О И Беляева - Влияние ливневого стока на нефтяное загрязнение в бухте казачья черное море - страница 1

Страницы:
1  2 

УДК 628. 193 : 665. 61

О. И. Б Е Л Я Е В А

ВЛИЯНИЕ ЛИВНЕВОГО СТОКА НА НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ В БУХТЕ КАЗАЧЬЯ (ЧЕРНОЕ МОРЕ)

Отмечен высокий уровень органического вещества и нефтяных углеводородов в почвах на стан­циях - источниках загрязнения, в атмосферных осадках асфальтовых резервуаров и непосредст­венно в ливневых стоках. При этом содержание данных показателей в морской воде и донных осадках бухты Казачья в районе поступления ливневого стока значительно меньше. Состояние акватории бухты по химическому и микробиологическому анализу оценено как мезотрофное.

Ливневый сток остается одним из малоизученных источников загрязнения кон­тактной зоны «суша - море». Работ о том, каким образом формируется нефтяное загряз­нение ливневого стока в прибрежной зоне морей, опубликовано мало [2, 5]. Известно, что содержание нефтяных углеводородов в атмосферных осадках, выпадающих в сева­стопольском регионе, в несколько раз превышает предельно-допустимые концентрации для морской воды [3]. Кроме того, городская территория портов в значительной степени загрязнена нефтяными углеводородами [1], которые при выпадении осадков выносятся в море ливневыми стоками [4, 5]. По пути следования стока в потоке дождевой воды про­исходит концентрирование нефтяных углеводородов и других загрязняющих веществ. Как показано в [5], содержание растворенного органического вещества и нефтепродук­тов в ливневых стоках в районе бухты Круглая на 1 - 2 порядка выше, чем в морской воде прибрежных районов; исключительно высоким отмечен уровень органического вещества во взвеси, в которой преобладал липидно-углеводородный комплекс.

Цель работы - изучить влияние ливневого стока в бухте Казачья на загрязнение нефтепродуктами и растворенным органическим веществом и определить численность бактерий, которые принимали участие в трансформации загрязняющих веществ.

Материал и методы. Исследования проводились в 2003 - 2004 гг. на трех уча­стках поступления ливневых стоков в бухту Казачья, входящую в состав Севастополь­ских бухт (рис. 1).

Рисунок 1. Схема расположения станций отбора проб:

□ - источник загрязнения (I - II);

• - станция отбора проб (1 - 16) Figure 1. Sampling stations:

□ - source of pollution (I - II);

• - sampling station (1 - 16)

Стоки I и II были направлены по асфальтированным дорогам, сток III - по земле. Источниками загрязнения почв нефтепродук­тами были станции 1 и 6, стан­ция 9 отличалась их отсутстви­ем. Сток III служил контролем, так как проходил по почвенно­му покрову и не имел локально­го источника нефтяного загряз­нения. В целом отбор проб осуществлялся на 16 станциях, половина из которых расположены на берегу, остальные - в бухте.

Отбор образцов атмосферных выпадений, в частности дождевой воды (до попа­дания ее на землю), производился в районе станции 7 в стеклянные накопители осадков.

Экология моря. 2004. Вып. 66

© О. И. Беляева, 2004

17

На станциях 6 и 7 дождевую и талую воду отбирали непосредственно из луж сразу после выпадения осадков. Снег для химического анализа собирали с поверхности земли в стеклянную емкость с помощью металлического шпателя, заносили в помеще­ние и оставляли таять до жидкого состояния. Ливневую воду собирали в ловушки, уста­новленные в «точках» впадения в акваторию (станции 3, 7, 12), в течение первых 10 - 30 мин от формирования водного потока. Отбор проб почв (станции 1 - 3, 6, 7, 9, 12) и мор­ских грунтов берега (станции 4, 8, 10, 11, 13) производили в стеклянные бюксы с помо­щью шпателя. Морскую воду (станции 4, 8, 10, 11, 13 - 16) отбирали в склянку. Отбор донных осадков на станциях 14 - 16 осуществлял водолаз с помощью ручного пробоот­борника - стальной трубки. Посуда и оборудование были предварительно стерилизова­ны; при работе придерживались соблюдения правил стерильности отбора проб. В целом пробы отбирали с периодичностью 1 - 2 раза в месяц. Аналитический объем составил 230 проб. Хлороформрастворимое вещество определяли весовым методом, нефтяные углеводороды - методом инфракрасной спектрофотометрии на анализаторе SPECORD 75 IR [9, 10], численность бактерий - методом предельных разведений [8].

Результаты и обсуждение. В процессе исследований были определены статьи прихода нефтяного загрязнения в ливневый сток из атмосферных выпадений. Так, ре­зультат анализа образцов дождевой воды, отобранных в стеклянные накопители осадков, показал, что в данных пробах концентрация хлороформрастворимого вещества (ХРВ) и нефтяных углеводородов (НУ) соответственно в среднем составляла 1,1 мг/л и 0,06 мг/л (табл. 1). Эти показатели служили контролем в серии проб по изучению атмосферных выпадений. Максимальная концентрация НУ - 0,14 мг/л оказалась в 2 раза меньше по сравнению с установленной в 1993 г. максимальной величиной данного показателя в пробах, отобранных в центральной части города [3].

Таблица 1. Содержание ХРВ и НУ в атмосферных осадках и ливневом стоке

Table 1. Concentration of chloroformsolution matter and oil hydrocarbons in atmospheric precipitate and storm run-off

Следовало отметить, что в по­следние годы в Севастополь­ском регионе усиливается за­грязнение нефтепродуктами по­верхности дорожных покрытий и промышленных площадок, что связано с увеличением чис­ленности автопарка, транспорт­ных перевозок, стоянок для ав­тотранспорта и т.д. Так как до­ждевая вода смывает с земель различные загрязняющие веще­ства, то были проанализирова­ны пробы дождевой воды, ото­бранные в углублениях асфаль­та (или просто лужах). Резуль­таты анализа показали, что со­держание ХРВ и НУ соответст­венно в среднем составляло 2,0 мг/л и 0,19 мг/л.

Таким образом, концентрация ХРВ в среднем увеличилась примерно в 2 раза, НУ - в 3 раза, по сравнению с контрольными атмосферными осадками.

В снеге содержание ХРВ в среднем составляло 1,9 мг/л, НУ - 0,08 мг/л. Пробы снега и дождевой воды из накопителя атмосферных осадков были схожи по уровню нефтяного загрязнения. Концентрация ХРВ и НУ в талой воде, которая была отобрана на промышленной площадке (станция 6), достигала соответственно 7,8 мг/л и 1,7 мг/л. Уровень нефтяных углеводородов в данной пробе был более чем в 20 раз выше, чем в снеге.

Объект исследо­вания

Концентрация загрязняющих веществ, мг/л

 

ХВР

| НУ

Дождевая вода

0,6 - 1,87*

следы - 0,14

(стеклянный на-

1,1

0,06

копитель)

 

 

Снег

1,3 - 2,4

1,9

0 - 0,16 0,08

Дождевая вода

0,7 - 2,8

0,07 - 0,38

(резервуар в ас-

2,0

0,19

фальте)

 

 

Ливневый сток

0,6 - 7,4

0,07 - 1,85

 

2,78

0,5

*- в числителе - пределы колебания показателя; в знаменателе - среднее значение

Концентрация загрязняющих веществ в ливневых стоках I и II в районе впаде­ния в акваторию бухты (станции 3 и 7) в среднем достигала 2,78 мг/л ХРВ и 0,5 мг/л НУ. Содержание НУ в данных стоках было более чем в 10 раз больше, по сравнению со сто­ком III (станция 12) и контрольными пробами атмосферных осадков. Таким образом, такой природный источник, как ливневый сток, приносил в акваторию бухты значитель­ные концентрации хлороформрастворимых веществ и нефтяных углеводородов. Срав­нивая ливневые стоки городской территории, можно было отметить, что среднее значе­ние НУ в ливневом стоке, впадающем в бухту Казачья, было примерно в 3 раза ниже, чем средняя концентрация НУ в аналогичном стоке, впадающим в бухту Круглая [5].

Результаты микробиологических исследований ливневой воды показали, что концентрация гетеротрофных и нефтеокисляющих бактерии в контактной зоне «суша -море» (станции 3, 7 и 12) соответственно составляла в среднем 2,5><10[1] кл/мл и 1,5><103 кл/мл.

Проведены исследования депонирования загрязняющих веществ в почве и грун­тах берега по направлению следования ливневых стоков от источников загрязнения до места впадения в акваторию. В [1] отмечено, что максимальные концентрации ХРВ и НУ были выявлены на береговых станциях - источниках нефтяного загрязнения. Резуль­таты последующих исследований показали, что средние значения ХРВ и НУ на станциях - источниках загрязнения 1 и 6 соответственно составляли 1,59 и 0,34 г/100 г сухого грунта; на станциях 9 и 12, не имеющих источников загрязнения, - 0,19 и 0,02 г/100 г сухого грунта. Неравномерное распределение загрязняющих веществ было подтвержде­но широким варьированием численных значений данных показателей (табл. 2).

Таблица 2. Содержание ХРВ, НУ и численность гетеротрофных и нефтеокисляющих бакте­рий в почвах и морских грунтах береговой зоны

Table 2. Concentration of сhloroformsolution matter, oil hydrocarbons and abundance of hetero­trophic and oil-oxidizing bacteria in coastal zone soil

№№ станций

I, 2, 5, 6 (образцы почв)

9, 12 (образцы почв, контроль)

3, 7 (почва, зона за-плеска воды)

Концентрация загрязняю­щих веществ, г/100 г сухо­го грунта

Численность бактерий, кл/1 г влажного грунта

ХВР

НУ

гетеротрофные бактерии

нефтеокисляющие бактерии

0,36 - 6,56*     0,06 - 1,57

1,59

0,16 - 0,32 0,19

0,1 - 1,08 0,22

0 - 0,74

0,24 0,02 - 0,5

0,2 0 - 0,02

0,01

0,34

0 - 0,05 0,02

0 - 0,05 0,02

0 - 0,12 0,03

0 - 0,12 0,04

Следы 2,5>10[2] 3>10[3] - 2,5>10[4] 45>10[5]

2,5>10[6] - 9,5>10[7] 2,5>10[8]

3>102 - 1,5>10[9]

2,5>10[10] 2,5х10[11]-1,5х10[12] 10[13]

2,5>102 - 4,5>10[14] 7,5>103

9,5>10[15] 75 - 5>10[16] 1,5>103

45 - 9,5>10[17] 3>103

4,5 - 9,5>10[18]

1,5>103 9,5>102 - 2,5>103

4,5>102 0,4 - 2,5>103

1,5>102

в числителе - пределы колебания показателя; в знаменателе - среднее значение

В районе впадения стоков в акваторию бухты уровень загрязнения ХРВ и НУ в грунтах значительно снижался. В зоне заплеска морской воды на берег (станции 3 и 7) и у кромки воды (станции 4 и 8) средние концентрации изучаемых показателей были схо­жи. Содержание ХРВ для указанных станций в среднем составляло 0,23 г/100 г сухого грунта, НУ - 0,02 г/100 г сухого грунта. На станции 10, не имеющей локального источ­ника нефтяного загрязнения, отмечались следы НУ, а концентрация ХРВ составляла 0,01 г/100 г сухого грунта. В почвах и прибрежных грунтах численность гетеротрофных бак­терий в среднем составляла 10[19] - 10[20] клеток/г, нефтеокисляющих бактерий - 103 - 10[21] кле­ток/г. На станции 10, не подверженной загрязнению, содержание указанных групп мик­роорганизмов соответственно составляло 103 клеток/г и 102 клеток/г, то есть было значи­тельно ниже. Отмечено, что после выпадения дождя численность гетеротрофных бакте­рий возрастала в 10 - 100 раз, а численность нефтеокисляющих бактерий уменьшалась во столько же раз.

Изучение загрязнения акватории бухты в районе поступления ливневого стока проводилось на 8 станциях (см. рис. 1). Так, на станциях 4 и 8 содержание ХРВ и НУ в морской воде соответственно в среднем составляло 0,5 мг/л и 0,06 мг/л; в контрольном участке на станции 10 концентрация ХРВ составляла 0,45 мг/л, НУ обнаружено не было (табл. 3).

Таблица 3. Содержание ХРВ, НУ и численность гетеротрофных и нефтеокисляющих бакте­рий в морской воде

Table 3. Concentration of chloroformsolution matter, oil hydrocarbons and abundance of hetero-trophic and oil-oxidizing bacteria in seawater

Станции

Концентрация загрязняющих веществ, мг/л

Численность бактерий, кл/мл

ХВР

НУ

Гетеротрофные бактерии

Нефтеокисляющие бактерии

0,5

0,3 - 0,6 0,4

0,06

0 - 0,2 0,05

4,5>102

95 - 1,5>103 9,5>102

10 (контроль) 0,3 - 0,8 следы 4,5>102 - 4,5>10[22] _0/4_9,5>103

4,5

0 - 15

9,5

4,5 - 2,5>102 9,5

в числителе - пределы колебания показателя; в знаменателе - среднее значение

В донных осадках прибрежной зоны (станции 4 и 8) содержание ХРВ в среднем составляло 0,2 г/ 100 г сухого осадка; содержание НУ было умеренным - в среднем 0,03 г/ 100 г сухого осадка (табл. 2). В контрольном районе на станции 10 концентрация ХРВ была значительно ниже - 0,002 г/ 100 г сухого осадка, НУ не было отмечено. Поскольку содержание ХРВ в донных осадках соответствовало I - III уровню загрязнения [7], мож­но сделать вывод об относительно благополучной экологической ситуации района ис­следований. Аналогичное заключение было сделано в [6].

Численность гетеротрофных и нефтеокисляющих бактерий в районе выпуска ливневых стоков на станциях 4 и 8 соответственно в среднем составляла в морской воде 4,5>102 кл/мл и 4,5 кл/мл, в донных осадках - 2,5>10[23] кл/1г влажного грунта и 1,5>103 кл/1г влажного грунта. Если в морской воде было отмечено неравномерное распределе­ние численности изучаемых групп бактерий, то в донных осадках по направлению от берега к центру бухты наблюдалось их снижение. В районе контроля на станции 10 кон­центрация гетеротрофных и нефтеокисляющих бактерий в донных осадках была в 10 -100 раз ниже, чем в остальных двух районах выпуска ливневых стоков. В морской воде станции 10 содержание бактерий было в 10 раз выше, чем в сравниваемых районах.

Как известно, критерием оценки загрязнения морской среды могут быть пре­дельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ. Соотношение средних показателей ПДК НУ для дождевой воды (отобранной из стеклянного накопителя), дож­девой воды (собранной в углублениях асфальта), ливневого стока (в районе поступления в акваторию бухты) и морской воды соответственно составляло 1,5 : 5,6 : 10 : 1,2. Таким образом, в зоне контакта «суша - море» концентрация НУ в ливневом потоке превышала ПДК для морской воды в 10 раз. Для сравнения в бухте Круглой эта величина составляла 56 ПДК [5]. В районах впадения стоков I и II в морскую акваторию содержание НУ со­ставляло 1,2 ПДК, в удалении от этих стоков на станциях 11, 13, 14 средний уровень НУ соответствовал ПДК (0,05 мг/л). В районе выхода стока III на станции 10 отмечены сле­довые количества НУ.

Заключение. Проведенные наблюдения за состоянием пограничных сред - воз­душной, геологической и морской в районе влияния ливневых стоков в бухте Казачьей показали, что пополнение хлороформрастворимыми веществами и нефтяными углево­дородами происходит по пути следования потока ливневой воды. Ливневый сток прино­сил в акваторию бухты значительные концентрации загрязняющих веществ. В то же са­мое время результаты исследований акватории бухты свидетельствовали о том, что НУ слабо аккумулировались в грунтах у кромки воды и в морской воде. Фоновое состояние акватории бухты по химическому и микробиологическому анализам оценено в целом как мезотрофное.

1. Беляева О. И. Влияние ливневого стока как источника нефтяного загрязнения на прибрежную зону Черного моря / «Ломоносовские чтения» 2004 года: Материалы научной конференции (Се­вастополь, 4 - 5 мая 2004 г.) - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2004. - С. 9.

2. Беляева О. И., Шадрина Т. В. К вопросу о нефтяном загрязнении почв и ливневых стоков в рай­оне Севастополя / Геополитические и географические проблемы Крыма в многовекторном из­мерении Украины: Материалы международной научной конференции, посвященной 70-летию географического факультета (Симферополь, 20 - 22 мая 2004 г.). - Симферополь, 2004. - С. 172 - 173.

3. Гидрометеорология и гидрохимия морей / Под ред. Симонова А. И., Рябинина А. И. // Совре­менное состояние загрязнения вод Черного моря. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 1996. -4, № 3. - 230 с.

4. Дятлов С. Е., Патлатюк Е. Г., Никаноров В. А., Адобовский В. В. и др. Качество дренажных, ливневых и сточных вод, сбрасываемых в море и Хаджибейский лиман / Экологические про­блемы Черного моря: Мат. 4-го международн. симп. - Одесса, ОЦНТЭИ, 2002. - С. 69 - 73.

5. Миронов О. Г. Состав органической компоненты ливневых стоков в районе г. Севастополя / Оценка расположенных на суше источников загрязнения морей, омывающих государства СНГ. -Севастополь, 1992. - 1. - С. 48 - 49.

6. Миронов О. Г., Кирюхина Л. Н., Алемов С. В. Экологическая характеристика бухты Казачьей (Черное море) // Экология моря. - 2002. - Вып. 61. - С. 85 - 89.

7. Миронов О. Г., Миловидова Н. Ю., Кирюхина Л. Н. О предельно допустимых концентрациях нефтепродуктов в донных осадках прибрежной зоны Черного моря // Гидробиол. журн. - 1986. -

22, № 6. - С. 76 - 79.

8. Родина А. Г. Методы водной микробиологии. - М.: Наука, 1965. - 363 с.

9. Руководство по методам химического анализа морских вод. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 208 с.

10. Руководство по химическому анализу морских вод. - Л.: Гидрометеоиздат, 1993. - 264 с.

Научно-исследовательский центр Вооруженных Сил Украины «Государственный океанариум»,

г. Севастополь Получено 10.11. 2004

O. I. B E L Y A E V A

IFLUENCE OF STORM RUN-OFF ON THE OIL POLLUTION IN KAZACHYA BAY

(THE BLACK SEA)

Summary

High level of concentration of спЬгойгшзокШоп matter and oil hydrocarbon in the soil and atmospheric presipitation, storm run-off and melted slush of coast zone in Kazachya Bay was revealed. Their concentration in the bottom sediment and seawater was significantly below. Abundance of hetero­trophic and oil-oxidizing bacteria was studied. The obtained results allowed to characterize the coast wa­ter condition in this bay as mezotrophic.


[1]8 (морской грунт, кромка воды)

10 (морской грунт, контроль)

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

*-

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

[6]8 (морской грунт, кромка воды)

10 (морской грунт, контроль)

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

*-

[10]8 (морской грунт, кромка воды)

[11]8 (морской грунт, кромка воды)

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

[15]8 (морской грунт, кромка воды)

[16]8 (морской грунт, кромка воды)

[17]8 (морской грунт, кромка воды)

[18]8 (морской грунт, кромка воды)

II, 14 - 16 (донные осадки, глубина 0-8 м)

10 (морской грунт, контроль)

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

О И Беляева - Влияние ливневого стока на нефтяное загрязнение в бухте казачья черное море

О И Беляева - Пропаганда природоохранных знаний в государственном океанариуме украины перспективы и направления