Сформована в даний час ситуація, коли чорноморські держави встановлюють екологічні норми і правила автономно один від одного, в цілому, негативно позначається на екологічній обстановці в Чорному морі. По-перше, неузгодженість відповідних стандартів веде до різного ступеня забруднення окремих ділянок моря, що в умовах відносно замкнутої водойми на практиці означає забруднення всієї акваторії. По-друге, це суттєво ускладнює свободу судноплавства в морі для неприбережних держав, яким важко орієнтуватися в різноманітті існуючих норм.

Ще раз потрібно зазначити, що чинне міжнародне право надає чорноморським державам можливість узгодженого встановлення єдиного екологічного режиму в Чорному морі, шляхом застосування окремих правил, що відносяться до особливих районів [51].

Інша важлива особливість, що впливає на екологічну політику причорноморських держав, пов'язана з тією обставиною, що більше половини надходжень прісної води з материка в Чорне море забезпечується за рахунок річкового стоку. Актуальною є проблема адекватної екологічної ситуації в державах, по території яких протікають річки ті, що впадають в Чорне море. В даний час негативна екологічна ситуація в Чорноморському басейні в значній мірі обумовлена низькою якістю річкової води. Вказана обставина призводить до висновку про необхідність включення в орбіту міжнародного регіонального співробітництва, у вирішенні екологічних проблем, не тільки уряди прибережних держав, а й держав, які розташованих в межах водозбірного річкового басейну. Таким чином, постає питання про субрегіональне транскордонне співробітництво відповідних держав, без якого інтереси чорноморських країн не можуть бути захищені в достатній мірі [116, 126].

У випадку з Чорним морем, узгоджених зусиль тільки прибережних держав, буде недостатньо для вирішення існуючих проблем. Встановлення єдиних (навіть найжорсткіших) екологічних стандартів мореплавання безглуздо, якщо в море щодня будуть надходити мільйони кубометрів забрудненої річкової води. У зв'язку з цим, актуальним стає питання про зацікавленість інших держав регіону у співробітництві за еколого-гігієнічними проблемами. Очевидно, що жодна держава не піде на добровільне обмеження власної господарської діяльності, якщо у нього не буде до цього належних стимулів. Тому всім чорноморським державам необхідно виробити систему преференцій для держав, розташованих в межах чорноморського водозбірного басейну. Така система повинна стимулювати застосування зацікавленими державами комплексу оздоровчих та природоохоронних заходів, з метою зменшення шкідливого антропогенного впливу на природне середовище. Натомість, такі країни повинні отримати пільги при користуванні чорноморськими портами [47].

З урахуванням вже перерахованих особливостей Чорного моря (низького рівня циркуляції морської води), без вирішення проблеми забруднення річок, що впадають в море, неможливо вирішити екологічні проблеми цього регіонального моря. Необхідно ставити питання про субрегіональне співробітництво, для компромісу між правом держав на господарське використання річок і правом прибережних держав на сприятливе морське середовище [116].

У якості одного із заходів вирішення екологічних проблем Чорного моря можна запропонувати заснування спеціального міжнародного фонду, який спеціалізувався б на фінансуванні природоохоронних проектів. Джерелом надходжень до такого фонду могли б стати екологічні збори, які здійснюються відповідно до національного законодавства прибережних держав. Для цього необхідна узгоджена політика прибережних країн щодо встановлення екологічних стандартів, а також фінансова зацікавленість всіх держав, що здійснюють господарську діяльність в чорноморському басейні [52].

Як показує практика, реалізація багатьох екологічних проектів ускладнена саме через недостатню опрацьованість механізму фінансування. В даний час, фінансове забезпечення оздоровчої та екологічної політики на Чорному морі здійснюється силами самих чорноморських держав, з урахуванням різного рівня їх економічного розвитку. Ефективність відповідних заходів може мати відчутні відмінності. Саме тому необхідне створення міжнародної структури, що має стабільні джерела фінансування і не залежить від економічної ситуації або політичної кон'юнктури в окремих зацікавлених країнах. Основними напрямками діяльності фонду могли б стати: моніторинг екологічних проектів, розробка для Комісії з захисту морського середовища Чорного моря гігієнічних, екологічних та оздоровчих рекомендацій, співпраця з іншими міжнародними органами, що спеціалізуються на захисті морського середовища та здоров'я населення [51].

Створення подібного фонду стало б ще одним кроком в напрямку формування особливого екологічного режиму Чорного моря, як міжрегіональної водойми. Таким чином, унікальні географічні та океанографічні умови чорноморської акваторії були б адекватно враховані за допомогою спеціальних правових заходів, що стосуються як встановлення особливих екологічних стандартів, так і особливих джерел фінансування відповідної діяльності.

У ситуації, що склалася, необхідно ініціювати і почати скоординовані дії всіх причорноморських країн - Болгарії, Румунії, України, Росії, Грузії, Туреччини, які повинні бути спрямовані на зменшення загрози забруднення Чорного моря при промисловому видобутку вуглеводнів з морського шельфу. Очевидно, що кожна з країн змушена буде мати національну систему моніторингу забруднень морської води в своєму секторі Чорного моря. В першу чергу будуть затребувані системи моніторингу транскордонного переносу забруднень морської води, що дозволяють оперативно і цілодобово визначати обсяг забруднень які надійшли, їх склад і ступінь небезпеки. Ідеологія побудови системи такого роду розглянута в спільній роботі російських та українських фахівців, а методи вимірювання масопереносу забруднюючих суспензій вже апробовані в водах Керченської протоки. З огляду на вищевикладене, представляється актуальним почати роботу з регіонального погодження технічних параметрів систем моніторингу забруднень, які надходять в море, з метою обґрунтування єдиної технології створення таких систем для Чорного моря, обліку найбільш природозберігаючих норм та вимог [47].

Іншим актуальним напрямком спільних міжнародних робіт є обґрунтування гранично-допустимих концентрацій забруднюючих речовин при транскордонному перенесення в Чорному морі. Такі роботи дозволять врахувати особливості рельєфу і гідрології кожної ділянки шельфу, диференціювати забруднення води по морським районам. В даний час, поки обсяги видобутку нафти невеликі, вкрай необхідно зафіксувати фонові значення транскордонного переносу забруднень морської води. Через два-три роки це буде вже зовсім інший фон, менш сприятливий для природи і людини [109].

В якості організаційної основи зазначених робіт пропонується використати форму міжнародної програми, подібної раніше профінансованої USAID Black Sea Environment Programme (BSEP). Концепція і загальні параметри нової програми (абревіатура назви - BSDMP, Black Sea Development Monitoring Programme) описуються нижче. Основним завданням програми було затвердження політики регіонального співтовариства Причорноморських держав,розробки правових основ оцінки та запобігання забруднення з метою реалізації Бухарестської Конвенції.

Метою Програми BSDMP є регіональний комплекс норм і технологій контролю транскордонного переносу забруднень морської води, а також регіональне співтовариство вчених, фахівців і представників влади, які готові реалізовувати ці норми і технології в своїх країнах.

Для реалізації заходів Програми в усіх країнах-учасницях (Румунія, Україна, Росія, Грузія, Туреччина, Греція) повинні були призначені робочі центри, для виконання Програми за її різними направленнями. Ці центри повинні забезпечити взаємодію з органами місцевої та регіональної влади, з населенням, організувати роботу з вивчення локальних особливостей трансграничного перенесення забруднень в своїх територіальних водах, зібрати дані про фонові рівні забруднення [101].

Міжнародні центри були призначені за напрямками:

· Активний центр реагування при нафтових розливах - Болгарія (Варна);

· Активний центр по біорізноманіттю - Грузія (Батумі);

· Активний центр по дослідженню рибних запасів - Румунія (Констанца);

· Активний центр по менеджменту берегової зони - Росія (Краснодар);

· Активний центр джерел забруднення - Туреччина ( Стамбул);

· Активний центр з питань моніторингу та оцінки забруднення - України (Одеса);

Проблеми охорони Світового океану отримали всесвітнє значення для всіх держав внаслідок того, що морське середовище не розділене кордонами, а об'єднане системою течій та через річковий поверхневий стік. При взаємозв'язку з атмосферою, шкідливі речовини поширюються на величезні площі і значні відстані від конкретного джерела забруднення. Саме тому міжнародне співробітництво в цій галузі має виняткове значення для всієї спільноти [51]. Отже, охорона і раціональне використання ресурсів гідросфери вимагає тісного міжнародного співробітництва, заснованого на загальній нормативній базі, зокрема на таких принципах Міжнародного права, як: охорона екологічної рівноваги, що визначає певні права та обов'язки держав; окремо взята держава своєю діяльністю не повинна шкодити морському середовищі інших держав; неприпустимість забруднення вод відкритого моря в результаті будь-якого виду діяльності; обов'язкове дотримання міжнародних стандартів усіма без винятку державами; зобов'язання держав застосовувати заходи, спрямовані на поліпшення всіх аспектів гігієни зовнішнього середовища, що підтверджує Міжнародний пакт про економічні, соціальні і культурні права, прийнятий в 1966 р.; забруднення Світового океану, яке змінює газовий склад атмосфери і тепловий баланс планети, розглядається, як порушення екологічної безпеки планети.

Масове застосування гербіцидів і дефоліантів в прибережній зоні, в зоні водозбору річок призводить до отруєння морського середовища, до чого можна віднести також такі дії в мирний час, як випробування ядерної зброї, поховання радіоактивних відходів і отруйних речовин, скидання небезпечних промислових відходів. Ці дії заборонені міжнародним правом [51].

Найважливішу роль в координації міжнародної діяльності з охорони водних ресурсів планети грають міжнародні угоди (Конвенції), які вже давно використовуються в міжнародному праві та практиці.

Першою міжнародною угодою, яке встановило певні зобов'язання держав в галузі охорони Світового океану, була Лондонська Конвенція про запобігання забруднення моря нафтою (1954 р. з поправками в 1962 р.). Конвенція заборонила злив нафти з суден, встановила заборонені зони, зобов'язала кожну державу, що підписала Конвенцію, застосувати необхідні заходи для обладнання окремих портів пристроями для прийняття нафтових залишків. У 1969 р, в Лондонську конвенцію внесли нові поправки, за якими були скасовані всі заборонені для зливу нафти зони, а замість них - забороненою зоною оголошено весь Світовий океан.

Всі питання, пов'язані з проблемами Світового океану, вирішує ІМО, як спеціалізований орган ООН. Це міжнародна міжурядова організація, заснована в 1958 з метою сприяння міжнародному співробітництву в сфері морських перевезень і морської торгівлі. Організація є форумом для обміну інформацією між урядами з технічних питань міжнародного торговельного судноплавства, сприяє забезпеченню безпеки на морі і уникнення забруднення моря морськими судами. В рамках ІМО було проведено багато конференцій, що завершилися укладенням Конвенцій з різних аспектів морського судноплавства. Міжнародна морська організація прийняла велику кількість рекомендацій, кодексів, посібників, настанов, резолюцій [318].

Членами ІМО є понад 190 держав, в тому числі і Україна. ІМО вирішує питання, пов'язані із забезпеченням співробітництва в судноплавстві і мореплавання, розробкою рекомендацій і проектів конвенцій з морського права. Вищим органом ІМО є Асамблея, що складається з усіх її членів і скликається раз на два роки. Секретаріат ІМО очолює генеральний секретар. Штаб - квартира організації розташована в Лондоні [257].

Після Лондонської Конвенції, правовими документами в галузі морського права, які почали процес його кодифікації, були чотири конвенції 1958 р.: Конвенція про територіальне море та прилеглу зону; Конвенція про континентальний шельф; Конвенція про відкрите море; Конвенція про рибальство й охорону живих ресурсів моря. Вони були прийняті Конференцією ООН з морського права, яка відбулася 1958 р. в Женеві (Швейцарія), і тому відомі як Женевські Конвенції 1958 р. Їх прийняття мало важливе значення для уніфікації правового режиму Світового океану, прогресивного розвитку міжнародного морського права. Переважна більшість зазначених в них правових норм включені в Конвенцію ООН з морського права 1982 р. Женевські Конвенції свідчать про те, що в той час нафта і радіоактивні матеріали вважалися не тільки основними, а практично єдиними джерелами забруднення. У 60-ті роки такий вибірковий підхід був типовим для міжнародних правил щодо запобігання забруднення моря [315].

У 1963 р. був підписаний Московський договір про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космічному просторі й під водою. Велике значення для попередження радіоактивного забруднення Світового океану мав Договір про заборону розміщення на дні океанів і морів і в їхніх надрах ядерної зброї та інших видів зброї масового знищення. Заходи з регулювання в основному стосувалися одного питання - обов'язково компенсувати збитки, викликані ядерними інцидентами. Оскільки питання цивільної відповідальності не були закладені в цих угодах, то вони не містили матеріальних стандартів запобігання забрудненню. Однак були прийняті деякі заходи, спрямовані безпосередньо на боротьбу з радіоактивним забрудненням, наприклад, положення про перевезення радіоактивних речовин і експлуатацію суден з ядерними установками, були включені в Конвенцію про охорону людського життя на морі (Соме) 1960 р. (а пізніше і в Конвенцію СОЛАС 1974 р.). Ще раніше (в 1957 р.) окремі положення, що стосуються видалення радіоактивних відходів, були включені в Римський договір, який був заснований Європейським співтовариством з атомної енергії (Євратом).

З огляду на різке зростання обсягів морських перевезень нафти, які значно збільшили небезпеку забруднення, основним завданням стало запобігання викидів та боротьба з розливами нафти. Спочатку в своїй діяльності ІМО взяла на себе організацію широкого міжнародного співробітництва для запобігання забрудненню із суден. ІМО зіграла також головну роль у прийнятті в 1969 р Міжнародної конвенції про втручання у відкритому морі у разі аварій, що призводять до забруднення нафтою, і Міжнародної Конвенції про цивільну відповідальність за шкоду від забруднення нафтою [257, 318].

Крім угод глобального характеру, були вжиті заходи по боротьбі із забрудненням нафтою на регіональному рівні. Перші такі Конвенції містили лише норми про співробітництво і моніторинг, взаємну допомогу при усуненні забруднення, обмін інформацією з приводу інцидентів, пов'язаних із забрудненням. До таких актів належать, зокрема, Угода про співробітництво в боротьбі із забрудненням нафтою вод Північного моря (1969 р., Бонн).

Для 1970-х років був характерний перехід від прийняття часткових рішень для створення всеохоплюючих правових режимів. Зміни характеризувалися орієнтацією на джерела забруднення, тобто замість регулювання забруднення, викликаного лише певними видами речовин, вжиті заходи стосувалися конкретного джерела забруднення в цілому. Першим об'єктом, на який був запланований такий підхід, стало встановлення порядку захоронення відходів у море (дампінг).

У 1972 р. було підписано Конвенцію про запобігання забруднення моря шляхом захоронення відходів із суден та літальних апаратів (Осло).

Ця Конвенція не забезпечувала повне досягнення поставленої мети, але стала значним кроком у напрямку виконання зобов'язань, оскільки детально визначила стандарти викидів для всіх типів суден, а також передбачила відповідні положення до конструкції та обладнання морських суден.

На регіональному рівні, подальша регламентація забрудненнь була результатом укладення Паризької Конвенції (1974 р.) про запобігання забрудненню моря джерелами, розташованими на суші, дія якої поширювалась на той же географічний регіон, що і Конвенції про поховання відходів (1972 р.), яка укладена в Осло. Конвенція, стосувалась в основному забруднення з суші, проте застосовувалася також і для випадків забруднення в результаті діяльності на морському дні та при захороненні відходів [58].

У 1993 р. міністрами охорони навколишнього середовища шести чорноморських країн була підписана Одеська Міністерська Декларація, яка передбачає: заборону скидів радіоактивних матеріалів в Чорне море, контроль за забрудненням від судноплавства, комплекс заходів зі створення природоохоронних територій і збереження біорізноманіття; розробку планів реагування в надзвичайних ситуаціях, інвентаризацію джерел забруднення, створення системи моніторингу та впровадження програм моніторингу; введення експертизи всіх проектів на предмет їх впливу на навколишнє середовище, розвиток міжнародного співробітництва в регіоні, з метою виконання положень Бухарестської конвенції [59].

Основним сировинним ресурсом Світового океану є морська вода, яка містить 75 важливих хімічних елементів, запаси яких на суші неухильно виснажуються, тоді як в океанських водах їх міститься величезна кількість. Світовий океан багатий мінеральними ресурсами, а надра океану - покладами корисних копалин. Крім того, морська вода може бути використана для отримання прісної води - зараз винайдено багато промислових методів опріснення. До того ж, відкриті і донні джерела прісної води на континентальному шельфі. Теоретично водні ресурси невичерпні, оскільки вони відновлюються в процесі кругообігу, проте споживання води зростає такими темпами, що проблема чистої води і дефіциту водних ресурсів планети є однією з найбільш актуальних. І хоча всі природні водойми здатні самоочищатись, ця здатність має свої межі: так, водойми, у які надходить величезна кількість забруднених стічних вод, втратили здатність до самоочищення і почали деградувати. Людина винайшла кілька способів очищення стічних вод, серед яких найбільш поширеними є механічний, фізико-хімічний і біологічний. Застосування того чи іншого методу вибирається залежно від агрегатного стану, складу та концентрації забруднюючих речовин. На жаль, традиційні методи очищення води вимагають витрат величезної кількості енергії, великих басейнів оптимального складу, і різних хімічних речовин в воді. Робляться спроби знайти нові методи повного очищення води (ядерно-мембранний) [49].

Морські порти Чорноморського регіону відіграють роль ключових транспортних вузлів, які з'єднують континентальні транспортні коридори з морськими лініями. Практично всі порти Чорноморського регіону беруть участь у підтримці інтермодельних перевезень. В цьому відношенні життєво важлива роль належить Концепції морських магістралей, яка була успішно розроблена Економічною Комісією ООН для Європи і ЄС [38].

В цілому, за останні два десятиліття морські порти Чорноморського регіону забезпечили за рахунок іноземних інвестицій серйозне нарощування своїх потужностей, виконали будівництво нових та реконструкцію діючих терміналів.

Переважна більшість морських портів регіону гостро потребує подальшого розвитку своєї інфраструктури і підвищення технічного рівня для забезпечення вантажних операцій, освоєння тих вантажопотоків, що найбільш динамічно розвиваються, перш за все, контейнерів, зернових терміналів.

В умовах зростаючого комплексного освоєння природних ресурсів моря найбільш схильними до антропогенному впливу виявляються порти і прибережні акваторії.

Отримані авторами дані з проблеми, свідчать про наявність зв'язку між використанням забруднених морських вод і виникненням різних захворювань. Тому важливого значення набуває розробка заходів щодо захисту водойм, спрямованих на рішення першочергових питань, таких, як оцінка екологічного стану портових акваторій, обмеження або запобігання надходження забруднюючих речовин з берега і з суден - в акваторію порту, стимулювання процесів самоочищення в районах портів [57].

Аналіз показує, що наявні розробки передбачають, як правило, контроль окремих параметрів (кисень, забруднення фекальними водами) за реакцією конкретних видів організмів, характерних для певних водойм або водних мас. Для оцінки ж екологічного стану, зокрема, портових акваторій, необхідні узагальнені показники. Оскільки вони поки що розроблені обмежено, така оцінка проводиться за результатами досліджень, перелік яких визначається специфікою водойми і поставленою метою, і в кожному випадку є самостійним завданням. Те ж можна сказати і щодо існуючих способів і обладнання для зменшення токсичності забруднень, які надходять у водойми. Вони призначені для вирішення суто конкретних завдань, не вирішуючи проблеми в цілому [22].

Джерела і шляхи антропогенного впливу на водойми різноманітні, і вони найчастіше є результатом недотримання технологічної дисципліни виробництва. У зв'язку з цим, питання посилення контролю за дотриманням існуючих технологій і природоохоронних нормативів є одним із найважливіших [99].

Що стосується стимулювання процесів самоочищення прибережних акваторій, то новий напрямок лише починає розвиватися. Інформація, в основному, представлена ??теоретичними розробками, серед яких - пропозиції щодо аерації води у водоймах; установка штучних рифів (культивування організмів - обростувачів, з подальшим їх вилученням і використанням на суші у якості добрив або кормових добавок); пристрій для підйому придонних вод на поверхню, або закачування поверхневих вод у придонні шари (для інтенсифікації процесів окислення органічних речовин, якими перезбагачені придонні маси води. Практичні заходи в цьому напрямку на значних морських акваторіях поки не проведені, так як вимагають великих витрат коштів і праці, не гарантуючи поки що їх окупності [58, 72].

З огляду на несприятливий екологічний стан портових та прибережних морських акваторій та відсутність апробованих розробок щодо поліпшення ситуації, дослідження у напрямку санітарної охорони морських рубежів дуже актуальні, чому і присвячена дисертаційна робота.

Матеріали даного розділу відображені в наступних публікаціях

1. Голубятников Н.И. Защита водоемов от загрязнения при судоходстве / Н.И. Голубятников // Одесса, «Феникс». - 2009. - 430 с.

2. Сердюк А.М. Проблемы и некоторые пути решения химического загрязнения морской среды при судоходстве / А.М. Сердюк, Н.И. Голубятников, А.М. Войтенко, В.П. Сиденко // Мат. Всеукр. наук.-практ. конференції, Одеса. - 2009. - С. 204-206.

3. Войтенко А.М. К вопросу контаминирования и санитарно-экологической защиты морской среды акваторий портов и рекреационных зон черноморского бассейна / А.М. Войтенко, Н.И. Голубятников, В.П. Сиденко [и др.] // Мат. Всеукр. Наук.-практ. конференції, Одеса. - 2009. - С. 232-235.

4. Ворохта Ю.Н. Химические соединения и их влияние на микрофлору водоема / Ю.Н. Ворохта, Н.И. Голубятников // Одеський медичний журнал. - 2010. - №3. - С. 23-25.

5. Надворный Н.Н. Эколого-гигиеническая оценка морских вод / Н.Н. Надворный, Л.С. Некрасова, В.А. Колоденко, Н.И. Голубятников // Мат. наук.-практ. конф., присвяч. 100-річчю Одеського державного медичного університету. - Одесса, «Чорноморье». - 1998. - С. 168.

6. Sidenko V. Features of prevention pollution marine waters (problems and solutions) / V. Sidenko, A.Voytenko, A. Kotlovski, N. Golubiatnikov // 1-st International congress of maritime tropical and hyperbazik medicine, Gdynia, Poland, 2009. - Р. 78.

7. Голубятников Н.И. Совершенствование эпидемиологического
надзора и контроля за чрезвычайными ситуациями международного значения в Украине в свете принятия Международных медико-санитарных правил (2005) / Н.И. Голубятников // Мат. наук.-практ. конференції «Актуальні питання епіднагляду за особливо небезпечними інфекціями, санітарна охорона території, біологічна безпека», м. Іллічівськ, 8-10 вересня 2009 р. - С. 9-20.

8. Голубятников Н.И. Проблемные вопросы реализации международных медико-санитарных правил (2005) в деятельности санитарно-эпидемиологической службы на водном транспорте / Н.И. Голубятников, Ю.А. Середа, И.П. Болдескул // Мат. наук.-практ. конференції, м. Іллічівськ. - 2010. - С. 4-13.

9. Голубятников, Н.И. Актуальные вопросы усовершенствования санитарно-эпидемиологического надзора в системе эколого-эпидемической безопасности водоемов при судоходстве / Н.И. Голубятников, В.В. Бабиенко // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. - 2014. - №3 (47). - С. 88-91.

РОЗДІЛ 2

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

У розділі представлена загальна методологія досліджень, яка сприяла досягненню мети відповідно до комплексу теоретичних, інструментальних та серії експериментальних робіт, які виконані безпосередньо чи за участю автором. За дев'ятьма напрямками здійснено експертну оцінку 16968 лабораторних досліджень стічних вод, 6194- морських вод та донних відкладень, а в експериментальних дослідженнях на 315 модельних водоймах виконано 3000 лабораторних аналізів води на вміст хімічних речовин і мікроорганізмів. Досліджено біля 710 джерел забруднень морської води, що дозволило достовірно, обґрунтовано та переконливо узагальнити результати роботи, на основі чого створено нову наукову продукцію високого науково-медичного рівня, яку в достатній мірі апробовано та впроваджено в практику (табл.2.1.). Програма досліджень сформована на основі методу системного підходу, а в структуру проведеної роботи покладені принципи етапності.

2.1 Основні наукові напрямки та обсяг дисертації

Для досягнення поставленої мети та отримання повної і достовірної інформації щодо завдань роботи, використовували сучасні методи та репрезентативні матеріали. У розділі представлені основні методи досліджень: аналітичні, гігієнічні, хімічні, бактеріологічні, вірусологічні, токсикологічні, екологічні, епідеміологічні, статистичні та математичні.

Дослідження виконували за стандартними або загальноприйнятими методиками у відповідності з вимогами нормативних документів.

Алгоритм проведених досліджень передбачав ідентифікацію безпеки, обгрунтування життєзабезпечуючої природоохоронної технології.

Таблиця 2.1

Обсяги дослідження

2.2 Обґрунтування методології досліджень морегосподарської діяльності (МГД)

При обґрунтуванні методології досліджень морегосподарської діяльності, вирішення якої вимагає застосування системних підходів і виявлених факторів ризику, принципів оптимізації, функціонування, оцінки та реалізації повноцінної діяльності галузі в системі «місто-море-акваторії-порт-судна-вантажі-рекреація», вперше розроблена поетапна інтегральна структура ідентифікаційної безпеки (ІСІБ), (рис.2.1).

I ЕТАП - Характеристика морського середовища і акваторій портів; ефективність обробки суднових стічних вод і утворених осадів за регламентованими показниками в натурних і експериментальних умовах

ІI ЕТАП - Гігієнічна оцінка природоохоронних об'єктів

ІІІ ЕТАП - Критерії якості

IV ЕТАП - Обґрунтування гігієнічних вимог експлуатації природоохоронних технологій

V ЕТАП - Розробка та впровадження концептуальних підходів щодо природоохоронної технології (нововведення)

Рис.2.1 Інтегральна структура ідентифікаційної безпеки (ІСІБ)

Об'єктами дослідження служили зразки морських поверхневих і стічних вод, діючі та експериментальні модулі, а також дослідні природоохоронні пристрої.

Комплексні дослідження вод багатокомпонентного складу і осадів виконувалися відповідно до загальноприйнятих нормативно-методичних інформаційно-технічних документів. Нафтовуглеводи (НВ) визначали екстракцією води чотирихлористим вуглецем з наступним виміром оптичної щільності екстракту на К-фотометрі апаратури АН-1 [113]. Хімічний спектр металів в осадах визначали спектрофотометричним методом [198]. Вміст аніонних СПАР визначали екстракційно-фотометричним методом, заснованим на їх взаємодії з катіоном біс- (етіленамін) міді [113].

Оцінку рівня забруднення морських акваторій портів Одеса, Іллічівськ, Южний, проводили відповідно до програми, що передбачає визначення у відібраних поверхневих і придонних зразках води наступних показників: прозорість, рН, солоність, розчинений кисень, БСК5, нітрати, нітрити, фосфати, феноли, СПАР, нафтовуглеводи (НВ), поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ), хлорорганічні пестициди (ХОП), поліхлоровані біфеніли (ПХБ), важкі метали.

Мікробіологічні дослідження проводили за загальноприйнятими методиками: загальне мікробне число (ЗМЧ), індекс лактозопозитивних кишкових паличок (ЛКП), бделовібріони, стафілококи, синьогнійна паличка, клостридії, ентерококи, яйця кишкових гельмінтів [19, 62, 88].

Проби морської води, донного грунту і зразки біообростання з суден відбирали у фіксованих точках акваторій та на судах в портах Одеса, Іллічівськ, Южний, Миколаїв, на судноремонтних заводах. Результати натурних досліджень були оброблені за допомогою методів стандартного статистичного аналізу [3].

Для визначення значимості отриманих результатів використовували статистичну обробку матеріалів, а також методи лінійної кореляції, оцінку параметрів парної лінійної регресії і розрахунок коефіцієнта кореляції.

Для встановлення санітарно-гігієнічного режиму і рівня забруднення північно-західної частини Чорного моря проведено 2 зйомки за сіткою 25 станцій.

Зйомки проводили за єдиною комплексною програмою, що включає визначення:

- океанографічних характеристик - температура води і повітря, солоність води, напрям і швидкість вітру, хвилювання;

- гідрохімічних параметрів - pH, Еп, БСК5, вміст розчиненого у воді кисню, іонів амонію, нітритів, нітратів, фосфатів, загальних форм азоту і фосфору;

- рівня забруднення вод - нафтопродуктами (НП), СПАР, важкими металами (ртуть, мідь, нікель, кадмій, цинк, свинець) в розчиненій і завислій формах;

- фізико-хімічних характеристик (рН і Еп), вмісту органічного вуглецю, нафтопродуктів, металів у донних відкладеннях.

За час спостережень було проведено понад 5000 досліджень у воді і донних відкладеннях за 18 параметрами. Відбір проб води для аналізу проводився з поверхневого і придонного горизонтів за допомогою пластмасового батометра Молчанова ГР-18 ємністю 4 дм3. Проби донних відкладень відбиралися з судна, яке виконує днопоглиблювальні роботи (з ковша).

Для виявлення динаміки основних санітарно-гідрохімічних характеристик, рівня забруднення та самоочищення акваторій портів зйомки проводилися в 2007 році посезонно (весна-літо-осінь). Відбір, зберігання й аналізи проб морської води здійснювали за стандартними методиками. Визначення солоності, рН і Еп проводилися електрохімічними методами за допомогою солеміра Г-65 і рН-метра типу рН-262, вміст кисню і БСК5 - титрометричним методом Вінклера. Визначення іонів амонію, основане на реакції аміаку в лужному розчині з надлишком гіпохлориту і утворенням монохлораміна, який у присутності фенолу і іона нітропруссида утворює іодофеноловий блакитний. Визначення нітрит-іона засноване на діазотитруванні нітритів сульфанілової кислоти, що містяться в морській воді. При подальшій взаємодії діазотсполуки з а-нафтиламіном утворюється азотбарвник червоного кольору. Нітрат-іон визначали шляхом переведення нітратів у нітрити відновленням на колонці (обміднений кадмій) з подальшим аналізом суми нітратів і нітритів з реактивом Грісса-Ілосвая. Концентрацію нітратів оцінювали за різницею між отриманою сумою і концентрацією нітрит-іонів, що визначаються вище описаним методом.

Визначення фосфат-іона базується на взаємодії фосфатів з молібдатом у кислому середовищі з подальшим відновленням фосфорномолібденового комплексу аскорбіновою кислотою, внаслідок якого утворюється сполука насиченого блакитного кольору. Загальний азот визначали шляхом окислення азотовмісних органічних сполук під дією ультрафіолетового опромінення з подальшим відновленням утворених нітратів до нітритів на кадмієвій колонці і визначенням останніх з реактивом Грісса-Ілосвая. Визначення загального фосфору засноване на мінералізації фосфоровмісних органічних сполук, яка проводиться за допомогою окисного реактиву. Подальше визначення відповідає аналізу неорганічної форми фосфору.

Визначення органічного вуглецю у воді і донних відкладеннях засноване на мокрому спалюванні органічної речовини біхроматом калію і вимірюванням оптичної щільності окисної суміші, яка прореагувала при довжині хвилі 590 нм з використанням спектрофотометра ГУ-У18. Зазначена довжина хвилі відповідає максимуму поглинання тривалентного хрому, що з'являється в результаті відновлення біхромату при окисленні органічної речовини, а оптична щільність розчину пропорційна кількості окисленого органічного вуглецю.

Нафтопродукти у воді визначали, методом ультрафіолетової спектроскопії при довжинах хвиль 0,200 - 0,225 мк за допомогою спектрофотометра Sресоr<111У-У18. Якісний склад НП в пробах визначали методом газорідинної хроматографії гексанових екстрактів за допомогою газового хроматографа. Програмування температури від 50 до 300°С здійснювали зі швидкістю 10°С/хв. Вміст НП в донних відкладеннях визначали за модифікованою методикою. Парова, плівкова і сорбована волога видалялася з осаду безводним сірчанокислим натрієм. Вуглеводні з осушеної і гомогенизованої проби екстрагували гексаном з наступним визначенням методом УФ-спектрофотометрії при довжинах хвиль 0,210 - 0,225 мк.

Вміст основних компонентів нафтового забруднення донних відкладень визначали після розділення вуглеводнів методом тонкошарової хроматографії гексанових екстрактів. Для цього, попередньо сконцентрований до об'єму 1 мл гексановий екстракт, наносили на скляну пластину, покриту тонким шаром окису алюмінію. Двічі проводили хроматографування сумішшю розчинників н-гексан - петролейний ефір (70: 30). Потім під лампою УФС-3 переглядали освітлені зони, що дозволяють ідентифікувати окремі компоненти вуглеводнів (смоли і асфальтени, поліароматичні -ПАВ, вуглеводні нормального ряду - н-алкани). Шари сорбенту, відповідні певній зоні, зіскоблювали і потім в однаковому розчині гексану виробляли УФ-спектроскопію.

Для визначення поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ) в морській воді, стічних водах використовували метод квазілінійних спектрів, з метою більш чіткого виділення фракцій, що містять їх. Проводили фракціонування досліджуваних проб методом тонкошарової хроматографії.

При висвітленні ультрафіолетовим світлом виділялися області, що світяться фіолетово-синім кольором. Цю частину адсорбенту очищали і екстрагували бензолом, потім залишок речовин переводили н-октаном для спектрального флуоресцентного аналізу.

Після попереднього поділу суміші по групах підбирали умови, при яких спектр багатокомпонентної суміші ставав більш інформативним. Для цього знімали спектри зразків при різних концентраціях (10-5 - 10-8 моль/дм3) і підбирали відповідний розчинник. Спектр флуоресцентного поглинання реєстрували на спектрографі - ДСФ-8 (досліджували 200 зразків). В результаті визначення ПАВ в зразках вод, відібраних на морських суднах, в баластній станції Одеського порту, ідентифіковані 3,4 бензфенатрен і його похідні (1,2-бензпірілен). Окремі зразки вод містили 3,4-бензпірен, який вдалося визначити не тільки якісно, а й кількісно.

Рис.2.2 Мікрофотограми спектру флуоресценції 3,10 диметил, 3,4 бензпірен (а), 10 метил, 3,4 - бензпірен (б), 3,6 - диметил, 3,4 - бензпірен (в). По осях - довжина хвилі в нм.

Отже, метод емісійного спектрального аналізу і квазілінійчатих спектрів, можуть використовуватися, як ми вважаємо при здійсненні санітарно-епідеміологічного нагляду за вмістом мікроелементів і ПАВ у водних об'єктах. Вони дозволяють з високою точністю і достовірністю оцінити характер забруднення морського середовища.

Важкі метали (ртуть, цинк, нікель, мідь, свинець та кадмій) визначали у воді в двох міграційних формах - розчиненій і завислій. Для їх поділу використовували метод ультрафільтрації на ядерних фільтрах з діаметром пор 0,45 мкм. Визначення вмісту розчиненої форми цинку, нікелю, міді та кадмію в фільтраті проводили за допомогою екстракції чотирихлористим вуглецем. Для визначення завислої форми металів фільтри із завислими речовинами піддавали мокрому оголенню азотною кислотою. При виділенні металів з донних відкладень використовували концентровану азотну кислоту в суміші з окислювачем - перекисом водню. Визначення всіх форм металів проводили методом атомної абсорбції в полум'ї, за допомогою атомно-абсорбційного спектрофотометра АА8-3. Як горючий газ використовували ацетилен, газу-носія - повітря.

Визначення вмісту ртуті у воді (розчинена форма), суспензії і донних відкладеннях проводили методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії за допомогою фотометра-приставки конструкції ФХІ НАН України. Для визначення розчиненої неорганічної форми ртуті проводили попереднє відновлення ртуті до металевої і концентрування в розчині йоду в йодистому калію, органічні форми піддавали попередньому окисленню, а для визначення вмісту ртуті в завислій речовині і донних відкладеннях використовували метод мокрого спалювання сумішшю сірчаної кислоти з перекисом водню.

Всі результати натурних спостережень були оброблені за допомогою методів стандартного статистичного аналізу. З цією метою вихідні дані були підготовлені для персональної ЕОМ ГВМ-РС/АТ у файлах Вазі III. Для їх обробки був розроблений спеціальний програмний комплекс на алгоритмічній мові С.

При проведенні експериментальних мікробіологічних досліджень використовували існуючі стандарти:

- сапрофітні мікроорганізми стандартним методом заливки поживним агаром (за ГОСТ 18963-73) з подальшою інкубацією посівів при температурі 37°С - 24 години і при температурі 20°С - 40 годин;

- Загальна кількість грамнегативної мікрофлори, здатної рости на середовищі Ендо при 37°С, у тому числі кількість оксидазопозитивних і оксидазонегативних бактерій;

- Бактерії групи кишкових паличок (БГКП) методом мембранних фільтрів при вирощуванні посівів на модифікованому середовищі Ендо з додаванням фуксину та ідентифікації колоній оксидазним тестом і за здатністю ферментувати глюкозу при 37°С (ГОСТ 18963-73);

- Лактозопозитивні кишкові палички, ферментують лактозу при 37°С і не володіють оксидазною активністю;

- Лактозонегативні кишкові палички, ферментують глюкозу при 37°С і не активні у відношенні лактози;

- E.сoli ідентифікували за двома тестами - ферментації лактози і цитратному тесту на середовищі Козера і паралельно за відсутності утворення газу в лактозному бульйоні з борною кислотою при 43°С;

- цитратпозитивні кишкові палички, здатні рости на середовищі Козера;

- загальна кількість коків на середовищі Сланеця-Бертлі;

- фекальні стрептококи виділяли за стійкістю до азиду натрію на середовищі Сланеця-Бертлі, кристалічному фіолетовому і рН 6,2 на підтверджуючому середовищі, відсутності каталазної активності, здатності рости на агарі з 40% жовчі;

- ентерококи виділяли з попередньої групи за стійкістю до 65% хлориду натрію;

- Str. Faccalis ідентифікували як ентерококи, редукуючі ТТХ на підтверджуючому середовищі і ферментуючі маніт і сорбіт;

- Str. Faccium - ентерококи, ферментуючі маніт і арабінозу.

- Str. Faccium var. Durans визначали як ентерококи, нередукуючого ТТХ і не ферментуючих маніт, сорбіт і арабинозу;

- санітарно-показові клостридії на модифікованій сульфіт-неоміцин-поліміксиновому середовищі при температурі інкубації 44°С у нативній і пастеризованій пробах води;

- фаги кишкових паличок методом агарних шарів по бляшкоутворюючим одиницям (БУО);

- патогенні ентеробактерії (сальмонели та шигели) визначали шляхом посіву досліджуваної морської води в накопичувальне середовище з охмеленого суслом. Через 24 години інкубації в термостаті при 37°С робили посів на щільні живильні середовища: середовище Левіна з додаванням левоміцитину і вісмут- сульфатний агар. Посіви витримували при 37°С. Через 24 години з середовища Левіна і через 24 і 48 годин з вісмут-сульфітного агару відбирали підозрілі на сальмонели та шигели колонії і засівали на середовище Ресселя для вивчення біохімічних властивостей. Біохімічні властивості підозрілих колоній перевірялися за ферментацією глюкози, ферментацією лактози і сахарози, розщеплюванням сечовини, утворенням сірководню і наявності газу. Відібрані штами за біохімічними показниками перевіряли на фаголізабельність сальмонельозним О-фагом і потім піддавали серологічному дослідженню;

- кишкові віруси виділяли методом концентрування на іонообмінній смолі АВ-17. Іонообмінна смола АВ-17 використовувалася в хлор-формі. Перед вживанням смолу замочували у дистильованій воді для набухання на 24 години. Потім воду зливали і смолу поміщали в 0,5 М р-р соляної кислоти на 3-4 дні, після чого проводили багаторазове відмивання смоли дистильованою водою до рН 5,5 - 5,6 [88].

Відбір проб баластних вод для дослідження якості (забруднення) згідно розроблених критеріїв здійснювали фахівці санітарно-епідеміологічної служби на водному транспорті. Поряд з існуючими способами, забір ізольованого баласту вибірково проводили згідно дослідного зразка пробовідбірного пристрою, розробленого нами у співавторстві [рис. 2.3].

Рис. 2.3 Пристрій для відбору проб води

Система розроблена для відбору проб ізольованого баласту, нами спільно з авторським колективом УкрНДІМТ. Виконана у вигляді компактного переносного універсального пристрою для відбору проб рідини з фіксованих глибин (патент України № 78305).

Застосування пропонованої конструкції пристрою для відбору проб води підвищує техніко-економічні показники, що виражається в:

- високій достовірності отриманої інформації за рахунок забору та дослідження води безпосередньо із заданої глибини без механічного впливу на відібрану рідину лопастями насоса та ін. факторами;

- невеликих габаритах, вазі і наявності двигуна постійного струму, що дозволяє використовувати пристрій при живленні його, як від джерел постійної напруги (батареї, акумулятори), так і від змінної напруги через випрямляч. Це робить пристрій універсальним для застосування в стаціонарних умовах, наприклад, для відбору баластових вод на судах, і в експедиційних умовах (човни, плоти, забір води у колодязях, тощо );

- спрощенні експлуатації та підвищенні надійності роботи пробовідбірника, яке засноване на використанні безконтактних датчиків стеження за рівнем рідини в приймальній камері пробовідбірника і виключає потрапляння досліджування рідини до вакуумного насоса.

Експериментальне вивчення процесів міграції забруднювачів проведено на моделі пасивної домішки з використанням ФН при скиданні з судна імітованого забрудненого стоку у внутрішню акваторію порту Одеси. Відібрали і вивчили в динаміці руху «плями» більш 77 водних зразків, виконано понад 200 досліджень.

Для встановлення водного чинника передачі небезпечних патогенних мікроорганізмів у поширенні інфекцій ретроспективно методом дисперсійного аналізу вивчена порівняльна захворюваність гострими кишковими інфекціями населення певних приморських і внутрішніх міст України.

При експериментальному вивченні впливу окремих хімічних речовин (Алкілсульфати (АС), мідь, цинк, свинець) на різні мікроорганізми проведені спостереження на 315 модельних «водоймах» з прісною і морською водою. Біотест-об'єктами були: штами бактерій групи кишкових паличок, ентерококи, сапрофітні мікроорганізми, фаги кишкових паличок, сальмонели та вакцинний штам вірусу поліомієліту. Виконано понад 3000 досліджень. Для математичної обробки і статистичної оцінки отриманих даних застосували математичні методи аналізу.

Досліджували проби стічних вод як до, так і після очищення та знезараження. Обсяг кожної проби складав 500 см3. Відбір проб і гігієнічну оцінку ефективності роботи установок проводили у відповідності до вимог ДСП 7.7.4.057.2000, «Санітарних правил для морських суден». «Тимчасового положення про порядок здійснення державного санітарного нагляду за судновими установками для очищення та знезараження стічних вод» №2931-83.

Ефективність роботи установок оцінювали загальноприйнятими методами. В стічних водах визначали завислі речовини, перманганатну окислюваність, БСК5, залишковий активний хлор, колі-індекс, мікробне число, індекс умовно-патогенних ентеробактерій, ентеровіруси. Критеріями якісної оцінки та санітарно-епідеміологічної безпеки очищених стічних вод були завислі речовини (50 мг/дмі), БСК5 (50 мг/дмі), колі-індекс (900КУО/дмі) і кількість залишкового активного хлору (не менше 1,5 мг/дм3).

Число лактозопозитивних кишкових паличок у стічних водах визначали методом мембранних фільтрів відповідно до ГОСТу 18363-73. Важливу роль у цьому аналізі відводили оксидазному тесту, призначеному для диференціації бактерій роду Enterobacteriaceae від інших грамнегативних водних сапрофітів, що володіють активною оксидазою. Характер ферментації, за допомогою БІС, визначали крапельним методом у нашій модифікації на предметному склі: підозрілі на належність до групи кишкової палички колонії мікроорганізмів наносили петлею на застиглу краплю 2% поживного агару рН 7,4 - 7,6, на місце посіву накладали диск з глюкозою. Для виявлення газоутворення та фіксації диска, останній заливали краплею напіврідкого агару (0,6-0,8%), розплавленого і охолодженого до 40-45°С. При розкладанні глюкози до кислоти, колір диска змінювався з червоного на жовтий. При наявності газоутворення, бульбашки газу скупчувалися по краях диска, а також між диском і агаром. Результати враховували протягом 2-2,5 год. при Т 41,5°С. Індекс сальмонел, ентерококів, клостридій і стафілококів вимірювали за допомогою методу мембранних фільтрів і селективних середовищ: Ендо, молочно-інгібіторного агару, вісмут-сульфітного агару, жовтково-сольового агару, середовища Вільсона-Блера, середовища Олькеницького, а також набору напіврідких середовищ з вуглеводами для визначення біохімічних сахаролітичних властивостей ізольованих мікроорганізмів.