Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Методы и технологии экологической оценки и управления природно-техническими системами при проведении операций с нефтью
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология
Автореферат диссертации по теме "Методы и технологии экологической оценки и управления природно-техническими системами при проведении операций с нефтью"
На правах рукописи
Ярмак Леонид Петрович
004612666
МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ОПЕРАЦИЙ С НЕФТЬЮ (на примере прибрежной морской зоны Краснодарского края)
Специальность: 25.00.36 - Геоэкология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук
1 8 НОЯ 2010
Санкт-Петербург - 2010
004612666
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования « Кубанский государственный аграрный университет».
Научные консультанты:
Доктор физико-математических наук, профессор Карлин JI.H.
Доктор технических наук, профессор Музалевский A.A.
Официальные оппоненты:
Доктор географических наук, профессор Смирнов Н.П.
Доктор географических наук, профессор Шилин М.Б.
Доктор географических наук, профессор Субетто Д.А.
Ведущая организация: Южное отделение Учреждения Российской академии наук Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН
Защита состоится «11» ноября 2010 года в 15 30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.197.03 при Российском государственном гидрометеорологическом университете.
Адрес: 195196, Санкт-Петербург, Проспект Металлистов, 3, ауд. 102.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического университета. Автореферат разослан «_» октября 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 212.197.03, доктор технических наук, професео^гШ
Бескид П.П.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы
Анализ результатов многолетних наблюдений за состоянием экологической обстановки в прибрежной зоне Черного и Азовского морей в пределах территории Краснодарского края показал, что нефтяное загрязнение относится к числу наиболее часто регистрируемых техногенных чрезвычайных ситуаций, сопровождающихся значительным ущербом для природных экосистем и некоторых видов хозяйственной деятельности на территории Краснодарского края -рыболовства, туризма, курортной сферы и т.д.
По установленным в результате исследований данным в период 19982007 годы в прибрежную зону Черного моря в среднем ежегодно поступает около 500 т нефти, в том числе около 38 % - при грузовых операциях на причалах и аварийных разливах, 22 % - в результате сбросов нефти с судов, 17 % -поступает с речными водами, 11% - с промышленными сточными водами, 6 % - из атмосферы, 5 % - с ливневыми водами населенных пунктов, 1,0 % - в результате естественного выхода из недр.
Ежегодно в портах гг. Новороссийск, Туапсе, а также в акватории рейдового перегрузочного комплекса «Таманский» происходит в среднем 9-12 инцидентов, связанных с разливом нефти вод в море. Наиболее крупная техногенная катастрофа, в результате которой в море попало около 4000 тонн мазута, произошла 11 ноября 2007 года в Керченском проливе.
Сказанное означает, что проблема предупреждения и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов в прибрежной зоне Черного моря Краснодарского края актуальна и требует детальной научной проработки. Особое внимание необходимо уделить управлению требуемыми операциями и оценке результатов проделанной работы по ликвидации последствий техногенных катастроф. Системы принятия решений пока не имеют достаточной релевантной информации для планирования мероприятий и принятия эффективных мер по предупреждению и ликвидации последствий техногенных аварий и катастроф в прибрежной зоне Краснодарского края.
Связано это с тем, что существующее в настоящее время прибрежное управление основано на недостаточном уровне проработки ряда вопросов, и, прежде всего, таких как:
- выявлению и пониманию взаимосвязи прибрежных процессов и их динамики;
- недостаточностью объема научных исследований и отсутствием репрезентативного набора исходных данных;
- слабым применением специальных методов анализа сложившейся ситуации и прогнозирования ее эволюции;
- пока недостаточным использованием интегральных подходов к экологической оценке и стратегическому планированию развития прибрежной зоны.
Таким образом, актуальность проблемы обусловлена:
^необходимостью повышения эффективности управления охраной морских вод от загрязнения с целью обеспечения выполнения международных и национальных норм и правил по предотвращению загрязнения морской среды в условиях интенсификации проведения операций с нефтью;
2) необходимостью совершенствования методов, средств и технологий инструментальной оценки параметров нефтяного загрязнения и установления причинно-следственных связей в процессах его образования;
3) необходимостью обоснования, выбора и анализа оптимального числа параметров, характеризующих нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение этой нагрузки, позволяющих повысить степень достоверности оценки экологического состояния локальной прибрежной морской экосистемы.
Актуальность работы подтверждена включением в настоящее время отдельных результатов выполненной работы в практическую деятельность природоохранных органов и научно-исследовательских организаций.
Основные положения диссертации базируются на результатах научных исследований, проведенных автором в период 1988-2005 гг при организации экологического контроля за состоянием морской среды , а также в рамках государственных контрактов № 2/4 от 17.04.2006г. по теме «Проведение исследований состояния экологической обстановки на Азово-Черноморском побережье и курортах края и выработка предложений», №8 от 29 апреля 2008 г по теме: «Оценка состояния экосистем и изменения биологического разнообразия в результате техногенных аварий и катастроф на территории Краснодарского края» (Техногенная авария в Керченском проливе), № 24 - 07/3 от 10 января 2008 г. по теме: «Исследование современного состояния прибрежной акватории Черного моря в районе г. Сочи (от устья р. Псоу до пос. Дагомыс), зонирование территории морского побережья для оценки допустимого антропогенного воздействия на рассматриваемом участке», а также международного проекта по вое-
становлению экосистемы Черного моря (ПВЭЧМ) ШТОР-вЕР, регистрационный номер: 1ШК/01/033/А/Ш/31 (июль 2004 - июнь 2007г).
Объекты исследования: прибрежная морская экосистема Черного моря в пределах Краснодарского края, имеющая пространственно-территориальные границы, окружающая природная среда, ее главные компоненты, прибрежная (береговая) зона, пятна пролитой нефти.
Предмет исследования: экологическая безопасность, экологическая обстановка в прибрежной зоне, методы и технологии их оценки, системы, схемы управления природно-техническими системам, алгоритмы действий по предупреждению, управлению ситуацией и ликвидации разливов нефти в прибрежных водах Черного моря Краснодарского края.
Основная идея работы состоит в том, что повышение уровня экологической безопасности в акватории Черного моря Краснодарского края при проведении операций с нефтью может быть обеспечено за счет совершенствования методов оценки экологического состояния прибрежной морской зоны, создания эффективно функционирующей системы управления охраной морских экосистем, а также разработки новых методов и технологий наблюдения, измерения и предупреждения разливов нефти, а также координации действий по ликвидации нефтяного загрязнения.
Цель работы: разработка базовых принципов и теоретических положений, а также методов и технологий, улучшающих экологическую оценку и управление природно-техническими системами в прибрежной морской зоне и обеспечивающих повышение уровня экологической безопасности в условиях интенсификации проведения операций с нефтью.
Основные задачи исследований:
1. Исследовать процессы и факторы, способствующие загрязнению морской среды при проведении операций с нефтью и разработать концепцию улучшения экологической обстановки в прибрежной морской зоне Краснодарского края;
2. Обосновать основные принципы и механизмы построения и эффективного функционирования системы управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения и предложить структуру такой системы;
3. Разработать методологию интегральной оценки экологического состояния прибрежных морских экосистем на основе индикаторов, характеризующих общую антропогенную нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изме-
нение нагрузки и реализовать ее на конкретных территориях черноморского побережья Краснодарского края;
4. Исследовать особенности трансформации нефтяного загрязнения в поверхностном слое морской воды и разработать технологию отбора проб, повышающую уровень репрезентативности проб и точность измерения содержания нефтепродуктов в морской воде;
5. Исследовать факторы, приводящие к изменению идентификационных свойств нефти после ее разлива и разработать технологию подготовки проб нефти, исключающую влияние этих факторов и повышающую точность и достоверность установления причинно-следственных связей в процессах образования нефтяного загрязнения;
6. Разработать методологию и функциональную схему проведения наблюдений, определения масштабов загрязнения и управления ликвидацией последствий разлива нефти в зонах повышенного экологического риска (порты г.г. Новороссийск, Туапсе, нефтяной терминал КТК в Южной Озереевке, рейдовый перегрузочный комплекс РПК «Таманский») и реализовать ее на практике;
7. Исследовать в натурных условиях пространственное распределение нефтяного загрязнения в водной толще прибрежной морской зоны на участке Адлер-Анапа, разработать и реализовать практически схему отбора проб при ведении мониторинга качества морских вод в пределах курортных территорий черноморского побережья Краснодарского края;
8. Реализовать практически с использованием новой технологии отбора и обработки проб загрязненной нефтью воды алгоритм проведения оценки нефтяного загрязнения морской воды в акватории портов Туапсе и Сочи, а также в прибрежной морской зоне в районе Керченского пролива.
Научно-теоретическую основу исследований составили:
- результаты аэровизуальных наблюдений и гидрохимического мониторинга прибрежных морских вод Черного моря в пределах Краснодарского края.
- теоретические основы управления сложными природно-техническими системами, оценка экологического риска (Dalmahn G., Реймерс Н.Ф., Александров А.Г., Акимова Т.А., Карлин JI.H. , Музалевский A.A., Коновалов С.М., Ко-това JI.A., Смирнов Н.П., Семенов А.Д., Субетто Д.А. Осипов Ю.Б.,Федоров М.П., Шилин М.Б., Красилов В.А. Фрумин Г.Т.);
- закономерности распространения и деградации нефтяного загрязнения в морской среде (Fay I., Garrett W., Goldberg E., Desideri P., Berringe S., Альт-
ман Э.Н., Безбородов A.A., Михайлов В.И., Орлова И.Г., Нельсон - Смит А., Семенов А.Д., Подплетная Н.Ф. Русанов В.П., Каплин В.Т.);
- теоретические основы организации экологического мониторинга морских экосистем (Gitelson А., Stark R., Израэль Ю.А., Виноградов В.И., Патин С.А., Симонов А.И., Михайлов В.И., Новоселова O.A., Новиков Ю.В., Цветков Г.М.Кисляков Ю.Я., Карлин Л.Н., Музалевский A.A.);
- теоретические основы оценки антропогенного влияния на экосистему и экологического нормирования (Parker С., Абалаков А.Д., Медведев Ю.О., Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Морозов Н.П., Телентинов В.Е., Максимен-ко Ю.Л., Караушев A.B., Фрумин Г.Т.);
- методы обработки экологической информации (Воробейчик Е.Л., Ци-пилева Т.А., Мишин A.C., Моисеенкова Т.А., Костина Н.В.);
- оптические характеристики загрязненной нефтью водной поверхности (Богородский В.В., Кропоткин Т.Ю., Бузников A.A., Лахтанов Т.А., Кондратьев К.Я.).
Научная новизна и значимость исследования:
- Проведена оценка влияния проведения операций с нефтью на состояние прибрежных морских экосистем и разработана концепция снижения уровня загрязненности морской среды черноморского побережья Краснодарского края.
- Обоснован комплекс требований и определены принципы и механизмы создания эффективных систем управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения, разработана принципиальная схема структуры управления, реализующая экосистемный и многоцелевой подход в обеспечении устойчивого состояния природно-технических систем, расположенных в прибрежных морской зоне;
- Разработана и реализована на территории г. Сочи новая методология интегральной оценки экологического состояния морских прибрежных экосистем и определения допустимой нагрузки на основе индикаторов, характеризующих антропогенную нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки.
- Обоснована и разработана принципиально новая технология определения концентрации нефтепродуктов в поверхностном слое воды, позволяющая в реальных условиях отбора проб в 2 раза повысить точность измерения масштабов нефтяного загрязнения по сравнению с существующими методами.
- Обоснована и разработана новая технология предварительной подготовки проб, исключающая влияние внешних факторов на идентификационные
свойства нефти и повышающая достоверность установления источника нефтяного загрязнения и причин его возникновения.
- Для зон повышенного экологического риска (порты г.г. Новороссийск, Туапсе, терминал КТК в Южной Озереевке, РПК «Таманский») разработана методология и функциональная схема авианаблюдений, определения масштабов загрязнения и управления ликвидацией последствий разлива нефти, позволяющие минимизировать ущерб, наносимый морской среде.
- Обоснована и разработана оптимальная схема отбора проб при ведении мониторинга качества морских вод в пределах курортных территорий черноморского побережья Краснодарского края на основе натурных исследований пространственного распределения нефтяного загрязнения в водной толще и акватории прибрежной морской зоны на участке Адлер-Анапа.
Методы исследования:
Общей методологической основой работы является комплексный, экоси-стемный подход к решению проблемы предотвращения загрязнения морской среды нефтью, включающий организацию и проведение экспедиционных исследований и аэровизуальных наблюдений состояния морских прибрежных экосистем, физическое и математическое моделирование процессов нефтяного загрязнения, а также анализ и обобщение опыта работ в области предупреждения и ликвидации разливов нефти.
Практическая ценность результатов исследования заключается в следующем:
1. Для информационной поддержки принятия управленческих решений по размещению в прибрежной морской зоне новых антропогенных объектов разработана и практически реализована на территории г.Сочи система индикаторов и методология интегральной оценки экологического состояния экосистемы в целом, позволяющие оценивать общую нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки.
2. Создана и запущена в режим испытательного функционирования комплексная система управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения, реализующая экосистемный и многоцелевой подход в решении задач управления природно-техническими системами, находящимися в прибрежной морской зоне.
3. Создана новая технология отбора проб морской воды, позволяющая производить отбор проб методом высечки водного столба, включая поверхностный слой, на глубину до 0,5 метров без нарушения его структуры, что обес-
печивает репрезентативность проб при оценке масштабов нефтяного загрязнения.
4. Разработана и реализована в практических условиях (порты Новороссийск, Туапсе) технология достоверного выявления источника нефтяного загрязнения путем идентификации проб нефти, что позволяет в целях предотвращения загрязнения морской среды нефтью воздействовать непосредственно на источник загрязнения.
5. Разработанная технология идентификации проб нефти включена в Инструкцию по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью. Технология утверждена приказом Минприроды СССР 2 августа 1994 г № 241 и рекомендована для практического применения.
6. Разработанная методика расчета площади нефтяного пятна по перспективному аэрофотоснимку включена в «Рекомендации по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодокументов и оценке площади нефтяного разлива».
7. Практически реализована комплексная система наблюдения, измерения и управления ликвидацией последствий разлива нефти в зонах повышенного риска (порты Новороссийск, Туапсе, РПК «Таманский», терминал КТК в Южной Озереевке).
8. Разработана и реализована система мониторинга качества морских вод в районе курортных территорий на участке Адлер-Анапа. Для департамента по курортам и туризму Краснодарского края разработан план первоочередных мероприятий по восстановлению качества морской среды в прибрежных зонах, подверженных загрязнению.
9. Реализована практически технология проведения исследований по оценке нефтяного загрязнения морской воды в акватории портов г.Туапсе и г. Сочи, а также в прибрежной морской зоне в районе Керченского пролива. Для департамента по чрезвычайным ситуациям и государственному экологическому контролю Краснодарского края разработан комплекс мероприятий по ликвидации загрязнения морской среды нефтью.
10. Реализован на практике алгоритм оценки загрязнения морской среды прибрежных зон на участке Адлер-Анапа, позволяющий минимизировать затраты на проведение мониторинговых работ и обеспечить достоверность результатов оценки загрязненности морской среды нефтью
Достоверность и обоснованность полученных результатов диссертационных исследований подтверждена лабораторными и натурными экспери-
ментами и испытаниями, обоснованностью принятых физических моделей и математических описаний процессов загрязнения морской среды нефтью, использованием аттестованных методик и поверенных приборов при проведении измерений параметров нефтяного загрязнения, а также результатами практического применения разработанных методов и технических средств.
На защиту выносятся следующие научные положения и результаты исследований:
1. Результаты оценки влияния проведения операций с нефтью на экологическое состояние прибрежных морских экосистем и разработанная на их основе концепция снижения уровня загрязненности морской среды черноморского побережья Краснодарского края;
2. Принципы и механизмы эффективного функционирования системы охраны прибрежных морских экосистем от загрязнения нефтью и разработанная на их основе структурная схема системы управления, реализующая экоси-стемный и многоцелевой подход в решении задач управления природно-техническими системами, находящимися в прибрежной морской зоне;
3. Методология интегральной оценки экологического состояния морских прибрежных экосистем и определения допустимой нагрузки на основе индикаторов, характеризующих антропогенную нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки.
4. Технология измерения концентрации нефтяных углеводородов в поверхностном слое воды, созданная на основе физической и математической моделей распространения нефтяного загрязнения в поверхностном слое воды и позволяющая в реальных условиях вдвое повысить точность измерений характеристик нефтяного загрязнения по сравнению с существующими методами.
5. Технология подготовки проб нефти для реализации метода установления причинно-следственных связей между источником нефтяного загрязнения и состоянием морской среды, позволяющая обеспечить точность выводов о сходимости проб с большей степенью вероятности по сравнению с существующими методами
6. Методология и функциональная схема наблюдения, измерения масштабов нефтяного загрязнения и управления ликвидацией последствий аварийных разливов нефти в зонах повышенного экологического риска, обеспечивающая с использованием авиационных средств оперативную оценку экологической обстановки и информационную поддержку проведения операций по ликвидации последствий разлива нефти в море.
7. Результаты исследований пространственного распределения нефтяных углеводородов в прибрежной морской зоне Черноморского побережья Краснодарского края и система мониторинга качества морской среды с использованием новых технологий при проведении мониторинга качества морских вод в районе курортных территорий Черноморского побережья на участке Адлер-Анапа и практические результаты мониторинга за 2006-2008 годы.
8. Алгоритм и результаты оценки загрязненности морской среды нефтью с использованием новых технологий в акватории портов Туапсе и Сочи, а также в районе Керченского пролива и результаты натурных исследований, проведенных в 2000-2008 годах.
Основные результаты работы внедрены:
1. В Государственном комитете по охране природы по Краснодарскому краю при создании комплексной системы наблюдения за состоянием прибрежных морских вод Черного и Азовского морей с применением авиационных средств, в том числе в зонах повышенного риска.
2. В Управлении Росприроднадзора по Краснодарскому краю при мониторинге последствий чрезвычайной ситуации в Керченском проливе и подготовке управленческих решений о возможности размещения в прибрежной зоне объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду
3. В Северо-Кавказском управлении по технологическому и экологическому надзору при решении задач нормирования негативного воздействия на морскую среду объектов, расположенных в прибрежной зоне Черного и Азовского моря и связанных с проведением операций с нефтью.
4. В Департаменте природных ресурсов и государственного экологического контроля Краснодарского края при разработке проекта системы экологического мониторинга Краснодарского края.
5. В Департаменте по вопросам гражданской обороны, чрезвычайных ситуаций и водных отношений Краснодарского края при организации системы управления ликвидацией аварийных разливов нефти.
6. В Кубанском бассейновом водном управлении при проведении оценки экологической ситуации в Керченском проливе после техногенной катастрофы и интегральной оценки экологической ситуации в прибрежной морской зоне при принятии управленческих решений по сохранению качественных показателей водных объектов.
7. В ФГУ «Кубаньмониторингвод» при проведении работ по оценке масштабов нефтяного загрязнения водных объектов.
8. В Центре лабораторного анализа и инструментальных измерений по ЮФО при проведении оценки масштабов нефтяного загрязнения морской среды.
9. В Кубанском аграрном университете в курсах лекций по специальностям экологической группы в виде отдельных разделов.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях НТС Государственного комитета по охране окружающей среды по Краснодарскому краю (Краснодар, 1992 - 2000 г.), на научно-практической конференции Госкомэкологии РФ по проблемам охраны морских вод от загрязнения (Владивосток, 1993 г.), на Международной конференции «Комплексное управление прибрежными зонами и его интеграция с морскими науками» (Санкт-Петербург, 2003 г.), на Международной конференции по комплексному управлению прибрежными зонами (Турция, Анталия, 1999 г.), на научно-практической секции «Экологический мониторинг» 2-го Всероссийского съезда по охране природы (Москва, 2003 г.), на научно-практической конференции Ростехнадзора (Казань, 2006 г.), на 1-ой международной конференции МАНЭБ «Человек и природа. Проблемы экологии юга России» (Анапа, 2007 г.), на международной конференции МЕБСОБТ - 2008 (Турция, г. Акаяка, 2008 г.), на VII Международном инвестиционном форуме «Сочи - 2008» (г. Сочи, август 2008 г.), на научно-практической конференции по водным проблемам России (г. Азов, август, 2008 г.), на краевой научно-практической конференции, посвященной 20-летию образования природоохранных органов Краснодарского края (г. Краснодар ноябрь, 2008 г.), на заседании консультативной группы по КУПЗ Черноморской комиссии (Стамбул, ноябрь, 2009 г.).
Личный вклад соискателя:
- постановка задач исследования и разработка методологии их решения;
- разработка программ экспедиционных исследований, анализ и интерпретация полученных результатов;
- разработка предложений по новым методам и технологиям контроля нефтяного загрязнения;
- участие в создании систем управления охраной окружающей среды в прибрежных морских зонах и новых технологий анализа экологического состояния природно-технических систем;
- участие в разработке «Руководства по идентификации нефтей» и «Рекомендаций по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодо-
кументов и оценке площади нефтяного разлива»;
- осуществление методического руководства проведением научно-исследовательских работ по оценке экологической ситуации в прибрежной зоне курортных территорий Черноморского побережья, в акватории портов Сочи и Туапсе, а также в районе Керченского пролива.
Публикации. По теме диссертации подготовлена и издана монография, опубликовано 32 статьи, отражающих основные научные результаты диссертации, в том числе 8 в ведущих рецензируемых научных журналах, включенных в список ВАК РФ. Получено авторское свидетельство на изобретение.
Объем и структура. Диссертация изложена на 357 страницах машинописного текста, содержит 39 таблиц, 91 рисунок, 56 формул и включает: введение, шесть глав, заключение, список использованных источников, приложение. В приложении приведены акты внедрения результатов выполненной работы в 9 организациях. Список использованной литературы содержит 276 источников, из них 25 иностранных.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дана краткая характеристика проблемы. Обоснована актуальность проблемы, сформулирована цель и основные задачи работы, показаны ее научная новизна, достоверность результатов и их практическая ценность, сведения об апробации работы.
Глава 1. Исследование проблемы загрязнения прибрежных морских экосистем нефтью и разработка концепции повышения уровня экологической безопасности. В этой главе дана оценка влияния проведения операций с нефтью на состояние прибрежной морской экосистемы в пределах Краснодарского края. Показано, что прибрежные морские акватории (зоны) в наибольшей степени подвержены антропогенному воздействию как со стороны источников, расположенных на суше, так и в акватории моря (глубоководные выпуски, суда, ливневые стоки, свалки отходов и др.). Установлено, что загрязнение морской среды нефтью вызвано следующими основными факторами:
- несовершенством технических и технологических решений по предупреждению загрязнения морской среды нефтью при проведении операций с нефтью;
- невыполнением в необходимом объеме комплекса природоохранных мероприятий при осуществлении деятельности, связанной с проведением операций с нефтью в прибрежной морской зоне;
- отсутствием эффективной системы охраны прибрежных морских экосистем, обеспечивающей систематическую оценку экологической ситуации, определение приоритетных проблем, разработку и реализацию комплекса природоохранных мероприятий по предотвращению загрязнения морской среды нефтью и оперативной ликвидации последствий нефтяного загрязнения.
В этой связи проведен детальный анализ функционирования системы охраны морских прибрежных экосистем от загрязнения и ее информационного обеспечения, методов и средств оценки ущерба при загрязнении морской среды нефтью и методологии установления причинно-следственных связей в процессах образования нефтяного загрязнения, на основании которого сформулированы основные концептуальные подходы к решению проблемы предотвращения и ликвидации загрязнения морской среды нефтью. Основные аспекты этих подходов состоит в следующем:
1) Организация системы управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения и ее информационного обеспечения должна строиться на принципах, учитывающих экосистемный и многоцелевой подход к управлению природно-техническими системами, расположенными в прибрежной зоне.
2) Оценка экологического состояния прибрежных морских экосистем, составляющая основу выработки управленческих решений по повышению уровня экологической безопасности, должна опираться на более широкий спектр индикаторов, характеризующих не только общую антропогенную нагрузку на экосистему и ее отклик, но и состояние факторов, влияющих на ее устойчивость.
3) Для информационного обеспечения системы управления природно-техническими образованиями необходимы более точные методы, средства и технологии измерения параметров нефтяного загрязнения, уровня загрязненности экосистем в целом, установления причинно-следственных связей в процессах образования загрязнения, разработанные с учетом особенностей пространственного распределения и трансформации нефти в морской среде;
4) Для прибрежных морских зон повышенного экологического риска необходима комплексная система оперативного контроля и управления ликвидацией возможных разливов нефти, позволяющая оценить и минимизировать ущерб от загрязнения морской среды.
На основании этого была сформирована программа научных исследований, проведенных в рамках данной работы.
Глава 2 Разработка принципов и структуры управления охраной прибрежных морских зон от загрязнения на основе экосистемного и многоцелевого подхода. Во второй главе приводится обоснование принципов и структуры управления охраной морской среды от загрязнения на основе экосистемного многоцелевого подхода. В качестве объекта управления системы рассматриваются объективно существующие и взаимодействующие на ограниченной территории образования, включающие в себя природные комплексы, компоненты окружающей среды и антропогенные объекты.
Объекты управления относятся к многомерным объектам ввиду многообразия входящих в него природно-технических систем, видов возмущающих воздействий и управленческих решений, влияющих на его состояние в целом. Основной задачей управления охраной окружающей среды является поддержание устойчивого состояния объекта управления, соответствующего социальным и природоохранным функциям.
Математически соответствие между входной и выходной функциями можно записать в виде выражения:
х(0 = Л(Я-И(0, (1)
где х (?) - вектор выходных координат объекта, А ф - оператор преобразования возмущающих воздействий в выходной сигнал (операторное воздействие), и (?) - вектор управления (входа).
Возмущающие воздействия, в отличие от управляющих, представляют собой множество случайных сигналов. В этом случае управляющий орган не в состоянии выработать адекватное решение, направленное на возвращение объекта в устойчивое состояние или принимает эти решения с достаточно большим запаздыванием.
На рисунке 1 показаны возможные варианты развития ситуации в состоянии объекта управления при различных уровнях и характере возмущающих воздействий и эффективности управленческих решений. При этом X] - предельное состояние объекта управления, при котором сохраняется целевая функция локальной экосистемы, в которой он расположен, Х2 - состояние объекта управления, при котором локальная экосистема безвозвратно изменяет свои целевые функции ввиду изменения качества и свойств компонентов природной среды, Т- точка перегиба функции, соответствующая значениям переменных, при которых происходят качественные безвозвратные изменения в системе, ^ - время, характеризующее инерционность системы управления.
Из анализа факторов, влияющих на инерционность системы управления, определено, что при разработке информационной системы важное значение имеет организация наблюдений не только за состоянием экосистемы в целом, но и за наиболее существенными потенциальными воздействиями и факторами, которые могут привести к нарушению устойчивого состояния и переходу экосистемы в другую (худшую) качественную категорию.
г.. I
Рисунок 1 - Динамика состояния объекта управления при различных уровнях и характере возмущающих воздействий.
Определены следующие основные принципы построения систем управления в области охраны окружающей среды:
1) для системы управления должен быть определен объект управления с его пространственными границами и сформулирована основная цель управления (критерии устойчивого состояния);
2) учитывая, что управление охраной окружающей среды является достаточно сложной многофакторной задачей, нижние уровни иерархической системы управления целесообразно расчленить (горизонтально декомпозировать) на более мелкие подпроблемы так, что решение всех подпроблем позволяет решить исходную проблему в целом.
3) для оценки состояния объекта управления должны быть определены основные параметры, характеризующие зависимость: «уровень воздействия -устойчивость экосистемы - отклик экосистемы» и определена методология их интерпретации для управленческих целей;
4) для обеспечения эффективного управления необходимо создание системы наблюдения, позволяющей определять состояние объекта управления,
уровни и характер возмущающих воздействий по необходимому набору параметров с достаточным временным и пространственным разрешением и точностью, соответствующим целям управления.
Управляющий орган систе-
Подсистема управления ООС объекта негативного воздействия
Подсистема управления ООС в зонах повышенного риска
Подсистема регионального управления ООС
Г7
Природно-технические системы прибрежных морских зон
Рисунок 2 - Блок- схема системы управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения
В работе обоснована и предложена структура системы управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения, построенная на принципах иерархической системы управления с горизонтальной декомпозицией нижнего уровня управления (рисунок 2).
В общей системе управления выделяются три подсистемы: подсистема управления охраной окружающей среды объекта негативного воздействия, подсистема управления охраной окружающей среды в зонах повышенного риска, подсистема регионального управления охраной окружающей среды.
Для каждой подсистемы сформулированы конкретные цели управления, достижение которых способствует решению главной проблемы повышения устойчивости экосистемы в целом.
Предложенная система управления прошла практическое апробирование при осуществлении управления охраной окружающей среды прибрежных морских зон в пределах Краснодарского края органами Госкомэкологии, в ходе которого была подтверждена ее высокая эффективность.
Глава 3. Методология интегральной экологической оценки и определения допустимой антропогенной нагрузки на прибрежные локальные экосистемы. При принятии решений об увеличении антропогенной нагрузки и выборе места расположения новых объектов, в том числе связанных с про-
ведением операций с нефтью, необходимо использование более широкого спектра параметрических характеристик, отражающих экологическое состояние экосистемы в целом.
С этой целью разработана методология интегральной оценки экологического состояния экосистемы и определения предельных нагрузок на основе обобщенного показателя, связывающего входные (воздействие) и выходные (отклик системы) параметры экосистемы, а также параметры, характеризующие устойчивость экосистемы. При этом под «устойчивостью» понимается способность экосистемы сохранять свойства и качество компонентов природной среды, соответствующие целевым социально-экономическим и биосферным функциям экосистемы, при увеличении антропогенной нагрузки.
Под откликом экосистемы понимается оценка свойств и качества экосистемы в зависимости от типологической группы, в которую входит данная экосистема. Признаки типологических групп прибрежных экосистем определяются в зависимости от целевого использования водных объектов, являющихся основными компонентами экосистемы (использование для рыбохозяйственных целей, питьевое водоснабжение, рекреационное и культурно-бытовое использование и др.). Определено также, что предельной нагрузкой является нагрузка, при которой экосистема может перейти из одной типологической группы в другую (с худшими показателями качества) или потерять свойства одной из групп.
Принципиальная схема проведения интегральной оценки состояния прибрежных морских экосистем показана на рисунке 3.
Рисунок 3 - Принципиальная схема интегральной оценки состояния прибрежных морских экосистем.
Показано, что наиболее простой способ нахождения предельных нагрузок может быть реализован при условии, когда известны критические значения свойств и качества компонентов природной среды, при которых сохраняются ее целевые социально-экономические и биосферные функций, соответствующие данной типологической группе (метод привлечения «внешней информации).
Одним из важных этапов проведения интегральной оценки является подбор количественно измеряемых параметров, однозначно представляющих эмпирическую экологическую систему.
Выбор параметров для интегральной оценки экологического состояния прибрежных зон предложено осуществлять на основе анализа процессов и факторов, влияющих на функционирование экосистемы, с учетов следующих базовых принципов:
1. Параметр должен быть жестко функционально связан с характеризуемым процессом, влияющим на состояние экосистемы.
2. При проведении обобщенной оценки целесообразно использовать интегральные показатели, характеризующие какой-либо процесс в целом, а не его составляющие.
3. Параметр должен давать отклик на воздействие различных факторов, приводящих к ее изменению, существенно превышающий природный фон, обладать минимальным временем формирования отклика при его изменении и продолжительно фиксировать этот отклик.
4. Измерение параметра должно производиться на основе действующих или разработанных дополнительно программ мониторинга с использованием недорогих и несложных методов анализа.
5. При интегральной оценке экологической ситуации на основе нескольких параметров необходимо учитывать «масштаб» каждого из них, который определяется в зависимости от степени влияния процесса, который характеризует данный параметр, на общую экологическую ситуацию.
Учитывая, что воздействие (нагрузка), устойчивость и отклик экосистемы описываются многочисленными параметрами, имеющими различную размерность, в работе использованы так называемые функции желательности. Эти функции представляют собой способ перевода натуральных значений параметров в индикаторы на основе единой безразмерной числовой шкалы с фиксированными границами. При этом граничные значения функции, например 0 и 1, соответствуют традициям «плохо - хорошо». Функция желательности реализо-
вана с помощью широко используемой в математике и количественной экологии формулы «минимакса» (2):
Для определения обобщённых показателей, характеризующих зависимость «воздействие-устойчивость-отклик» (т.е. обобщённой функции желательности) используется общепринятая в экологической практике процедура усреднения в виде средней геометрической - интегральный показатель (3).
В нашем контексте под индикатором понимается элементы информации, систематизированные и преобразованные для передачи их в систему принятия управленческих решений, а под индексами - степень отклонения величин от заданных нормативов.
Качественная интерпретация функции желательности отдельного параметра (преобразование в индикаторы) проводится экспертным путем с учетом критических значений свойств и качества компонентов природной среды (отклика) экосистемы, соответствующих ее целевым функциям в зависимости от типологической группы.
В этом случае заранее устанавливаются натуральные значения параметра (Хтт, Хтах), соответствующие граничным условиям функции желательности (характерный масштаб). Граничные значения функций желательности, характеризующих отклик (качество морской среды) экосистемы задаются, опираясь на установленные стандарты, нормы и т.п. (нормирование по стандартам). В качестве «стандартов» могут выступать фоновые или критические значения показателя, ПДК, НДВ, ИЗВ, наилучшие и наихудшие значения гидробиологических и микробиологических показателей и прочие оценки.
Для корректной теоретической интерпретации зависимости «воздействие-устойчивость-отклик» осуществлено разбиение множества состояний экосистемы на несколько качественно отличающихся друг от друга классов. Для оценки экологического состояния экосистемы предложено использование 6 -ти ступенчатой оценочной шкалы воздействия, устойчивости и отклика экосистемы.
7 Хтт
(2)
(3)
Рисунок 4 - Схема зонирования прибрежной территории Черного моря на участке от м. Уч-Дере до р. Псоу.
Разработанная методология была применена в 2008 году при проведении интегральной оценки состояния 4-х выделенных локальных экосистем в пределах города-курорта Сочи между рекой Псоу и водоразделом рек Битха - Уч-Дере ( рисунок 4) с целью выделения наиболее напряженных с экологической точки зрения участков и определения возможности увеличения антропогенной нагрузки при развитии курорта Сочи.
Выделение (зонирование) прибрежных территорий выполнено на основе принципа достоверного различия уровня антропогенной нагрузки и факторов, влияющих на устойчивость экосистемы в пределах выделенных зон.
На основе анализа процессов, влияющих на состояние прибрежной морской экосистемы, и критериев, характеризующих свойства и качество морской среды определены 16 параметров, в том числе, 8 параметров, характеризующих поступление загрязняющих веществ в прибрежную зону от различных источников, рекреационную нагрузку и структуру водосборной площади рек, впадающих в Черное море в пределах выделенных участков, 5 параметров, характеризующих устойчивость экосистемы в зависимости от назначения прибрежной зоны, объема морской воды, примыкающего к прибрежной зоне, структуры подводного ландшафта и береговой линии, лесистости водосборной
площади, 3 параметра, характеризующих качество морской воды по гидрохимическим, микробиологическим и гидробиологическим показателям.
Исходя из значения полученного обобщенного показателя, характеризующего отклик экосистемы (качество морской среды), определены граничные условия функций желательности и построены градуировочные шкалы для отдельных индикаторов, характеризующих антропогенную нагрузку и устойчивость экосистемы.
По результатам выполненных расчетов построены гистограммы обобщенных показателей по группам индикаторов и обобщенного показателя для отдельных участков за 2006-2007 годы (рисунок 5).
Обобщенным показатель экологическом ситуации по зонам
_
Весьма блиопрютия у-
0.835 '
Первая зона Вторая зона Третья зона Четвертая зона
|а2006г р2007г
Рисунок 5 - Обобщенные показатели оценки экологической ситуации в прибрежных морских зонах по данным за 2006-2007 год
Учитывая «вполне благоприятный» отклик экосистемы, существующий уровень нагрузки может быть отнесен к среднему значению нормы, в качестве нижней границы «нормы» (переход в градацию «неблагоприятная») может быть установлено фиксированное изменение среднего натурального значения индикатора (фонового значения) на 20 %.
На основании полученных результатов выполнен сравнительный анализ состояния не только экосистемы в целом, но и факторов, в набольшей степени негативно оказывающих влияние на экологическую обстановку. Разработанная методология использована для прогнозирования экологической ситуации и
оценки экологической нагрузки при размещении новых объектов, в том числе по перевалке нефти. Кроме того, полученные данные являются основой для экологического нормирования воздействий отдельных природно-технических систем.
Глава 4. Методы и технологии определения масштабов и источников загрязнения морской среды нефтью. В этой главе показано, что поверхностный слой воды является мощным концентратором суммы нефтеуглеродов (НУ). Такое концентрирование объясняется физико-химическими свойствами НУ и динамическими факторами, влияющими на поведение нефти в поверхностном слое воды. Структура и состав поверхностного слоя в значительной степени определяют физико-химическую направленность процессов формирования качества морской воды. В работе поверхностный слой был выделен как самостоятельный объект изучения благодаря существенному отличию в нем химических свойств воды от подповерхностной воды на глубине 0,5 -1,0 метров.
Результаты исследований поведения нефтяной пленки на водной поверхности в реальных условиях позволили сделать вывод, что при разливе нефти в море основными факторами, влияющими на скорость турбулентной диффузии, являются: плотность разлитого нефтепродукта и его вязкость, толщина нефтяной пленки и размеры нефтяного пятна, скорость ветра и волнение моря. Последние два фактора влияют на скорость перемещения нефтяной пленки относительно водной массы. Толстая нефтяная пленка (свыше 1 см) сглаживает водную поверхность и уменьшает волнение моря, в связи с этим процесс вертикальной диффузии протекает медленнее. Все это указывает на необходимость отбора пробы для определения массы нефти на единицу площади в виде водного столба поверхностного слоя воды высотой не менее 20 см, включая нефтяную пленку, при этом важно сохранить структуру водного столба.
Для реализации этой технологии была разработана принципиально новая конструкция пробоотборника поверхностного слоя воды (A.C. 1256520,1986). Конструкция пробоотборника позволяет производить отбор проб поверхностного слоя воды до 0.3 м, включая поверхностную пленку методом высечки водного столба без нарушения его структуры. При этом отбор проб может производиться при большом волнении моря (до 3 баллов), и с любых площадок, палубы катера или теплохода, пирса, вертолета и др.
Анализ результатов сравнительных испытаний (таблица 1) в лабораторных условиях показал, что разработанная технология отбора проб пробоотборник, производящий отбор проб методом высечки водного столба показал, что
абсолютная средняя систематическая погрешности составляет 9,9%, в то время как существующие применяемые технологии имеют погрешность > 33,8 %. Натурные сравнительные испытания показали, что технология отбора проб с использованием метода высечки водного столба в 2 раза точнее определяет количество нефти, находящейся в поверхностном слое воды, по сравнению с наилучшим существующим способом отбора проб с помощью планктонной сетки.
Таблица 1 - Результаты натурных сравнительных испытаний пробоотборников
Номер пробоотборника и способ отбора пробы Х( , г/м2 х г/м2 о, г/м2 и, %
01. Визуальное определение толщины пленки с помощью капиллярной воронки 0,14 0,67 0,52 0,67 0,26 0,45 0,23 52,1
02. Отбор пленки с помощью планктонной сетки 0,90 0,64 0,77 0,18 23,8
03. Отбор пленки с помощью пенополиуретана 0,14 0,23 0,37 0,17 0,35 0,27 0,09 33,1
05. Отбор поверхностного микрослоя сеткой с размером ячейки 1x1 мм 0,15 0,26 0,20 0,07 35,3
06. Отбор поверхностной пленки методом высечки водного столба (ОВ 900/25) 1,67 1,69 1,54 1,42 1,62 1.58 0.11 6,9
В работе приведены результаты исследования распределения нефтяных углеводородов в реальных условиях разлива нефти с использованием новой технологии отбора проб. Установлено, что средняя величина проникновения нефтяных углеводородов за 7 - 16 часов в поверхностный слой от 10 до 30 см в реальных условиях составляет 31,47 %, в поверхностном слое воды от 0 до 10 см остается - 68,53 %.
Установление причинно-следственных связей в процессах образования нефтяного загрязнения является одной из важных функций управления охраной прибрежных морских экосистем. Определение источника загрязнения морской среды нефтью производится, как правило, на основе идентификации проб нефти, отобранных из разлива и на предполагаемом источнике.
Применяемая на практике система методов исследования проб нефти с целью их идентификации при установлении источника нефтяного загрязнения не учитывает в должной мере воздействие гидрологических и метеорологиче-
ских факторов на изменение углеводородного состава разлитой в море нефти, что усложняет процедуру установления идентичности проб.
С целью исключения влияния вышеуказанных факторов разработана методика и испытательное оборудование для предварительного выделения в одном температурном диапазоне дистиллятных фракций из отобранных проб и последующего определения их углеводородного состава методом газожидкостной хроматографии высокого разрешения.
Учитывая, что количество дистиллята в определенном интервале температур является также характерным признаком для различных типов нефтей, предварительную сортировку проб можно произвести, определяя процент отгона дистиллятной фракции в определенном температурном диапазоне.
Схема процедуры идентификации проб нефти с выделением дистиллятных фракций показана на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема процедуры идентификации проб нефти с выделением дистиллятных фракций Анализ полученных результатов экспериментов по определению критериев идентичности позволил сделать вывод о том, что идентичность проб нефти можно считать установленной, если отношения площадей пиков нормальных углеводородов их дистиллятных фракций совпадают с относительной погрешностью не более ± 5 % для не менее чем 75 % сравниваемых отношений, и не более ± 10 % для не менее чем 84 % отношений.
Разработанный метод идентификации проб нефти был включен в Инструкцию по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью, ут-
вержденную приказом Минприроды РФ № 241 от 2 августа 1994 года и действующую в настоящее время. Метод прошел международное тестирование при определении источника нефтяного загрязнения в Северном море.
В диссертации приведены результаты практического применения разработанной методики идентификации проб нефти.
Глава 5. Разработка информационного обеспечения и функциональной схемы охраны морских экосистем от загрязнения нефтью в зонах повышенного экологического риска. В этой главе показано, что управление охраной морских экосистем от загрязнения нефтью в зонах повышенного экологического риска является одной из сложных задач управления и имеет специфические особенности. Учитывая высокую динамичность процессов распространения нефтяного загрязнения в морской среде важное значение в этой ситуации имеет получение объективной оценки о состоянии экосистемы для прогнозирования развития событий и координации действий.
Показано, что использование аэровизуальных наблюдений и аэрофотосъемка нефтяного загрязнения позволяют доказательно и с наибольшей точностью регистрировать и определять масштабы нефтяного загрязнения, получать ряд сведений о характере распространения нефтяного загрязнения, его масштабах и в отдельных случаях - об источнике загрязнения, что очень важно при организации и проведении работ по ликвидации нефтяного загрязнения.
В работе на основании результатов теоретических и экспериментальных исследований, установлено, что наибольший и устойчивый контраст нефтяного пятна и чистой воды, при котором достаточно уверенно дешифрируются границы всего нефтяного пятна, его структура и зоны равной интенсивности обеспечивается при следующих условиях: высота съемки (Н) 100 - 600 м; угол съемки (а) 50° - 80°; азимутальный угол съемки относительно положения Солнца ( ф ) от 40° до 135°; от -40° до -135°; зенитное расстояние Солнца (Ь) 20° - 40°.
Исходя из анализа принципиальной схемы выполнения перспективной аэрофотосъемки (рисунок 4), выведены математические формулы для определения площади нефтяного пятна (8) и определения угла съемки (ас) по известному линейному размеру объекта, изображенного на перспективном снимке (длина корпуса судна, причала и т.п.), и измеренной высоте съемки (Н):
Y
Рисунок 4 - Схема к определению площади нефтяного пятна по перспективному аэрофотоснимку при известных Н и о^.
s = --'i--(4)
и / ¡=о í "¡ ■ V J V cosac---'шя, j
nf
Угол съемки (ac) определяется исходя из следующего условия:
jj>ac4 _^факт
■100% <5% (5)
г факт
ь-р
¿факт ^
„р - известиыи лииеиныи размер объекта на снимке, м.
В работе приведены формулы расчета линейного размер (^пар"ас)) при заданном угле съемки (ас).
В ходе проведенных экспериментов установлено, что в сочетании с методом отбора проб поверхностного слоя воды для определения количества нефти на единицу площади предложенный метод определения площади нефтяного пятна позволяет определить массу разлитой нефти с относительной погрешностью ± 20 %, в то время как существующие методы имеют относительную погрешность 60 % и более процентов.
На практике крайне важное значение имеет оперативное определение массы разлитой в море нефти. Для решения этой задачи уточнены данные, используемые при аэровизуальном методе экспертной оценки массы нефти на единицу площади по внешним признакам нефтяного пятна (таблица 2).
Таблица 2 -Зависимость массы нефти в нефтяной пленке от ее интенсивности и
цветовых характеристик
Интенсивность нефтяной пленки, балл Внешние признаки нефтяной пленки Масса нефти в нефтяной пленке, г/м2
2 Отдельные пятна и серые пленки серебристого налета на поверхности воды, наблюдаемые при спокойном состоянии водной поверхности, появление первых признаков цветности 0,2 + 0,75
3 Пятна и пленки с яркими цветными полосами, наблюдаемые при слабом волнении 0,4-1,7
4 Нефть в виде пятен и пленки, покрывающая значительные участки поверхности воды, не разрывающиеся при волнении, с переходом цветности к тусклой мутно-коричневой 1,2-4,7
5 Поверхность воды покрыта сплошным слоем нефти, сглаживающим волнение водной поверхности, цветность темная, темно-коричневая более 200,0 (уточняется контактным методом
Для практического выполнения расчетов разработана компьютерная программа «Облако», обеспечивающая на основании измеренных исходных данных расчет площади нефтяного пятна и определение массы разлитой в море нефти.
Показано, что приемлемый уровень экологической безопасности в зонах повышенного экологического риска может быть обеспечен только при комплексном использовании методов и технических средств обнаружения, регистрации и определения масштабов загрязнения в рамках единой системы управления охраной морских прибрежных экосистем. Предложена функциональная схема комплексной системы управления охраной морской среды от загрязнения нефтепродуктами в зонах повышенного экологического риска с использованием авиационных средств наблюдения (рисунок 5).
Основными этапами создания комплексной системы являются: - организация регулярных полетов патрульного самолета по установленным маршрутам (рисунок 6);
Перспективная АФС нефтяного пятна и отбор проб воды и нефти
Обследование предполагаемого источника загрязнения, отбор проб нефти.
Развертывание сил и средств по I ликвидации * нефтяного загрязнения
Продолжение наблюдений, корректировка действий по ликвидации нефтяного загрязнения
Ликвидация нефтяного загрязнения морской среды
Расчет и компенсация ущерба от загрязнения моря нефтью
Рисунок 5 - Функциональная схема охраны морских прибрежных зон от загрязнения нефтью
Рисунок 6 - Схема маршрутов авиапатрулирования в зонах повышенного риска загрязнения морской среды нефтью
- оснащение патрульного самолета и катеров средствами визуального и инструментального обнаружения, регистрации и измерения характеристик нефтяного загрязнения; организация взаимодействия подразделений при оценке масштабов нефтяного загрязнения
- организация взаимодействия со специализированными подразделениями морского порта по ликвидации загрязнения;
- организация оперативного получения аэрофотоснимков и их дешифровки, анализа отобранных проб и обработки полученных результатов, в том числе по идентификации проб нефти.
Разработанная комплексная система управления была внедрена в Государственном комитете по охране окружающей среды по Краснодарскому краю.
Исходя из опыта упреждения негативных последствий загрязнения морской среды, внедрение комплексной системы кроме социально-экологического эффекта приносит и прямую экономическую выгоду, связанную с повышением значимости курортных территорий за счет улучшения экологической обстановки в регионе.
Анализ практических результатов контроля с использованием авиационных средств и разработанных методов и средств контроля нефтяного загрязнения показал, что за последние годы полностью прекращены несанкционированные сбросы нефтесодержащих отходов с судов и береговых объектов.
Глава 6. Методологические основы разработки программ и проведение исследований по оценке загрязнения морской среды нефтяными углеводородами с использованием новых технологий отбора проб.
В шестой главе приведены результаты определения пространственного распределения нефтяных углеводородов (НУ) в толще морской для оптимизации схемы отбора проб и снижения затрат при проведении мониторинговых работ для контроля экологического состояния прибрежной зоны Черного моря в районе курортов Краснодарского края.
Для оценки пространственного распределения НУ в прибрежной морской зоне в июне - октябре 2006 года по специально разработанной программе, в том числе с использованием новой технологии отбора поверхностного слоя воды, на участке побережья от п. Адлер до г. Анапа были проведены исследования в створах, расположенных в прибрежной зоне моря в районе устьевых участков рек и граничащих с зонами повышенного экологического риска, (рисунок 7).
Рисунок 7 - Схема пространственного положения створов отбора проб воды в прибрежной зоне моря Для оценки загрязненности морской воды и определения пространственного распределения НУ в толще морской воды пробы отбирались в установленных створах по схеме, изображенной на рисунке 8.
глубина, м
:.о 5о.о юо.о
расстояние от берега, м о - точки отбора проб
Рисунок 8 - Схема пространственного положения вертикалей и точек в створе отбора
проб воды в прибрежной зоне моря Предложенный вариант расположения точек отбора проб морской воды обеспечивает наибольшую репрезентативность при изучении процессов про-
странственного распределения НУ в прибрежной зоне и установления возможных причин загрязнения морской среды нефтью. В таблице 2 приведены результаты отбора проб в 10 створах на участке Адлер - Анапа. Было отобрано и исследовано 192 пробы.
Таблица 2 - Концентрация НУ в пробах морской воды Черного моря, отобранных в прибрежной зоне Черного моря на участке Адлер-Анапа, мг/л (июнь-август 2006 г.)
Местоположение створа отбора проб Расстояние вертикали отбора проб от берега, м.
2 50 100
Глубина,м Глубина,м Глубина,м
0-0,3 0-0,1 0,1-0,3 2-4 0-0,1 0,1-0,3 2-4 4-8
1 .п.Адлер 0,59 0,93 0,36 0,25 0,09 0,07 0,04 0,22
2.п.Дагомыс 0,06 0,08 0,04 0,1 0,01 0,03 0,06 0,15
З.п.Головинка 0,03 0,14 0,36 0,03 0,14 0,09 0,02 0,01
4.п.Лазаревское 0,33 0,04 0,06 0,08 0,49 0,38 0,08 0,127
5.п.Аше 0,14 0,12 0,11 0,06 0,12 0,11 0,04 0,03
б.п.Новомихайловский 0,05 0,03 0,03 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02
7.п.Лермонтово 0,04 0,03 0,03 0,03 0,05 ОДО 0,04 -
8.п.Архипо-Осиповка 0,08 0,05 0.07 0.03 0,05 0,05 0,05 0,03
9.г.Геленджик 0,10 0,05 0,09 0,08 0,06 0,05 0,06 0,04
10. г.Анапа 0,01 0,01 0,04 0,04 0,09 0,03 0,05
Основные результаты исследования пространственного распределения НУ в прибрежной морской зоне сводятся к следующему:
1. Наибольшее количество НУ, сравнивая их содержание в водной толще, обнаружены в основном в слое воды 0-30 см. Как правило, концентрация НУ уменьшается с увеличением глубины отбора проб. В поверхностном слое воды 0 -30 см концентрация НУ варьирует в диапазоне 0,03 - 0.9 мг/дм3, а в водных слоях 2-4м,4-8м-в диапазоне 0.02 - 0.1 мг/дм3.
2. Наибольшая разница в концентрациях НУ между слоями воды наблюдается при больших значениях концентрации НУ в поверхностном слое воды, что свидетельствует о недавнем происхождении загрязнения моря НУ.
3. Практические результаты показали незначительное отклонение концентраций НУ, определенных в пробах, взятых в точках 50 и 100 м от берега и из различных слоев воды.
4. На содержание нефтепродуктов в морской воде на расстоянии 2 метра от берега существенное влияние оказывают гидроморфологические характеристики (состояние берегов, наличие устьевых участков рек, состояние дна и др.).
Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод о том, что для мониторинговых наблюдений за состоянием морских вод в прибрежной зоне наиболее репрезентативным является отбор проб воды в вертикалях, расположенных на расстоянии 100 метров от берега, при этом в каждой точке производится отбор воды поверхностного слоя (0 - 30 см), включая поверхностную пленку, а также из слоя в диапазоне глубин 4-8 метров. Указанное расположение вертикали отбора проб в наибольшей степени отражает состояние морской воды в зоне культурно-бытового водопользования
Для оценки фонового состояния качества морской среды вертикаль отбора проб целесообразно размещать на расстоянии 5 км от берега, где исключается влияние глубоководных выпусков сточных вод.
В 2007 - 2008 годах, опираясь на полученные выводы, осуществлялось наблюдение за состоянием морской среды на участке Адлер - Анапа. Вертикаль отбора проб находилась на расстоянии 100 метров от берега в 13 створах. Отбор проб поверхностного слоя воды (0 - 0,3 м) производился пробоотборником ОВ 900/25.
Динамика изменения концентраций НУ в прибрежной зоне Черного моря за период 2006 - 2008 показана на рисунке 9.
0,4
0,35
0,3
-§0,25 2
к 0,2
S
§0,15 i а)
? 0,1
о
ьй
0,05 О
А
А
\\
\
/ А / \
/ Л] i \ / /i Cj \
¡L > у
Адлер
Головинка Новомихайловка Архило Осиповка Местоположение станций наблюдения
-2006(0,3) -2007(0,3) 2008(0,3) 2006(4-8) -2007(4-8) -2008(4-8)
Рисунок 9 - Динамика изменения содержания НУ в морской воде в зоне культурно-бытового водопользования за период 2006- 2008 гг.
Пространственно-временной анализ полученных результатов за период 2006-2008 гг. выявил общую тенденцию увеличения загрязненности морской воды нефтепродуктами в 2008 году по сравнению с 2006 и 2007 годами в пунктах наблюдений в Адлере, Центральном районе г. Сочи, Аше, п. Новомихай-ловском, Геленджике. Наибольшая концентрация нефтепродуктов отмечается в пункте наблюдений в г. Геленджике (4,5 ПДК), что свидетельствует о влиянии на качество морской воды перевалки нефти в порту г. Новороссийска.Увеличение концентрации в поверхностном слое и в толще морской воды в 2008 году на станции наблюдений в районе г. Анапа связано с последствиями техногенной аварии в Керченском проливе, в результате чего в море попало около 4000 тонн мазута.
Предложен также алгоритм оценки загрязненности морской воды нефтью в пределах акватории портов, базирующийся на предварительной оценке воздействия потенциальных источников нефтяного загрязнения и анализе гидрологических характеристик акватории портов.
С учетом всех факторов загрязнения морской воды нефтью и гидрологических характеристик в пределах акватории порта Сочи было определено 9 точек отбора проб морской воды( рисунок 10).
s
О N
Рисунок 10 - Схема отбора проб морской воды и результаты анализа содержания НУ в акватории порта Сочи.
С учетом характера распространения нефти в морской среде отбор проб производился из поверхностного слоя (0 - 0,3 м) и с глубины 0,5 м.
Анализ полученных результатов показал, что содержание нефтепродуктов во всех пробах превышает ПДК от 1,5 до 3-х раз, наибольшая концентрация была отмечена (0,15 мг/л) в пробе, отобранной в точке № 5, находящейся в зоне влияния выпуска ливневых вод городской канализации.
Концентрация нефтепродуктов в поверхностном и подповерхностном слое воды практически одинакова, что свидетельствует о том, что нефтепродукты в морской воде в период проведения исследований присутствуют, главным образом, в растворенном и эмульгированном состоянии ввиду активного перемешивания слоев в пределах акватории порта из-за волнения моря и дождя.
Аналогичные исследования были проведены в этот период и в порту Туапсе. Выбор точек отбора проб осуществлялся с учетом возможного влияния потенциальных источников загрязнения моря нефтью, расположенных на берегу (выпуски ливневых коллекторов, нефтепирсы, глубоководный выпуск с городских очистных сооружений, дренаж нефтепродуктов и др.), (рисунок 11).
Рисунок 11 - Схема отбора проб морской воды и результаты анализа содержания НУ в акватории порта Туапсе.
Всего было выбрано 13 точек, в которых были отобраны пробы поверхностного слоя воды (0 - 0,3 м) методом высечки водного столба.
Полученные результаты исследований показали, что содержание нефтепродуктов в пробах 384, 385, 392 и 393 превышает ПДК от 3 до 18 раз, наибольшая концентрация (0,9 мг/л) отмечена в пробе, отобранной в точке № 9, находящейся в зоне влияния дренажа нефтепродуктов с суши.
Как показала практика, наиболее сложной задачей является оценка и прогноз развития экологической ситуации в районах крупных техногенных аварий, связанных с загрязнением морской среды нефтью.
В работе приведены результаты оценки влияния техногенной аварии в Керченском проливе (ноябрь 2007 г.) на состояние экосистемы Черного моря.
На основе анализа факторов, влияющих на распространение нефтяного загрязнения в прибрежной морской зоне, была разработана программа исследований по оценке экологической обстановке в зоне катастрофы в Керченском проливе. Всего было определено 20 створов с 3-мя вертикалями расположенных от ст. Голубицкой до озера Соленого и 10 вертикалей расположенных в Таманском заливе. В установленных вертикалях отбирались пробы морской воды и донные отложения.
Полученные результаты показали, что пространственное распределение нефтяного загрязнения на изучаемой акватории неоднородно (рисунок 12). На всех станциях содержание НП значительно превышает их фоновое содержание в морских водах. Среднее содержание НП в водах Керченского пролива составляет 3 ПДК (0,161 мг/дм3), при фоновом значении 1,0 - 1,5 ПДК. Среднее содержание НП в водах Азовского моря составляет 2,56 ПДК, при фоновом значении 0,7 ПДК. Подобная картина отмечается и в водах Черного моря, где среднее содержание (0,17 мг/дм3) НП превышает фоновое (0,008 мг/дм3) в 21 раз.
Высокое содержание НП в морских водах способствовало активному развитию нефтеокисляющих микроорганизмов, наибольшее количество которых (до 0,01 титр) выделялось на станциях, расположенных вблизи судоходных путей и порта «Кавказ», что свидетельствует о постоянном загрязнении вод Керченского пролива НП.
Показано, что высокое содержание нефтепродуктов во всех компонентах природной среды неизбежно приведет и снижению видового разнообразия зоо- и фитопланктона - основной кормовой базы ценных пород рыб, совер-
шающих нерестовые и нагульные миграции, что в целом отразится на рыбохо-зяйственной значимости региона.
Рисунок 12- Карта загрязненности морской воды нефтью в зоне Керченского пролива
в июне 2008 года.
Полученные данные о биотическом состоянии и загрязненности нефтепродуктами морской воды и донных отложений в районе техногенной аварии послужили основой для разработки комплекса мер по улучшению экологического состояния прибрежной морской экосистемы в районе Керченского пролива.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе даны научно-обоснованные методические и технологические решения важной проблемы повышения уровня экологической безопасности в акватории Черного моря Краснодарского края при проведении операций с нефтью за счет совершенствования методов оценки экологического состояния прибрежной морской зоны, создания эффективно функционирующей системы управления охраной морских экосистем, а также разработки но-
вых методов и технологий наблюдения, измерения, предупреждения и координации действий по ликвидации нефтяного загрязнения.
Основные выводы по работе сводятся к следующему:
1. Показано, что для повышения уровня экологической безопасности при проведении операций с нефтью в прибрежной морской зоне Краснодарского края необходима разработка методов и технологий, обеспечивающих экосистемный и многоцелевой подход к оценке экологической ситуации и управлению природно-техническими системами, являющимися потенциальными источниками загрязнения моря нефтью.
2. Предложены и обоснованы принципы и механизмы эффективного функционирования системы охраны прибрежных морских экосистем от загрязнения нефтью. На их основе разработана структурная схема системы управления, реализующая экосистемный, многоцелевой подход в решении задач управления природно-техническими системами прибрежной морской зоны.
3. Разработана и апробирована на практике методология интегральной оценки экологического состояния морских прибрежных экосистем на основе обобщенного показателя, связывающего входные (нагрузка) и выходные (отклик системы) параметры экосистемы, а также параметры, влияющие на устойчивость экосистемы. На примере г. Сочи показана эффективность использования разработанной методологии для прогнозирования развития экологической ситуации и оценки антропогенной нагрузки при принятии решений о размещении новых объектов хозяйственной и иной деятельности в прибрежной зоне, в том числе по перевалке нефти.
4. Разработана и реализована на практике технология репрезентативного отбора проб поверхностного слоя воды, учитывающая специфику распространения нефти и других загрязняющих веществ и биоорганизмов в поверхностном слое воды. Новая технология позволила повысить точность измерений характеристик нефтяного загрязнения в натурных условиях по сравнению с существующими методами почти в 2 раза.
5. Создана технология идентификации проб нефти методом выделения в заданном температурном диапазоне дистиллятных фракций и их газовой хроматографии на капиллярных колонках , что позволило исключить влияние внешних факторов на идентификационные свойства нефти и повысить достоверность выводов о сходимости проб нефти. Экспериментально показано,
что по результатам трех измерений метод обеспечивает уровень надежности не менее 0,95. Предложенная технология прошла международное тестирование
6. Разработана методика производства и дешифровки перспективного аэрофотоснимка с целью определения площади нефтяного пятна, позволяющая измерить площадь нефтяного пятна с относительной погрешностью не более + 10 % с уровнем доверия 0,95 при двукратной съемке нефтяного пятна. В этой методике использованы преимущества совместного применения обычных авиационных средств и средств перспективной аэрофотосъемки.
7. Установлена в натурных условиях с использованием нового метода отбора проб воды зависимость цветовых характеристик нефтяного пятна от толщины нефтяной пленки. Показано, что применяемые традиционно методы аэровизуальных экспертных оценок, имеют высокую относительную ошибку, способствующую существенному (более чем в 2 раза) занижению объемов разлитой в море нефти, что приводит к принятию ошибочных решений при разработке планов ликвидации аварийных разливов нефти.
8. Предложена функциональная схема организации и проведения авиационных наблюдений и взаимодействия различных служб при обнаружении и ликвидации разливов нефти в зонах повышенного экологического риска, которая способна в течение одного часа обеспечить:
А) оценку экологической обстановки в экстремальных ситуациях и информационную поддержку при выработке управленческих решений по предупреждению и ликвидации разливов нефти в прибрежной морской зоне Черноморского побережья,
Б) измерение и регистрацию параметров нефтяного загрязнения, необходимых для доказательного определения масштабов и источника загрязнения.
9. Разработан алгоритм оценки влияния деятельности по перевалке нефти в портах Новороссийск, Туапсе и РПК «Таманский» на состояние морских вод в рекреационных зонах на участке от г. Анапа до п. Адлер. Определен общий характер пространственного распределения нефтяных углеводородов в водной толще, позволивший оптимизировать количество отбираемых проб и вдвое снизить затраты на проведение мониторинговых работ. Алгоритм практически реализован в период экспедиционных исследований.
10. С использованием разработанной системы мониторинга качества морских вод в курортных районах выявлена общая тенденция увеличения загрязненности морской воды нефтепродуктами в 2008 году по сравнению с 2006 и
2007 годами в пунктах наблюдений в Адлере, Центральном районе г. Сочи, Аше, Новомихайловке, Геленджике. Установлено негативное влияние на качество морских вод в районе г. Анапа последствий техногенной аварии в Керченском проливе (ноябрь 2007г.).
11. Проведенная на основе разработанной методологии оценка влияния деятельности портов Сочи и Туапсе, а также состояния экосистемы в Керченском проливе, позволила получить новые данные о масштабах нефтяного загрязнения морской среды, установить местоположение основных источников негативного воздействия на морскую среду. Полученные результаты легли в основу разработки комплекса мер по снижению уровня нефтяного загрязнения морской среды, включающих строительство очистных сооружений ливневых стоков в порту Сочи, дренажных нефтеулавливающих систем, демонтаж подземных технологических нефтепроводов, откачка нефтесодержащих вод из подземных горизонтов в порту Туапсе, очистка загрязненных нефтью донных и береговых песчаных отложений в Керченском проливе и Таманском заливе.
Практическое применение разработанных методов, технологий и средств оценки и управления природно-техническими системами в прибрежной морской зоне Краснодарского края позволило за последние годы:
А) сократить случаи несанкционированного сброса нефтесодержащих вод в море и в 5 раз снизить экологический ущерб от загрязнения морской среды в результате осуществления мероприятий по предупреждению нефтяного загрязнения и оперативного решения задач по организации и ликвидации последствий аварийных разливов нефти.
Б) произвести по выявленным фактам загрязнения морской среды нефтью достоверную и доказательную оценку масштабов загрязнения и определение источника загрязнения и обеспечить компенсацию нанесенного ущерба в размере более 3 млн. долларов и тем самым значительно повысить ответственность за обеспечение экологической безопасности при проведении операций с нефтью в прибрежной морской зоне.
Основное положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:
Книги, монографии, брошюры
1. Ярмак Л.П. Экологические и химико-технические основы охраны прибрежных морских зон от загрязнения нефтью. Монография. - Краснодар. -Из-во Кубанского ГАУ,- 2007. - 285 с.
Статьи, опубликованные в журналах рекомендованных ВАК
1. Ярмак Л.П. Концептуальные основы построения системы управления экологическим состоянием прибрежных морских зон // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2007. - №4. - С. 13 -18.
2. Гущин В.В., Ярмак Л.П. Комплексная система контроля и управления ликвидацией разливов нефти в море// Безопасность труда в промышленности. -
2007. -№3. - С. 31 -34.
3. Ярмак Л.П. Основные направления повышения экологической безопасности при перевалке нефти в портах Черного и Азовского морей. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2007. - №8, - С. 2 - 5.
4. Ярмак Л.П. Совершенствование системы методов идентификации проб нефтепродуктов с целью установления источника загрязнения. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2007. - №4. - С. 18-23.
5. Ярмак Л.П. К вопросу оценки экономического ущерба от загрязнения морской среды нефтью. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2007. - № 8. - С. 34 - 36.
6. Ярмак Л.П. Особенности исследования загрязнения морской воды нефтепродуктами. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -
2008.-№1,-С. 21 -23.
7. Ярмак Л.П. Экологическая безопасность перевалки нефти в портах Черного и Азовского морей. // Экология и промышленность России. -2008. - № 4.-С. 51-53.
8. Ярмак Л.П. Управление уровнем антропогенной нагрузки на прибрежные морские экосистемы на основе интегральной оценки их экологического состояния // Проблемы региональной экологии.-2010.-№2,- С. 105-110.
Авторские свидетельства, методические руководства, инструкции, рекомендации.
1 A.c. 1256520 (СССР). МКИ3 01 1/10. Пробоотборник поверхностного слоя воды. / Л.П.Ярмак (СССР). - Опубл. ВНИИПИ,- № 834/ДСП. - 1986. - С. 2 -3.
2 Рекомендации по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодокументов и оценке площади нефтяного разлива. - М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1983,- 20 с.
3 Извещение об изменении "Рекомендаций по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодокументов и оценке площади нефтяного разлива". - М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1985. - 6 с.
4 Дополнение к Руководству по идентификации нефтей. ДСП. - М.: МВХ СССР, 1987,- 6 с.
5 Инструкция по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью. И Приказ Минприроды СССР 2 августа 1994 г №241. - М.: Минприроды СССР, 1994. - 36 с.
6 Сборник методик и инструктивных материалов по определению вредных веществ для контроля источников загрязнения окружающей среды: часть 1 / под общ. ред. JI. П. Ярмака. - Краснодар: «Северный Кавказ», - 1993, - 224 с.
Статьи в отечественных журналах и сборниках
1 Ярмак Л.П., Тарасова JI.B. Идентификация проб нефтепродуктов методом газовой хроматографии. - М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1982. - сер. 4. - вып. 10. -С. 20-26.
2 Носов Т.К., Попов А.К., Ярмак Л.П. Применение вертолетов для борьбы с аварийными разливами нефти в море. // Труды ГОСНИИГА. - М.: ЦНТИГА, 1984.-вып. 223.-С. 162- 169.
3 Ярмак Л.П. Организация авиационного контроля в целях предотвращения загрязнения морских вод. - М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1985. - сер. 4. - вып. 7. -С.6-11.
4 Ярмак Л.П. Комплексная система охраны морской среды от загрязнения нефтью: Автореф. ... канд. техн. наук.-Харьков, 1988.-22с.
5 Ярмак Л.П. КУПЗ в России: система поддержки принятия решений в развитии прибрежных зон // Вестник Краен, отд. рус. геогр. общ. - Краснодар, 2000. -вып. 2.-С. 128- 132.
6 Ярмак Л.П.. Проблемы комплексного управления развитием прибрежных зон в Черноморском регионе и пути их решения // Вестник Краен, отд. рус. геогр. общ. - Краснодар, 2004. - вып. 3. - С. 280 - 287.
7 Ярмак Л.П. Методология территориальной организации в системе комплексного управления прибрежными зонами. - Краснодар: Региональный центр активности КУПЗ, - 2004, - 120 с.
8 Зрянин A.A., Ярмак Л.П., Ярыгин Г.А. Территориальная производственная система экологического контроля Краснодарского края // Экология производства. - 2005. - №11. - С. 45 - 48.
9 Ярмак Л.П. Концептуальные основы контроля и управления экологическим состоянием прибрежных зон// Экологический вестник Северного Кавказа. - 2006. - № 3. - С. 24 - 30.
10 Ярмак Л.П. Определение масштабов нефтяного загрязнения оптиче-
скими дистанционными методами// ГеоИнжиниринг. - 2007. - №1 (3). - С. 58 -66.
11 Ярмак Л.П., Суслов О.Н., Сущенко О.А., Яценко М.М.. Оценка антропогенной напряженности экосистем Черного моря на основе интегрального показателя экологической напряженности// Водное хозяйство России. - 2008.- №5. - С. 72 - 83.
12 Ярмак Л.П. Транспортировку нефти необходимо осуществлять по нефтепродуктопроводам через специализированные морские терминалы // Энергия юга. - 2008. - № 1. - С. 58 - 60.
Доклады на отечественных и международных форумах, конференциях, совещаниях, симпозиумах, семинарах
1. Ярмак Л.П. Территориальная организация - первый шаг в процессе внедрения системы КУПЗ в Черноморском регионе. // Международная конференция «Комплексное управление прибрежными зонами и его интеграция с морскими науками». Тез. докл. - С-Пб., 2003. - С. 211 - 215.
2. Yarmak L., Antonidze Е. ICZM in Russia: Achievements and Perspec-tives//MEDCOAST International Workshop, ICZM in the Mediterranean and Black Sea: Immediate Needs for Research, Education - Training and Implementation. -Sarigerme (Turkey), 1996. - Middle East Technical Univ. - P.130 - 132.
3. Yarmak L., Antonidze E. Decision making support system in coastal zone development // The Fourth International Conference on Environmental Management of Enclosed Coastal Seas. - Antalya (Turkey), 1999. - Middle East Technical Univ.-V2.-P. 1303 - 1310.
4. Экологические аспекты разработки планов территориальной организации прибрежных морских зон. // 1-я международная конференция «Человек и природа. Проблемы экологии юга России». Тез. докл., - Краснодар, 2007. - С. 121 -123.
5. Ярмак Л.П. Экосистемный подход к интегральной оценке экологической ситуации прибрежных зон Черного моря//Стратегические проблемы водопользования России. Тез. докл. Всерос. научн. конф. (Азов, 28 июля - 2 августа 2008 г.) - Новочеркасск, 2008. - С. 406 -411.
6. Ярмак Л.П. и др. Основные результаты исследований экологического состояния Керченского пролива / Гайдай А.А., Гайдай Л.И., Ярмак Л.П., Баранова С.Б.. Тез. докл. краевой научно-практической конф. (Краснодар 14 ноября 2008г.). - Краснодар, 2008. - С. 101 - 105.
Подписано в печать 27.09.10. Формат 60x84 Шб. Объем 2.0 п.л. Бумага офсетная, Заказ № 649, Тираж 150 экз. Офсетная печать Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13
Содержание диссертации, доктора географических наук, Ярмак, Леонид Петрович
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИБРЕЖНЫХ МОРСКИХ ЭКОСИСТЕМ НЕФТЬЮ И РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.
1.1 Оценка влияния проведения операций с нефтью на экологическое состояние прибрежной морской экосистемы в пределах Краснодарскогокрая.
Ь2 Анализ причин негативного воздействия• проведения операций с нефтью в прибрежной морской зоне.
1.3 Анализ функционирования системы охраны морских прибрежных экосистем от загрязнения и ее информационного обеспечения.
1.4 Анализ методов оценки ущерба при загрязнении морской среды-нефтью.
1.4.11 Свойства и поведение разлитой в море нефти.
1.4.2 Оценка ущерба водным экосистемам при аварийных разливах нефти.
1.4.3 Определение массы пролитой нефти расчетными и инструментальными методами.
1.4.4 Анализ существующих дистанционных методов обнаружения, регистрации и определения масштабов нефтяного загрязнения.
1.4.5 Контактные методы определения масштабов нефтяного загрязнения.
1.5 Методологические основы установления источника загрязнения моря нефтью.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методы и технологии экологической оценки и управления природно-техническими системами при проведении операций с нефтью"
Актуальность работы. Анализ результатов многолетних наблюдений за состоянием экологической обстановки в прибрежной зоне Черного и Азовского морей в пределах территории Краснодарского края показал, что нефтяное загрязнение относится к числу наиболее часто регистрируемых техногенных чрезвычайных ситуаций, сопровождающихся значительным ущербом для природных экосистем и некоторых видов хозяйственной деятельности на территории Краснодарского края - рыболовства, туризма, курортной сферы и т.д.
По установленным в.результате исследований данным вшериод 19982007 годы в прибрежную зону Черного моря в? среднем? ежегодно поступает около 500 т нефтщ в том числе около 38 % - при?грузовых операциях на причалах и аварийных разливах, 22 % - в результате сбросов нефти с судов, 17 % - поступает с речными водами, 11% - с промышленными сточными.водами, 6 % - из атмосферы, 5 % - с ливневыми водами населенных пунктов, 1,0 % - в результате естественного выхода из недр.
Ежегодно в портах гг. Новороссийск, Туапсе, а также в акватории рейдового перегрузочного комплекса «Таманский» происходит в среднем 9-12 инцидентов, связанных с разливом» нефти вод в море. Наиболее крупная техногенная катастрофа, в результате которой в море попало около 4000 тонн мазута, произошла-11 ноября 2007 года в Керченском.проливе.
Сказанное означает, что проблема предупреждения и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов в прибрежной зоне Черного моря Краснодарского края актуальна и требует детальной научной проработки. Особое внимание необходимо уделить управлению требуемыми операциями и оценке результатов проделанной работы по ликвидации последствий техногенных катастроф. Системы принятия решений пока не имеют достаточной релевантной информации для планирования мероприятий и принятия эффективных мер по предупреждению и ликвидации последствий техногенных аварий и катастроф в прибрежной зоне Краснодарского края.
Связано это с тем, что существующее в настоящее время прибрежное управление основано на недостаточном уровне проработки ряда вопросов, и, прежде всего, таких как:
- выявлению и пониманию взаимосвязи прибрежных процессов и их динамики;;
- недостаточностью объема научных исследований и отсутствием репрезентативного набора исходных данных;
- слабым применением специальных методов анализа , сложившейся ситуациищгфогнозированияее эволюции;:
- пока; недостаточным использованием: интегральных подходов к экологической оценке и; стратегическому планированию развития прибрежной зоны.
Таким образом; актуальность проблемы обусловлена:
1) необходимостью повышения эффективности; управления: охраной морских вод от загрязнения с целью обеспечения выполнения международных и национальных норм и правил но предотвращению, загрязнения; морской среды в условиях интенсификациишроведения операций С: нефтыо; ,
2) необходимостью совершенствования методов; средств и технологий инструментальной оценки параметров нефтяного загрязнения и установления причинно-следственных связей в процессах его образования;
3) необходимостью обоснования, выбора и анализа оптимального числа параметров, характеризующих- нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение этой нагрузки; позволяющих' повысить степень достоверности оценки экологического состояния локальной прибрежной морской экосистемы.
Актуальность работы подтверждена включением' в настоящее время отдельных результатов выполненной* работы в практическую деятельность природоохранных органов и научно-исследовательских организаций.
Основные положения диссертации базируются на результатах научных исследований, проведенных автором в период 1988-2005 гг при организации экологического контроля за состоянием морской среды , а также в рамках государственных контрактов № 2/4 от 17.04.2006г. по теме «Проведение исследований состояния экологической обстановки на Азово-Черноморском побережье и курортах края и выработка предложений», №8 от 29 апреля 2008 г по теме: «Оценка состояния экосистем,и изменения-биологическогофазно-образия в результате техногенных аварий и катастроф на территории* Краснодарского края» (Техногенная* авария в Керченском проливе), № 24 — 07/3-от 10 января* 2008 г. по теме: «Исследование современного состояния прибрежной акватории^ Черного моря в районе г. Сочи (от устья р. Псоу до пос. Дагомыс), зонирование территории морского побережья^ для оценки допустимого антропогенного' воздействия на рассматриваемом участке», а также международного проекта по восстановлению экосистемы Черного моря (ПВЭЧМ) ШТОР-СЕБ, регистрационный номер: КЕК/ОШЗЗ/А/Ш/З! (июль 2004 - июнь 2007г).
Объекты исследования: прибрежная морская, экосистема, Черного моря в пределах Краснодарского края, имеющая пространственно-территориальные границы, окружающая^ природная среда, ее главные компоненты, прибрежная (береговая) зона, пятна пролитой нефти.
Предмет исследования: экологическая' безопасность, экологическая обстановка в прибрежной зоне, методы и технологии их оценки, системы, схемы управления природно-техническими системам, алгоритмы действий по предупреждению, управлению ситуацией и ликвидации разливов нефти в прибрежных водах Черного моря Краснодарского края.
Основная идея работы состоит в том, что повышение уровня экологической безопасности в акватории Черного моря? Краснодарского края при проведении операций с нефтью может быть обеспечено за счет совершенствования методов оценки экологического состояния прибрежной морской зоны, создания эффективно функционирующей системы управления охраной морских экосистем; а также разработки новых методов и технологий наблюдения; измерения; и предупреждения; разливов нефти; а также координации действийшо ликвидации ¡нефтяного загрязнениям .
Цель работы: разработка базовых принципов и теоретических положений^ а' также методовш технологиЩ улучшающих экологическую оценку и управление природно-техническими? системами в? прибрежной? морской зоне и обеспечивающих повышение уровням экологическою: безопасности- в? условиях интенсификации проведения1 операций с нефтью.
Основные задачи исследований:
1. Исследовать процессы и факторы, способствующие загрязнению морской среды при проведении операций с нефтью и разработать концепцию улучшения! экологической; обстановки в прибрежной морской! зоне: Краснодарского края; ,
2. Обосновать основные принципы и механизмы построения и эффективного функционирования системы управления охраной прибрежных морских экосистем.от загрязнения; и предложить структуру такой системы;
3. Разработать методологию интегральной оценки экологического состояния прибрежных морских экосистем на основе индикаторов, характеризующих общую антропогенную нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки и реализовать ее на конкретных территориях черноморского побережья Краснодарского края;
4. Исследовать особенности трансформации нефтяного загрязнения в поверхностном слое морской воды и разработать технологию отбора, проб, повышающую уровень, репрезентативности проб и точность измерения содержания нефтепродуктов в морской воде;
5t Исследовать факторы, приводящие к изменению идентификационных свойств нефти после ее разлива и разработать технологию подготовки проб нефти, исключающую влияние этих факторов и повышающую точность и достоверность установления: причинног-следственных связей в процессах образования нефтяного загрязнения;
6. Разработать методологию и функциональную схему проведения наблюдений, определениям масштабов* загрязнения ш управления ликвидациг -еш последствий разлива иефти в зонах повышенного- экологического) риска, (порты, г.г. Новороссийск; Туапсе; нефтяной терминал КТК в^Южнош ©зере-евке, рейдовый перегрузочнышкомплекс РНК «Таманский») и реализовать ее на практике; : 1
7. Исследовать в натурных условиях пространственное; распределение нефтяного загрязнения», в водной толще прибрежной морской зоны па участке Адлер-Анапа, разработать и реализовать практически схему отбора;проб при ведении мониторинга качества морских вод в пределах курортных территорий черноморского побережья Краснодарского края;
8. Реализовать практически с использованием новой технологии отбора и обработки проб загрязненной нефтью водьъ алгоритм проведения оценки нефтяного загрязнения морской воды в акватории портов Туапсе и Сочи, а также в прибрежной-морской зоне в районе Керченского пролива.
Наулно-теоретинескую основу исследованишсоставили:
- результаты; аэровизуальных наблюдений^ и гидрохимического мониторинга прибрежных морских вод Черного моря в пределах Краснодарского края.
- теоретические основы управления сложными природно-техническими системами, оценка экологического риска (Dalmahn G., Реймерс Н.Ф., Александров А.Г., Акимова Т.А., Карлин JI.H. , Музалевский A.A., Коновалов С.М.,
Котова Л.А., Смирнов Н.П., Семенов А.Д., Субетто Д.А. Осипов Ю.Б., Федоров М.П., Шилин М.Б., Красилов В1А. Фрумин Г.Т.);
- закономерности распространения и деградации нефтяного загрязнения в морской среде (Fay I., Garrett W., Goldberg E., Desideri P., Berringe S., Альтман Э.Н., Безбородов A.A., Михайлов В.И., Орлова И.Г., Нельсон — Смит А., Семенов А.Д., Подплетная Н.Ф. Русанов В.П., Каплин В.Т.);
- теоретические основы организации экологического, мониторинга, морских экосистем (Gitelson А., Stark R., Израэль Ю.А., Виноградов- В.И., Патин С.А., Симонов А.И., Михайлов-В.И., Новоселова О.А:., НовиковКХВ., Цветков Г.М.Кисляков Ю.Я., Карлин Л.Н., Музалевский ¡A.A.);.*
- теоретические основы оценки» антропогенного« влияния на- экосиi стему и экологического'нормирования (»Parker С., Абалаков А.Д., Медведев Ю.О., Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф:, Морозов НШ:, Теленти-нов В.Е., Максименко Ю:Л., Караушев-А.В., Фрумин Г.Т.);
- методы обработки экологической" информации (Воробейчик Е.Л., Ципилева Т.А., Мишин A.C., Моисеенкова Т.А., Костинай.В.);
- оптические характеристики загрязненной нефтью водной »поверхности (Богородский В.В., Кропоткин,Т.Ю., Бузников А.А., Лахтанов Т.А., Кондратьев К.ЯГ.).
Научная новизна и значимость исследования:
- Проведена оценка1 влияния проведения операций с нефтью на состояние прибрежных морских экосистем* и разработана концепция, снижения уровня загрязненности-морской среды черноморского побережья Краснодарского края.
- Обоснован комплекс требований и определены принципы и механизмы создания эффективных систем управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения, разработана принципиальная схема структу ры управления, реализующая экосистемный и многоцелевой подход в обес s
I « печении устойчивого состояния природно-технических систем, расположенных в прибрежных морской зоне;
- Разработана и реализована на территории г. Сочи новая методология интегральной оценки экологического состояния морских прибрежных экосистем и определения допустимой нагрузки на основе индикаторов, характеризующих антропогенную нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки.
- Обоснована и разработана принципиально новая технология опреI деления концентрации нефтепродуктов в, поверхностном слое воды, позволяющая Вг реальных-условиях отбора пробив 2 раза повысить.точность измерения« масштабов', нефтяного загрязнения4 по сравнению • с существующими» методами-.
- Обоснована и разработана новая технология предварительной подготовки проб, исключающая влияние внешних факторов на идентификационные свойства нефти и повышающая достоверность установления, источника нефтяного загрязнения и причин его возникновения.
- Для зон повышенного экологического риска (порты г.г. Новороссийск, Туапсе, терминал КТК в Южной Озереевке, РПК «Таманский») разработана методология и функциональная схема авианаблюдений; определения масштабов загрязнениям и управления ликвидацией последствий разлива нефти, позволяющие минимизировать ущерб, наносимый морской среде.
- Обоснована и разработана оптимальная схема, отбора проб; при ведении мониторинга качества морских вод в пределах курортных территорий1 черноморского побережья Краснодарского края на основе натурных исследований пространственного распределения нефтяного загрязнения в водной толще и акватории прибрежной морской зоны на участке Адлер-Анапа.
Методы исследования:
Общей методологической основой работы является комплексный, эко-системный подход к решению проблемы предотвращения загрязнения морской среды нефтью, включающий-организацию и проведение экспедиционных исследований и аэровизуальных наблюдений состояния морских прибрежных экосистем, физическое и математическое моделирование процессов нефтяного загрязнения, а также анализ и обобщение опыта работ в области предупреждения и ликвидации разливов нефти.
Практическая ценность результатов исследования заключается в следующем:
1. Для информационной поддержки принятия управленческих решений по размещению в прибрежной морской зоне новых антропогенных объектов разработана и практически реализована на территории г.Сочи система индикаторов и методология интегральной оценки-экологического состояния, экосистемы в целом, позволяющие оценивать общую нагрузку, на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки.
2. Создана и запущена в режим испытательного функционирования комплексная система управления охраной прибрежных морских экосистем от загрязнения, реализующая экосистемный и многоцелевой подход в решении задач управления природно-техническими системами, находящимися в прибрежной. морской'зоне.
3. Создана новая технология отбора проб морской^воды, позволяющая-производить отбор проб методом высечки водного столба, включая поверхностный слой,- на глубину до 0,5 метров без нарушения его структуры, что обеспечивает репрезентативность проб при оценке масштабов нефтяного загрязнения'.
4. Разработана и реализована в практических условиях (порты Новороссийск, Туапсе) технология достоверного выявления источника нефтяного загрязнения путем- идентификации проб нефти, что позволяет в целях предотвращения загрязнения морской среды нефтью воздействовать непосредственно на источник загрязнения.
5. Разработанная технология идентификации проб нефти включена в
Инструкцию по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью. Технология утверждена приказом Минприроды СССР 2 августа 1994 г № 241 и рекомендована для практического применения.
6. Разработанная методика расчета площади нефтяного пятна по перспективному аэрофотоснимку включена в «Рекомендации по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодокументов и оценке площади нефтяного разлива».
7. Практически реализована комплексная система наблюдения, измерения и управления ликвидацией последствий разлива нефти в зонах повышенного риска (порты Новороссийск, Туапсе, РПЕС «Таманский», терминал КТК в Южной Озереевке).'
8. Разработана и реализована система мониторинга качества морских вод в районе курортных территорий на участке Адлер-Анапа. Для департамента по курортам и туризму Краснодарского края разработан план первоочередных мероприятий по восстановлению качества морской среды в прибрежных зонах, подверженных загрязнению.
9. Реализована практически технология проведения' исследований« по оценке нефтяного загрязнения морской* воды, в акватории портов г. Туапсе и г. Сочи, а также в прибрежной^ морской зоне в районе Керченского пролива. Для- департамента по чрезвычайным ситуациям и государственному экологическому контролю Краснодарского края разработан комплекс мероприятий по ликвидации загрязнения морской среды нефтью.
10.Реализован на практике алгоритм оценки загрязнения морской« среды прибрежных зон на участке Адлер-Анапа, позволяющий минимизировать затраты на проведение мониторинговых работ и обеспечить достоверность результатов оценки загрязненности морской среды нефтью
Достоверность и обоснованность полученных результатов диссертационных исследований подтверждена лабораторными и натурными экспериментами и испытаниями, обоснованностью принятых физических моделей и математических описаний процессов загрязнения морской среды нефтью, использованием аттестованных методик и поверенных приборов при проведении измерений параметров нефтяного загрязнения, а также результатами практического применения разработанных методов и технических средств.
На защиту выносятся следующие научные положения и результаты исследований:
1. Результаты оценки влияния; проведения операций с нефтью на экологическое состояние прибрежных морских экосистем и разработанная на их основе концепция снижения уровня загрязненности морской среды черноморского побережья Краснодарского края; . : - .
2. Принципы и механизмы эффективного функционирования системы охраны прибрежных морских экосистем: от загрязнения нефтью неразработанная на их основе структурная схема системы управления, реализующая экосистемный и многоцелевой подход в решении задач управления природ-но-техническими системами; находящимися в прибрежной морской зоне;
3. Методология1 интегральной оценки экологического состояния морских прибрежных экосистем и определения допустимой нагрузки на основе индикаторов; характеризующих: антропогенную нагрузку на экосистему, ее устойчивость и отклик на изменение нагрузки.
4. Технология измерения концентрации нефтяных углеводородов в поверхностном слое воды, созданная на основе физической и математической моделей распространения нефтяного загрязнения в поверхностном, слое воды и позволяющая в. реальных условиях вдвое повысить точность измерений характеристик нефтяного'загрязнения по сравнению с существующими методами.
5. Технология подготовки проб нефти для реализации метода установления причинно-следственных связей между источником нефтяного загрязнения и состоянием морской среды, позволяющая обеспечить точность выводов о сходимости проб с большей степенью вероятности по сравнению с существующими методами
6. Методология и функциональная схема наблюдения, измерения масштабов нефтяного загрязнения и управления ликвидацией последствий аварийных разливов нефти в зонах повышенного экологического риска, обеспечивающая с использованием авиационных средств оперативную оценку экологической обстановки и информационную поддержку проведения операций по ликвидации последствий разлива нефти в море.
7. Результаты исследований пространственного распределения нефтяных углеводородов, в прибрежной морской зоне Черноморского побережья. Краснодарского края-и система мониторинга качества морской* среды, с использованием новых технологий при проведении1 мониторинга качества морских вод в районе курортных территорий! Черноморского побережья» на участке Адлер-Анапа и практические результаты мониторинга за« 2006-2008 годы.
8. Алгоритм и результаты оценки' загрязненности морской среды нефтью с использованием новых технологий» в акватории портов Туапсе и Сочи, а также в районе Керченского пролива и результаты натурных исследований, проведенных в 2000-2008 годах.
Основные результаты.работы внедрены:
1. В Государственном комитете по охране природы по Краснодарскому краю при создании комплексной системы наблюдения за состоянием прибрежных морских вод Черного и Азовского морей с применением авиационных средств, в том числе в зонах повышенного риска.
2. В Управлении Росприроднадзора по Краснодарскому краю при мониторинге последствий чрезвычайной ситуации в Керченском проливе и подготовке управленческих решений о возможности размещения в прибрежной зоне объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду
3. В Северо-Кавказском управлении по технологическому и экологическому надзору при решении задач нормирования негативного воздействия на морскую среду объектов, расположенных в прибрежной зоне Черного и Азовского моря и связанных с проведением операций с нефтью.
4. В Департаменте природных ресурсов и государственного экологического контроля Краснодарского края при разработке проекта системы экологического мониторинга Краснодарского края.
5. В Департаменте по вопросам гражданской обороны, чрезвычайных ситуаций и водных отношений Краснодарского края при организации системы управления ликвидацией аварийных разливов нефти.
6. В Кубанском бассейновом водном управлении при проведении оценки экологической ситуации в Керченском проливе после техногенной катастрофы и интегральной оценки экологической ситуации в прибрежной морской зоне при принятии управленческих решений по сохранению качественных показателей водных объектов.
7. В ФГУ «Кубаньмониторингвод» при проведении работ по оценке масштабов нефтяного загрязнения водных объектов.
8. В Центре лабораторного анализа и инструментальных измерений по ЮФО при проведении оценки масштабов нефтяного загрязнения морской среды.
9. В Кубанском аграрном университете в курсах лекций по специальностям экологической группы в виде отдельных разделов.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях НТС Государственного комитета по охране окружающей среды по Краснодарскому краю (г. Краснодар, 1992 - 2000 г.), на научно-практической конференции Госкомэкологии РФ по проблемам охраны морских вод от загрязнения (г. Владивосток, 1993 г.), на Международной конференции «Комплексное управление прибрежными зонами и его интеграция с морскими науками» (г. Санкт-Петербург, 2003 г.), на Международной конференции по комплексному управлению прибрежными зонами (Турция, г. Анталия, 1999 г.), на научно-практической секции «Экологический мониторинг» 2-го Всероссийского съезда по охране природы (г. Москва, 2003 г.), на научно-практической конференции Ростехнадзора (г. Казань, 2006 г.), на 1-ой международной конференции МАНЭБ «Человек и природа. Проблемы экологии юга России» (г. Анапа, 2007 г.), на международной конференции МЕБСС^Т - 2008 (Турция, г. Акаяка, 2008 г.), на VII Международном инвестиционном форуме «Сочи - 2008» (г. Сочи, август 2008 г.), на научно-практической конференции по-водным проблемам, России (г. Азов, август, 2008 г.), на краевой научно-практической конференции, посвященной 20-летию образования природоохранных органов Краснодарского .края (г. Краснодара ноябрь, 2008 г.), на заседании^ консультативной группы по КУПЗ Черноморской комиссии*(г. Стамбул, ноябрь, 2009 г.).
Личный вклад соискателя:
- постановка- задач исследования и разработка методологии их решения;
- разработка программ экспедиционных исследований, анализ и» интерпретация полученных результатов;
- разработка предложений по новым методам и технологиям контроля нефтяного загрязнения;
- участие в создании систем,управления охраной,окружающей среды в-прибрежных морских, зонах и, новых технологий анализа экологического состояния природно-технических систем;
- участие в разработке «Руководства по идентификации нефтей» и «Рекомендаций по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодокументов и оценке площади нефтяного разлива»;
- осуществление методического руководства проведением научно-исследовательских работ по оценке экологической ситуации в прибрежной зоне курортных территорий Черноморского побережья, в акватории портов Сочи и Туапсе, а также в районе Керченского пролива.
Публикации. По теме диссертации подготовлена и издана монография, опубликовано 32 статьи, отражающих основные научные результаты диссертации, в том числе 8 в ведущих рецензируемых научных журналах, включенных в список ВАК РФ. Получено авторское свидетельство на изобретение.
Объем и структура. Диссертация изложена на 357 страницах машинописного текста, содержит 39 таблиц, 91 рисунок, 56 формул и включает: введение, шесть глав, заключение, список использованных источников, приложение. В приложении приведены акты внедрения результатов выполненной работы в 9 организациях. Список использованной литературы содержит 276 источников, из них 25 иностранных.
Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Ярмак, Леонид Петрович
Основные выводы по.работе сводятся к следующему:
1. Показано, что для повышения уровня-экологической безопасности при проведении операций^ с нефтью в. прибрежной^ морской зоне Краснодарского края необходима разработка методов и технологий, обеспечивающих экосистемный и многоцелевой подход к оценке экологической ситуации, и управлению природно-техническими системами, являющимися потенциальными источниками загрязнения моря нефтью.
2. Предложены и, обоснованы принципы и механизмы» эффективного функционирования системы охраны прибрежных морских экосистем от загрязнения нефтью. На их основе разработана структурная схема системы управления, реализующая экосистемный, многоцелевой подход в решении задач управления природно-техническими системами прибрежной морской зоны.
3. Разработана и апробирована на практике методология интегральной оценки экологического состояния морских прибрежных экосистем на основе обобщенного показателя, связывающего входные (нагрузка) и выходные (отклик системы) параметры экосистемы, а также параметры, влияющие на устойчивость экосистемы. На примере г. Сочи показана эффективность использования разработанной методологии для прогнозирования развития экологической ситуации и оценки антропогенной нагрузки при принятии решений о размещении новых объектов! хозяйственной и иной деятельности в прибрежной; зоне, в том числе по перевалке нефти.
4; Разработана и реализована на практике технология репрезентативного отбора проб поверхностного слоя воды, учитывающая; специфику распространения нефти и других загрязняющих веществ и биоорганизмов в поверхностном слое воды. Новая , технология позволила повысить точность измерений характеристик нефтяного- загрязнения в натурных условиях по сравнению^ существующими методами почти в 2 раза.
5; Создана технология идентификации проб нефти методом выделения в заданном? температурном^ диапазоне дистиллятных фракций1 и их газовой»: хроматографии; на капиллярных колонках , что позволило исключить влияние внешних факторов на идентификационные свойства нефти и повысить достоверность выводов о сходимости проб нефти. Экспериментально ? показано, что по результатам трех измерений метод обеспечивает уровень*надежности не менее 0,95: Предложенная технология прошла международное тестирование.
6. Разработана методика производства и дешифровки перспективного аэрофотоснимка с целью определения* площади, нефтяного.- пятна, позволяющая! измерить площадь нефтяного- пятна с относительной погрешностью не более ± 10 % с уровнем доверия4 0,95 при двукратной съемке нефтяного пятна. В этой методике использованы преимущества совместного применения обычных авиационных средств и средств перспективнойаэрофотосъемки.
7. Установлена в натурных условиях с использованиемшового метода отбора проб воды зависимость цветовых характеристик нефтяного пятна от толщины нефтяной пленки. Показано, что применяемые традиционно методы аэровизуальных экспертных оценок, имеют высокую относительную ошибку, способствующую существенному (более чем в 2 раза) занижению объемов разлитой в море нефти, что приводит к принятию ошибочных решений- при разработке планов ликвидации аварийных разливов нефти.
8. Предложена функциональная схема организации и проведения авиационных наблюдений и взаимодействия различных служб при обнаружении и ликвидации разливов нефти в зонах повышенного экологического риска.
Схема способна в течение одного часа обеспечить:
А) оценку экологической обстановки в экстремальных ситуациях и информационную поддержку при выработке управленческих решений по предупреждению и ликвидации разливов нефти в прибрежной морской-зоне Черноморского побережья,
Б) измерение и регистрацию параметров нефтяного загрязнения, необходимых для доказательного определения масштабов и источника загрязнения.
9. Разработан алгоритм оценки влияния- деятельности по перевалке нефти в портах Новороссийск, Туапсе и РПК «Таманский» на состояние морских вод в рекреационных зонах на участке от г. Анапа до п. Адлер. Определен общий характер пространственного распределения нефтяных углеводородов в водной толще, позволивший оптимизировать количество, отбираемых проб и вдвое снизить затраты- на проведение мониторинговых работ. Алгоритм практически реализован в период экспедиционных исследований.
10. С использованием разработанного алгоритма ведения наблюдений за качеством морских вод выявлена общая тенденция- увеличения загрязненности морской воды нефтепродуктами^ 2008'году по сравнению с 2006 и 2007 годами в пунктах наблюдений в Адлере, Центральном районе г. Сочи, Аше, Новомихайловке, Геленджике, установлено негативное влияние на качество морских вод в районе г. Анапа последствий техногенной аварии в Керченском проливе (ноябрь 2007 г.).
11. Проведенная на основе разработанной методологии оценка влияния деятельности портов Сочи и Туапсе, а также состояния экосистемы в Керченском проливе, позволила получить новые данные о масштабах нефтяного загрязнения морской среды, установить местоположение основных источников негативного воздействия на морскую среду. Полученные результаты легли в основу разработки комплекса мер по снижению уровня нефтяного загрязнения морской среды, в том числе строительство очистных сооружений ливневых стоков в порту Сочи, дренажных нефтеулавливающих систем, демонтаж подземных технологических нефтепроводов, откачка нефтесодержащих вод из подземных горизонтов в порту Туапсе, очистка загрязненных нефтью донных и береговых песчаных отложений в Керченском проливе и Таманском заливе.
12. Практическое применение разработанных методов, технологий и средств оценки и управления природно-техническими системами в прибрежной морской, зоне Краснодарского края позволило за* последние годы:
А) Сократить случаи несанкционированного сброса нефтесодержащих вод в море и в 5 раз снизить экологический ущерб от загрязнения морской среды в результате осуществления мероприятий по предупреждению нефтяного загрязнения и оперативного решения задач по организации и ликвидации последствий аварийных разливов нефти.
Б) Произвести по выявленным фактам загрязнения морской' среды нефтью достоверную и доказательную оценку масштабов загрязнения и определение источника загрязнения и обеспечить компенсацию-нанесенного ущерба в размере более 3 млн. долларов и тем самым значительно повысить ответственность за обеспечение экологической безопасности при проведении операций с нефтью в.прибрежной морской зоне.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе даны научно-обоснованные методические и технологические решения важной проблемы повышения уровня экологической безопасности в акватории Черного моря Краснодарского края-при проведении операций с нефтью. Эта задача решена путем совершенствования методов оценки экологического состояния прибрежной морской зоны, создания эффективно функционирующей системы управления охраной морских экосистем, а также разработки новых методов и технологий наблюдения, измерения, предупреждения и координации действий, по ликвидации нефтяного загрязнения.
Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Ярмак, Леонид Петрович, Санкт-Петербург
1. Абалаков А.Д., Медведев Ю.О. Нормирование антропогенных нагрузок на экосистемы // Экологическое нормирование: проблемы и методы. Тез. докл.-М.: 1992. С. 3 - 4.
2. Авиационные наблюдения и контроль за загрязненностью вод суши и морей. Методические указания. — Л.: Гидрометеоиздат, 1975. — С. 188.
3. Авторское свидетельство 1256520 (СССР). МКИЗ 01 1/10. Пробоотборник поверхностного слоя воды. / Л.П. Ярмак (СССР). — М.: ВНИИПИ, 1986. № 834/ДСП. - 3 с.
4. Айбулатов H.A., Артюхин Ю.В. Геоэкология шельфа и берегов Мирового океана. С-Пб.: Гидрометеоиздат, 19931 - С. 187 - 257.
5. Айбулатов H.A., Немировская И.А., Нестерова.М.П. Особенности нефтяного загрязнения северо-африканского шельфа Средиземного моря // Океанология.-1981. Т.21, - № 5. - С. 831 - 835.
6. Акимова Т.А., Коновалов С.М., Хаскин В.В. О "функциональной структуре управления природопользованием в России (концептуальные положения) // Проблемы окружающей среды и природ, ресурсов: Обзор, ин-форм. / ВИНИТИ. 1997. - № 6. - С. 2 - 48:
7. Алекин О. А. Основы гидрохимии.- Л.: Гидрометеоиздат, 1970.413 с.
8. Алекин О. А., Ляхин Ю. И. Химия океана.- Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 340 с.
9. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы: — М.:Высшая школа. 1986. 262 с.
10. Альтман Э.Н., Безбородое A.A., Богатова Ю.И. и др. Практическая экология морских регионов. Черное море. Киев: Наукова думка, 1990. — 252 с.
11. Альхименко А.И. Охрана природы при освоении ресурсов Мирового океана. — JL: Судостроение, 1982. — 106 с.
12. Антипьев В.Н., Земенков Ю.Д. Контроль утечек при трубопроводном транспорте жидких углеводородов. Тюмень, 1999. - 326 с.
13. Арене В.Ж., Гридин О.М. Эффективные сорбенты для ликвидации нефтяных разливов // Экология и пром-сть России. 1997. - Февр. - С. 32 -37.
14. Арене В.Ж., ГридинчО.М., Яншин A.JI. Нефтяные загрязнения: как решить проблему // Экология и пром-сть России. 1999. - № 9. - С. 33-36.
15. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А., Меньшиков В.В. и др.« Мониторинг и методы контроля окружающей среды. М.: Изд-во МНЭПУ, 2001 - 337 с.
16. Аэрофотосъемочные работы. Справочник. — М.: Транспорт, 1984. — C.J78-182.
17. Безбородов A.A., Еремеев В.Н. Физико-химические аспекты взаимодействия океана и атмосферы. — Киев: Наук, думка,1984. — 199 с.
18. Белюченко И.С. Влияние антропогенного фактора на загрязнение прибрежных вод Черного моря в границах Краснодарского края // Эколог, пробл. Кубани, Краснодар, КГАУ, 2002. - №5. - С. 164 - 169.
19. Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнения: Пер. с англ.- М.: Мир, 1980,- 606 с.
20. Блиновская Я.Ю. Информационная поддержка принятия решений при аварийных разливах нефти / Я.Ю. Блиновская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — 2005. — № 12. — С. 15 — 18.
21. Бляхман JI. С. Экономика, организация управления и планирование НТП. М.: Высшая школа, 1991.-228 с.
22. Богомолова М;И; Современные методы исследования нефтей. — Л.: Недра, 1982. С. 45 - 48.
23. Богородский В В., Кропоткин М.А. Дистанционное обнаружение нефтяных загрязнений вод ЙК-лазером. — Л.:Тидрометеоиздат, 1975. С. 89 - 126.
24. Богородский В.В., Кропоткин М.А. Методы; и средства дистанционного обнаружения нефтяных загрязнений. // Водные ресурсы. 1984. - №5. -С. 115-124."
25. Богородский В.В., Кропоткин« М.А., Шевелева Т.Ю. Методы и техника обнаружения, нефтяных: загрязнений вод. — Л.: Тидрометеоиздат, 1975.-С. 40 68: , '
26. Богородский В.В., Кропоткин М.А., Шевелева Т.Ю. Оптические характеристики вод в ИК области спектра. — Л.: Тидрометеоиздат, 1976. — 32 с.
27. Брукс Б.Т. и др. Химия углеводородов нефти: Пер с англ. — М.: — 1958.-Т. 1 -3.-298 с.
28. Бузников A.A., Лахтанов Т.А., Орлов В.М. и др. Возможность дистанционной индикации пленок нефти на водной поверхности поляриметрическим. методом. // Проблемы физики атмосферы. — Л. ЛГУ университета, 1975.-С. 21 -28. .
29. Вернандский В.И. Биосфера. — Л.: Научно-хим.-техн. из-во, 1926. —147 с.
30. Вигдергауз М.С. Газовая хроматография как метод исследования нефтей. М.: Наука, 1973. - 256 с.
31. Виноградов М.Е., Сапожников В.В., Шушкина Э.А. Экосистема
32. Черного моря. М.: Наука, 1992. - 112 с.
33. Виноградов М.Е., Симонов А.И. Изменения экосистемы Черного моря.- Основные проблемы исследований Мирового океана // Пленарные доклады 3-го Конгресса советских океанологов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — С. 61-75.
34. Влияние нефти и нефтепродуктов на морские организмы и их сообщества // Проблемы химического загрязнения вод Мирового океана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985. т. 4. - С. 34 - 29.
35. Водный кодекс Российской Федерации № 74-ФЗ от 3 июня 2006 г. Собрание законодательства Российской Федерации. 2006 г. № 23. ст. 2381.
36. ВоробейчикЕ.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое-нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. 280 с.
37. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М.: Экономика, 1987. — 64 с.
38. Герлах С.А. Загрязнение морей. Диагноз и терапия Л: Гидрометеоиздат, 1985. - 269 с.
39. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Черное море //Современное состояние загрязнения вод Черного моря. Севастополь.: «ЭКОСИ-Гидрофизика», 1996. - т. 4, вып. 3. - 232 с.
40. Гицу М.А. Проблема портового контроля над иностранными торговыми судами в целях обеспечения безопасности мореплавания и охраныморской среды от загрязнения // Советский ежегодник морского права. М.: 1985.-С. 18-23.
41. Гольдман JI.M. Использование аэрокосмических съемок в целях охраны природы. М.: 1988. - 99 с.
42. Горшков Г.С., Мелков Г.М. Предупреждение загрязнения морской среды. Справочник. М.: Воениздат, 1979. — С. 77 - 177.
43. Гроп Д. Методы идентификации систем. — М.: Мир, 1979. 302 с.
44. Данилов-Данильян В.И., Осипов В.И., Махутов H.A., и др. Экологическая-безопасность, устойчивое развитие и природоохранные проблемы. — М.: МГФ «Знание», 1999. С. 531 - 564.
45. Дженнинг В'. Газовая, хроматография на стеклянных капиллярных колонках. М.: Мир, 1980. - С. 10 - 28.
46. Джон Г. Перри. Справочник инженера-химика. Т.1. Л.: Химия, 1969.-С. 366-368; 395-411.
47. Доклад о состоянии окружающей природной среды Краснодарского края в 1992 году / Под ред. Л.П. Ярмака. Краснодар: Гос. ком. по охр. окр.среды Краснод. кр. 2001. — С. 41 -51.
48. Доклад о состоянии окружающей природной среды Краснодарского края в 1992 году / Под ред. Л.П. Ярмака. Краснодар: Гос. ком. по охр. окр.среды Краснод. кр. 2001. - С. 52 - 54.
49. Доклад о состоянии окружающей природной среды Краснодарского края в 1998 году / Под ред. Л.П. Ярмака. Краснодар: Ком. природ, рес. по Краен, кр., 1999.-203 с.
50. Доклад о состоянии окружающей природной среды-Краснодарского края в 2000 году / Под ред. C.B. Величко Краснодар: Ком. природ, рес. по Краен, кр., 2001. - С. 241 - 249.
51. Доклад о состоянии окружающей природной среды Краснодарского края в 2000 году / Под ред. C.B. Величко. Краснодар: Ком. природ, рес. по Краен, кр., 2001. - С. 50 - 59.
52. Доклад о состоянии природопользования и охраны окружающей природной среды Краснодарского края в 2007 году / Под ред. Л.П. Ярмака. -Краснодар: Деп. биол. ресур. и охр. окр. ср. Краен, кр., 2008. — 305 с.
53. Долотов Ю.Д. Проблемы рационального использования и охраны прибрежных областей Мирового океана. М.: Изд. «Научный мир», 1996. -198 с.
54. Дополнение к Руководству по идентификации нефтей. ДСП. М.: МВХ СССР, 1987.-С. 6.
55. Дятлов С.Е. Токсикологическая характеристика воды и донных отложений северо-западной части Черного моря // Современные проблемы водной токсикологии:. Тез. докл. Всерос. конф. 21-22 мая 2002г. — Борок, 2002. С. 159 - 160.
56. Есин Н.В: Процессы загрязнения береговой зоны Черного моря*// Известия. ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Есстественные науки. Спецвыпуск, 2001. С. 61 - 65.
57. Жаркова O.A. Имплементация Россией правил международных договоров Российской Федерации относительно предотвращения загрязнения морской среды с судов. // Правоведение. 200Г. - № 6. - С. 166 — 173.
58. Жаркова O.A. Юрисдикция государства порта захода судна по защите морской среды // Советское государство и право. 1987. №11. С. 140 - 144.
59. Жуховицкий A.A., Шварцман Л.А. Физическая химия: — М.: Металлургия, 1968. С. 263 - 269.
60. Закон РФ. Об охране окружающей среды. №7 —ФЗ от 10 января 2002 г.//СЗ РФ,2002.-№2.-133с.
61. Закон РФ. Об обеспечении единства измерений. № 4871 1, 1993.
62. Затучная Б. М. Некоторые результаты моделирования распада нефти в морской среде // Тр. ГОИН. 1975. - Вып. 127. - С. 46 - 55.
63. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 328 с.
64. Израэль Ю.А., Цыбань A.B. Антропогенная экология океанов. — JL: Гидрометеоиздат, 1989. — С. 8 24.
65. Израэль Ю.А., Цыбань A.B. Экология и проблемы комплексного глобального мониторинга Мирового океана / Комплексный глобальный мониторинг Мирового, океана. Тр. 1 международного симпозиума. Т.1. - JL: Гидрометеоиздат, 1985. -С. 19-48.
66. Изучение трансформации нефти в морской воде Черного моря в порту Туапсе в период с 03.07.98 г. по 08.07.98 года. Отчет о НИР (заключит). СИАК; Руководитель JI.il. Ярмак. Краснодар, 1998, - 14 с.
67. Изъюрова А. И. Скорость распада нефтепродуктов в воде и. почве // Гигиена и санитария. 1950. - № 1. - С. 9 - 15.
68. Инструкция по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью. М.: Минприроды СССР, 1994. — 56 с.
69. Инструкция по отбору проб для анализа сточных вод. НВН 33-5.3-01-85.-М.: ЦБНТИ МВХ СССР; 1985.-С. 11-27.v
70. Инструкция по охране экономической зоны СССР, ИВН 33-5.3.0887. ДСП. М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1987. - 34 с.
71. Капотина JI.H., Морщакова Г.Н. Биологическая деструкция нефти и нефтепродуктов, загрязняющих почву и воду // Биотехнология. 1998. - № 1. - С. 85 - 92.
72. Караушев А.В. Методические основы оценки антропогенного влияния на качество поверхностных вод. — JI.: Гидрометеоиздат, 1981. — С. 6 48.
73. Карлин J1.H., Музалевский А.А.Технологии управления берего-пользованием с применением инструмента риска В книге: Современные концепции берегопользования. Том 1. Изд. РГГМУ, 2009, С.124-170.
74. Касымов А.Г., Багиров P.M. Биология современного Каспия. Баку, Азенешр;1983. 154 с.
75. Катастрофа танкера «Глобе Асими» в порту Клайпеда и ее экологические последствия. — М.: Гидрометеоиздат, 1990; — 232 с.
76. Кириленко Б.П., Сидорченко В.Ф. Мореплавание и предотвращение загрязнения Мирового океана (Международно-правовые аспекты). М.: «Транспорт», 1985. - 176 с.
77. Киселев В.А. Международные соглашения по предотвращению загрязнения морской среды с судов. М.: 1986. - С. 94 - 120.
78. Кисляков Ю.Я. Комплексная система экологического мониторинга водных объектов // Инженер, экология. 1996. - № 4. - С. 42-53.
79. Коган Г. М. Определение некоторых микроэлементов в воде Черного моря7/ Вопр. биоокеанографии. Киев, 1967. - С. 36 - 41.
80. Коган Г. М., Корж В. Д., Михайлов В. И. Исследование химического состава тонкого поверхностного слоя морской воды // Тез. докл. 7-й конф. по химии моря. М., 1975. - С. 3 - 5.
81. Кодекс торгового мореплавания М.: ПРИОР, 1996. - 64 с.
82. Кожевников A.B. Химия нефти Л.: Изд-во СЗПИ, 1974.- 129 с.
83. Комплексные исследования техногенного загрязнения в прибрежной зоне Кавказского шельфа Черного моря. //Сборник научных трудов. Геленджик: ГП НИПИокеангеофизика, 1994. 168 с.
84. Кондратьев К.Я., Бузников A.A., Поздняков Д.В. Дистанционное обнаружение загрязнений водных бассейнов и фитопланктона оптическими методами // Водные ресурсы. -1972. № 3. - С. 65 - 76.
85. Корнеева Г.А. Использование ферментных тест-систем для мониторинга состояния морских вод Черного моря. //Изв. РАН, сер. биол-1996, -№5.-28 с.
86. Костина Н.В. Эколого-информационная система большого региона как основа экологического мониторинга. // Региональный экологический мониторинг в целях управления биологическими ресурсами. Тольятти: ИЭВБ РАН; 2003. - С. 152 - 158.
87. Котова JI.A. К вопросу о принципах построения комплексной системы контроля нефтяных загрязнений в водной среде. СПб.: Изд-во Гос. унта, 1997. - 12 с.
88. Красилов В.А. Охрана природы: принципы, проблемы, приоритеты. М.: Всеросс. инст. охраны природы и заповедного дела, 1992. — 174 с.
89. Краус Е.Б. Взаимодействие атмосферы и океана. — JL: Гидромет-издат, 1976. — 123 с.
90. Кропоткин Т. Ю. и др. Влияние нефтяных загрязнений на оптические свойства воды. // Водные ресурсы!. 1975. - № 12. - С. 188 - 192.101< Куриленко В.В. Основы управления природо- и недропользованием. Экологический менеджмент. — С-Пб.: 2000. С. 7 - 16.
91. Лаврова Н.П., Стеценко А.Ф. Аэрофотосъемка. Аэрофотосъемоч-ное оборудование. М.: Недра, 1981. - С. 119 - 248.
92. Лазарев М.И. Теоретические вопросы современного международного морского права. М., 1983. - С. 221 - 222.
93. Лахтанов Т.А., Чуров В:Е. Применение поляризационного метода для изучения пространственно-временного хода процессов загрязнения морской поверхности. // Межвузовский сборник Ленинградского университета. -1984.-С. 53-62.
94. Лебедева А.Н., Лаврик О.Л. Природоохранное законодательство развитых стран. Новосибирск, 1992. - Часть Г. - С. 123 — 145.
95. Лукьянчиков- Н.Н. Экономико-организационный механизм управления окружающей средой и природными ресурсами. М.: 1998. — С. 72 - 94.
96. Мак-Интайр Ф. Верхний миллиметр океана // Наука об океане: Пер. с англ. -М.: 1981. С. 195 - 218.
97. Максименко Ю.Л., Шаприцкий В.Н., Горкина И.Н. Оценка воздействия на окружающую среду и разработка нормативов ПДВ. — М.: «СП ИН-ТЕМЕТИНЖИНИРИНГ», 1999.-С. 102 194.
98. Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах. — М.: НЦПИ Минтопэнерго РФ, 1995. -46 с.
99. Методика идентификации нефтяного загрязнения водного объекта методом капиллярной газовой хроматографии. М:: УБНТИ МВХ СССР, 1988.-10'с.
100. Методика подсчета убытков, причиненных государству нарушением водного законодательства. М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1983. - 83 с.
101. Методика подсчета убытков, причиненных загрязнением морской среды в экономической зоне СССР. М.: Минвохоз СССР, Минрыбхоз СССР, Минфин СССР, 1987. - С. 18.
102. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). — Л.: Гидроме-теоиздат, 1986.-93 с.
103. Миронов О.Г. Биологические аспекты загрязнения морей нефтью и нефтепродуктами // Изв. АН СССР. 1972. - № 2. - С. 52 - 59.
104. Михайлов В .И: Поверхностный микрослой Мирового океана. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992; - 276 с.
105. Михайлова Л.В. Образование комплексов нефть-блок как один из факторов определяющих токсичность- и; кумулятивные свойства // Экологическая: физиология и биохимия рыб. Астрахань, 1979. - Т. 1. - С. 32 - 34.
106. Мишин A.C., Семевский Ф.Н. Обобщение экологической^ информации при помощи математической модели« с: локальными; поправками! // Экология. 1971- № 5. - С. 5 - 10.
107. Моисеенкова Т.А., Шитиков В.К. Принципы организации регионального банка эколого-экономической информации // Моделирование процессов экологического развития (М.,.ВНИИСИ АН СССР). 1989. - № 7. - С. 110-117.
108. Молодцов С.В. Правовой режим морских вод. М.: Наука, 1982. -С. 28 -35. .
109. Морозов Н.П. Концепция экологического нормирования при ведении хозяйственной деятельности i// Экологическое нормирование: проблемы и методы: Тез. докл. М.:1992. - С. 94 - 96.к*
110. Морское право. Конвенция ООН по морскому праву. — Нью-Йорк: ОКК, 1984.-С. 102 -112.
111. Музалевский А.А:, Воробьев О.Г., Потапов А.И; Экологический риск: Учеб. пособие. СПб.: СЗТУ, 2001.- 110 с.
112. Наставление поI предотвращению загрязнения, с судов. РД 31.0423-86. М.: ВО "Мортехинформреклама", 1986. - 111 с.
113. Нельсон-Смит А. Загрязнение моря;нефтью: Пер: с англ. — Л.: Гид-рометеоиздат, 1973; — С. 18 68.
114. Нельсон-Смит А. Нефть и экология моря: Пер. с англ. — М.: Прогресс, 1977.-С. 37- 127.
115. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. М.: "Медицина". 1990. - С. 36 - 48.
116. Носов Т.К., Попов А.К., Ярмак Л.П. Применение* вертолетов для борьбы с аварийными разливами нефти'в море. // Труды FOCHHHTA. — М.: ЦНТИГА, 1984'. -вып.- 223. С. 162 - 169.
117. Нунупаров С.М. Предотвращение загрязнения моря, судами. М.: Транспорт, 1979. - 336 с.
118. Нунупаров С.М., Бегагоян Т.Н. Грузовые и специальные системы танкеров. -М.: Транспорт, 1969. — 127 с.
119. Огалева Л. Н., Радиковский В. М. Нефть и важнейшие нефтепродукты. М.: Гостоптехиздат,Л962. - С. 280 - 310.
120. Орлова ИХ. Некоторые- особенности распределениям растворенно-эмульгированной фракции нефтяных углеводородов в водах Северной Атлантики // Тр.ГОИН. М.: ГОИН, 1987. - вып. 177. - С. 36 - 45.
121. Орлова И.Г., Симонов А;И., Собченко Е.А. Результаты долгопериодного исследования нефтяного загрязнения Северной Атлантики. // Труды государственного океанографического института. — М.: Гидрометеоиздат, 1990. -вып. 182.-С. 4-32.
122. Осташев A.B., Крыштын Л.К., Денисенко Н.И. Донкерман наливного судна. — М.: Транспорт, 1979: — С. 90 98.
123. Пашков E.Bi, Фомин Г.С., Красный Д.В. Международные стандарты ИСО 14 000: Основы экол. упр. М.: Изд-во стандартов, 1997. - 462 с.
124. ПиковскийТО.И." Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей*среде: -М.: МГУ, 1993. 12 с.
125. Плешков Я.Ф., Мухопад В.И. Вопросы инженерной гидрохимии и охраны вод. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 130 - 139.
126. Плинк Н.Л. Концепция комплексного управления прибрежной зоной Санкт-Петербурга // Сб.: «Океанологическому факультету 30 лет. Исследования и подготовка кадров в области морских наук». — С-Пб.: РГГМУ, 2000. - С. 37 - 62.
127. Плинк Н:Л:, Гогоберидзе Г.Г. Политика действий в прибрежной зоне. С-Пб.: РГГМУ, 2003. - 225 с.
128. ПНД Ф 14.1:2.116-97. Методика выполнения.измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных и очищенных сточных вод методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием. — М.: Госкомэкология, 1997. — 14 с.
129. Погребов В.Б., Шилин М.Б. Экологический мониторинг береговой зоны // Основные концепции современного берегопользования. Т. 1 / СПб: изд. РГТМУ, 2009.- с. 95 123.
130. Положение об авиационном контроле за предотвращением загрязнения водных объектов. М.: МВХ РСФСР, 1984. - 14с.
131. Пособие для органов по регулированию использования и охране вод по выявлению источников аварийных сбросов загрязняющих веществ и экстремально высокого загрязнения водных объектов. ДСП. М.: ВО "Союзводпро-екг", 1985.-С.4-11.
132. Правила ведения работ по очистке загрязненных акваторий портов. -М.: ЦРИА, Морфлот, 1989. С. 3 - 53.
133. Правила охраны от загрязнения прибрежных вод морей. — М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1984. 108 с.
134. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами // Охрана окружающей среды. Справочник. JL: Судостроение, 1978. — С. 193 - 222.
135. Правила регистрации операций с нефтью, нефтепродуктами и другими веществами, вредными для здоровья людей или для живых ресурсов моря. РД 31.04.17-83. -М.: Минморфлот, 1986. 18 с.
136. Практическая экология морских регионов. Черное море / Под ред. В.П.Кеонджяна. Киев: Наукова думка, 1990. — 252 с.
137. Проблемы химического загрязнёния-вод Мирового океана. Влияние нефти и нефтепродуктов на морские организмы и их сообщества. / Под ред. О.Г. Миронова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - т. 4: - 143 с.
138. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Т. 4.- Л;: Гидрометеоиздат, 1981. 242"с.
139. Проблемы, способы и средства защиты окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами: Тез. докл. науч.-техн. конф., 6-9 апр. 1999 г., Москва / ГУП "ВИМИ", Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина и др. М., 1999. - 160 с.
140. Пробоотборник ПБШ-87. // Информационный лист. — Харьков: ХЦНТИ, 1981. -№41- 4 с.
141. Проскурникова З.А. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1981. — С. 71
142. Протокол 1992 года об изменении международной конвенции о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью 1969 года. — М.: НЦТИ, 1992.-29 с.
143. Пулова Н.И., Леонтьева С.А., Тимофеева А.Н. и др. Газохромато-графические методики анализа продуктов нефтепереработки и нефтехимии.
144. М.: ВНИИНП, 1976.-С. 19-21.
145. РД 52.10.243-92. Руководство по химическому анализу морских вод. С-Пб.: Гидрометеоиздат, 1993. —263 с.
146. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) М.: Журнал "Россия Молодая", 1994 - 367 с.
147. Рекомендации по аэрофотосъемке нефтяных разливов, дешифрированию фотодокументов и оценке площади нефтяного разлива. — М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1983. -20 с.
148. Рекомендации по применению методики подсчета убытков, причиненных государству нарушением водного законодательства. — М.: ВНИИ-МИ экономики, 1986. С. 5 - 12.
149. Рогоновский И.Т. и др. Краткий* справочник химика. Киев: Наук, думка, 1974.-412 с.
150. Руденко Б.А. Капиллярная хроматография. — М.: Наука, 1978. — С. 36-46.
151. Руководство о порядке осмотра и задержания судов и других плавучих средств для выяснения причин и-обстоятельств произведенного-сброса или потерь веществ, вредных для здоровья людей или живых ресурсов моря.- М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1975. 58 с.
152. Руководство по идентификации нефтей. М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1986.-47 с.
153. Руководство по методам химического анализа морских вод. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977а. С. 118 - 130.
154. Руководство по методам химического анализа морских вод. — СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. С. 248 - 259.
155. Руководство по осуществлению государственного контроля за предотвращением загрязнения моря с судов и объектов разведки и разработки ресурсов морского дна. — М.: ВНИИПИ экономики, 1985. 78с.
156. Руководство по съемочным полетам. М.: Воздушный транспорт, 1983.-С. 8- 16.
157. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. — JL: Гидрометеоиздат, 19776. С. 6 - 19, 350 - 368*.
158. Руководство. Унифицированные методы анализа вод. — М.: СЭВ,1977b.-C.21 -27.
159. Русанов В. П., Дмитриев Ф. А. Особенности образования и распределения пленок углеводородов в арктических морях // Океанология. -1981. Т. 21. - вып. 12. - С. 280 - 285.
160. Рыбак В. М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Химия, 1962.44 с.
161. Рябинин А.И. К оценке элементов баланса нефтяных и хлорированных углеводородов в морских в морях // Исследование океанов и морей. — М.: Гидрометеоиздат, 1983. С. 203 - 212.
162. Савенко B.C. Химия водного поверхностного микрослоя. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 183 с.
163. Савоськин В.М., Миньковская Р.Я, Демидов А.Н. Уточнение составляющих баланса нефтепродуктов на основе данных мониторинга Черного моря // Сб. материалов Севастопольского общества географов. — Севастополь: СОГ, 2003.-24 с.
164. Салманов М.А. Роль микрофлоры и фитопланктона в продукционных процессах Каспийского моря — М.: Наука, 1987. 214 с.
165. Салманов M.А. Экология и биологическая продуктивность Каспийского моря.- Баку: Исмаил, 1999. 398 с.
166. Сборник методик и инструктивных материалов по определению вредных веществ для контроля источников загрязнения окружающей среды: часть 1, под редакцией Л. П. Ярмака: Краснодар: «Северный Кавказ», -1993,-224 с.
167. Семенов А. Д., Артамонов Д. В., Брюхачев А. В. Идентификация объектов управления// Учебн. пособие. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003.-211 с.
168. Семенов А.Д., Павленко П.Ф., Страдомская А.Г. О количественной оценке нефтепродуктов в поверхностной пленке // Гидрохим. материалы. -1975.-т. 62.-С. 166- 173.
169. Симонов А.И. Мониторинг химического загрязнения морских вод // Проблемы исследования и освоения Мирового океана. М.: Гидрометеоиз-дат, - 1979.-С. 93- 108.
170. Симонов А.И., Михайлов В.Н. Загрязнение нефтяными углеводородами поверхностного микрослоя вод Мирового океана // Океанографические аспекты охраны морей и океанов от химических загрязнений. М.: Гид-рометеоиздат, 1990: - С. 184- 185.
171. Синельников В.Е. Содержание битумоидов в зарегулированных водоемах как показатель загрязнения их нефтепродуктами. // Гидрохим. материалы. 1969. - т. 50. - С. 161 - 167.
172. Системный наземно-аэрокосмический мониторинг // Тезисы докладов на научно-практической конференции. Свердловск, 1991. - С. 45 - 48.
173. Смирнов Н.П. Геоэкология. С-Пб. Изд. РГГМУ, 2006. 306 с.
174. Современные методы идентификации нефтяного загрязнения с предполагаемым источником. Обзорная информация. М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1979.-№7,-56 с.
175. Современные методы исследования нефтей. — JL: Недра, 1984. С. 114-127.
176. Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления (идентификация и оптимальное управление). Mi: Мир, 1973. - 248 с.
177. Справка о состоянии загрязнения прибрежной зоны Азово-Черноморского бассейна по данным аэровизуального мониторинга за сентябрь-октябрь 2003 года. — М.: Росгидромет, 2003. — 41 с.
178. Справочник. Нефти СССР: Том 3. Нефти Кавказа и западных районов европейской части.СССР. -М.: Химия, 1972. С. 85 — 120.
179. Справочник нормативно методических актов-по ведению природопользования в регионе. - М.: 1991. — С. 107 - 118.
180. Справочник по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды. М.: Судостроение, 1979. - С. 216-219.
181. Справочник. Аэрофотосъемочные работы. М:: Транспорт, 1984. -С. 178 - 182.
182. Справочник. Нефтепродукты. Свойства, качество, применение. -М.: Химия, 1966. С. 14 - 46.
183. Телентинов В.Е. Экологические нормативы и управление охраной окружающей природной среды // Экономика природопользования: Обзор. информ. / ВИНИТИ. 1998. - № 5. - С. 73 - 87.
184. Управление природоохранной деятельностью в Российской Федерации. / Под ред. Ю.Б. Осипова, Е.М. Львовой М.: Мир, 1996. - С. 79 - 86.
185. Фащук Д.Я., Самышев Э.З., Себах Л.К. , Шляхов В.А. Формы антропогенного воздействия на экосистему Черного моря и ее состояние в современных условиях // Океанология. 1991. - №1. — С. 19-28.
186. Федеральный закон от 10 января 2002 г. №7 ФЗ « Об охране окружающей среды» // СЗ РФ.2002. -35 с.
187. Федеральный закон от 17 декабря 1998 г. № 191 ФЗ «Об исключительной экономической зоне Российской Федерацию» (с изм. и доп., включая от 22 апреля 2003 г.) // СЗ РФ. 2003. -№17.-15 с.
188. Федеральный»закон от 30 ноября 1995 г. №187 ФЗ «О континентальном шельфе Российской Федерацию» (с изм. и доп., включая от 22 апреля 2003 г.) // СЗ РФ. 2003*. - № 17. - 17 с.
189. Федеральный закон от 31 июля 1998 г. № 155 ФЗ «О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерацию» (с изм. и доп. от 22 апреля 2003 г.) // СЗ РФ. 2003. - № 17.-16 с.
190. ХЕЛКОМ ESG 7/4.27-30.09.83.
191. Хорн Р. Морская химия / Пер. с англ. М.: Мир, 1972. - 399 с.
192. Хроматографический анализ углеводородов и их производных. // Межвузовский сборник. — Куйбышев: 1985. — С. 3 21.
193. Ципилева Т.А. Метод автоматической классификации в сжатии экологической информации // Алгоритмич. и информ. обеспечение систем экоинформации. Томск: 1989. - С. 23 - 45.
194. Цыпкин Я. 3. Основы информационной теории идентификации. М.: Наука, 1984.-320 с.
195. Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа. Л.: Химия, 1984, - С. 137 - 144.
196. Шапоренко С.И. Загрязнение прибрежных морских вод России // Водные ресурсы. 1997. - т. 24. - № 3. - С. 320'- 327.
197. Шевелева Т.Ю: Комплекс аппаратуры для экспресс-контроля загрязнения моря нефтью. // Межвуз. сб. Ленинградского университета. 1984. - № 4. - С. 63 - 66.
198. Щекатурина Т.Л., Миронов О.Т. Алканы в организме гидробион-тов Черного моря // Гидробиология. 1985. - т. 21. - № 4. — С. 66 - 70.
199. Шилин М.Б. Береговая зона как объект геоэкологии // Основные концепции современного берегопользования. Т. 1 / ОПб: изд. РГГМУ, 2009.- -с. 25 54.
200. Экологическое законодательство Российской Федерации. / Под ред.: Н.Д. Сорокин, Е.Л'. Титова. С-Пб.: 2000. - Т 2. - С. 65 - 87.
201. Юдицкий Ф.Л. Защита окружающей среды при эксплуатации- судов. Л.: Судостроение, 1978. - С. 74 - 83.
202. Юркевич И.А., Разумова Е.Р. Сравнительное изучение высокомолекулярной части нефтей и битумов. М.: Наука, 1981. - 124 с.
203. Ярмак Л.П. Определение масштабов нефтяного загрязнения оптическими дистанционными методами // ГеоИнжиниринг. — М.: ИнжГЕО, 20076. № 1 (3). - С. 58 - 66.
204. Ярмак Л.П. Комплексная система контроля и управления* ликвидацией разливов нефти в море / Гущин В.В., Ярмак Л.П. Безопасность труда в промышленности. 2007. - № 3. - С. 31 - 34.
205. Ярмак Л.П. Концептуальные основы контроля и управления экологическим состоянием прибрежных зон// Экологический вестник Северного -Кавказа. -2006. № 3. - С. 24 - 30.
206. Ярмак Л.П. Концептуальные основы построения системы управления экологическим состоянием прибрежных морских зон // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2007г. - № 4. — С. 13 - 18.
207. Ярмак Л.П. КУПЗ в России: система поддержки,принятия решений в развитии прибрежных зон // Вестник Краснодарского регион, отд. рус. географ. общ. Краснодар: ИМСИТ, 2000. - вып. 2. - С. 128 - 132.
208. Ярмак Л.П. Методология территориальной организации в системе комплексного управления прибрежными зонами. Краснодар: Региональный центр активности КУПЗ, 1995, - 120 с.
209. Ярмак Л.П. Организация авиационного контроля в целях предотвращения загрязнения морских вод. М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1985. - сер. 4. -вып. 7. - С. 6 - 11.
210. Ярмак Л.П. Основные направления повышения экологической безопасности при перевалке нефти в портах Черного и Азовского морей // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — 2007. № 8 - С. 2 - 5.
211. ЯрмакЛ.П. Особенности исследования загрязнения морской воды нефтепродуктами. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.- 2008.-№ 1.-С. 21 -23.
212. Ярмак Л.П. Проблемы комплексного управления развитием прибрежных зон в Черноморском регионе и пути их решения // Вестник Краснодарского регион, отд. рус. географ, общ. — Краснодар: ИМСИТ, 2004, С. 280 -287.
213. Ярмак Л.П. Совершенствование системы методов идентификации проб нефтепродуктов с целью установления источника загрязнения.// Защита окружающей среды в,нефтегазовом'комплексе. 2007. - № 4. — С. 18-23.
214. Ярмак Л.П. Транспортировку нефти необходимо осуществлять по нефтепродуктопроводам через специализированные морские терминалы // Энергия юга.-2008. № 1. - С. 58 - 60.
215. Ярмак Л.П. Экологические.аспекты разработки планов территориальной организации прибрежных морских зон // 1-я международ, научн. конф. «Человек и природа. Проблемы- экологии юга России»: Тез. докл. -Краснодар, 2007, С. 121 - 123.
216. Ярмак Л.П. Экологические и химико-технические основы охраны прибрежных морских зон от загрязнения нефтью. Монография. — Краснодар: Кубанский ГАУ, 2007. 285 с.
217. Ярмак Л.П. Экологические и химико-технические основы охраны прибрежных морских зон от загрязнения нефтью. Монография. — Краснодар. Из-во Кубанского ГАУ. - 2007. - 285 с.
218. Ярмак JI.H., Тарасова Л:В. Идентификация проб нефтепродуктов методом газовой хроматографии. М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1982. - сер. 4. -вып. 10.-С. 20 -26.
219. Ярмак Л.П. и др. Оценка антропогенной напряженности экосистем Черного моря на основе интегрального показателя экологической напряженности / Ярмак JI.II., Суслов О.Н., Сущенко O.A., Яцеико М.М. Водное хозяйство России. -2008. - № 5. - С. 72 - 83.
220. Airborne remote sensing of oil spills in coastal water. Teledetection des rejets cl\hudrocarburesidans les eaux cotieres;.- Washington D.C., USA: 1979. — P. 225. " . '".'■'• ' •
221. ASTM^D3328i-78; Comparisomof WaterBome Petroleum Oils by Gas Chromatography. Annual Book of ASTM Standards.
222. Berringe S.A., Dean R.A. The properties of persistent oils at sea: // G.instit. Petrol. 1968. - vol. 54. - №. 539. - P. 300 - 307.
223. Carlberg S., Scarstedt С. Determination of small amounts of nonpolar HC (oil) in sea water // J. Cons. Int. Exp I or. Мег. -.1972. v. 34. - № ЗУ - P. 506 -515.
224. Dalmahn G. Herkunft der ölver Schmützungen an der deutschen Nordsee Küste // Seevögel, 1985. - Bd 6. - S. 73 - 80.
225. Dalmahn G., Hartwig E. Verlauf, Analyse und Wertung; einer akuten Ölverschmutzung im Bereich fer Insel Fehrmarn — Eint exemplarischen Fall. // Seevögel; 1984. -Bd 5: HT 4. — S. 58 - 63.
226. Desideri P., Lepri L. а. о. Concentration, separation and determination of HC in sea water. J. Chrom., - 1984. - v. 284. - № 10. - P. 167 - 178.
227. Fay LA. .The spread of oil slicks on a calm sea — oil on the sea. //New-York: 1969. P. 53 - 63.
228. Goldberg E. D. Baseline sludies of pollutants in the marine of* environment and research recommendations/ / the IDOE Baseline Conf., New York, May, 24-26. 1972. - P. 261-274.
229. Garrett W. D. Colleclion of slick-famong malerias from the sea surface // Limnol. Oceanogr. 1965. - vol. 10. - № 69. - P. 602 - 605.
230. Garrett W. D. The orgallic chemical composilion of the surface // Deep-Sea Res. 1967. - vol. 14. -N 6. - P. 28 - 122.
231. Garrett W.D ., Barber W. R. Simpling and delermining the concenlra-tion of film-formillg organic constituents of the air waler interface // Naval Res. Lab. Mern. Rep. - 1974. - № 2852. - P. 113 - 115.
232. Identification of Oil pollution/Method of DHT, MERC. 1985. - 211. -Inf. 8. - 12 p.
233. Iorgensen K.F., Iensen K., Letinen C. Petroleum Hydrocarbon Pollution in the Baltic Sea. // Report of the marine pollution laboratory. Denmark, 1985. -No. 9. - P. 7 - 22.
234. Koe L.C., Shen W. High-resolution GC—MS analysis of VOCs in wastewater and sludge // Environ. Monit. and Assess. 1997. - vol. 44. - № 1-3. -P. 549-561.
235. Lynch P.F., Brown Ch.W. Identifying Source of Petroleum by Infrared Spectroscopy. Environ Sci. Technol. 1973. - V.7. - № 13. - P. 1123 - 1127. .
236. Mclntyre F. The top millimeter of the ocean // Sci. Amer.-1974.-Vol 230.-№5.-P. 75-77.
237. Murrey M. Oil slick moving. // Offshore Technology Conference. -1976. v.3. - P. 325-331.
238. NASA. Report «Oil in the sea». 1986.
239. Nordtest methods. // NT Chem 001 Approved 1983 09. - Finland, 1983.-S. 34.
240. Parker C.A., Freegarde M., Hatchard C.G. The effect of soine chemical and biological factors on the degradation of crude oil at sea.-London: Institut of Petroleum, -1971, P. 237-244.
241. Simard R., Hasegawa I. a. o. IRS Determination of oil and phenols in water. Anal. Chem. -1951. - v.23. - № 10. - P.1384 - 1387.
242. Yarmak L., Antonidze E. Decision making support system in coastal zone development // The Fourth Intern.Conf. on Environmental Management of Enclosed Coastal Seas. Middle East Techn. Univ. -Antalya, Turkey, 1999. V2. -P. 1303 - 1310
-
Ярмак, Леонид Петрович
-
доктора географических наук
-
Санкт-Петербург, 2010
-
ВАК 25.00.36
- Экологические аспекты биорекультивации серой лесной почвы загрязненной нефтью и нефтепродуктами
- Разработка технологии обеспечения экологической безопасности при транспортировке нефти и нефтепродуктов в прибрежно-морской зоне с использованием карт чувствительности
- Оценка состояния окружающей природной среды и ее защита от загрязнения нефтью при аварийных ситуациях
- Изменение эколого-биологических свойств почв юга России при загрязнении нефтью
- Методы комплексной оценки экологической чувствительности прибрежно-морских зон к нефтяному загрязнению
