Динамика изменения значений индекса загрязненности морской воды акватории Северного Каспия с 2001 по 2004 год - Курсовая работа

1.1.2 Водный баланс и уровень моря2.3 Методика проведение комплексного экологического исследованияКаспийское море - самый крупный в мире внутриконтинентальный водоем, не связанный с мировым океаном, площадью более 398000 км3. Каспийское море имеет климатообразующее значение и уникально тем, что донесло реликтовую флору и фауну, в том числе крупнейшее в мире стадо осетровых рыб (90 % мирового запаса). В Каспийском регионе находятся пять государств: Россия, Азербайджан, Казахстан, Туркменистан, Иран, в прибрежной зоне которых проживает более 5 млн. человек, около 200 крупных городов с более чем 220 источниками промышленного загрязнения, число которых с каждым годом растет. Всего за год в водотоки Астраханской области со стоками промышленных предприятий и коммунального хозяйства сброшено 1616,8 т органических веществ, 14,3 т нефтепродуктов, 97128,5 т сухого остатка, 28733,3 т хлоридов, 12173 т сульфатов, 611,9 т азота в форме аммиака, 1425,4 т азота в форме нитратов, 26,0 т азота в форме нитритов, 24,9 т СПАВ, 55,9 т железа, 15,7 т марганца, 2,34 т цинка, 1,25 т меди, 0,85 т свинца (www.caspinfo.ru) Каспийское море подвергается жестоким нагрузкам вследствие промышленного загрязнения, сброса токсичных и радиоактивных отходов, сельскохозяйственных и иных сточных вод, а также изза добычи и переработки нефти.1.1 Экологическое состояние вод Северного КаспияСеверным Каспием считается район, расположенный к северу от линии, соединяющей восточную оконечность острова Чечень с мысом Тюб-Караган. Северный Каспий по географическому расположению, морфологии и конфигурации дна, климатическим условиям, водному балансу и другим особенностям резко отличается от других частей моря. Среднемноголетний размах сезонных изменений уровня моря (разность наибольшего и наименьшего среднемесячных уровней в году) за 1900-1990 гг. составил в среднем по морю около 30-35 см. Меньшая идет вдоль северного берега на восток, сливается с водами реки Урал и образует замкнутый круговорот; большая проходит вдоль западного побережья на юг, севернее Апшеронского полуострова, пересекая моря, уходит к восточным берегам и вливается в воды, движущиеся на север. Таким образом, в Северном Каспии формируются воды, движущиеся против часовой стрелки (Иванов В.П., Сокольский А.Ф., 2000).Отборы проб воды проводились с 2001 по 2004 гг. в весенний - осенний сезоны на лицензионном участке «КНК» в Северной части Каспийского моря (Рис.2). Акватория, на которой располагается структура «КНК», мелководная, ее средняя глубина составляет 4 метра. Отбор проб воды проводился в весенний - осенний сезоны с 2001 по 2004 гг. в соответствии ГОСТ-17.1.2.04-77 по методикам, предусмотренными «Программой экологический исследований на структуре “КНК”» и существующими инструктивными документами. Для определения гидрохимических показателей и загрязняющих веществ, при отборе проб воды с поверхностного горизонта использовалась система ПСГ-4, изготовленная из фторопласта и не имеющая открытых металлических конструктивных элементов. Системы для отбора проб воды и автономный механический самописец течений БПВ-2р опускались за борт штатной судовой электромеханической лебедкой.Индекс загрязненности воды (ИЗВ) помогает учитывать вклад в загрязнение водоема многих веществ, но представить степень загрязнения в виде одного значения, а также позволяет определять классы качества воды. При наличии данных по всем 6 веществам можно определить класс качества воды. Расчеты ИЗВ для воды акватории структуры «КНК» производились с учетом содержания фенолов, свинца, меди и суммарного содержания нефтепродуктов, поскольку основным загрязнителем на данный момент является нефть. По данным, полученным в результате анализа проб воды в период с 2001 по 2004 год, воды акватории структуры относились преимущественно ко II классу качества, то есть являлись чистыми. Такое значение соответствует II классу качества, но оно достаточно близко к минимальным значениям ИЗВ морской воды III класса качества.В исследуемый период наиболее высокий уровень загрязнения был характерен для западного района акватории структуры, где значения ИЗВ соответствовали III и IV классам качества. Наибольшему загрязнению западный район структуры подвергся в 2003 году, когда значения ИЗВ колебались от 1,1 до 1,8 при среднем значении 1,45. В период с 2001 по 2004 год, согласно полученным данным об изменении среднегодовых значений ИЗВ, воды акватории структуры «КНК» относились преимущественно ко II классу качества, то есть являлись чистыми.4 Пространственная изменчивость средних (по статистическим квадрантам 30х30 км) ИЗВ в морской воде на структуре “КНК” в весенний период 2001г. 5 Пространственная изменчивость средних (по статистическим квадрантам 30х30 км) ИЗВ в морской воде на структуре “КНК” в осенний период 2001г. 6 Пространственная изменчивость средних (по статистическим квадрантам 30х30 км) ИЗВ в морской воде на структуре “КНК” в весенний период 2002г. 7 Пространственная изменчивость средних (по статистическим квадрантам 30х30 км) ИЗВ в морско

Содержание

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Экологическое состояние Северного Каспия

Каспийское море - самый крупный в мире внутриконтинентальный водоем, не связанный с мировым океаном, площадью более 398000 км3. Расположено оно на крайнем юго-востоке Европейской территории России.

Каспийское море имеет климатообразующее значение и уникально тем, что донесло реликтовую флору и фауну, в том числе крупнейшее в мире стадо осетровых рыб (90 % мирового запаса). В Каспийском море обитает более 500 видов растений и 850 видов животных. Каспий является главнейшим миграционным путем и местом обитания водоплавающих и береговых птиц. (Касымов А.Г., 1994). В Каспийском регионе находятся пять государств: Россия, Азербайджан, Казахстан, Туркменистан, Иран, в прибрежной зоне которых проживает более 5 млн. человек, около 200 крупных городов с более чем 220 источниками промышленного загрязнения, число которых с каждым годом растет. Всего за год в водотоки Астраханской области со стоками промышленных предприятий и коммунального хозяйства сброшено 1616,8 т органических веществ, 14,3 т нефтепродуктов, 97128,5 т сухого остатка, 28733,3 т хлоридов, 12173 т сульфатов, 611,9 т азота в форме аммиака, 1425,4 т азота в форме нитратов, 26,0 т азота в форме нитритов, 24,9 т СПАВ, 55,9 т железа, 15,7 т марганца, 2,34 т цинка, 1,25 т меди, 0,85 т свинца (www.caspinfo.ru)

Каспийское море подвергается жестоким нагрузкам вследствие промышленного загрязнения, сброса токсичных и радиоактивных отходов, сельскохозяйственных и иных сточных вод, а также изза добычи и переработки нефти. Основными источниками загрязнения Каспийского моря являются речной сток, эксплуатация и разведка морских нефтепромыслов, предприятия нефтяной и нефтехимической промышленности, транспортировка нефти морским путем, коммунальные стоки городов и сброс вод с сельхозугодий. Ежегодно в Каспийское море сбрасывается примерно 39 км3 сточных вод, из которых почти 8 км3 загрязнены. В море впадают около 130 рек, хотя 75% притока поступает лишь от одной - Волги (Жильцов, Зонн, Ушков, 2000). Сбрасываемые сточные воды содержат более 1000 химических соединений, включая токсичные, которые накапливаются в рыбе и кормовых гидробионтах) (Катунин Д.Н., 2000).

Однако, главным загрязнителем, безусловно, является нефть. Каспийское море является первым крупным водоемом в мире, который начал подвергаться масштабному нефтяному загрязнению (Касымов А.Г., 1994). Считается, что источниками углеводородных загрязнений, поступающих в Северный Каспий, являются: транспортировка нефти, естественное просачивание углеводородов, промышленные сбросы и нефтеперерабатывающая индустрия, а также утечки с прибрежных нефтяных разработок.

На практике для определения уровня загрязнения вод моря используют комплексную оценку качества вод по индексу загрязненности вод (ИЗВ). ИЗВ - это важный показатель экологического состояния водоема. При достаточном количестве показателей он позволяет определить класс качества воды, который является интегральной характеристикой загрязненности поверхностных и глубинных вод.

Актуальность темы моей курсовой работы связана с тем, что с каждым годом число предприятий, влияющих на экологическое состояние вод Северного Каспия неуклонно растет. Вместе с ним растет и число загрязняющих веществ, уровень загрязнения с каждым годом меняется. Необходимо отслеживать годовые изменения ИЗВ морской воды Северного Каспия, чтобы не допустить критического загрязнения и гибели экосистемы.

В связи с вышеизложенным, целью данной работы являлось изучение состояния вод Северного Каспия на основании изменения значений индекса загрязненности водоема морской воды в период с 2001 по 2004 год.

Были выделены следующие задачи исследования: 1. Определение уровня загрязнения вод на основании анализа изменения значений ИЗВ морской воды в период с 2001 по 2004 г.

2. выявление динамики распределения ИЗВ морской воды акватории структуры «КНК» с 2001 по 2004 год.

Индекс загрязненности воды (ИЗВ) помогает учитывать вклад в загрязнение водоема многих веществ, но представить степень загрязнения в виде одного значения, а также позволяет определять классы качества воды. ИЗВ рассчитывается как сумма 6 приведенных фактических концентраций веществ наиболее приоритетных по данному водоему к их ПДК. При наличии данных по всем 6 веществам можно определить класс качества воды. Обязательными показателями для всех водоемов являются концентрация растворенного кислорода и БПК5. Расчеты ИЗВ для воды акватории структуры «КНК» производились с учетом содержания фенолов, свинца, меди и суммарного содержания нефтепродуктов, поскольку основным загрязнителем на данный момент является нефть.

По данным, полученным в результате анализа проб воды в период с 2001 по 2004 год, воды акватории структуры относились преимущественно ко II классу качества, то есть являлись чистыми. Динамика изменения значений ИЗВ четко не выражена. По имеющимся данным можно говорить об относительной стабильности в распределении среднегодовых значений ИЗВ, которые колеблются в пределах от 0,57 до 0,70.

Наиболее высокое среднегодовое значение ИЗВ характерно для 2004 года и составляет 0,70. Такое значение соответствует II классу качества, но оно достаточно близко к минимальным значениям ИЗВ морской воды III класса качества. Дальнейшее незначительное увеличение среднегодовых значений ИЗВ может привести к переходу вод структуры в класс «умеренно загрязненных вод».

В период с 2001 по 2002 год загрязнению подверглись центральная и южная части акватории структуры. В центральной части отмечена тенденция к росту степени загрязнения. Сильное загрязнение характерно и для северного района структуры. Вероятно, сильное загрязнение отдельных районов структуры в отмеченный период вызвало повышение значения среднегодового ИЗВ в 2002 году.

В период с 2002 по 2003 год увеличилась степень загрязнения юго-западной части при общем снижении среднегодового значения ИЗВ с 0,69 до 0,58.

В период с 2003 по 2004 год среднегодовое значение ИЗВ возрастает с 0,58 до 0,70. Вероятно это связано с увеличением значений ИЗВ в отдельных районах структуры, в частности в западном и восточном, где ИЗВ изменился с 0,3 до 1,0.

Наиболее загрязненным участком структуры на протяжении всего исследуемого промежутка времени являлась западная часть акватории, воды которой в 2001 и 2002 оцениваются как чистые, а в последующие годы как загрязненные (в 2003 году) и умеренно загрязненные (в 2004 году). Высокие значения ИЗВ в этом районе вносят значительный вклад в среднегодовое значение, повышая его и, соответственно, ухудшают степень качества воды.

Преимущественная загрязненность западного района на протяжении всего исследуемого периода времени позволяет сделать вывод о том, что основной вклад в загрязнение вносит транзитный сток, формирующийся в верхнем и среднем течении реки Волги. Это связано с тем, что сток реки в северной части моря делится на две ветви. Большая ветвь проходит вдоль западного побережья на юг, что и оказывает влияние на степень загрязнения западного района акватории структуры «КНК».1. Основным фактором загрязнения морской воды акватории структуры «КНК» в период с 2001 по 2004 год являлся волжский сток. В исследуемый период наиболее высокий уровень загрязнения был характерен для западного района акватории структуры, где значения ИЗВ соответствовали III и IV классам качества. Это связано с тем, что западный район наиболее подвержен волжскому стоку. Наибольшему загрязнению западный район структуры подвергся в 2003 году, когда значения ИЗВ колебались от 1,1 до 1,8 при среднем значении 1,45.

1. В период с 2001 по 2004 год, согласно полученным данным об изменении среднегодовых значений ИЗВ, воды акватории структуры «КНК» относились преимущественно ко II классу качества, то есть являлись чистыми. Однако встречались области, воды которых относились к III и IV классу качества. Это в основном западный и юго-западный районы.

2. В изменении среднегодовых значений ИЗВ наблюдается относительная стабильность. Среднегодовые значения колеблются в пределах значений ИЗВ II класса качества воды.

5. На исследуемый период времени помимо основного источника загрязнения, в качестве которого выступает волжский сток, большой вклад в загрязнение вод Каспия вносит нефтяное загрязнение, источником которого являются утечки при нефтедобыче и транспортировка нефти морским путем.

1. Бутаев А.М., Гаджиев А.З., Гасанов Ш.Ш., Монахов С.К. Современное состояние и возможное направление развития экосистемы Каспийского моря // Вестн. ДНЦ РАН. 1999. № 4. - С. 85-95.

2. Бухарицин П.П. Гидрологические процессы в Северном Каспии в зимний период: Автореф. диссертация д.г.н. - М.:ИВП РАН, 1996. - 62с.

3. Герлах С. А. Загрязнение морей. Диагноз и терапия. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 262 с.

4. Еремеева С.В.,Курапов А.А., Мельников С.А. Современное экологическое состояние северной части Каспийского моря в зимне-весенний период // Вестн. МАНЭБ. 1999. № 9. - С. 51-55.

5. Иванов В.П., Сокольский А.Ф. Научные основы стратегии защиты биологических ресурсов Каспийского моря от нефтяного загрязнения. Астрахань: Изд-во КАСПНИРХА, 2000. - 181 с.

6. Каспийское море: гидрология и гидрохимия. М. Наука, 1986.

7. Касымов А.Г. Экология Каспийского озера. Баку, 1994. - 237 с.

8. Катунин Д. Н. Три беды // Волга, 2000. - №146 29 сент.

9. Катунин Д., Хрипунов И., Полянинова А. Проблемы экологии северной части Каспийского моря // Эковестник, 1998. №7.

10. Косарев А.Н. Гидрология Каспийского и Аральского морей. - М.: МГУ, 1975. - 272с.

11. Крицкий С. К. «Колебания уровня Каспийского моря» М. Наука, 1975.

12. Патин С.А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. М.: Изд-во ВНИРО, 2001. - 350 с.

13. Попова Н.В., Андреев В.В. Проблемы загрязнения окружающей среды при хранении нефтепродуктов в условиях Астраханской области// VI Международная научно-практическая конференция «Экология и жизнь»: Сб. статей. - Пенза, 2003. - с.87-89.

14. Салманов М.А. Экология и биологическая продуктивность Каспийского моря. Баку, 1999. - 400 с.

15. Сапожников В.В., Торгунов Н.И., Катунин Д.Н., Беспарточный Н.П. Исследования гидрохимических изменений экосистемы Каспия в рейсе научно-исследовательского судна «Исследователь Каспия»// Океанология. - 2001. - Т.41. - №2. - С. 313-316.

16. Шапоренко С.И. Загрязнение прибрежных морских вод России// Водные ресурсы. - 1997. - №3. - Т.24. - С. 320-327.

17. www.caspinfo.ru