Особенности геохимических показателей северо-восточной части Каспия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности геохимических показателей северо-восточной части Каспия

Изменения гидрометеорологических условий, играющие главную роль в жизни Каспийского моря, сочетаются с воздействием на его экосистему хозяйственной деятельности, одним из видов которого является загрязнение морской среды /1/.

Большое внимание уделяется экологической безопасности при поиске и разведке месторождений углеводородного сырья на Северном Каспий, т.к. без этого не удается сохранить ни его высокую биологическую продуктивность, ни рыбохозяйственную ценность [2].

Каспийское море, и особенно его Северная мелководная часть, является высокопродуктивным водоемом. Такая исключительно высокая продуктивность Каспия сочетается с относительной бедностью биологического разнообразия этого водоема [5-7]. Значительная часть гидробионтов Каспия является реликтовой.

Именно эта часть моря является самой богатой по биологической продуктивности. И не случайно, что богатые биогенными элементами и органическим субстратом воды Северного Каспия оказывают большое влияние на разнообразие флоры и фауны всего Каспия. Северный Каспий всегда был и остается «житницей» Среднего и частично Южного Каспия [8].

Однако в настоящее время Каспий и особенно Северный, как и другие моря земного шара, испытывает усиливающееся антропогенное воздействие, которое проявляется в загрязнении нефтепродуктами, фенолами, хлорорганическими пестицидами и тяжелыми металлами, а также в активном судоходстве и гидростроительстве. Это не редко приводит к исчезновению видов из фауны водоема, к значительному расширению ареалов многих видов, перемешиванию некогда географически изолированных видов и подвидов, появлению чужеродных, нехарактерных для данного района растений и животных [3].

В последние десятилетия двадцатого века экосистеме Каспия произошли серьезные изменения, обусловленные колебанием уровня моря, развитием процессов эвтрофирования речных и морских вод, поступлением в водоем загрязняющих веществ, развитием нелегального промысла ценных видов рыб. Интенсивно развивается нефтедобыча и продолжаются разведочно-поисковые работы по обнаружению новых месторождений углеводородного сырья. Причем районом добычи углеводородного сырья, наряду со Средним и Южным Каспием становится и Северный Каспий, считавшийся заповедной зоной и являющийся главным районом нагула осетровых и полупроходных рыб. В 1993 году правительство Казахстана, а в 1998 году правительство России разрешили геологоразведку и добычу углеводородного сырья в Северном Каспии с учетом особых экологических условий и требований. В Северном Каспии планируется масштабная добыча нефти и газа, что существенно может изменить его биологическое состояние [4].

Характерные черты загрязнения нефтепродуктами: множественность источников, попадание почти во все компоненты окружающей среды, рассеяние на больших акваториях, аккумулирование в донных отложениях и т.д. Растворимые и тяжелые компоненты - фракции нефти в водных массах легко адсорбируют другие токсиканты, в том числе токсичные металлы, способствуют их миграции. Они ухудшают качество воды, отрицательно влияют на кислородный режим, нарушают сбалансированные связи поверхностных слоев воды с атмосферой и т.д.

Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:

Провести мониторинговую оценку

Анализировать особенности геохимических и гидрохимических показателей Северо-Восточной части Каспийского моря

Районом исследования выбран прилегающий к Казахскому побережью Восточный участок Северного Каспия. Исследуемый район характеризуется пологим уклоном дна и медленным нарастанием глубин. Грунты здесь преимущественно илистые и илисто - песчаные (Рис.1).

Сезонные колебания уровня Каспийского моря не превышают нескольких дм. Для севере - восточного побережья Каспия характерны высокие нагоны.

Участок исследования уникален как по геохимическому и гидролого-гидрохимическому режиму, так и гидробиологическим характеристикам. Были проведены комплексные исследования основных геохимических, гидрологических и гидрохимических характеристик на станциях, расположенных у поверхности и дна моря /9,10/.

Рис. 1. Карта Северного Каспия

Результаты геохимических исследований

Гранулометрический состав донных отложений. Донные отложения в исследуемом районе отличаются достаточным однообразием и представлены ракушей, песками, алевритами, реже алевро-пелитами и их сочетаниями. В формировании донных отложений превалируют процессы биогенной аккумуляции, терригенного сноса и хемогенного осаждения.

Биогенная составляющая изучаемых осадков, преимущественно входит в состав фракций > 0.25 мм. Фракция > 1 мм представлена преимущественно целыми раковинами пластинчатожаберных и брюхоногих моллюсков и их обломками. Фракция 1.0 - 0.1мм сложена обломками раковин моллюсков и фораминиферами. Раковины моллюсков состоят в основном из кальцита. с присутствием арагонита и доломита. Биогенные образования имеют превалирующее развитие. В их составе различаются ракуша и пески. Под воздействием волн, ракуша часто образует на дне линейные и пятнисто-полосчатые скопления шириной в несколько метров.

Пески представлены крупно-, средне- и мелкозернистыми разностями (преобладают фракции 1-0.25, 0.25-0.1 мм). По составу это преимущественно детритовые образования с незначительной примесью терригенных минералов. Пески обычно присутствуют в качестве заполнителя и не образуют обособленных полей.

Терригенная составляющая осадков сосредоточена преимущественно в алевритах (фракция 0.1-0.05 мм). Она представлена кварцем, полевыми шпатами, обломками пород, второстепенными, акцессорными и рудными минералами. Терригенные осадки имеют значительное развитие в пределах полигона Кашаган. Наиболее распространенный минерал - кварц.

Ассоциации химических элементов, образующих аномалии в районах месторождений нефти и газа, определяются первичным наличием в грунтах подвижных элементов, способных перемещаться и концентрироваться на соответствующих барьерах. Чаще всего к ним относятся Pb, Zn, Mn, Cu, Ba, Co, Ni, Cr. Основные статистические параметры тяжелых металлов в донных отложениях приведены в таблице 1.

Таблица 1.Основные статистические характеристики содержания тяжелых металлов (мг/кг) в донных отложениях

Подобные ассоциации химических элементов, возникают из-за того, что в грунты периодически поступают газообразные продукты от углеводородных залежей. К ним в первую очередь относятся сами углеводороды, водород, углекислый газ, инертные газы. Их бактериальное разложение, сопровождающееся различными химическими реакциями, приводит к формированию в грунтах над месторождениями многочисленных и разнообразных геохимических барьеров (сероводородного, кислого, щелочного, сорбционного, биогенного). Происходящие на таких участках окислительно-восстановительные реакции (с участием бактерий, разлагающих углеводороды) могут увеличить подвижность восстанавливающихся элементов переменной валентности, часто приводя их к «отгонке» из центральных частей участков. В результате всех указанных процессов в грунтах образуются аномалии перераспределения, сопутствующие районам месторождений нефти и газа.

Наблюдение за донными отложениями Восточной части Северного Каспия проводились в осенний и весенний период, и было выявлено, что концентрация тяжелых металлов в донных отложениях в осенний период, уменьшается по сравнению с летним периодом.

По данным экологического мониторинга в 2000-2007 гг. концентрация меди в донных отложениях на основном полигоне в среднем была несколько выше, чем на структуре в целом. Однако, оба эти района оказались весьма сходны по динамике содержания меди в донных отложениях, поскольку и там и тут оно уменьшилось относительно 2000-2007 гг. (Таблица 2.). Различие в уровне и динамике содержания меди между исследуемой акваторией в целом и основным полигоном мы объясняем большей глубиной последнего, ведь содержание меди (так же, как и железа) в донных отложениях Каспийского моря увеличивается с глубиной. В то же время, в отличие от глубоководных районов, где медь концентрируется в тонкозернистой фракции донных отложений, на устьевых взморьях рек медь не редко обнаруживается крупнозернистых фракциях донных осадков /26/, что подтверждается данными экологического мониторинга.

Таблица 2.Сравнительная характеристика концентрации железа и меди в донных отложениях структуры «Кашаган» и фонового участка

В целом по результатам проведенных исследований может быть сделан предварительный вывод о том, что природный самоочистительный потенциал Северного Каспия находится в состоянии некоего динамического равновесия с современными антропогенными нагрузками. Однако это равновесие может быть нарушено под влиянием интенсивного наращивания хозяйственной деятельности как, в первую очередь, на самой акватории Каспийского моря, так и на его побережье.

Заключение

Результаты проведенных наблюдений позволяет сделать заключение, что для экосистемы Северо-Восточной части Каспийского моря, характерен специфический гидролого-гидрохимический и гидробиологический режим, обусловленный сочетанием природных и антропогенных факторов.

В процессе освоения нефтегазовых месторождений естественно возникает проблема сохранения биологического разнообразия, которая может рассматриваться как важнейший элемент обеспечения экологической безопасности. Изучение пространственно-временной изменчивости основных параметров среды позволит определить воздействие буровых работ на экосистему данного региона.

Пространственно-временная изменчивость содержание тяжелых металлов в донных отложениях в период проведения поисково-разведочного бурения определялись, в основном, геохимическими процессами, и в ее характере отсутствовали черты, свидетельствующие о загрязнение осадков буровыми отходами.

Наблюдение за донными отложениями Восточной части Северного Каспия проводились в осенний и весенний период, и было выявлено, что концентрация тяжелых металлов в донных отложениях в осенний период, уменьшается по сравнению с летним периодом.

Анализ концентраций нефтепродуктов, хлорорганических пестицидов, органического вещества, полициклических ароматических углеводородов, полихлорированных бифенилов, синтетических поверхностно-активных веществ и фенолов в осадках полигона показывает, что грунты на исследованной площади можно отнести к категории чистых.

Результаты анализа пространственно-временной изменчивости химических и токсикологических показателей загрязненности морской среды указывают на отсутствие сбросов загрязняющих веществ с буровой платформы.

В целом, по результатам проведенных исследований можно предположить, что природный самоочистительный потенциал Восточной части Северного Каспия находится в состоянии некоего динамического равновесия с современными антропогенными нагрузками. Однако это равновесие может быть нарушено под влиянием интенсивного наращивания хозяйственной деятельности как, в первую очередь, на самой акватории Каспийского моря, так и на его побережье.

Литература

гидрометеорологический антропогенный каспийский море

1. Винецкая А.С. Гидрохимический режим Северного Каспия после зарегулирования стока Волги.//Труды КаспНИРХа,- Астрахань, 1968.-т. 24.-c. 78-99.

2. Архипова Е.Г., Крюков В.В., Молошникова В.Н. Возможные изменения уровней и других элементов гидрологического режима Каспийского моря.//Труды ГОИН.-Астрахань, 1972.- Вып. 115.- С. 5-17.

3. Пахомова А.С. Гидрохимический облик Каспийского моря за последние 70 лет // Автореферат диссертации. На правах рукописи. - М.: Изд - во МГУ., 1973 . -43 с.

4. Пахомова А.С., Затучная Б.М. Гидрохимия Каспийского моря //Экологическая и биологическая продуктивность Каспийского моря. - М.: Наука, 1966. - С. 7 - 16.

5. Косарев А.Н. Многолетняя изменчивость гидрологических характеристик в глубинных слоях Каспийского моря // Океанология. - М.-1963.-Т.3.-вып.1.-С.49-59.

6. Катунин Д.Н. Гидрохимический режим и изменения экосистемы Каспийского моря в XX веке // Сб. Биологические ресурсы Каспийского моря. - Астрахань, 1992. - С. 160 - 162.

7. Катунин Д.Н. Хрипунов И.А. Бескарточный Н.П. Гидролого-гидрологический режим нижней Волги и Каспийского моря.// Рыбохозяйственные исследования на Каспии. - Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2000.- 75с.

8. Клепова А.В. Гидрохимия Каспийского моря. - Астрахань,1962.- 158с.

9. Скриптунов Н.А. Гидрология предустьевого взморья Волги. -М.: Гидрометеоиздат, 1958. -143 с.

10. Шишкина Л.А. Гидрохимия - Л., Гидрометеоиздат, 1974. - 78 с.

Размещено на Allbest.ru