Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-экономическая оценка Терско-Сулакского взморья Западного Каспия

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Эколого-экономическая оценка Терско-Сулакского взморья Западного Каспия"

Работа выполнена на кафедре биологии и биологического разнообразия эколого-географического факультета ФГБОУВПО «Дагестанский государственный университет».

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Абдусамадов Ахма Саидбегович

доктор биологических наук, Рабазанов Нухкадн Ибрагимович

Официальные оппоненты: Салманов Мамед Ахад Оглы - д.б.н.,

профессор, академик HAH Азербайджана, Институт микробиологии HAH Азербайджана, директор

Сокольский Аркадий Федорович -

д. б. н., профессор кафедры «Аквакультура и водные биоресурсы» Астраханского государственного технического университета.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный

университет»

Защита диссертации состоится "25"декабря 2013г. в. 1 б00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.0 53.03 в Дагестанском государственном университете по адресу: 367001, г. Махачкала, ул. Дахадаева, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО «Дагестанский государственный университет».

Автореферат разослан "25"ноября2013 г.

Ваш отзыв, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 367001,г. Махачкала, ул. Дахадаева, 21. Электронный адрес: ecodag@rambler.ru. аЬеапЬеа@гатЬ1ег.ги.тел./факс 8(8722) 56-21-40.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, к.г.н., доцент

АхмедоваГ.А.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационного исследования. Начавшийся новый этап освоения нефтяных богатств Каспия, связанный с распространением геологоразведочных работ на северную и среднюю части моря, где уже открыты крупные месторождения, неминуемо приведет к повышению антропогенной нагрузки на экосистему моря. Дополнительное воздействие на акваторию Дагестанского шельфа будет в основном выражаться, как показывает отечественный и зарубежный опыт, в загрязнении морской среды, и не только нефтепродуктами. Но, принимая в условиях волеизъявления пяти независимых прикаспийских государств эскалацию нефтедобычи, как неизбежность, отчетливо понимая угрозу, которую представляет для биологического разнообразия нефтяное загрязнение, при освоении нефтяных месторождений в море, должны использоваться только технологии, исключающие выбросы промышленных отходов и предусматривающие их утилизацию на берегу.

На Терско-Сулакском взморье произошли коренные изменения экосистемы под воздействием зарегулирования стока плотинами, роста безвозвратного водопотребления, загрязнения рыбохозяйственных водоемов нефтепродуктами и другими токсикантами, потери нерестилищ и нарушения миграционных путей рыб, снижения численности, а иногда и полного исчезновения некоторых видов рыб, ухудшения условий существования рыб, интенсивного промысла и развития браконьерства, а также других антропогенных факторов.

В этих условиях особое значение приобретает экологическая оценка особенно мелководных прибрежных акваторий, которые наиболее уязвимы.

Цель нашей работы - экологическая и экономическая оценка загрязнения морской среды района исследования.

Для достижения цели нами решались следующие задачи:

1) в период с 1978 по 2013 гг. оценить эколого-географическую и токсикологическую обстановку устьевых взморьев р. Терек, Сулак, Лопатин, Аграханский залив

2) дать эколого-экономическую оценку фауны района исследования, состояния запасов и перспектив развития рыбного промысла.

При решении задач использовались материалы, опубликованные в научной и справочной литературе: Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей среды, ссылки на которую приводятся в тексте работы. Ряд измерений проводился самим автором (Гаджиев, Дохтукаева, 2013).

Научная новизна. Впервые с использованием современной аппаратуры и новейших методик дана оценка пространственного распределения загрязняющих веществ и трофического статуса Аграханского залива. Составлена база данных, содержащая результаты измерений концентрации нефтяных углеводородов и других загрязняющих веществ в морской воде в период 1978-2013 гг. Дополнена оценка состояния водных биологических ресурсов (Абдусамадов, Дохтукаева, 2011), с учетом данных последних лет;

Научную новизну работе придает также временной охват (197802013гг) анализируемых материалов. Исследования выполнены автором лично или,

з

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В настоящей работе для исследования основными материалами явились собственные данные измерений концентрации загрязняющих веществ, а так же ежемесячников и ежегодников Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей природной среды. Материалы по ихтиофауне предоставлены Дагестанским филиалом КаспНИРХ.

В соответствии с методами, описанными в атласе «Экологическая оценка загрязнения западной части Среднего Каспия нефтяными углеводородами» (Экологическая оценка, 2006)проводилась обработка и анализ исходного массива данных. Для проведения полных сезонных съемок воды и донных отложений для гидрохимического, гидробиологического анализа, а также оценки степени загрязнения Аграханского залива тяжелыми металлами, нефтепродуктами и АПАВами материалы собирались комплексно по установленной сетке с шагом 3,5 км (Гаджиев, Дохтукаева, 2012). По всему периметру были отмечены 16 станций, на которых выполнялись отбор проб воды и донных отложений (рис.1).

Рис. 1. Карта станций отбора проб в Аграханском заливе

Экспедиционные исследования проводились на базе Передвижной лаборатории экологического мониторинга ДГУ. Все пробы воды, донных отложений, а также пробы фито-зоопланктона и бентоса отбирались в соответствии ГОСТом, значения сравнивались с нормативами, предъявляемыми к рыбохозяйственным водоемам.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дохтукаева, Айна Магомедовна, Махачкала

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯЯ «ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

04201454903

Дохтукаева Айна Магомедовна

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРСКО-СУЛАКСКОГО

ВЗМОРЬЯ ЗАПАДНОГО КАСПИЯ

Специальность 03.02.08 - экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: д.б.н., проф. Абдусамадов А.С.

Махачкала -2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................ 4

ГЛАВА I. Из истории рыбохозяйственных эколого-биологических исследований................................................ 8

Глава II. Материалы и методы исследования........................... 11

Глава III. Многолетняя динамика загрязнения и современное

состояние загрязнения Терско-Сулакского взморья................... 25

III. 1. Экологическая оценка загрязнения устьевого взморья р. Терек нефтяными углеводородами по данным государственного мониторинга окружающей среды за 1978-2012 гг........................ 25

111.2. Экологическая оценка загрязнения акватории района Лопатин нефтяными углеводородами по данным государственного мониторинга окружающей среды за 1978-2012 гг........................ 27

111.3. Особенности загрязнения устьевого взморья р. Сулак нефтяными углеводородами по данным государственного мониторинга окружающей среды за 1978-2012 гг........................ 34

111.4. Эколого-географическая характеристика устьевого взморья

реки Терек............................................................................. 39

III. 5. Оценка пространственного распределения загрязняющих веществ и трофического статуса Аграханского залива.................. 51

Глава IV. Эколого-гидробиологическая характеристика основных рыбохозяйственных водоемов

Терско-Сулакского взморья.................................................. 87

IV. 1. Гидробиологическая характеристика основных

рыбохозяйственных водоемов Западно-Каспийского региона.......... 87

Глава V. Эколого-экономическая оценка

Терско-Сулакского взморья......................................................................................................138

V.l. Современное состояние рыбохозяйственной

отрасли Республики Дагестан......................................................................................................138

ВЫВОДЫ......................................................................................................................................................162

РЕКОМЕНДАЦИИ..............................................................................................................................164

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..........................................167

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационного исследования. Начавшийся новый этап освоения нефтяных богатств Каспия, связанный с распространением геологоразведочных работ на северную и среднюю части моря, где уже открыты крупные месторождения, неминуемо приведет к повышению антропогенной нагрузки на экосистему моря. Дополнительное воздействие на акваторию Дагестанского шельфа будет в основном выражаться, как показывает отечественный и зарубежный опыт, в загрязнении морской среды, и не только нефтепродуктами. Но, принимая в условиях волеизъявления пяти независимых прикаспийских государств эскалацию нефтедобычи, как неизбежность, отчетливо понимая угрозу, которую представляет для биологического разнообразия нефтяное загрязнение, при освоении нефтяных месторождений в море, должны использоваться только технологии, исключающие выбросы промышленных отходов и предусматривающие их утилизацию на берегу.

На Терско-Сулакском взморье произошли коренные изменения экосистемы, ее ихтиофауны под воздействием зарегулирования стока плотинами, роста безвозвратного водопотребления, загрязнения рыбохозяйственных водоемов нефтепродуктами и другими токсикантами, потери нерестилищ и нарушением миграционных путей рыб, снижения численности, а иногда и полного исчезновения некоторых видов рыб, ухудшения условий существования рыб, интенсивного промысла и развития браконьерства, а также других антропогенных факторов.

В этих условиях особое значение приобретает экологическая оценка особенно мелководных прибрежных акваторий, которые наиболее уязвимы.

Цель нашей работы - экологическая и экономическая оценка загрязнения морской среды района исследования.

Для достижения цели нами решались следующие задачи:

1) дать эколого-географическую и токсикологическую обстановку устьевого взморья р. Терек, Сулак, Лопатин, Аграханский залив в период с 1978 по 2013 гг.;

2) дать эколого-экономическую оценку фауны района исследования, состояния запасов и перспектив развития рыбного промысла.

При решении задач использовались материалы, опубликованные в научной и справочной литературе: Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей среды, ссылки на которую приводятся в тексте работы. Ряд измерений проводился самим автором (Гаджиев, Дохтукаева, 2013).

Научная новизна. Впервые с использованием новейшей аппаратуры и методик, дана оценка пространственного распределения загрязняющих веществ и трофического статуса Аграханского залива. Составлена база данных, содержащая результаты измерений концентрации нефтяных углеводородов и других загрязняющих веществ в морской воде в период 1978-2013 гг. Дополнена оценка состояния водных биологических ресурсов (Абдусамадов, Дохтукаева, 2011), с учетом данных последних лет.

Научную новизну работе придает также временной охват

анализируемых материалов. Исследования выполнены автором лично

5

или совместно с научным руководителем. В последнем случае личный вклад составляет не менее 50 %.

Практическая значимость результатов исследования.

Результаты исследования позволят отследить сукцессионные процессы и их направленность в исследуемой части моря. Материалы диссертации используются при чтении лекционных курсов по «Ихтиологии», «Биологическому разнообразию» на эколого-географическом и биологическом факультетах Дагестанского государственного университета.

Апробация работы и публикации. Материалы по теме диссертации докладывались на Международных научных форумах, конференциях, ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и студентов ЧГУ в 2010 - 2013 гг., Международных научных конференциях «Биологическое разнообразие Кавказа» (Махачкала, 2012, 2013).

По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 7 в журналах из перечня, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (407 источников, 11 иностранных авторов). Текст диссертации изложен на 187 страницах, иллюстрирован 32 таблицами и 32 рисунками.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Загрязнение вод шельфа происходит в процессе накопления в

Каспийском море различных загрязнителей, которые связаны с

различными выбросами промышленных предприятий, добычей газа и

нефти, а также развитием сельского хозяйства, сбросом недостаточно

очищенных сточных вод и с внутриводоемными процессами. Опасность

6

химического загрязнения исследуемого района Каспийского моря заключается в постоянной интоксикации живых организмов, которая вызывает повреждения на генном уровне.

2. Снижение запасов ценных видов промысловых рыб в современных условиях является следствием перелова, что приведет к потере их промыслового значения, риску сокращения биологического разнообразия.

3. Сохранение и рациональное использование биологических ресурсов Терско-Сулакского взморья Западного Каспия возможно на основе комплексных решений важных проблем, путем перехода на экосистемные методы; согласованной национальной экологической политики всех Прикаспийских государств.

ГЛАВА I.

ИЗ ИСТОРИИ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗАПАДНОГО КАСПИЯ

Истории образования Каспийского моря, формирования его

режима и фауны посвящено много работ (Берг, 1911а, 19116, 1948.1949;

Бирштейн, 1945, 1953; Бруевич, 1957; Аполлов, 1956; Косарев, 1963,

1970, 1971, 1972, 1975а, 19756, 1980, 1995, 1998; Кленова и др.,

1966;3енкевич, 1973; Касымов, 1967, 1968, 1983, 1994; Свиточ, 1991,

1996; Салманов, 1964, 1965, 1968. 1972, 1975, 1981, 1987,

1993;Абдусамадов, Дохтукаева, 2011,2012 и др.).

На Каспии проведены обширные гидробиологические

исследования, показавшие флору и фауну этого водоема, его

биологическую продуктивность, значение планктона и бентоса в

питании рыб (Киселев, 1938, 1953; Крисс, 1956;Киреева и др., 1957;

Алигаджиев, 1963, 1965. 1975; Винецкая, 1966; Алиев и др., 1997;

Левшакова, 1968, 1971. 1972; Салманов, 1972; Яблонская и др.,

1979;Яблонская, 1964; Касымов и др., 1983; Касымов, 1994 и др.).

В связи с увеличением поступающих в море сточных вод

промышленных предприятий, коммунального, сельского и водного

хозяйства, развитием добычи нефти в реке и на прибрежных

территориях значительно возрос уровень загрязнения в бассейнах рек,

впадающих в Каспий, и в шельфовой зоне моря. Это в равной степени

относится и к зоне Западно-Каспийского региона (Мартино, 1968;

Хотимский и др., 1977;Рустамов и др., 1977,Филимова, 1994; Костров и

др., 1995, 1997; Мазманиди, 1997 и др.).

8

Благодаря мощному биогенному стоку рр. Волги, Трека, Сулака, Самура, шельфовая зона рассматриваемого района является одной из самых высокопродуктивных на Каспии. Только относительно небольшая акватория прибрежья от устья р. Терек до устья р. Кумы, площадью всего около 4,0 тыс. км , давала ежегодно от 10 до 20 тыс. т. улова рыб пресноводного комплекса, что, в пересчете на продуктивность, составляет 2,5-5 т/км . Здесь расположены основные миграционные пути морских и проходных сельдей, обыкновенной тюльки, а в период до 1990-х годов во все сезоны года концентрировалось около 40% нагуливающихся в море осетровых.

Уловы рыб прибрежного комплекса в Республике Дагестан в настоящее время составляют около 3-4 тыс. т., большая часть из них -полупроходные и озерно-речные рыбы (лещ, сазан, щука, судак, сом, красноперка, окунь, карась и др.), частично - морские сельди и обыкновенная тюлька, а также кефали. Особыми проблемами каспийского рыбного хозяйства в настоящее время являются критическое состояние запасов осетровых, вызванное масштабным незаконным выловом во всех регионах моря, резкое снижение запасов и уловов основного промыслового объекта - анчоусовидной тюльки, инвазия гребневика мнемиопсиса, загрязнение моря и др.

Такое положение с рыбным хозяйством на Каспии и в его западном

районе требует новых решений с учетом результатов всех научных

исследований. Учитывая, что потенциальные возможности развития

отрасли в регионе значительны, новые подходы в решении этой

проблемы позволят многократно увеличить уловы и производство

товарной рыбы по сравнению с современным уровнем и полностью

обеспечить потребности населения в ценной рыбной продукции, а также

9

значительно повысить уровень занятости населения прибрежных морских районов и жителей континентальной части Республики Дагестан.

ГЛАВА II.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В настоящей работе для исследования основными материалами явились собственные данные измерений концентрации загрязняющих веществ, а так же ежемесячников и ежегодников Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей природной среды. Материалы по ихтиофауне предоставлены Дагестанским филиалом КаспНИРХ

В период 1978-2012 гг. программа наблюдений за загрязненностью прибрежных морских вод Дагестана подвергалась незначительной корректировке. С целью обеспечения однородности материалов в работе использовались данные, полученные на станциях, где наблюдения проводились в течение всего рассматриваемого периода. Из тех же соображений были выбраны 6 месяцев (январь, март, май, июль, сентябрь, октябрь), для которых ряды наблюдений имели минимальное количество пропусков (рис.2.1.)

Рис. 2.1. Карта-схема расположения станций в районе

взморья р. Терек

В соответствии с методами, описанными в атласе «Экологическая оценка загрязнения западной части Среднего Каспия нефтяными углеводородами» (Экологическая оценка, 2006) проводилась обработка и анализ исходного массива данных. Для проведения полных сезонных съемок воды и донных отложений для гидрохимического, гидробиологического анализа, а также оценки степени загрязнения Аграханского залива тяжелыми металлами, нефтепродуктами и АПАВами материалы собирались комплексно по установленной сетке с шагом 3,5 км (Гаджиев, Дохтукаева, 2012). По всему периметру были отмечены 16 станций, на которых выполнялись отбор проб воды и донных отложений (рис.2.2.).

Рис. 2.2. Карта станций отбора проб в Аграханском заливе

В период 1978-2012 гг. программа наблюдений за загрязненностью прибрежных морских вод Дагестана изменялась незначительно. Для обеспечения однородности материалов в работе использовались данные, полученные на станциях, где наблюдения проводились в течение всего рассматриваемого периода. Из тех же соображений были выбраны 6 месяцев (январь, март, май, июль, сентябрь, октябрь), для которых ряды наблюдений имели минимальное количество пропусков.

Основными материалами исследования стали архивные данные о содержании нефтяных углеводородов в прибрежных водах Дагестана,

хранящиеся в ФГБУ «Дагестанский ЦГМС». Из них были взяты значения измерений концентраций НУ в поверхностном и придонном слое воды на трех станциях района Лопатин, осуществляемых в 19782012 гг. в рамках государственного мониторинга окружающей среды. Карта-схема расположения станций наблюдений приведена на рисунке 2.3.

Рис. 2.3. Карта-схема расположения станций в районе Лопатин

В исходный массив данных нами включено 795 записей измерений концентрации нефтяных углеводородов в районе Лопатин.

В соответствии плану проведения экспериментальных и теоретических исследований (табл.2.1) по программе периодичности (гидрологический сезон) с 25-26 ноября 2012 года были проведены полные осенние съемки проб воды и донных отложений для

гидрохимического, гидробиологического анализа, а также оценки степени загрязнения Аграханского залива тяжелыми металлами, нефтепродуктами и АПАВами.

Таблица 2.1.

Координаты станций отбора проб и краткая характеристика донных отложений

Южная часть залива

№ станции Широта, N Долгота, Е Дно

1 43,35,102 47,24,808 ил

2 43,35,477 47,28,251 ил,песок, ракшек мало

3 43,34,006 47,22,962 ил,песок

4 43,33,598 47,25,182 песок, глина, ракушек мало

5 43,34,059 47,27,427 ил песок, ракушки

6 43,32,017 47,25,296 глина песок

7 43,32,009 47,27,162 глина песок

8 43,30,299 47,24,562 песок, глина

9 43,30,189 47,26,572 глина

10 43,31,238 47,24,147 ил

Северная часть залива

11 43,51,934 47,32,882 песок, ракушечник, глина

12 43,53,349 47,33,445 песок, ракушечник, глина

13 43,50,150 47,31,717 глина

14 43,48,795 47,32,355 глина, песок

15 43,46,632 47,31,756 глина, песок

16 43,51,482 47,28,769 глина, песок

Экспедиционные исследования проводились на базе Передвижной лаборатории экологического мониторинга ДГУ. Все пробы воды, донных отложений, а также пробы фито-зоопланктона и бентоса отбирались в соответствии ГОСТом, значения сравнивались с нормативами, предъявляемыми к рыбохозяйственным водоемам (табл. 2.2).

Для донных отложений морских акваторий в российских территориальных водах в настоящее время не существует нормативно закрепленных характеристик их качества по уровню концентраций загрязняющих веществ. Однако существует возможность оценивать степень загрязнения донных отложений в контролируемом районе на основе соответствия уровней содержания загрязняющих веществ критериям экологической оценки загрязненности грунтов по «голландским листам» на основе соответствия уровней содержания загрязняющих веществ критериям экологической оценки загрязненности грунтов по «Ыеие№ес1ег1апсЦ8сЬе1л81е. АШаз1еп8рек1;гит 3/95».

Материал по фитопланктону собирали с поверхности воды батометром Нансена, по зоопланктону - сетью Апштейна (диаметр входного отверстия 25 см, сито из газа № 38), по бентосу -дночерпателем Петерсена площадью охвата 0,025 м .

Таблица 2.2.

Нормативы, предъявляемые к водоемам рыбохозяйственного значения

Наименования Норматив (ПДКрх)

показателя мг/дм3

рН 6,5-8,5

о2 не менее 6 мг/л

бпк5 не более 6,0

Ж)4+ 0,5

N02" 0,08

N03" 40

р043"* 0,05

Со 0,01

Ъп 0,01

РЬ 0,01

са 0,005

N1 0,01

Си 0,001

Cr 0,005

Нефтепродукты 0,05

Фенольный индекс 0,1

АПАВ 0,5

* Примечание - в методике оценки экологической ситуации, разработанной природоохранными органами в начале 1990-х гг, рекомендован норматив содержания растворимых фосфатов в воде - 50мнг/дм3

Таблица 2.3.

Допустимые уровни концентраций (ДК) загрязняющих веществ в донных отложениях водоемов в соответствии с зарубежными нормами (Neue Niederlandische Liste. Altlasten Spektrum 3/95)

Загрязняющие вещества | ДК Загрязняющие вещества ДК

Кадмий, мкг/г 0,8 Сумма 10 ПАУ, ж/г 1000

Ртуть, мкг/г я ж «вя ante я я Вя* ж*» я er а я » «г«гв в*в«гв «чгв ввэд Медь, мкг/г 1 явгвввввавйвятгввв^ввя'гваяфввя'еввяж! Никель, мкг/г 1 яя£Е-1яжввявг|;я£ар|>вяя{вввятв#в*Ыкав гквяжв Свинец» мкг/г j отз шгеял'К'ца важывя-ищввда 35 ittt w в яаявв яг*ж в я жжягввя я 35 fsw» яч'явяяяня«« я «яеягяжяга 85 Бею(а)шреж нг/г язв вжв :я*вв- ввагв я: я ввж» я вгг* в вват в ваш в кяят вв*г5яв*?гя Бензол, нт/г Толуол, нг/г Ксилол, иг/г 25 1эв1в№>яжев8ягвваав 50 (эшввяв-в-ввявгаваав 50 1ЯЯВВЯЯ'ВВВЯЖ-||М4Я 50

Цинк, мкг/г «efceassi саэс.вя®,ьва'