Вплив гідротехнічних споруд на процеси самоочищення в прибережній зоні чорного моря - Автореферат

Не існує також критерію, який дозволяє порівнювати ефективність різних гідротехнічних споруд, як елементів, що впливають на хід процесів самоочищення, зокрема на трансформацію потоків нафтових вуглеводнів, в прибережній зоні моря. В якості прикладів різних конструкційних рішень гідротехнічних споруд було взято: південний мол Севастопольської бухти (накид мармуроподібного вапняку, частково прикритого залізобетонними тетраподами), східний мол Камишової бухти (кладка та накид бетонних масивів) та набережна Севастопольської бухти на відрізку між мисами Миколаївський і Кришталевий (кладка бетонних масивів). Мета роботи полягала в визначенні впливу гідротехнічних споруд на процеси самоочищення в прибережній зоні Чорного моря. визначити чисельність і розмірний склад молюсків Mytilus galloprovincialis і Mytilaster lineatus, що оселилися на поверхні підводної частини гідротехнічних споруд різної конструкції, найбільш розповсюджених на чорноморському узбережжі; Наукова новизна полягає в тому, що вперше отримані кількісні данні про участь мідій і мітілястерів, які живуть на найбільш розповсюджених типах конструкцій гідротехнічних споруд (накиду мармуроподібного вапняку, накиду та кладки бетонних масивів), у формуванні потоків НВ в прибережній зоні моря, також порівняно ефективність вказаних типів споруд, як елементів, що підвищують потенціал самоочищення в прибережній зоні моря.Гідротехнічні спорудження, досліджені в акваторії Севастополя, були представлені накидами мармуроподібного вапняку й залізобетонних тетраподів (південний мол Севастопольської бухти), накидами бетонних масивів (східний мол Камишової бухти) і кладкою бетонних блоків (набережна Севастопольської бухти на ділянці між мисами Миколаївський і Кришталевий). На підставі запропонованої розрахункової схеми встановлено площу досліджених гідротехнічних споруд: на південному молі вона становить 47500 м2 (з них 32800 м2 припадає на камяний накид і 14700 - на тетраподи), східному молі - 20578, набережній - 7000 м2. Чисельність мідій і мітілястерів на бетонних конструкціях вища, ніж на камяному накиді, і становить на тетраподах відповідно - 380±99 і 3098±824 екз.·м-2, на накиді бетонних блоків - 279±67 и 2337±472 екз.·м-2, на кладці бетонних блоків набережної - 2027±309 и 6459±657 екз.·м-2, а на камяному накиді - 128±71 и 147±44 екз.·м-2. Потужність біофільтра, сформованого мідіями й мітілястерами, на поверхні бетонних конструкцій вища, ніж на камяному накиді, і становить на тетраподах, накиді бетонних масивів і їхній кладці 3791, 1992, 18775 л• доб.•м-2 відповідно, на відміну від камяного накиду, де вона дорівнює 368 л• доб.•м-2. Розроблений нами показник оцінки відносної ефективності гідротехнічного спорудження (за рахунок діяльності мітілід) у процесах самоочищення прибережних вод показав, що інтенсивність даних процесів на одиниці площі (у перерахуванні на 1 м2 проекції поверхні на площину) бетонної кладки набережної, тетраподного накиду, накиду бетонних масивів і камяного накиду співвідноситься як 19:10:8:1 відповідно.

Гідротехнічні спорудження, будучи додатковими субстратами для поселення мітілід, підвищують потенціал самоочищення в прибережній зоні моря. До найважливіших факторів, що визначають їхній вплив на процеси самоочищення вод, можна віднести площу поверхні конструкцій, доступну для заселення мідіями й мітілястерами, а також чисельність і розмірний склад цих молюсків.

Гідротехнічні спорудження, досліджені в акваторії Севастополя, були представлені накидами мармуроподібного вапняку й залізобетонних тетраподів (південний мол Севастопольської бухти), накидами бетонних масивів (східний мол Камишової бухти) і кладкою бетонних блоків (набережна Севастопольської бухти на ділянці між мисами Миколаївський і Кришталевий). На підставі запропонованої розрахункової схеми встановлено площу досліджених гідротехнічних споруд: на південному молі вона становить 47500 м2 (з них 32800 м2 припадає на камяний накид і 14700 - на тетраподи), східному молі - 20578, набережній - 7000 м2.

Чисельність мідій і мітілястерів на бетонних конструкціях вища, ніж на камяному накиді, і становить на тетраподах відповідно - 380±99 і 3098±824 екз.·м-2, на накиді бетонних блоків - 279±67 и 2337±472 екз.·м-2, на кладці бетонних блоків набережної - 2027±309 и 6459±657 екз.·м-2, а на камяному накиді - 128±71 и 147±44 екз.·м-2. Данні про чисельність мітілід на підводній частині набережної отримані вперше.

Виявлено, що мідії на бетонних конструкціях більші, ніж на камяному накиді. Їхня довжина на тетраподах і накиді бетонних масивів - від 1 до 100, на бетонній кладці набережної - від 1 до 60, а на камяному накиді - від 1 до 30 мм. Мітілястери на досліджених спорудженнях були представлені всіма розмірними групами, характерними для даного виду, - 1 - 30 мм.

Потужність біофільтра, сформованого мідіями й мітілястерами, на поверхні бетонних конструкцій вища, ніж на камяному накиді, і становить на тетраподах, накиді бетонних масивів і їхній кладці 3791, 1992, 18775 л• доб.•м-2 відповідно, на відміну від камяного накиду, де вона дорівнює 368 л• доб.•м-2. Розраховано, що на підводній частині південного молу Севастопольської бухти мітіліди відфільтровують 67 тис.м3·доб.-1 (із них 12 - на камінні и 55 тыс.м3·доб.-1 - на тетраподах), східного молу Камишової бухти - 42, підводної частини набережної - 132 тыс.м3·доб.-1.

Розроблений нами показник оцінки відносної ефективності гідротехнічного спорудження (за рахунок діяльності мітілід) у процесах самоочищення прибережних вод показав, що інтенсивність даних процесів на одиниці площі (у перерахуванні на 1 м2 проекції поверхні на площину) бетонної кладки набережної, тетраподного накиду, накиду бетонних масивів і камяного накиду співвідноситься як 19:10:8:1 відповідно.

Інтенсивність потоків НВ на бетонних конструкціях у середньому вища, ніж на камяному накиді, і становить на бетонних тетраподах, накиді бетонних масивів і їхній кладці 228, 50 і 469 мг•доб.-1•м-2 відповідно, а на камяному накиді - 22 мг•доб.-1•м-2. Завдяки цьому, сумарний потік НВ через поселення мітілід на південному молі становить 1,5 т•рік-1 (з них 1,2 на тетраподах і 0,3 т•рік-1 - на каменях), на східному молі - 0,4, на підводній частині набережної - 1,2 т•рік-1.

При взаємодії із внутрішньою нафтоокислюючою мікрофлорою мітілід на південному молі, східному молі й набережній щорічно розкладається 147, 87 і 186 г НВ відповідно, що в сумі становить 0,01 % від кількості нафти, що проходить через даних молюсків. Основна роль мітілід у процесах самоочищення від нафтового забруднення складається в концентруванні завислих нафтопродуктів.

Уперше виконана кількісна оцінка замулення на поверхні південного молу Севастопольської бухти й східного молу Камишової бухти. Товщина мулу на поверхні молів коливалася в межах від 1 мм до 7 мм, а біля їхньої основи - до декількох десятків сантиметрів. У середньому маса мулу на поверхні цих споруджень становить 0,0625 і 0,0878 г·см-2 відповідно. Щорічно мітілідами на каменях південного молу осаджується 10 т, на тетраподах південного молу - 63, на східному молі - 48, на підводній частині набережної - 78 т завислої речовини.

Отримані нами дані дозволяють рекомендувати гідротехнічні спорудження з бетону для біопозитивного гідротехнічного будівництва в умовах Севастопольської бухти (Чорне море). Розроблений показник оцінки ролі гідротехнічних споруджень у процесах самоочищення морських акваторій може бути використаний при вивченні ефективності різних типів гідротехнічних споруджень. Запропонована нами схема розрахунків поверхні гідротехнічних споруджень, розташованих у прибережних районах Севастополя (Чорне море), може бути використана для кількісних досліджень бентосу на спорудженнях аналогічного типу в інших акваторіях.

1. Козлова О. В. Потери биофильтра при строительстве южного мола Севастопольской бухты / О. В. Козлова, О. Г. Миронов // Проблемы охраны труда и техногенно-экологической безопасности: 8-ая Междунар. науч.-техн. конф. : материалы. - Севастополь, 2003, - С. 96. (Ввнесок автора - виконання досліджень, обробка і аналіз результатів, спільне написання тексту тез).

2. Козлова О. В. Оценка биопозитивности южного мола Севастопольской бухты / О. В. Козлова, О. Г. Миронов // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов : 3-я Междунар. научн. конф. аспирантов и студентов : сб. докл., Т.2. - Донецк: ДОННТУ, ДОННУ, 2004. - С. 40 - 41. (Внесок автора - виконання досліджень, обробка і аналіз результатів, спільне написання тексту тез).

3. Козлова О. В. Расчет фильтрационной активности популяции черноморской мидии, что живет на молу Севастопольской бухты / О. В. Козлова // Экология моря. - 2004. - Вып. 66. - С. 64 - 66.

4. Соловьева О. В. Поселение черноморской мидии на бетонной набережной Севастопольской бухты (Черное море) / О. В. Соловьева // Морск. экол. журн. - 2005. - Отд. вып. № 1. - С.113 - 118.

5. Козлова О. В. Биофильтр популяции черноморской мидии, населяющей южный мол Севастопольской бухты / О. В. Козлова // Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация. : ІІ Междунар. научн. конфер. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященная 140-летию Одесского национального университета им. И. И. Мечникова, Одесса, 28 марта - 1 апреля 2005 г. : матер. - Одесса, 2005. - С. 184.

6. Козлова О. В. Поселение митилид на южном молу Севастопольской бухты / О. В. Козлова // Понт Эвксинский - 2005 : VI Всеукр. науч.-практ. конфер. молодых ученых по проблемам Черного и Азовского морей, Севастополь, 24 - 27 мая 2005 г. : тезисы. - Севастополь, 2005. - С. 63.

7. Козлова О. В. Гидротехнические конструкции как фактор самоочищения в прибрежной зоне моря / О. В. Козлова // Проблемы природопользования, устойчивого развития и техногенной безопасности регионов: Третья междунар. науч.-практ. конф., Днепропетровск, Украина, 03 - 08 октября 2005 г. : материалы, Ч. ІІ. - Днепропетровск, 2005. - С. 136.

8. Козлова О. В. Вклад мидии и митилястера в процессы самоочищения Севастопольской бухты / О. В. Козлова // Сборник научных работ Тернопольского университета, 2006, - С. 72 - 74.

9. Соловйова О. В. Мідійне обростання камяних та бетонних гідротехнічних споруд / О. В. Соловйова // Молодь та поступ біології: Друга міжнар. наук. конф. студентів і аспірантів : Зб. тез. - Львів, 2006. - С. 223.

10. Соловьева О. В. Мидийное обрастание известняка и бетона в условиях полевого эксперимента / О. В. Соловьева // Фундаментальные исследования важнейших проблем естественных наук как основа интеграционных процессов в образовании и науке : Междунар. конф. : тезисы. - Севастополь, 2006. - С. 63 - 64.

11. Соловьева О. В. Вклад мидии и митилястера в процессы самоочищения Севастопольской бухты / О. В. Соловьева // Первый русский научный форум Демидовские чтения на Урале: конфер. : тезисы. - Екатеринбург, 2006. - С. 277 - 281.

12. Соловьева О. В. Роль митилид (Mollusca: Mytilidae) в процессах самоочищения морской воды от нефтяных углеводородов / О. В. Соловьева // Экология моря. - 2007. - Вып. 73. - С. 91 - 100.

13. Миронов О. Г. Илистые образования на гидротехнических сооружениях акватории Севастополя (Черное море) / О. Г. Миронов, И. П. Муравьева, Т. О. Миронова, О. В. Соловьева, Ю. В. Дорошенко // Экология моря. - 2007. - Вып. 73. - С. 55 - 59. (Ввнесок автора - виконання досліджень, обробка і аналіз результатів, спільне написання тексту статті).

14. Соловьева О. В. Участие митилид гидротехнических сооружений в процессах самоочищения моря от нефтепродуктов / О. В. Соловьева // Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация. : II Междунар. научн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященная 100-летию со дня рождения выдающегося украинского лихенолога М. Ф. Макаревич, Одесса, 15 - 18 мая 2007 г. : материалы. - Одесса, 2007. - С. 263.

15. Соловьева О. В. Илистые образования на поверхности гидротехнических сооружений / О. В. Соловьева // Современные проблемы рационального природопользования в прибрежных морских акваториях Украины : Междунар. конфер. молодых ученых, г. Севастополь - пос. Кацивели, 12 - 14 июня 2007 г. : тезисы докладов - г. Севастополь : НПЦ “ ЭКОСИ-Гидрофизика”, 2007. - С. 85 - 86.

16. Соловьева О. В. Потоки нефтяных углеводородов через поселение мидий, обитающих на южном молу Севастопольской бухты (Черное море) / О. В. Соловьева // Морск. экол. журн. - 2007. - 4, № 4. - С. 61 - 68.