations for management a quality of water environment, exploitation of coastal aquatoriums and for development of tourism in the Black sea region. One of ways of improvement of the ecological state of aquatoriums is based on creation of the artificial hydrobiological systems for cleaning of muddy salt waters and making healthy of off-shore aquatoriums. 2011 Article Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря / С.И. Рубцова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 133-148. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109502 576.89:597(261) ru Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морський гідрофізичний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
spellingShingle	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Рубцова, С.И. Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description	Проанализированы известные критерии оценки экологического состояния морских береговых зон по основным химическим и биологическим показателям. На основе многолетних данных рассмотрено экологическое состояние Севастопольских бухт, изучено взаимодействие морских организмов и их сообществ с загрязнением, сделаны предложения по улучшению экологического состояния акваторий. Предложен новый подход к интегрированному управлению ресурсно-экологической безопасности прибрежной зоны, что позволит разработать практические рекомендации для управления качеством водной среды и эксплуатации прибрежных акваторий, а также для развития рекреации и туризма в Причерноморском регионе. Один из путей улучшения экологического состояния акваторий основан на создании искусственных гидробиологических систем для очистки загрязненных морских вод и оздоровления прибрежных акваторий.
format	Article
author	Рубцова, С.И.
author_facet	Рубцова, С.И.
author_sort	Рубцова, С.И.
title	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря
title_short	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря
title_full	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря
title_fullStr	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря
title_full_unstemmed	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря
title_sort	критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны черного моря
publisher	Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109502
citation_txt	Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря / С.И. Рубцова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 133-148. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv	AT rubcovasi kriteriiocenkiékologičeskogosostoâniâpribrežnojzonyčernogomorâ
first_indexed	2025-07-07T23:11:47Z
last_indexed	2025-07-07T23:11:47Z
_version_	1837031655821279232
fulltext	133 УДК 576 .89 :597(261) С.И.Рубцова Институт биологии южных морей НАН Украины, г.Севастополь КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ Проанализированы известные критерии оценки экологического состояния морских береговых зон по основным химическим и биологическим показателям. На основе многолетних данных рассмотрено экологическое состояние Севастополь- ских бухт, изучено взаимодействие морских организмов и их сообществ с загрязне- нием, сделаны предложения по улучшению экологического состояния акваторий. Предложен новый подход к интегрированному управлению ресурсно-экологичес- кой безопасности прибрежной зоны, что позволит разработать практические реко- мендации для управления качеством водной среды и эксплуатации прибрежных акваторий, а также для развития рекреации и туризма в Причерноморском регионе. Один из путей улучшения экологического состояния акваторий основан на созда- нии искусственных гидробиологических систем для очистки загрязненных морских вод и оздоровления прибрежных акваторий. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : экологическая оценка, нефтяное загрязнение, прибреж- ная зона, Черное море. Экологические исследования стали неотъемлемой и обязательной ча- стью изучения территории Украины и прилегающих акваторий Черного и Азовского морей, конечной целью которых является, как правило, оценка экологического состояния. Такие исследования особенно актуальны для морской береговой зоны, которая отличается сложным геологическим строением, чрезвычайным разнообразием природных процессов и мощной антропогенной нагрузкой. Однако до настоящего времени нет единого ме- тодического подхода к определению критериев оценки экологического со- стояния прибрежной зоны. Выявление зон экологического бедствия и зон чрезвычайных экологи- ческих ситуаций проводится с целью определения источников и факторов ухудшения экологической обстановки и разработки обоснованной програм- мы неотложных мер по стабилизации и снижению степени экологического неблагополучия на обследуемой территории. Экологическая обстановка может классифицироваться по возрастанию степени экологического неблагополучия следующим образом [1, 2]: 1) относительно удовлетворительная; 2) напряженная; 3) критическая; 4) кризисная (или зона чрезвычайной экологической ситуации); 5) катастрофическая (или зона экологического бедствия). Выявление зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологиче- ского бедствия для морских акваторий проводится по основным химиче- ским и биологическим показателям на основе анализа и обобщения резуль- татов многолетних наблюдений [3, 4].  С .И .Рубцова , 2011 134 Для совокупной оценки опасных уровней химического загрязнения морских вод в случае выявления нескольких загрязняющих веществ в кон- центрациях, превышающих ПДК, применяется, формализованный суммар- ный показатель химического загрязнения – ПХЗ-10 (из 10 преобладающих по превышению ПДК загрязняющих веществ). Этот показатель применяется только для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон эко- логического бедствия [3, 4]. К дополнительным показателям по химическому загрязнению отнесены БПК-5 и растворенный кислород [5]. Для оценки чрезвычайной экологической ситуации по биологическим показателям используются структурные и функциональные характеристики бактерио-, фито- и зоопланктона, бентоса и ихтиофауны, а также отдельных таксонов и видов гидробионтов. Экологическое бедствие в морской экосистеме характеризуется резким изменением численности и биомассы, еще оставшихся в составе сообществ видов, а при эвтрофикации морских акваторий – мощным "цветением" во- дорослей, исчезновением донной флоры и фауны, резким увеличением кон- центраций индикаторных микроорганизмов. Даже при снижении нагрузок продолжается процесс разрушения структурно-функциональных связей. Изменения в экосистемах приобретают необратимый характер. К дополнительным биологическим показателям оценки состояния мор- ских экосистем отнесен показатель "морфологические изменения гидро- бионтов". Что касается микроэлементов и некоторых других веществ, то значение их в жизни биоты имеет двойственное значение. Многие элементы различной степени токсичности в больших количествах являются в то же время жизненно необходимыми в малых количествах. Для нормальной жиз- недеятельности экосистем существуют оптимальные содержания различных химических веществ в различных средах, предельные значения которых яв- ляются лимитирующими факторами экосистем и служат основой для опре- деления критериев оценки. В группу критериев включаются только те фак- торы, которые влияют на жизнедеятельность экосистем. Это в первую оче- редь относится к человеку и всем видам его взаимодействия с прибрежной зоной, как со средой обитания, так и объектом многочисленных видов его хозяйственной деятельности. Группа критериев оценки экологического состояния донных осадков включает геохимические и биологические критерии. Это химические эле- менты (Cd, Hg, Pb, Zn, Cu, As, Pобщий, Fобщий), цианиды, фенолы, нефтепро- дукты, ароматические углеводороды), коэффициент донной аккумуляции (КДА), который определяется по формуле: КДА = САД/Св, где САД – сум- марная концентрация токсичных веществ в донных осадках, Св – то же в воде. Биологический критерий представлен коли-титром. Для оценки экологического состояния собственно экосистем можно применять следующий комплекс критериев, в который входят: уменьшение биоразнообразия (индекс Симпсона, в % от нормы), плотность популяции отрицательного и положительного видов-индикаторов, площадь коренных ассоциаций, изменение видового состава, коэффициент накопления в гид- робионтах поллютантов, возрастной спектр генопопуляций доминантов, 135 возобновление, соотношение ассоциаций с разной степенью нарушенности экосистем, структурно-функциональные характеристики состояния и тро- фические структуры экосистем. Рекомендуется использовать любые иные показатели, дающие допол- нительные сведения о характере, причинах и степени неблагоприятной си- туации. К числу рекомендуемых отнесены следующие: 1. Интегральная оценка загрязнения морских вод и донных отложений веществами, имеющими мутагенный эффект на тест-объектах (стандартные штаммы микроорганизмов). Мутагенный эффект выражается в процентах проб, вызывающих мутации стандартных штаммов. Относительно удовле- творительная ситуация характеризуется уровнем менее 5 %. Чрезвычайная экологическая ситуация 20 – 30 %, экологическое бедствие – более 30 %. Оценка загрязнений донных отложений соединениями с мутагенной актив- ностью отражает длительность экологической ситуации на акватории. 2. Критические концентрации воздействия загрязняющих веществ (КК). Значения КК характеризуют максимально допустимый уровень загрязнения (мкг/л) водной среды токсичными веществами. При чрезвычайной экологи- ческой ситуации, при которой изменения в функционировании морских эко- систем являются еще обратимыми, КК от 1 до 2. При экологическом бедст- вии, выражающемся в резкой деградации морской экосистемы, КК более 2 – 3. Таким образом, критериями оценки экологического состояния морских акваторий являются: − химические вещества при стабильном сохранении химического за- грязнения в течение трех лет; − формализованный суммарный показатель химического загрязнения вод для 10 максимально превышающих ПДК загрязняющих веществ; − кислород растворенный; − биомасса планктона и макрозообентоса; − число видов в планктонных сообществах (видовое разнообразие); − запасы ихтиофауны и промысловых беспозвоночных; − состояние сообществ зообентоса; − численность индикаторных форм микроорганизмов; − доля гидробионтов-вселенцев; − уровень первичной продукции; − состояние макрофитов; − морфологические изменения гидробионтов (размеры и масса тела, появление уродливых форм и т.п.). Нами для оценки экологического состояния морской береговой зоны Черного и Азовского морей были предложены и применены на практике следующие группы критериев: 1. Оценка бактериологического состояния морской воды и донных от- ложений прибрежных зон с различной степенью антропогенной и рекреа- ционной нагрузки с определением общего количества гетеротрофных бак- терий как показателя фоновой характеристики морской среды, микробного числа – показателя загрязнения хозяйственно-фекальными сточными вода- ми, общего количества бактерий, разрушающих основные классы органиче- ских веществ (белков, углеводов, липидов, углеводородов, включая нефтя- 136 ные), изучение анаэробной группы бактерий (тионовых, денитрификаторов, сульфатредукторов) как показателей преобразования антропогенного загряз- нения в условиях дефицита кислорода. Гетеротрофные бактерии являются одним из показателей санитарно-гигиенического состояния водоема. Изуче- ние этой группы микроорганизмов позволяет оценить не только качество морской воды, но и прогнозировать процессы самоочищения, что, в конечном счете, даст возможность управления состоянием морской среды рекреацион- ных акваторий. При определении биохимических особенностей нефтеокис- ляющих микроорганизмов изучается их способность окислять органические вещества основных классов (белки, липиды, углеводы и их производные), таким образом, фактически охватывается весь процесс бактериальной дест- рукции органического вещества как основной фактор самоочищения в море. 3. Определение численности и биомассы экологических групп макро- зообентоса – для оценки экологического качества среды и роли биоты в про- цессах самоочищения. Исследование сообществ макрозообентоса является неотъемлемой составной частью регулярного экологического мониторинга и необходимо для определения роли биоты в процессах самоочищения. Изуче- ние количественных характеристик различных экологических групп бентоса позволяет оценивать экологическое качество акваторий в градациях, опреде- ленных Европейской Водной рамочной директивой (WFD 2000/60/EC). 4. Оценка физико-химического состояния прибрежных наносов и дон- ных осадков, особое внимание уделив нефтяному загрязнению. 5. Изучение потоков нефтяных углеводородов, моделирование процес- сов самоочищения прибрежной зоны от органических загрязнителей, про- ведение оценки экологической чувствительности Севастопольского побе- режья к нефтяному загрязнению; изучение роли морских организмов в ути- лизации органических веществ. Предложенные нами критерии для оценки экологического состояния морской береговой зоны Черного и Азовского морей направлены на оценку отдельных компонентов прибрежных экосистем, предельные значения ко- торых отвечают удовлетворительному, напряженному, кризисному и ката- строфическому экологическому состоянию морской береговой зоны. Эти экологические состояния отвечают соответственно следующим состояниям экосистем: оптимальное, преобладание давления в сторону стресса, стрес- совое. Сформулированное в отделе Морской санитарной гидробиологии ИнБЮМ НАНУ [6] направление работ: "Взаимодействие морских организ- мов и их сообществ с загрязнением", включает два направления: 1) изуче- ние влияния загрязнения на морские организмы и их сообщества; 2) роль морской биоты в трансформации загрязняющих веществ, т.е. участие мор- ских организмов в процессах самоочищения. Проведение таких работ тре- бует изучения как биологических, так и физико-химических параметров морской воды и донных осадков, что особенно важно, поскольку все виды загрязнений (особенно в прибрежной зоне до глубин 100 м) со временем мигрируют на дно и накапливаются в донных осадках, а затем могут опять возвращаться в воду, приводя к вторичному загрязнению. Усиление антропогенного влияния на экосистему Черного и Азовского морей выражается в деградации биологических, рекреационных и других 137 ресурсов. В связи с этим назрела необходимость поиска путей улучшения использования природных ресурсов и возобновления воспроизводства эко- систем Черного и Азовского морей. В то же время в связи с возрастающим использованием прибрежных зон, интенсивным освоением природных ре- сурсов, знание только биологии гидробионтов уже недостаточно для их ох- раны и рационального использования. Необходим комплексный подход для решения проблем прибрежных зон в Украине. Цель предстоящих исследований – способствовать устойчивой, эколо- гически безопасной эксплуатации рекреационной зоны прибрежных аквато- рий Черного моря. Задачи представлены в табл.1. Блок 1 – контроль качества морской воды и донных осадков, или мони- торинг. В этом разделе планируется на заранее выбранных полигонах в прибрежной зоне Черного моря производить плановые исследования дина- мики загрязняющих веществ, включая нефть и нефтепродукты, а также чис- ленности основных организмов, участвующих в трансформации загрязне- ний (рис.1). Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) – комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оцен- ки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Блок 2 (табл.1) позволит дать оценку экологического состояния при- брежной среды рекреационной зоны. При этом рассматриваются такие пункты, как загрязнение, береговой сток; проводится контроль над источ- никами загрязнения, изучаются объемы загрязнений, поступающих от плав- средств и в результате свала мусора, производится оценка и мониторинг загрязняющих веществ Севастопольских бухт. Было проанализировано современное состояние нефтяного загрязнения экосистемы Черного моря с целью оценки его экологического состояния и Т а б л и ц а 1 .Интегрированное управление ресурсно-экологической безопасности прибрежной зоны Черного моря. контроль качества морской воды и дон- ных осадков (мониторинг) – Блок 1 ■ изучение экологической обстановки в прибреж- ной зоне Черного моря – Блок 2 ■ изучение роли мор- ских организмов в утилизации органи- ческих веществ – Блок 3 ■ ▲ ▼ ▲ ■ создание системы комплексного ис- пользования ресур- сов прибрежной зоны – Блок 4 ► интегрированное управление ресурсно- экологической безо- пасности прибрежной зоны Черного моря – Блок 9 ◄ моделирование про- цессов самоочище- ния прибрежной зо- ны от органических загрязнителей – Блок 5 ■ ◄ ▲ ▼ ■ разработка практи- ческих рекоменда- ций для развития рекреации и туризма – Блок 6 ■ разработка рекоменда- ций для управления ка- чеством водной среды и эксплуатации прибреж- ных акваторий – Блок 7 ■ разработка систем гидробиологической очистки и оздоров- ления прибрежных акваторий – Блок 8 138 17 1 2 36 5 4 9 8 7 12 11 10 13 14 16 15 18 19 21 22 23 4445 27 28 29 30 31 32 39 38 37 36 3535а 40 43 42 4152 51 50 49 48 53 А 20 11 12 5 6 2 13 4 7 8 3 Б Постоянные станции санитарно-биологических съемок Станции отбора проб в сопредельных с бухтами районах I II III IVV VIVII Р и с . 1 .Схема расположения станций отбора проб донных осадков (А: I – Сева- стопольская, II – Южная, III –Карантинная, IV – Стрелецкая, V – Круглая, VI – Камышовая, VII – Казачья бухты, Б – Балаклавская бухта). степени загрязненности нефтяными углеводородами (рис.2). В результате проведенных исследований установлено, что загрязнение нефтью Черно- морской экосистемы во много раз превышает загрязнение Мирового океана, что говорит о катастрофическом экологическом состоянии Черного моря. Анализ сбросов нефти в Черное море показал, что наибольший вклад харак- терен для Украины (рис.3). Общее экологическое состояние Чёрного моря за последнее десятилетие ухудшилось, несмотря на снижение экономической активности в ряде при- черноморских стран. Нами впервые прове- дены комплексные сани- тарно-биологические ис- следования в прибойной зоне акватории Севасто- польских бухт и прилега- ющих к ним участков по- бережья, характеризую- щихся различным соста- вом грунтов, от илистых до песчаных, с включениями морской гальки и испыты- вающих волновое воздей- Р и с . 2 .Нефтяные загрязнения, поступающие в Черное море по странам и источникам. 139 ствие различной интен- сивности. В этой зоне происходит концентра- ция загрязняющих ве- ществ, идущих как с суши, так и со стороны моря, а также усилен- ный обмен компонентов загрязнения между мор- ской водой и донными наносами. Биогеохимические показатели отражают те свойства, которые при- обретает донный осадок под воздействием внеш- них факторов, в частно- сти, загрязнения бухт нефтепродуктами. Однако основным условием воз- действия загрязнения является природа самого донного осадка. При этом учитывается гранулометрический состав, количество в донном осадке тон- ких минеральных частиц и их минералогический состав (глинистые вторич- ные минералы, например, имеют высокую аккумулирующую способность, в результате процесс накопления преобладает над процессом преобразования органического вещества). Установлено, что самой чистой на протяжении последних лет остаются донные осадки Учкуевки, бухт Круглая и Казачья, а наиболее загрязненны- ми по количеству хлороформэкстрагируемых веществ и нефтяных углеводо- родов являются воды Севастопольской и Южной бухты (рис.4). Такая ситуа- 33.50 33.52 33.54 33.56 33.58 33.60 44.60 44.61 44.62 44.63 0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 1650 1800 1950 2100 2250 2400 ХЭВ НУ Бухты по степени загрязненности: 1 – б. Южная 2 – б. Севастопольская 3 – б. Стрелецкая 4 – б. Артиллерийская 5 – вершина б. Круглая 6 – б. Камышовая 7 – б. Карантинная 8 – б. Казачья 9 – б. Круглая 10 – устье б. Севастопольская 11 – Учкуевка Р и с . 4 .Распределение хлороформэкстрагируемых веществ нефтя- ных углеводородов в донных осадках Севастопольских бухт [6, 7]. нефтяные пленки различного происхождения эмульгированная и растворенная нефть системы «вода в нефти» и «нефть в воде»; нефтяные остатки (агрегаты) остающиеся в поверхностном биотопе длительное время В Черном море нефть встречается в различных формах: Р и с . 3 .Концентрации нефтепродуктов в морских донных осадках основных портов Украины. 140 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 Приморский Учкуевка Северная Круглая, вершина Круглая, причал ГМО, кл/г НМО, кл/г Р и с . 5 .Численность гетеротрофных (ГМО) и нефтеокисляю- щих (НМО) бактерий в прибойной зоне Севастопольских бухт. ция вызвана, прежде всего, базированием кораблей, судов, а также наличием объектов судоремонтной промышленности и грузопассажирских причалов. Блок 3 (табл.1) направлен на изучение и последующие использование морских организмов в утилизации загрязняющих веществ. Поступающие в воду органические вещества служат пищей микроорганизмам, и поэтому обогащение воды этими веществами непременно влечет за собой вспышку развития микрофлоры. Микроорганизмы являются биоиндикаторами нали- чия различных видов загрязняющих веществ в морской воде. Гетеротроф- ные бактерии в своем питании используют легкодоступные органические вещества. Количественное содержание нефтеокисляющих микроорганизмов является свидетельством идущего процесса естественного самоочищения морской среды от нефти и нефтепродуктов [8, 9] (рис.5). Наибольшая численность гетеротрофных (106 – 107 кл./г) и нефтеокис- ляющих (103 – 104 кл./г) бактерий отмечена на станциях, подверженных силь- ной антропогенной нагрузке, и расположенных в глубине бухт (бухта Се- верная, вершина бухты Круглая). Из грунтов данного региона выделены 281 культура гетеротрофных бактерий, из которых 100 культур способны использовать углеводороды нефти в качестве единственного источника уг- лерода и энергии (рис.6). Наибольшее число неф- теокисляющих культур было отнесено к роду Pseudomonas (54 % вы- деленных культур). На культуры рода Marino- monas приходится 7 %, Azotobacter 4 %, Erithro- bacter 5 %, Marinococcus 6 %, Mezophilobacter 6 %, Altheromonas 5 %, Bacil- lus 5 %, Microbacterium 4 %, Arthorobacter, Micro- coccus и Vibrio – около 1 % [9]. Р и с . 6 .Родовое разнообразие нефтеокисляющих бактерий в прибойной зоне Севастопольских бухт. 141 Блок 4 (табл.1) – создание системы комплексного использования ресур- сов прибрежной зоны. В этом блоке рассматриваются вопросы промышлен- ной эксплуатации ресурсов, охраны биологического разнообразия, охраны мест обитания и ландшафта, оценки уровней воздействия на окружающую среду и объединенного управления прибрежной зоной. В литературных ис- точниках рассмотрено управление ресурсами зоны сопряжения суши и моря с позиций системного подхода [16]. Предложены системные принципы мо- делирования и управления устойчивым развитием прибрежной зоны моря, позволяющие находить рациональный баланс между экономической выго- дой и экологической целесообразностью использования ресурсов. Реки, водохранилища и прибрежные воды Черного и Азовского морей загрязнены промышленными и бытовыми стоками. В Севастопольском ре- гионе наибольшими загрязнителями поверхностных и морских вод являют- ся предприятия жилищно-коммунального хозяйства. Водные ресурсы юго- западной части Крымского полуострова ограничены, поэтому их сохране- ние имеет большое значение. Отмечено увеличение загрязняющих веществ в малых реках на территории Севастополя: в реке Бельбек наблюдалось превышение железа (1,4 ПДК), фосфатов (2,3 ПДК), нитритов (1,6 ПДК), БПК5 (1,5 ПДК). В реке Черная отмечено превышение фосфатов (6,2 ПДК), нитритов (1,2 ПДК), железа (1,8 ПДК), сульфатов (7,6 ПДК), хлоридов (9,1 ПДК), нитратов (16,1 ПДК). В реке Кача отмечены превышения фосфа- тов (22,0 ПДК), нефтепродуктов (10,6 ПДК), нитритов (4,2 ПДК), железа (1,6 ПДК), хлоридов (1,9 ПДК) [13]. Это объясняется усилением антропо- генного фактора, а именно увеличением загрязняющих веществ в сточных водах предприятий жилищно-коммунального хозяйства. Блок 5 (табл.1) – моделирование процессов самоочищения прибрежной зоны от органических загрязнителей (рис.7). Опубликованные данные ряда авторов по скорости микробного разруше- ния углеводородов нефти в разных морских водоемах имеют широкую ва- риабельность – от 0,7 до 500 мг/(л⋅сут). Скорость микробного разрушения нефтяных углеводородов в донных осадках при- брежной зоны Севасто- польского региона, по на- шим данным, составляла 0,8 мг/(г⋅сут) в летнее время и 0,01 мг/(г⋅сут) зимой. По нашим расче- там, для естественного самоочищения морской среды от нефтяных угле- водородов в прибойной зоне Севастополя пона- добится, в среднем, око- ло 2 лет [9]. Факторы самоочищения Свойства самой нефти Геологическая структура берегов и их литологические характеристики Размерный состав субстрата на берегу Наличие, либо отсутствие на берегу участков, где нефть может накапливаться и храниться Геоморфология и рельеф Степень открытости береговой линии Р и с . 7 .Факторы самоочищения, определяющие судьбу нефтяных разливов и время самоочищения. 142 Исследовано влияние абиотических факторов на численность нефтео- кисляющих бактерий в прибрежных районах Черного моря (акватория Се- вастопольских бухт). Сделан анализ зависимостей численности нефтеокис- ляющих бактерий от температуры среды, общего содержания нефтяных уг- леводородов в морской воде и донных осадках, а также волнового переме- шивания [11]. Зависимость между численностью нефтеокисляющих бакте- рий и температурой среды характеризуется достаточно высокой степенью корреляционной связи (R = 0,951). Установлен предел увеличения числен- ности бактерий, достигаемый при превышении температуры свыше 30 оС. С уменьшением температуры понижается численность нефтеокисляющих бактерий, однако это не приводит к существенному замедлению процессов самоочищения и накоплению нефтяных углеводородов в морской воде и донных осадках. Зависимость между численностью нефтеокисляющих бактерий и коли- чеством нефтяных углеводородов проявляется при охвате наблюдениями широкого интервала измеряемых величин при логарифмическом масштаби- ровании оси ординат (рис.7). В области малых значений концентрации неф- тяных углеводородов в донных осадках количество субстрата лимитирует удельную численность нефтеокисляющих бактерий, а при больших значе- ниях (> 40 мг/г) отмечается тенденция к ограничению их численности за счет достижения предела насыщенности нефтяных углеводородов бакте- риями. При увеличении количества нефтяных углеводородов в донных осад- ках, родовое разнообразие нефтеокисляющих бактерий увеличивается с про- явлением тенденции ограничения максимального количества культур [11]. Нами рассчитана критическая антропогенная нагрузка нефтяного за- грязнения прибойной зоны Севастопольского побережья Черного моря, площадью 216 км2, которая не должна превышать 700 т в год. Данные вели- чины могут значительно колебаться в зависимости от степени загрязнения Sk NLogSk NLog ⋅+ ⋅⋅= 1 )( )( max )( 1 )()( maxmax NLogkNLog S NLog S ⋅ += 0 40 80 120 0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000 1000.000 10000.000 100000.000 N max мг/г кл/г 0 20 40 60 0 10 20 S/log(N) 1/k R = 0.8652 мг/г 702,0245,0 )( +⋅= S NLog S Р и с . 7 .Зависимость численности нефтеокисляющих бак- терий от содержания нефти в донных осадках. 143 морской воды и донных осадков нефтепродуктами, самоочищающей спо- собности грунтов, численности нефтеокисляющих микроорганизмов, про- дукционных характеристик бактерий. Приведенные расчеты свидетельст- вуют о больших потенциальных возможностях Севастопольского побере- жья Черного моря к самоочищению от нефтяных углеводородов. Однако, с увеличением уровня загрязнения, самоочищающая способность среды по отношению к нефтяным углеводородам значительно снижается, что, в ко- нечном итоге, приводит к перестройке всей структуры экосистемы и уменьшению продукционной способности нефтеокисляющих бактерий. Для более точного расчета ассимилирующей способности морских экосистем по отношению к углеводородам нефти необходимы комплексные исследова- ния, в том числе систематические микробиологические наблюдения в раз- личных районах Черного моря, что позволит прогнозировать возможные последствия влияния нефти на морские экосистемы [10]. Блок 6 (табл.1) – разработка систем гидробиологической очистки и оз- доровления прибрежных акваторий. Севастопольская бухта рассматривает- ся как полигон для изучения взаимодействия морских организмов с загряз- нением и отработки вариантов систем гидробиологической очистки мор- ских вод и оздоровления прибрежных акваторий. Один из путей улучшения экологического состояния акваторий и стимулирования процессов естест- венного самоочищения основан на создании искусственных гидробиологи- ческих систем для очистки загрязненных морских вод и оздоровления при- брежных акваторий. Мидии размером 50 – 100 мм фильтруют от 40 до 140 л в сутки, обла- дают высокой устойчивостью к всякого рода загрязнению, в том числе и нефтяному. Они могут выживать определенное время при превышении ПДК нефти в морской воде в десятки и сотни раз. Эти свойства моллюсков исполь- зуются в качестве первого звена системы гидробиологической очистки по удалению из морской воды загрязнения, которые уже попали в акваторию [6]. Были разработаны, сконструированы и установлены на Черном море в районах Новороссийска, Севастополя и Созополя (Болгария) различные ва- рианты систем гидробиологической санации морских акваторий. С целью локализации распространения загрязняющих веществ ливне- вых стоков и их очистки в бухте Артиллерийская (Севастополь) в 1995 г. была смонтирована гидробиологическая система. Для снижения затрат сис- тема монтировалась на сваях существующего причала. Аналогичного типа система была установлена в нефтегавани Черномор- ского флота в Севастопольской бухте. Через два года среднее значение фильтрационной активности установки составляло 114 м3 в сутки на 1 м2 по- верхности, через 3 года – 130 м3 в сутки на 1 м2 поверхности [6]. Помимо ми- дий на коллекторах отмечалось значительное количество асцидий (преобла- дали колониальные Botrillus shlossery), а также встречались мшанки, полихе- ты (в основном нереиды), мелкие крабы, креветки, равноногие и разноногие раки. В настоящее время численность мидий (вместе с Mytilaster lineatus) на носителях установки составляет 22100 экз./м2, биомасса 68,9 кг/м2, а фильт- рационная активность более 300 м3 в сутки на 1 м2. Для сравнения можно указать, что количественные поселения мидий и их фильтрационная актив- 144 ность на искусственных субстратах (сваи причала) в районе монтажа систе- мы в 2 – 3 раза ниже. В связи с тем, что периодически некоторое количество мидий с носителей падает на дно, в районе монтажа системы образуется достаточно плотное мидийное поселение (до 1000 экз./м2 и более 1600 г/м2). В результате биомасса бентоса здесь в сотни раз выше, чем на прилегающих участках бухты. Кроме того, в процессе фильтрации большая часть взве- шенного вещества, находящегося в воде, усваивается мидиями. Остаток, не усвоенный мидиями, попадает на дно. В донных осадках эти вещества, обо- гащенные выделениями мидий, подвергаются дальнейшему преобразова- нию со значительно большей скоростью, чем при естественных процессах самоочищения [6]. В 1993 г. ведена в строй 2-ая очередь системы гидробиологической очистки в нефтегавани, сконструированная на основе секций сетевого за- граждения (разновидность минно-торпедного оружия) [6]. В настоящее время процессы самоочищения акватории нефтегавани обеспечиваются в значительной степени за счет перифитонных сообществ искусственных гидробиологических сооружений различных модификаций. Блок 7 (табл.1) – разработка практических рекомендаций для развития рекреации и туризма: 1. Для обеспечения устойчивого роста туризма в Украине необходимо принять государственную стратегию развития туризма, сбалансированную относительно параметров туристического потока и ресурсных возможно- стей страны, в которой должны быть определены основные цели развития туризма в Украине в краткосрочной и долгосрочной перспективах, способы и критерии их достижения, источники финансирования, ответственные ли- ца, сроки выполнения. 2. Необходимо упростить процесс координации между различными уровнями власти для стратегического развития регионов. 3. Следует увеличить объем финансирования государственной полити- ки развития туризма адекватно потребностям быстро развивающейся инду- стрии туризма Украины. 4. Проводить систематический мониторинг статистических данных эко- номики туризма. Указание конкретных показателей в стратегии и плановых значений для них даст возможность контролировать достижение стратегиче- ских целей и корректировать их по отклонениям по мере необходимости. Общая площадь Украинского Причерноморья составляет 86,4 тыс. км2, население 5,26 млн. чел., т.е., соответственно, 14,3 % от общей территории Украины и 10,1 % от ее населения. Приморское положение региона и его непосредственный выход к круп- нейшим речным магистралям определяют хозяйственную структуру Укра- инского Причерноморья. Для региона характерен именно приморский тип размещения, функционирования и развития производительных сил. Следует отметить, что именно в приморской зоне региона сконцентрированы 75 – 80 % всех мощностей морского хозяйства Причерноморья, не менее 85% общего промышленного производства, около 70 % населения региона, прак- тически все санаторно-рекреационные хозяйства, большая часть как произ- водственной, так и социальной инфраструктуры. 145 Ситуация значительно ухудшается в последние годы. Нами была сдела- на попытка экономической оценки экологического состояния приморских экосистем Крымского региона [11]. Экологическую ситуацию в Крыму ха- рактеризуют как напряженную на основе смены различных компонентов природной среды. Для Крымского региона это: внесение загрязнений и оп- реснение морских акваторий реками, эрозия почв, загрязнение сточными водами и нефтепродуктами, нарушения при добыче полезных ископаемых, засоление земель, антропогенно-рекреационное переустройство ландшафта, загрязнение прибрежной зоны моря, ухудшение качества гидроминераль- ных ресурсов, усиливающееся воздействие автотранспорта на атмосферу городов Крыма. Данный перечень можно продолжить. Все это создает чрез- вычайную техногенную нагрузку на узкую береговую линию региона, что еще раз подтверждает необходимость совместной деятельности и коорди- нации усилий на сохранение Крымского Причерноморья. При сочетании функционирования туристско-рекреационного сектора с морехозяйствен- ным и индустриальным комплексами, по-видимому, возможно их совместное развитие в сочетании с природоохранной и экологической деятельностью. Блок 8 (табл.1) – разработка рекомендаций для управления качеством водной среды и эксплуатации прибрежных акваторий: − на государственном уровне больше внимание уделять формирова- нию и внедрению экономических механизмов природопользования; − совершенствовать и более широко применять системы первичного учета потребления природных ресурсов, как организациями, так и отдель- ными гражданами; − усилить взаимодействие различных общественных институтов госу- дарственных органов в вопросах охраны окружающей среды. Блок 9 (табл.1) – интегрированное управление ресурсно-экологической безопасности прибрежной зоны Черного моря, или прибрежный менедж- мент, объединяет все остальные блоки. Прибрежный менеджмент определя- ется как скоординированная деятельность по управлению и руководству прибрежной зоной. В последнее время получило развитие новое научное направление – "экологический менеджмент" [12, 13], или "экологический менеджмент природопользования" [14]. Последний из них определяется как совокупность организационно-управленческих и экономических инстру- ментов регулирования взаимоотношений между субъектами и сферами управления, что, по мнению О.Балацкого и др. [15], носит несколько дис- куссионный характер, однако вызывает немалый интерес в части методоло- гии и терминологии. С.Харичков и Т.Галушкина определяют собственно "экологический менеджмент" как междисциплинарную науку, разрабаты- вающую оптимальные варианты конкурентоспособных управленческих ре- шений в отношении природоохранной деятельности [12]. Интегрированное управление ресурсно-экологической безопасности прибрежной зоны Черно- го моря – это адаптивный процесс управления ресурсами для сбалансиро- ванного развития прибрежных территорий. Сбалансированное развитие требует обеспечения гарантированного количества и качества прибрежных ресурсов не только для удовлетворения потребностей нынешнего поколе- ния, но и для обеспечения будущих поколений стойкими доходами от эко- 146 номических и экологических услуг. Задачей интегрированного управления прибрежной зоной является нахождение оптимального баланса между раз- личными видами деятельности в прибрежной зоне, выработки стратегии по созданию такой ее экономической и социальной структуры, которая наибо- лее полно отвечала бы общим интересам развития территорий и сводила бы к минимуму конфликтные ситуации, возникающие среди различных участ- ников этой деятельности. Таким образом, создание общей программы, способствующей экологи- чески безопасной эксплуатации рекреационной зоны прибрежных аквато- рий Черного моря - шаг к достижению устойчивого развития Черноморско- го региона. Внедрение в систему прибрежного менеджмента экологического мониторинга обеспечит объективную оценку состояния окружающей среды, самоочищающей способности прибрежных акваторий, позволит разрабо- тать конкретные практические рекомендации для управления качеством водной среды и эксплуатации прибрежных акваторий, развития рекреации и туризма в Украинском Причерноморье. Выводы. 1. Представлено теоретическое обобщение на основе литературных и собственных данных, а также новые пути решения поставленной научной задачи, которая заключается в разработке нового подхода экологической оценки прибрежной зоны Черного моря и формирования системы управле- ния морским природопользованием в системе “суша-море”. Разработаны теоретические положения формирования системы экологической оценки прибрежной зоны Черного моря, основываясь на принципах интегрирован- ного подхода управления ресурсно-экологической безопасности Азово- Черноморского региона. Обобщены научные и практические результаты проведенных исследований. 2. Проанализированы известные критерии оценки экологического со- стояния морских береговых зон по основным химическим и биологическим показателям. На основе многолетних данных рассмотрено экологическое состояние Севастопольских бухт, изучено взаимодействие морских орга- низмов и их сообществ с загрязнением, сделаны предложения по улучше- нию экологического состояния акваторий. Предложен новый подход к эко- логической оценке в системе интегрированного управления ресурсно- экологической безопасности прибрежной зоны, что позволит разработать практические рекомендации для управления качеством водной среды и экс- плуатации прибрежных акваторий, а также для развития рекреации и ту- ризма в Причерноморском регионе. 3. Один из путей улучшения экологического состояния акваторий и стимулирования процессов естественного самоочищения основан на созда- нии искусственных гидробиологических систем для очистки загрязненных морских вод и оздоровления прибрежных акваторий. Участие биоты в про- цессе самоочищения позволяет целенаправленно использовать морских ор- ганизмов в биомониторинге и в борьбе с загрязнением, а также для разра- ботки гидробиологических систем очистки загрязненных морских вод. 4. Проанализированы тенденции и закономерности ресурсно-экологи- ческих и экономических трансформаций в бассейне Черного и Азовского 147 морей в контексте оценки перспектив устойчивого развития и обеспечения безопасности приморских регионов Украины. Отмечено, что постоянный рост антропогенных нагрузок на экосистемы исследуемых морей приводит к необратимым процессам истощения и ухудшения качества естественно ре- сурсного потенциала, к более частому и масштабному проявлению кризис- ных ситуаций в Черном море. Предложен комплексный подход к решению проблем использования прибрежных зон Черного моря, намечены пути к раз- витию приоритетных направлений прибрежного менеджмента в Украине. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана.– Л.: Гидрометео- издат, 1989.– 528 с. 2. Методические основы комплексного экологического мониторинга океана.– М.: Гидрометеоиздат, 1988.– 287 с. 3. Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1991 год.– Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1992.– 186 с. 4. Методические указания по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям.– М., 1988.– 47 с. 5. Цыбань А.В., Лычева Т.А., Мирская Е.Е. Изучение загрязнения морской среды путем определения мутагенной активности донных отложений // Эксперимен- тальная онкология.– 1987.– т.9, № 5.– С.27-30. 6. Санитарно-биологические исследования в прибрежной акватории региона Се- вастополя / Под общей ред. О.Г.Миронова.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009.– 102 с. 7. Рубцова С.И. Гидробиологические проблемы прибрежного менеджмента в ис- пользовании водных ресурсов юго-западной части Крымского Причерноморья // Межд. науч. конф., посвященная 100-летию со дня рождения Г.В. Никольско- го «Современное состояние водных биоресурсов и экосистем морских и пре- сных вод: проблемы и пути решения» 20-23.09 2010 г.– Ростов-на-Дону: ФГУП “АзНИИРХ”, 2010.– С.255-257. 8. Миронов О.Г. Микробиологическая индикация нефтяного загрязнения в мор- ской среде // Методы исследования органического вещества в океане.– М.: Наука, 1980.– С.275-283. 9. Рубцова С.И. Нефтеокисляющие бактерии как агенты самоочищения морской среды от углеводородов нефти // Вестн. СевНТУ. Механика, энергетика, эколо- гия.– 2003.– вып.48.– С.165-172. 10. Рубцова С.И., Егоров В.Н. Влияние абиотических факторов на численность нефтеокисляющих бактерий в прибрежных районах Черного моря // Экология моря.– 2004.– вып.66.– С.91-99. 11. Рубцова С.І. Економічна оцінка екологічного стану приморських екосистем Кримського регіону // Міжнар. наук.-практ. конф. «Управління підприємством: проблеми та шляхи їх вирішення».– Донецьк: ДонДУЕТ, 2005.– т.1.– С.202-206. 12. Галушкина Т.П., Харичков С.К. Экологический менеджмент в Украине: реалии и перспективы.– Одесса, 1998.– 108 с. 13. Загвойская Л., Лазор О. Экономические предпосылки менеджмента природных ресурсов в контексте устойчивого развития // Экономика Украины.– 2005.– № 8 (517).– С.75-80. 148 14. Карагодов И. Экологический менеджмент природопользования // Бизнес- информ.– 1998.– № 19.– С.3-7. 15. Балацкий О., Лукьянихин В., Лукьянихина Е. Экологический менеджмент: про- блемы и перспективы развития // Экономика Украины.– 2000.– № 5.– С.68-73. 16. Иванов В.А., Игумнова Е.М., Латун В.С., Тимченко И.Е. Модели управления ресур- сами прибрежной зоны моря.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007.– 258 с. Материал поступил в редакцию 15 .11 .2011 г . АНОТАЦІЯ . Проаналізовані відомі критерії оцінки екологічного стану морських берегових зон за основними хімічними і біологічними показниками. На основі багаторічних даних розглянутий екологічний стан Севастопольських бухт, вивчена взаємодія морських організмів і їх співтовариств із забрудненням, зроблені пропозиції по поліпшенню екологічного стану акваторій. У роботі запропонований новий підхід до інтегрованого управління ресурсно-екологічної безпеки прибережної зони, що дозволить розробити практичні рекомендації для управління якістю водного середовища і експлуатації прибережних акваторій, а також для роз- витку рекреації і туризму в Причорноморському регіоні. Одін з шляхів поліпшення екологічного стану акваторій заснований на створенні штучних гідробіологічних систем для очищення забруднених морських вод і оздоровлення прибережних акваторій. ABSTRACT. The known criteria of estimation of the ecological state of marine water- side areas are analysed on basic chemical and biological indexes. On the basis of long- term information the ecological state of the Sevastopol bays is considered, co-operating of marine organisms and their associations is studied with contamination, suggestion on the improvement of the ecological state of aquatoriums is done. The new approach for inte- grated management of resource-ecological safety of coastal zone is proposed; it allows to develop practical recommendations for management a quality of water environment, ex- ploitation of coastal aquatoriums and for development of tourism in the Black sea region. One of ways of improvement of the ecological state of aquatoriums is based on creation of the artificial hydrobiological systems for cleaning of muddy salt waters and making healthy of off-shore aquatoriums.

Критерии оценки экологического состояния прибрежной зоны Черного моря

Репозитарії

Схожі ресурси