Получение достоверной оценки воздействия хозяйственной деятельности на состояние водных экосистем является одной из наиболее важных проблем для охраны и рационального использования природных ресурсов. Подобное воздействие может существенно повлиять на качество морских вод, биоразнообразие и биопродуктивность морской флоры и фауны, запасы различных промысловых объектов, их пищевую ценность и, в конечном счете, вызвать необратимые негативные изменения в морских биогеоценозах. Наиболее эффективным инструментом для определения характера и масштабов воздействия хозяйственной деятельности на водную экосистему является мониторинг состояния ее различных элементов. Наличие мониторинговой информации дает возможность отслеживать существующие и возникающие процессы с негативными последствиями и на этой основе прогнозировать их развитие. Это, в свою очередь, позволяет сделать хозяйственную деятельность экологически оптимальной, разработать и реализовать эффективные природоохранные мероприятия.

В представленных материалах приводятся результаты исследований, проведенных СевПИНРО в 2005-2007 гг. в кутовой части Двинского залива Белого моря в весенний, летний и осенний периоды. В комплекс работ входили гидрологические, гидрохимические и гидробиологические наблюдения. Гидрологические исследования проводились в соответствии с требованиями «Руководства по гидрологическим работам в океанах и морях» (Л., Гидрометеоиздат, 1977), гидрохимические исследования - «Руководства по химическому анализу вод морей» (РД 52.10.243-92), гидробиологические исследования - «Руководства по методам биологического анализа морской воды и донных отложений» (Л., Гидрометеоиздат, 1980). Пробы воды с поверхностного и придонного горизонтов отбирались батометром Hydro-Bios объемом 5 литров.

Район исследований располагается в зоне смешения речных и морских вод, поэтому его акватория отличается значительной пространственно-временной изменчивостью гидрологических характеристик. Его гидрологический режим, с одной стороны, тесно связан с колебаниями расходов Северной Двины, с другой стороны, сильно зависит от приливных явлений, ветрового волнения, сгонно-нагонных явлений в Двинском заливе. Наиболее соленые воды наблюдаются вблизи Летнего берега, наиболее распресненные - около устья Никольского рукава. В весенний период в поверхностном горизонте значения солености колебались в пределах 5-15 ‰, в летний период в диапазоне 16-25 ‰, в осенний - 11-25 ‰, в придонном - в диапазоне 24-26 ‰ за весь период.

В безледоставный период наблюдается большая вариабельность температуры воды. В весенний период поверхностный слой может прогреваться до 10 °С (при отрицательных значениях температуры воды придонного слоя). В летний период ее значения могут находиться в диапазоне 13-20 °С. В придонном слое воды (ниже 10 м) температура значительно ниже - около 5-9 °С. Подобные различия в прогреве поверхностных и придонных вод обусловлены наличием соленостной стратификации, которая возникает за счет притока вод Северной Двины. Осенью, с выхолаживанием вод и процессов конвективного перемешивания, температура поверхностного и придонного слоев более однородна.

Воды поверхностного слоя кутовой части Двинского залива хорошо аэрированы и не опускаются ниже уровня ПДК. Их значения меняются в интервале 8,98-10,12 мг/л при насыщении 85-120 %. Насыщение поверхностных вод кислородом выше по сравнению с придонными водами за счет активно протекающих процессов вегетации фитопланктона. Несмотря на наличие скачка плотности, придонные воды в целом характеризуются отсутствием дефицита кислорода.

Содержание биогенных веществ наряду с другими факторами является важнейшим условием, определяющим жизнь водных организмов. Их высокие значения могут негативно влиять на экологическую ситуацию в водном объекте. В период отбора проб концентрации нормируемых биогенных соединений не выходили за рамки природной изменчивости и не превышали уровень ПДК. Содержание фосфатного фосфора было сравнительно невысоким и колебалось в интервале 0,006-0,023 мг/л в зависимости от времени проведения экспедиций и природных условий конкретного года. Невысокие концентрации в целом также были характерны для аммонийного азота (0,0008-0,0108 мг/л) и нитритного азота (0,0023- 0,0190 мг/л). Содержание нитратного азота колебалось в диапазоне 0,013-0,088 мг/л. Необходимо отметить, что наибольшее содержание биогенных солей в исследуемом районе отмечалось осенью.

Содержание нефтепродуктов в морских водах было сравнительно небольшим. Периодически их концентрации на поверхности превышали уровень ПДК в 2-3 раза. Подобная ситуация с загрязнением морской воды типична для вершины Двинского залива. Появление повышенных концентраций нефтепродуктов здесь, с одной стороны, связано с влиянием вод Северной Двины, с другой стороны, - с техногенным воздействием промышленно-транспортного узла, сформированного из городов Северодвинск, Архангельск и Новодвинск.

Содержание нефтепродуктов в донных отложениях обследуемого района изменялось в довольно широком интервале - от 4 до 103 мг/кг сух. грунта. В целом уровень их загрязнения нефтепродуктами следует признать повышенным, что связано со спецификой эксплуатации данного района. Максимальные концентрации рассматриваемого показателя были характерны для илистых грунтов, являющихся хорошими сорбентами для загрязняющих веществ, минимальные - для песчаных грунтов исследуемого района.

Содержание фенолов в водах кутовой части залива было низким и их концентрации не превышали уровень ПДК. Максимальные концентрации фенолов (до 0,0038 мг/л) были обнаружены на станциях, близлежащих к городу Северодвинск.

Что касается фитопланктона, то в составе микроводорослевого сообщества отмечены представители практически всех экологических групп - океанические, морские, солоновато-водные, бентосные, а также типичные представители пресных вод (особенно в отделах зеленых и сине-зеленых водорослей). Определенной закономерности в распределении общей численности и биомассы микроводорослей на исследуемой акватории выявлено не было и может быть определено как мозаичное

Характеристики зоопланктона также испытывают значительные сезонные и межгодовые колебания, но их пространственное распределение более однородно. По видовому составу, практически на каждой станции, в качестве доминирующих групп были одни и те же организмы.

Комплексные мониторинговые исследования вершины Двинского залива позволяют оценить степень антропогенного воздействия на морскую экосистему. Пространственное распределение взвесей, кислорода и загрязняющих веществ в воде и донных отложениях не указывает на наличие каких-либо явных признаков техногенного воздействия на водные биогеоценозы. Если даже такое влияние имеется, то оно происходит в рамках природных (допустимых) колебаний и не может быть четко выделено на фоне происходящих природных процессов в зоне смешения речных и морских вод. Они здесь имеют значительную пространственно-временную изменчивость, обусловленную нестационарностью речного стока, активностью физико-химических процессов, приливными, ветро-волновыми и ледовыми явлениями. С другой стороны, имеются признаки поступления в рассматриваемый район загрязняющих веществ с водами Северной Двины. Не выявлено явное влияние хозяйственных работ и на структуру и количественные характеристики планктонных сообществ, которые соответствуют диапазону природной изменчивости, типичному для исследованного района Двинского залива. Проводимые дноуглубительные работы наибольшее влияние оказывают на бентосные сообщества. Изучение донных организмов показало существенное снижение видового разнообразия и количественных характеристик. Хозяйственная деятельность на рассматриваемом участке повлекла за собой локальные негативные изменения бентосных сообществ южной части Двинского залива. С другой стороны, она не оказала существенного влияния на химию вод и характеристики планктонных сообществ, что связано, очевидно, с гидрологическими условиями района. Наличие здесь сильных течений, развитого ветрового волнения и активность литодинамических процессов способствуют быстрому рассеиванию загрязняющих примесей.

Проанализировав полученную информацию, можно дать рекомендации по дальнейшей рационализации и оптимизации системы экологического мониторинга. Опыт исследований СевПИНРО морских портов и участков расположения крупных промышленных объектов в прибрежной зоне Белого моря показывает, что на фоне природной изменчивости выявить сигнал о негативных изменениях в водных биогеоценозах крайне сложно. Подобные изменения начинают четко проявляться только при возникновении аварийных ситуаций, связанных с поступлением в морские воды больших объемов загрязняющих веществ. Разумеется, при длительном мониторинге (7-10 лет и более) всегда можно зафиксировать наличие или отсутствие негативных тенденций в изменениях морских экосистем, но они также могут в значительной степени быть связаны с динамикой природных процессов.

В данной ситуации мониторинг должен быть ориентирован на выделение воздействия контролируемого техногенного объекта на морскую экосистему на фоне ее природной изменчивости и влияния других источников загрязнения водной среды. Для решения данной проблемы целесообразно использовать синхронные наблюдения в течение приливного цикла за состоянием морской среды на участке техногенного воздействия и на фоновом участке вне зоны его влияния, но имеющем аналогичные природные условия. Экологический мониторинг целесообразно проводить в периоды, когда гидробиологические процессы в южной части Двинского залива получают наибольшее развитие. Он обычно соответствуют весне и лету и приходится на май и конец июля - начало августа.

Ссылка на статью:

Чугайнова В.А. Экологический мониторинг кутовой части Двинского залива Белого моря. Материалы Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Д.Г. Панова (8-11 июня 2009 г ., г. Ростов-на-Дону). Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2009, с. 354-356.