Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Воздействие дноуглубительных работ в порту Сочи на донных беспозвоночных и среду их обитания

ВАК РФ 03.02.10, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Воздействие дноуглубительных работ в порту Сочи на донных беспозвоночных и среду их обитания"

На правах рукописи

Сергеева Ольга Вячеславовна

ВОЗДЕЙСТВИЕ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ В ПОРТУ СОЧИ НА ДОННЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ И СРЕДУ ИХ ОБИТАНИЯ

03.02.10 - гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук £ 8 ОКТ 2015

Москва-2015

005564098

005564098

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографию) (ФГБНУ «ВНИРО»)

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Медянкина Мария

биологических наук, лабораторией исследований ФГБНУ

Владимировна, кандидат доцент, заведующая эколого-токсикологических «Всероссийский научно-

исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГБНУ «ВНИРО»)

Новоселов Александр Павлович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биоресурсов внутренних водоемов ФГБНУ «Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»

Шамшин Алексей Александрович, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией экологической экспертизы и оценки воздействия на окружающую среду ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт охраны природы»

Ведущая ФГБНУ «Архангельский научный центр Уральского

организация отделения РАН»

Защита состоится «11»_декабря 2015 г. в 1400 ч на заседании диссертационного совета Д 307.004.01 при ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17, Факс: 8-499-264-91-87; e-mail: sedova@vniro.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБНУ «ВНИРО» http://www.vniro.ru/files/disser/2015/Sergeeva_Diser.pdf

Автореферат разослан Ученый секретарь

диссертационного совета, ^ j

кандидат биологических наук Марина Александровна Седова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Строительство морских гидротехнических сооружений связано с воздействием на прибрежные морские экосистемы вследствие выполнения дноуглубительных работ. Дноуглубительные работы вызывают загрязнение воды минеральной взвесью (Шавыкин и др., 2008, 2011), что приводит к образованию гидротехнического осадка на значительной площади дна. Гидротехническое строительство активно развивается в российских портах Азово-Черноморского бассейна, где создаются новые искусственные акватории (Трунин, 2007). Реализуется ряд проектов по развитию и улучшению существующих терминалов морских портов (Стратегия развития...., 2011). Так, с января 2011 г. по декабрь 2013 г., в рамках подготовки к зимней 0лимпиаде-2014, в морском порту Сочи строился комплекс сооружений международного центра морских пассажирских и круизных перевозок (Корнева, 2014).

В районах дноуглубления и дампинга происходит механическое уничтожение зообентоса, приводящее к уменьшению видового разнообразия, численности и биомассы (Замбриборщ, 1982; Иванова, 1988; Мокеева, 1988; Солдатова, 1988), и, как следствие - к недостатку кормовой базы рыб-бентофагов.

Исследования влияния дампинга на зообентос, проведенные в различных морях, показали, что степень прямого воздействия на донные организмы зависит от объёма сброса: чем больше материала сброшено, тем большая площадь дна окажется под слоем осевшего грунта и тем толще сам этот слой (ТМЬиЫоу, 2005; КосЬе^п, 1999). Вместе с тем, отрицательный эффект от проведения дноуглубительных работ (Суслопарова и др., 2012) затем может нивелироваться при восстановлении донных сообществ (Рубцова, Алемов, 2011).

При планировании гидротехнических работ в прибрежной зоне следует отметить несовершенство методик, используемых при выполнении прогнозной оценки воздействия на донные биоценозы (Шлыгин, 1988; Прозоров, 2000; Шавыкин и др., 2011; КосЬгафп, 2003). Например, при организации экологического контроля и мониторинга водной среды и биоты при производстве гидротехнических работ не выполняются наблюдения за образованием зоны мутности, не определяются её параметры, не проверяются спрогнозированные технологические нормативы перехода извлекаемых донных отложений во взвесь (Рубинштейш, 1988; Зинченко, 2008).

Все это определяет актуальность исследования влияния гидротехнических, в первую очередь, дноуглубительных работ на состояние компонентов прибрежных морских экосистем.

Цель работы. Оценка воздействия дноуглубительных работ на донных беспозвоночных и среду их обитания для оптимизации программы экологического контроля и локального мониторинга водной среды и биоты портовых акваторий.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- определить скорость накопления гидротехнического осадка и оценить толщину слоя антропогенного осадконакопления при проведении дноуглубительных работ;

- определить влияние гидротехнических работ на загрязнение водной среды и донных отложений при проведении производственного экологического контроля (ПЭК) и локального экологического мониторинга (JIM);

- оценить токсичность водной среды и донных отложений методами биотестирования на всех стадиях дноуглубительных работ;

- определить гранулометрический состав донных отложений, его изменение при проведении дноуглубительных работ, содержание органического вещества в донных отложениях до и после производства дноуглубительных работ;

- оценить таксономический состав, плотность, биомассу и трофическую структуру зообентоса на всех стадиях дноуглубительных работ;

- оценить смертность эпибентосных организмов при осаждении гидротехнического осадка в экспериментальных условиях;

- разработать предложения к программе ПЭК и ЛМ водной среды и биоты портовых акваторий.

Научная новизна. Впервые проведена количественная оценка антропогенного воздействия дноуглубительных работ на водную среду и бентос в порту Сочи и на прилегающей акватории. Отмечено, что дноуглубительные работы не существенно влияют на экосистему портовой акватории, поскольку она уже изменена под влиянием антропогенного воздействия. Впервые экспериментально установлено количественное влияние антропогенного осадка на донных беспозвоночных в условиях полевого эксперимента.

Практическая значимость работы. Изучение гидротехнического осадконакопления при проведении ПЭК и JIM более информативно для уточнения размера ущерба водным биоресурсам, чем оценка гидрохимических показателей и содержания загрязняющих веществ. Для оценки состояния кормового зообентоса при проведении производственного экологического

2

контроля и локального мониторинга плотность и биомасса бентоса в целом более информативны, чем видовой состав.

Результаты исследований могут использоваться: при проведении прогнозной оценки воздействия на водные организмы; для оптимального выбора и использования моделей распространения гидротехнического осадка в водной среде; для уточнения величины вреда (ущерба), наносимого строительством гидротехнических объектов водным биоресурсам и вычисляемого на этапе проектирования объекта; при планировании и выполнении производственного экологического контроля и локального мониторинга и разработке мероприятий по сохранению водных биоресурсов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Гидротехнический осадок быстрее всего накапливается в зоне максимального разноса взвеси. По окончании дноуглубительных работ содержание органического вещества в донных отложениях существенно увеличивается. Вода и донные отложения нетоксичны или слаботоксичны на всех стадиях дноуглубительных работ.

2. В процессе работ, происходит смена трофической структуры макрозообентоса. За пределами акватории порта влияние дноуглубительных работ на бентос существенно меньше, чем в порту Сочи.

3. Смертность амфипод в условиях полевого эксперимента увеличивается в зависимости от толщины гидротехнического осадка.

Апробация работы. Результаты были представлены на 1-ой Научно-практической конференции молодых ученых (Москва, 18-19 ноября 2010 г.), на 7-ой Международной научно-практической конференции (Сочи, 14-19 мая 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях из перечня ВАК.

Личный вклад автора. Сбор и первичная обработка проб на всех этапах полевых исследований в акватории порта Сочи, биотестирование проб воды и донных отложений, постановка натурного модельного эксперимента, обобщение и интерпретация полученных данных.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 131 странице и включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение, выводы и список литературы (100 источников, из которых 90 на русском и 10 на иностранном языке). Диссертация содержит 13 рисунков, 14 таблиц, 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

В главе представлена характеристика зообентоса прибрежной части Чёрного моря, включая портовые акватории. Описаны масштабы прибрежного строительства в Чёрном море и его влияние на донные биоценозы.

Приводится обзор особенностей природопользования в прибрежных зонах в России и зарубежных странах. Описана процедура выполнения оценки воздействия гидротехнических работ на морские экосистемы и водные биоресурсы. Приводится подробное описание дноуглубления в прибрежной зоне и дампинга, и их влияние на донные организмы.

Глава 2. Материал и методы исследования

Район работ. Порт Сочи представляет собой искусственно созданную акваторию, огражденную от моря гидротехническими сооружениями -Северным и Южным молом (рисунок 1). Гидрологическая обстановка на акватории порта способствует высокой активности водных масс и быстрому самоочищению моря. Местная циркуляция вод определяется циклоническим круговоротом в верхнем 200-метровом слое, главным элементом которого является кольцевое (основное Черноморское) течение. На акватории, огражденной молами, течения формируются под влиянием ветровых потоков и изменения уровня воды. В зоне, прилегающей к входу в порт, в течение года существует два направления перемещения вод: преобладающее северозападное и юго-восточное. Максимальная скорость течения зимой составляет 16-20 см/с, в остальные периоды - 10-15 см/с.

Рядом с портом в Чёрное море впадает р. Сочи. Средний многолетний расход взвешенных частиц составляет 4,1 кг/с, среднегодовая мутность -270 г/м3 (при колебаниях 68-630 г/м3), максимальная мутность зафиксирована на уровне 13000 г/м3 (Проект реконструкции порта ..., 2010).

Исследования проводили в порту Сочи и прилегающем к нему участке акватории (см. рисунок 1). Площадь вновь образованной акватории порта 7,6 га.

Направление течений

► на глубине 1 м (212 •)

► на глубине Юм (235

► на глубине 20 м (239*)

® Станшш измерения мутности

• Станшт отбора проб

Строения

дороги

Свалка находится на расстоянии 4,5 - 5,5 км от места проведения работ. Радиус свалки 185 м

» V'. Зона фоновая

'» Зона лам пинга

1' *, Зона максимального разноса взнеси

» , '1 Зона минимального разноса взвеси

^Ц) Дамппнг

А Земснаряд

Рисунок 1. Карта-схема порта Сочи с прилегающей к нему акваторией и расположение станций отбора проб в 2012-2013 гг.

Дноуглубительные работы проводились в 2 этапа с использованием разной техники. До начала производства дноуглубительных работ в морском порту Сочи (в рамках строительства комплекса сооружений международного центра морских пассажирских и круизных перевозок), в процессе дноуглубления и после его завершения, проводили исследования состояния водной среды и зообентоса.

Во время работ летом и осенью 2012 г., летом и зимой 2013 г. определяли:

- глубину и скорость течения;

- гидрохимические параметры воды (рН, БПК5, взвешенное вещество, растворенный кислород, нитриты, нитраты, аммонийный азот и фосфаты);

- токсичность воды, донных отложений, гидротехнического осадка;

- содержание в воде нефтепродуктов, железа общего, фенолов, анионных и катионных поверхностно-активных веществ (АПАВ и КПАВ);

- содержание в воде и донных отложениях меди и цинка, свинца и кадмия, никеля, ртути, олова;

- гранулометрический состав донных отложений;

- содержание органического вещества в донных отложениях;

- скорость накопления гидротехнического (переотложенного) осадка;

- таксономический состав, плотность и биомассу мейозообентоса и макрозообентоса.

Сбор проб, позволяющих определить эти параметры, был выполнен на 17 станциях, прилегающих к акватории порта (см. рис. 1). Были условно выделены следующие 4 зоны исследований: зона фоновая (Буй), зона максимального разноса взвеси (9, 8, 4, 6, Зв, 2Ув, 1УО), зона минимального разноса взвеси (11, 1, 12,10, ЗУ, 4У), зона дампинга (13, 6У). Глубины в районе работ в период исследований варьировали от 5,5 м до 36 м.

До начала 1-го этапа дноуглубительных работ в акватории порта Сочи летом 2012 г. (31.08-03.09) были оценены фоновые показатели водной среды и состояния биоты. Дноуглубительные работы, начатые 04.09.2012, производили самоотвозным землесосом «ВЯАВО» вместимостью трюма свыше 5 000 м3. В начальный период (04.09-06.09) выполняли отбор проб воды и донных отложений.

Продолжительность дноуглубления составила 37 суток (888 часов). В сентябре на операционной акватории было изъято около 730 тыс. м3 грунта, в октябре-ноябре -700 тыс. м3. В ноябре, сразу после завершения первого этапа работ, были собраны пробы (02.11-03.11) для оценки состояния водной среды и биоты. Такие же оценки были выполнены летом 2013 г. (24.06-28.06) перед началом 2-го этапа дноуглубительных работ.

Второй этап дноуглубительных работ был начат 28.06.2013 г. Работы производились земкараваном «ВоБсаНв» производительностью 140 м3/ч. Было изъято 242,1 тыс. м3 грунта. Сбор проб оценки состояния водной среды и биоты был выполнен по завершении работ, в декабре 2013 г.

Полигон станций для изучения осадконакопления и бентоса был намечен согласно имитационному моделированию распространения и оседания

6

гидротехнического осадка, выполненному ВЦ им. А.А. Дородницына РАН (Моделирование распространения ..., 2010). Согласно этой модели за 3975 часов (около 166 сут.) существования шлейфов повышенной мутности на дно выпадет от 2,78 до 50 мм осадка, причем основная часть (от 40 мм и выше) окажется в зоне гавани (ковша).

Дополнительно к комплексным станциям летом 2013 г. на расстоянии 50150 м от земснаряда было выполнено зондирование водной толщи для определения показателя мутности, а также рН и содержания кислорода. Его выполнили до начала работы земснаряда и после того, как началось дноуглубление (см. рисунок 1). Общий объем исследованных проб приведён в таблице 1.

Определение гидрологических и гидрохимических показателей. Значения температуры, скорости течений, содержания кислорода и мутности были получены с морской автоматической станции (рисунок 1, станция Буй). Кроме этого, летом 2013 г. использовали зонд 6600У2".

Содержание взвешенного вещества в воде определяли гравиметрическим методом, растворённый кислород - методом Винклера, нитриты - фотометрией с реактивом Грисса, нитраты - фотометрией после восстановления в кадмиевом редукторе, аммонийный азот - фотометрией с реактивом Несслера, фосфаты - фотометрией, рН - потенциометрией, БПК5 - скляночным методом.

Содержание в воде меди, цинка, свинца, кадмия и никеля определяли методом инверсионной вольтамперометрии, железа — фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой, ртути — атомно-абсорбционным методом, олова — методами атомно-эмиссионной спектрометрии и спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Содержание нефтепродуктов, фенолов и катионных поверхностно-активных веществ (КПАВ) определяли методами ИК-спектрофотометрии с использованием концентратомера КН-2, фотометрии и флуориметрии. Содержание анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) - экстракционно-фотометрическим методом (ПНД Ф 14.1:2:4.15-95). Все вышеуказанные показатели определяли в соответствии с существующими методами (РД 52.10.243-92. Руководство по химическому анализу морских вод, ПНД Ф 14.1:2:4; МИ 2878-2004 и др.).

Содержание органического вещества в пробах донных отложений определяли методом автоматического кулонометрического титрования на экспресс анализаторе углерода (АН-7529).

Скорость накопления гидротехнического осадка и толщины слоя осадконакопления на исследуемой акватории исследовали летом 2012 г. и 2013 г. с помощью седиментационных ловушек (Сергеева и др., 2014). Для оценки фонового осадконакопления их устанавливали и снимали перед началом

7

работы земснаряда. Экспозиция составляла около суток. Затем ловушки повторно устанавливали непосредственно перед началом работы земснаряда и оставляли их в акватории на период его работы. Результаты осадконакопления (мм) пересчитывали на 1 сутки.

Таблица 1. Объем исследованного материала, число проб

Определяемые показатели | 2012 | 2013 | Всего

Экспериментально-производственные исследования в морском порту Сочи 2012-2013 гг.

рН, Т, БПК5, содержание 02, Р04, NIL,, N03, NO2, взвешенного вещества в воде (на станциях 1VG, 2VG, 3V, 3G, 4V, 5VG, 6V) 53 190 243

Металлы (Fe, Си, Zn, Pb, Cd, Ni, Hg, Sn) в воде и донных отложениях (ст. 1VG, 2VG, 3V, 3G, 4V, 5VG, 6V) 409 проб воды б проб донных отложений 163 пробы воды 42 пробы донных отложений 572 48

Органические загрязнители (нефтепродукты, фенолы, АПАВ, КПАВ) в воде (ст. 1VG, 2VG, 3V,3G, 4V.5VG, 6V) 36 92 128

Гранулометрический состав донных отложений 19 (ст. 1,10,12,4,9, Буй) 16 (ст. 1,9, 10, 4, 11, 12, Буй, 4 V, 8, 13) 35

Органическое вещество в донных отложениях 17 (ст. 1, 12, 10, 11, 9, 6, 6У) 17 (11,1,12,10,9,4,8) 34

Количество установленных седиментационных ловушек и проб гидротехнического осадка 18 18 36

Биотестирование воды, донных отложений и гидротехнического осадка (ст. 4,10,1,9,4V,11,12,13) 16 проб воды 8 проб донных отложений 18 проб осадка 19 проб воды 7 проб донных отложений 18 проб осадка 35 15 36

Качественные и количественные характеристики мейобентоса и макрозообентоса 36 (ст. Буй, 6У, 13, 1, 4, 10, 12, 8,9, 11) 33 (ст. Буй, 1,4, 4У,8, 9, 10, 12,13) 69

Для определения токсичности воды и донных отложений использовали метод биотестирования. В оба сезона (лето и осень 2012 и 2013 гг.), отбирали пробы воды, донных отложений и гидротехнического осадка из ловушек. В качестве объекта тестирования использовали рачка артемию Artemia salina (ГОСТ 31959-2012 «Вода. Методы определения токсичности по выживаемости морских ракообразных»).

Гранулометрический состав определяли методом Петелина (1967), а тип донных отложений присваивали согласно классификации, принятой при выполнении прибрежных исследований (Изучение экосистем рыбохозяйственных водоемов..., 2005).

Исследование мейобентоса и макробентоса. Отбор проб макробентоса и мейобентоса производили летом и осенью 2012-2013 гг. по стандартной методике (Изучение экосистем рыбохозяйственных водоемов..., 2005).

Обработку материала проводили по общепринятым методикам (Маккавеева, 1966; Мокиевекий, 2009). При расчете биомассы мейобентоса использовали данные по средним массам отдельных групп мейобентоса (Маккавеева, 1966). Для расчета биомассы отдельных крупных мейобентосных организмов применяли номограммы Численко (Численко, 1968). После подсчета и взвешивания численность и биомассу каждого вида пересчитывали на 1 м2. По полученным данным рассчитывали индексы видового разнообразия: Шеннона-Уивера (Н = - 8р1при где ! = 1,2...8; Б - количество видов; р! - относительное обилие ¡-го вида) и Маргалефа (с1= (з - 1) / 1п N , где э - число видов, N - число особей). Трофические группировки выделяли по методике М.И. Киселевой (1981). Роль группировок определяли по биомассе на каждой исследованной станции до и после дноуглубительных работ.

Оценка доли гибели бентосных организмов при осаждении экспериментального осадка. Для оценки влияния слоя осадка на выживаемость бентоса в дополнение к исследованиям в порту Сочи летом 2012 г. был выполнен эксперимент в полевых условиях (Сергеева, Медянкина и др., 2013) в части Бугазского лимана (Краснодарский край), прилегающей к песчаной косе. В качестве модельного объекта был выбран рачок бокоплав Саттагш aequicauda. Эксперимент проводили в трех повторностях в 9 садках: по 3 садка в контроле и каждом из двух вариантов опыта (рисунок 2).

А Б

Рисунок 2. Устройство садков: А - садки в лимане, Б - схема садка. Цифрами обозначены: 1 - мешок из синтетического газа. 2 - вертикальные стойки, 3 - поверхность воды, 4 - слой ракушечника, 5 - слой осадка

Постановка экспериментальных садков происходила в прибрежной части Бугазского лимана на глубине менее 1 м. На акватории исследования были отобраны бокоплавы размером от 6,4 мм до 9,3 мм, которых помещали в экспериментальные садки по 15 экз. в каждый садок. Осадок грунта отбирали в

Витязевском лимане (фракция меньше 0,1 мм) на источниках лечебных грязей. Его перемешивали в воде в пропорции 1:1 и вносили во все садки: в опыте № 1 - по 10,8 л, в опыте № 2 - по 27 л. Объёмы рассчитывали так, чтобы к окончанию эксперимента (после завершения осаждения взвеси) в опыте № 1 толщина осадка была 1-5 см, в опыте № 2 -5-10 см. В контрольные садки взвесь не вносили. После полного осаждения взвеси (на 4-е сутки) эксперимент завершили и произвели подсчет живых бокоплавов. В каждом варианте опыта подсчитывали среднее число гаммарусов в трёх повторностях.

До начала эксперимента, далее ежедневно и перед завершением эксперимента, два раза в сутки (утром и вечером) измеряли содержание кислорода, температуру и pH воды - около садков, в контроле, в опыте № 1 и опыте № 2. Использовали анализатор растворенного кислорода и температуры воды «Самара-2Б» и портативный рН-метр (PICCOLO 2 АТС). В течение всего эксперимента каждый день отбирали пробы воды для определения гидрохимических показателей - содержания фосфатов, аммонийного азота, нитратов и нитритов. Содержание органического углерода в экспериментальном осадке определяли методом автоматического кулонометрического титрования на экспресс-анализаторе АН-7529.

При определении гранулометрического состава экспериментального осадка, типа донных отложений, биотестировании - использовали те же методы, что и при наблюдениях в порту Сочи. Всего за время эксперимента было собрано и обработано 236 проб.

Глава 3. Результаты и обсуждение

3.1. Состояние водной среды и бентоса в зоне производства и влияния дноуглубительных работ в порту Сочи.

В 4-х выделенных зонах производства и влияния дноуглубительных работ в порту Сочи скорость течения в летний период 2012 г. колебалась в диапазоне от 11 см/с до 49 см/с на глубине 10 м и от 15 см/с до 49 см/с на глубине 20 м.

Все гидрохимические параметры, в том числе, содержание биогенных соединений были в норме (таблица 2, 3). То же относится к нефтепродуктам, фенолам, КЛАВ, АПАВ и тяжелым металлам в морской воде (таблица 4). Только в зоне максимального разноса взвеси летом 2013 г. было выявлено превышение ПДК по меди (0,007 мг/л при ПДК 0,005 мг/л).

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях также соответствовала уровню допустимой концентрации (ДК) (Neue Niederlandische Liste. Altlasten Spektrum 3/95).

Превышение было лишь по никелю и кадмию в донных отложениях в несколько раз, на всех зонах по сравнению с фоновыми значениями (таблица 5).

Таблица 2. Гидрохимические показатели морской воды в порту Сочи

Год Сезон рН 0 1С бпк5 о2 Взвешенное вещество

3 мг/дм

2012 лето 6,9-9,69 25,5-27,1 0,96-2,52 6,9-9,69 0,5-14,1

осень 8,56-8,75 19,5 0,96-2,05 6,90-8,20 7,0-14,1

2013 лето 7,92-8,65 25,5-27,1 1,2-3,1 8,7-10,6 <3-9,8

зима 8,41-8,45 19,5 1,8-2,5 10,5-10,7 <3- 3,0

норматив качества воды, мг/дм3

| | 6,5-8,5 | - | - 1 >6 | 10

Таблица 3. Содержание биогенных соединений в морской воде порта Сочи

Год Сезон N-N02 N-N03 р-ро4

3 мг/дм

2012 лето 0,01 -0,05 0,01 0,003 - 0,01 0,001 -0,002

осень 0,01 -0,02 0,001 0,001 -0,009 0,001 -0,002

2013 лето 0,01 -0,02 0,001 0,001 - 0,009 0,001 - 0,002

зима 0,05 0,0005 0,0005 0,0005

рыбохозяйственный норматив ПДК, мг/дм3

2,9 0,02 9 -

Таблица 4. Содержание металлов и органических веществ в морской воде порта Сочи

Компонент 2012 2013 ПДК р/х, мг/дм3

лето | осень лето | зима

содержание в воде, мкг/дм3

Ре 2,2-10,0 2,7-5,2 0,8- 2,3 0,12-0,14 50

Си 0,7-2,0 0,7-4,3 0,8- 2,3 1,1-3,8 4

га 2,3-5,6 2,1-7,9 0,8-2,3 <0,001 50

РЬ 1,3-2,6 1,18-2,5 0,9- 2,0 2,1-7,8 10

са 0,13-0,26 0,10-0,29 0,19- 0,64 0,17-0,45 10

N1 1,5-2,8 0,9-1,7 0,7- 1,8 0,4-2,1 10

Ня 0,022-0,090 0,026-0,081 - - 0,1

ме 2,4- 42,7 2,4-25,0 - - 94-10 при 13-18%о

соде ржание в воде, мг/дм3 ПДК р/х, мг/дм3

нп 0,003-0,008 0,004-0,013 0,010-0,005 0,02-0,025 0,05

Фенолы <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,001

АПАВ 0,062-0,081 0,098-0,131 0,101-0,165 <0,001 -

КПАВ <0,0010,012 <0,001- 0,009 <0,0010,005 <0,001 -

Таблица 5. Содержание металлов в донных отложениях в порту Сочи

Металлы в донных отложениях осень 2012 лето 2013

мг/кг

Си 22-51 20-27

Ъл 0,9-2,0 62-79

РЬ 21-33 17-20

са 1,1-1,4 0,9-1,2

№ 38-66 45-50

НЁ 0,066-0,124 0,003-0,004

Бп - 0,32-0,94

При исследовании воды из двух дополнительных станций в устье р. Сочи выявлено отсутствие превышения рыбохозяйственных ПДК фенолов и тяжелых металлов в воде.

Биотестирование воды и донных отложений в 2012-2013 гг. выявило три группы проб по степени токсичности: 1. нетоксичные (6 проб воды и 5 — донных отложений), 2. слаботоксичные (4 пробы воды), З.токсичные (3 пробы воды и 1 донных отложений). Токсичность проб выявлена в зоне дампинга.

Содержание Сорг в донных отложениях в осенний период 2012 г. увеличилось практически в 2 раза по сравнению с фоновыми летними показателями до начала производства дноуглубительных работ (рисунок 3) - с 0,16 % до 1,11 %. Причиной этого может являться изменение гранулометрического состава грунтов, так как после дноуглубления преобладали алевритовые илы. В 2012 г. в местах размещения изъятых при дноуглублении донных отложений данные изменения прослеживались - в зоне дампинга содержание С орг(%) составило 0,22 (летом) и 1,11 (осенью), на ст. 13 - 0,20 (летом) и 0,81 (осенью). Содержание С 0Рг (%) в донных отложениях в фоновой зоне осенью по сравнению с летом практически не изменилось - 0,37 (летом) и 0,56 (осенью) (рисунок 3).

Среднее содержание Сорг в 2012 г. в донных отложениях (%) вблизи акватории порта составляло 0,322±0,185 летом и 0,585±0,198 осенью. На отдаленных от порта станциях летом, а именно в зоне минимального разноса взвеси было меньше (0,263±0,105), а осенью - больше (0,827±0,312).

Содержание Сорг в донных отложениях в зимний период 2013 г. увеличивалось по сравнению с фоновыми летними значениями, полученными до начала производства дноуглубительных работ. В зоне дампинга эти изменения прослеживались на ст. 13 содержание Сорг (%) составило 0,29 (летом) и 0,68 (зимой). Содержание Сорг (%) в донных отложениях в фоновой зоне увеличилось зимой (0,72) по сравнению с летом (0,15).

Рисунок 3. Суточное гидротехническое осадконакопление (мм/сут.) при производстве дноуглубительных работ в порту Сочи; а - летом 2012 г., б - летом

2013 г.

Среднее содержание Сорг в донных отложениях (%) вблизи акватории порта составляло 0,408±0,155 летом и 0,486±0,070 зимой, в зоне минимального разноса взвеси - 0,220±0,137 летом и 0,700±0,039 зимой.

Донные отложения летом 2012 г. были представлены алевритами крупными в зоне минимального разноса взвеси и песками мелкими в зоне максимального разноса взвеси и в фоновой зоне. Осенью после завершения работ земснаряда, в зоне минимального разноса взвеси также преобладали илы алевритовые, а пески мелкие были отмечены в зоне максимального разноса взвеси и в фоновой зоне. В целом, можно отметить, что резкого изменения гранулометрического состава донных отложений на прилегающей к порту акватории в процессе дноуглубительных работ не наблюдали.

Донные отложения летом 2013 г. были представлены песками мелкими на всех зонах кроме зоны дампинга, крупными алевритами в зоне минимального разноса взвеси, илами алеврито-глинистыми в зоне максимального разноса взвеси. В зимний период 2013 г. отобранные донные отложения были отнесены к следующим типам все зоны, кроме зоны дампинга - пески мелкие; в зоне минимального и максимального разноса взвеси - алевриты крупные; в зоне дампинга и максимального разноса взвеси - илы глинистые. Таким образом, за год, как минимум, в зоне минимального разноса взвеси алевриты сменились мелкими песками.

Фоновая скорость накопления осадка летом 2012 г. составляла в среднем 0,019 мм/ч - до начала работы земснаряда, за сутки в ловушках накопилось в среднем 0,456 мм.

Уже за первые сутки работы земснаряда накопление гидротехнического осадка на дне в процессе изъятия донных отложений происходило по-разному (рисунок 3). В зоне максимального и минимального разноса взвеси накопление гидротехнического осадка находилось на уровне фонового значения. Шлейф гидротехнического осадка от работающего земснаряда не достигал фоновой зоны из-за её отдаленности, толщина накопленного осадка была на данной станции на фоновом уровне - 0,120 мм за сут.

Максимальные показатели гидротехнического осадконакопления были отмечены в зоне максимального и минимального разноса взвеси (таблица 6).

Таблица 6. Гидротехническое осадконакопление при производстве дноуглубительных работ летом 2012 г.

5 К Я X в и 1 За период работ (888 ч = 37 сут.) по предварительному Средняя скорость гидротехнического осадконакопления, мм/ч Максимальная скорость накопления гидротехнического осадка, мм/ч Толщина гидротехнического осадка на дне, мм

За период наблюдений (за сут.) За период работ (720 ч = 30 сут.) За период работ (960 ч = 40 сут.)

Фактическая Прогнозная

Зона макс (в) 0,0 0,020 ± 0,002 0,003 0,072 9 9,2

Зона макс (4) 0,0 0,020 ± 0,002 0,072 0,072 4,6 5,1

Зона макс (8) 6,33 0,472 0,453 10,872 1,7 2,2

Зона мин (10) 0,0 0,017 ±0.004 0,002 0,048 0,1 0,14

Зона макс (9) 2,78 0,026 0,007 0,168 0,09 0,1

Зона мин (I) 0,0 0,016 ±0,007 0,004 0,096 0,000 0,000

Зона мин (12) 0,0 0,093 0,074 1,776 0,000 0,000

Зона фон (Буй) 0,0 0,015 ±0,009 0,074 0,120 - -

•Примечание: Зона макс - зона максимального разноса взвеси; зона мин - зона минимального разноса взвеси; зона фон - зона фоновая.

Поскольку исследовать гидротехническое осадконакопление на протяжении всего периода дноуглубления в 2012 г. технически не представляется возможным из-за постоянного перемещения сопровождающей техники и штормовых явлений, то оценка гидротехнического осадконакопления для данного периода была спрогнозирована посредством повторного имитационного моделирования. При моделировании были

использованы описанные выше данные (по станциям) по суточному осадконакоплению, направлению и скорости течений.

Рассчитано, что в максимальной зоне разноса взвеси (ст. 6) гидротехнический осадок должен начинать выпадать из шлейфа мутности на дно уже через 0,5 часа после начала работы земснаряда, в максимальной зоне разноса взвеси (ст. 4) - через 1,5 часа. На остальных станциях гидротехнический осадок должен начинать выпадать из шлейфа мутности значительно позднее, примерно через 20 ч от начала работы техники. Прогноз также показал, что через 720 ч и 960 ч (было выбрано наиболее близкое время к времени фактической работы техники в 2012 г. - 888 ч) от начала работы земснаряда максимальное количество гидротехнического осадка должно отмечаться в максимальной зоне разноса взвеси. В зоне минимального разноса взвеси, наоборот, должно сводиться к минимуму, и приближаться к фоновому значению (рисунок 4). Заданное расположение станций и применяемая методика сбора проб обеспечивают получение данных, позволяющих успешно моделировать расположение и площади зон отложения гидротехнического осадка.

Рисунок 4. Поле толщины гидротехнического осадка (мм) через 720 ч (а) и за 960 ч (б) от начала дноуглубительных работ на акватории круизной гавани (по результатам имитационного математического моделирования)

Летом 2013 г. (рисунок 46) фоновая скорость накопления осадка до начала работы земснаряда колебалось от 0,009 мм/сут до 0,014 мм/сут, за сутки толщина осадка составляла в среднем 0,257±0,071 мм/сут.

Во время дноуглубительных работ максимальное накопление гидротехнического осадка наблюдалось в зоне максимального разноса взвеси, в остальных зонах оно было равномерным. В фоновой зоне толщина

а

б

гидротехнического осадка на дне достигала 0,408 мм/сут. Наименьшее накопление гидротехнического осадка было зафиксировано в зоне минимального разноса взвеси (таблица 7).

В северо-восточной части Черного моря обнаружено 120 видов донных животных (Фроленко, 2008). Биомасса кормового бентоса составляет в среднем 27 % от общей биомассы и колеблется от 12 г/м2 до 67 г/м2. Запасы кормового для рыб бентоса во всем Черном море были оценены В.П. Закутским (1963) в 7 698 000 т.

Таблица 7. Гидротехническое осадконакопление при производстве дноуглубительных работ в летний период 2013 г.__

№№ станции Средняя скорость гидротехнического осадконакопления, мм/ч Максимальная скорость накопления гидротехнического осадка, мм/ч Фактическая толщина гидротехнического осадка на дне (мм) за период наблюдений (за сут.)

Зона фоновая (Буй) 0,021 ±0,010 0,017 0,408

Зона макс (6) 0,021 ± 0,010 0,017 0,408

Зона мин (10) 0,011± 0,008 0,005 0,120

Зона мин (12) 0,016 ±0,003 0,005 0,120

Зона макс (2 Ув) 0,293 0,279 6,696

Зона мин (4У) 0,014 ±0,003 0,003 0,072

*Примечание: Зона макс - зона максимального разноса взвеси; Зона мин - зона минимального разноса взвеси; зона фон - зона фоновая.

Макробентос исследованной акватории достаточно беден и представлен 21 видами (таблица 8). Вследствие особенностей сбора материала некоторые таксономические группы (Amphipoda) в пробах отсутствовали. Также в порту Сочи были обнаружен брюхоногий моллюск - Raparía venosa, но сбор его по станциям отдельно не осуществлялся. На исследуемом участке выделен один, характерный для Черного моря, биоценоз С. gallina (Киселева, 1981).

Средняя плотность всех донных организмов составляла 1590 экз./м2, биомасса - 505,5 г/м2. Руководящим видом в сообществе была С. gallina. Основу численности сообщества (свыше 60 %) составляли С. gallina, А. inaequivalvus, G. minima, L. divaricata, D. semistriatus. Основная роль в формировании биомассы принадлежала A. inaequivalvus (около 30%) и L. divaricata (более 50 %). Осенью 2012 г. недавно доминирующие моллюски С. gallina и A. inaequivalvus в десятки раз сократили свою численность и биомассу, в то время как D. semistriatus оказался наиболее устойчивым.

Таблица 8. Видовой состав макрозообентоса в порту Сочи и прилегающей к нему акватории в 2012-2013 гг. (указано количество станций, на которых обнаружены

2012 2013

Вид (надвидовой таксон) До После До После

работ работ работ работ

Nephthys hombergii (Polychaeta) - 2 - 1

Melinna palmata (Polychaeta) 1 - - -

Neanthes succinea (Polychaeta) 1 2 - -

Diogenes pugilator (Decapoda) 3 1 - 1

Balanus improvisus (Cirripedia) 2 1 - 5

Abra ovata (Bivalvia) - - 1 -

Chamelea gallina (Bivalvia) 7 7 1 7

Anadara inaequivalvis (Bivalvia) 6 4 4

Gouldia minima (Bivalvia) 3 1 2

Lucinella divaricata (Bivalvia) 7 7 1 4

Lentidium mediterraneum (Bivalvia) - - 1 5

Modiolus phaseolinus (Bivalvia) 1 - -

Mytilaster lineatus (Bivalvia) 3 - 1 -

Pitar rudis (Bivalvia) 3 1 1

Donax semistriatus (Bivalvia) 2 3 1 5

Spisula subtruncata (Bivalvia) 1 - 1 -

Nana neritea (Gastropoda) 1 1 - 1

Bittium reticulatum (Gastropoda) - 2 - 2

Tritia reticulata (Gastropoda) 1 1 1 -

Nana donovani (Gastropoda) - - - 1

Hydrobia ¿/(.(Gastropoda) 1 2 - 1

Несмотря на снижение количественных показателей, руководящий вид сообщества - двустворчатый моллюск С. gallina - остался прежним. Наиболее чувствительными к гидротехническим работам были двустворчатые моллюски сестонофаги М. lineatus, S. subtruncata и полихета детритофаг - М. palmata.

Индексы видового разнообразия Шеннона - Уивера и Маргалефа также значительно понизились (таблица 9) вследствие дноуглубительных работ.

До начала работ в июне 2013 г. в составе макробентоса исследуемого полигона было встречено 11 видов беспозвоночных животных. Плотность всех донных организмов составляла в среднем 105 экз./м2, а биомасса в среднем достигала 22,7 г/м2. Основу численности сообщества определяли представители видов A. inaequivalvus, D. semistriatus, М. lineatus, D. pugilator, L. divaricala (численность данных видов составляла более 50%). После работ среди доминантов можно выделить по численности С. gallina, D. semistriatus. Так же как и в 2012 г., наиболее чувствительными были двустворчатые моллюски М. lineatus и S. subtruncata, а также - A. ovata и Т. reticulata: после дноуглубительных работ эти виды в пробах отсутствовали.

Таблица 9. Качественные и количественные характеристики макробентоса в сентябре 2012 г. — до начала дноуглубления, и в ноябре 2012 г. — по его завершению (8 - число таксонов на станции; N - общая численность на станции экз./мг; В - общая биомасса на станции г/м2; Н - индекс Шеннона - Уивера; (1 - индекс Маргалефа), н/д -нет данных.

№№ станций S N В н d

Зоны до после до после ДО после ДО после до после

работ работ работ работ работ работ работ работ работ работ

Фоновая Буй 12 7 1769 1077 58,2 33,97 1,93 1,61 3,39 1,65

Дампинг 6v 6 1 667 51 25,77 3,08 1,27 0,69 1,77 0,50

13 5 0 1462 0 60,77 0 1,18 0,00 1,26 0,00

Мин. 1 9 9 4051 1615 1294,87 252,46 1,32 1,11 2,22 2,18

11 н/д 7 н/д 1487 н/д 274,15 н/д 1,27 н/д 1,16

10 6 4 1359 154 111,23 13,08 1,15 1,01 1,60 0,91

12 5 4 1641 385 1980,00 30,46 1,26 1,21 1,24 1,58

Макс. 4 3 н/д 180 н/д 8,46 н/д 0,96 0,00 0,89 н/д

разноса 9 н/д 6 н/д 923 н/д 71,92 н/д 0,85 н/д 1,35

взвеси 8 н/д 5 н/д 385 н/д 12,23 н/д 1,14 н/д 1,16

(Б - число таксонов на станции; N - общая численность на станции, экзУм ; В - общая биомасса на станции, г/м2; Н — индекс Шеннона - Уивера; <1 — индекс Маргалефа), н/д — нет данных

В результате дноуглубительных работ в 2013 г. в порту Сочи снижения количественных показателей бентоса выявлено не было, а наоборот, наблюдалось увеличение плотности и биомассы за счёт доминирующих видов: С. gallina, D. semistriatus. Это связано с тем, что дноуглубительные работы оказывали влияние летом 2013 года уже на обедненное сообщество, которое образовалось в результате первого года дноуглубительных работ. После первого года вплоть до завершающего этапа дноуглубительных работ произошло постепенное восстановление сообщество макробентоса за счет оседающих личинок. Это также подтверждают индексы видового разнообразия Шеннона - Уивера и Маргалефа, которые значительно увеличились (таблица 10).

Для сравнения плотность макрозообентоса в районе Туапсе на глубине 13 м составляла 1207 экз./м2, биомасса — 59,1 г/м2, в районе Шахе на глубинах 20 м - 397 экз./м2 и 20,1 г/м2 соответственно, в районе Кудепсты на глубинах 16 м-4067 - 4537 экз./м2 и 221,9 - 280,5 г/м2 соответственно (Загорская, 2014).

Около 90 % видов характеризуются биомассой 0,002-0,5 г. Среди остальных видов (биомасса свыше 1 г) доминируют мелкие двустворчатые моллюски и брюхоногий моллюск - Rapana venosa. Так как наибольшей кормовой ценностью обладают двустворчатые моллюски массой 1-2 г (Закутский, 1963), то из них для количественных оценок макрозообентоса было выбрано 5 видов, доминирующих по численности С. gallina, A. inaequivalvus, G. minima, L. divaricata, D. semistriatus.

Таблица 10. Качественные и количественные характеристики макробентоса в июне 2013 г. - до начала дноуглубления и в декабре 2013 г. - по его завершению (Б - число таксонов на станции; N - общая численность на станции, экз./м2; В - общая биомасса на станции, г/м2; Н - индекс Шеннона - Уивера; (1 - индекс Маргалефа)

Зоны Ms станций S N В н d

ДО работ после работ ДО работ после работ ДО работ после работ ДО работ после работ до работ после работ

Фоновая Буй 1 6 51 718 1,03 20,69 0 1,54 0 1,75

Макс, разноса взвеси 4 2 н/д 26 н/д 0,26 н/д 0 н/д 0,71 н/д

8 н/д 7 н/д 29359 н/д 1259,23 н/д 0,83 н/д 1,34

9 0 4 0 9000 0,00 533,59 н/д 0,87 н/д 0,76

Мин. разноса взвеси 1 2 7 51 20821 11,79 1804,87 0,69 0,88 0,58 1,39

4V н/д 2 н/д 51 н/д 1,28 н/д 0,69 н/д 0,58

10 4 4 205 821 2,31 85,23 1,21 0,86 1,30 1,03

11 4 6 179 11744 137,69 478,33 0,96 0,77 1,33 1,23

12 2 5 77 5744 21,28 262,56 0 1,01 0,53 1,06

Дампинг 13 3 0 256 0 7,95 0 0,61 0 0,83 0

(Б - число таксонов на станции; N - общая численность на станции, экз./м ; В - общая биомасса на станции, г/м2; Н - индекс Шеннона - Уивера; й - индекс Маргалефа), н/д - нет данных

С. gallina и D. semistriatus составляют 64% общей численности во всех пробах. D. semistriatus обитает на относительно мелководных станциях к северу от дноуглубительных работ. Его численность уменьшается по мере приближения к району работ и к устью реки Сочи.

После завершения дноуглубительных работ в ноябре 2012 г. в фоновой зоне численность и биомасса макробентоса не изменились, однако несколько изменилось соотношение видов. В зоне дампинга бентос не обнаружен. В зоне минимального разноса взвеси общее количество двустворчатых моллюсков уменьшилось (рисунок 5А-Б).

LL

Фоновая Минимального Максимального Дампинга разноса взвеси разноса взвеси

liüjL

□ С. gallina

Зоны Зоны

iG. minima □ D. semistriatus nA. inaequivalvus mL. divaricate

Рисунок 5. Плотность доминирующих видов макробентоса в сентябре (а) и ноябре (б)

2012 г.

На исследуемой акватории были выделены следующие основные трофические группировки: сестонофаги (С. gallina, A. inaequivalvus, D. semistriatus М. Meatus, L. divaricata, G. minima, M. phaseolinus, P. rudis, S. Subtruncata, A. ovata, L. mediterraneum), собирающие детритофаги (D. pugilator,

19

В. improvisus, М. palmata, N. succinea), плотоядные (N. neritea, N. donovania, Hydrobia sp., T. reticulata, N. hombergii) и фитофаги (В. reticulatum).

В трофической структуре макробентоса летом 2012 г. (до дноуглубительных работ) преобладали сестонофаги (рисунок 6 А). После дноуглубительных работ осенью 2012 г. (рисунок 6 Б) в фоновой зоне исчезли детритофаги и были обнаружены только сестонофаги. В зоне минимального разноса взвеси уменьшилась доля сестонофагов (до 78%) и детритофагов (до 2,5%), и, кроме того, были обнаружены плотоядные (19 %). В зоне дампинга доля плотоядных составляла 100% по сравнению с летом (до дноуглубительных работ), когда преобладали сестонофаги.

В трофической структуре летом 2013 г., до дноуглубительных работ, преобладали сестонофаги, плотоядные в зоне минимального разноса взвеси и детритофаги в зоне дампинга (рисунок 6 В).

В трофической структуре зимой 2013 г., после окончания дноуглубительных работ, присутствовали главным образом сестонофаги (около 100%). В фоновой зоне и зоне минимального разноса взвеси изменения, по сравнению с летом 2013 г., были незначительными. В зоне дампинга макробентос отсутствовал (рисунок 6 Г).

Мейофауна на исследованной акватории была представлена 9 таксономическими группами: Foraminifera, Nematoda, Kinorhyncha, Polychaeta, Harpacticoida, Amphipoda, Ostracoda, A carina, Bivalvia. (таблица 12). Распределение численности и биомассы груттп мейобентоса было неравномерным.

=1Ш f1 3 Ш

о* ——т— ии —т—Ш— о 0% ——т—Dili—т— —ь---о

Фоновая Минимального Дампинга Фоновая Минимального Дампинга

разноса взвеси разноса взвеси

А Зоны Б 30НЫ

100% .1 1200 100% — ШШЯ 750

11 I IF II И\ Р

Фоновая Минимального Дампинга Фоновая Минимального Дампинга

разноса взвеси разноса взвеси

® Зоны ^ Зоны

езвсестонофаги нвфитофаги плотоядные с=>детритофаги -•-В г/кв.м

Рисунок 6. Трофическая структура макробентоса в порту Сочи летом (А, В) и осенью (Б, Г) 2012 (А, Б) и 2013 (В, Г) гг.

Таблица 12. Численность и биомасса групп мейобентоса в исследуемой акватории (% от общей численности)

Группы видов Численность, % Биомасса, %

Foraminifera 2,92- 70,68 13,13- 79,93

Nematoda 4,28 - 95,46 0,06- 18,40

Kinorhyncha 4,38 -4,76 2,44- 5,46

Polychaeta 10,85-33,76 27,02 - 76,68

Harpacticoida 14,5- 58,54 1,04-92,36

Amphipoda 0,47- 6,72 57,60-76,61

Ostracoda 2,62- 9,68 14,57-22,14

Acariña 0-0,25 0- 1,95

Bivalvia 7,25- 15,71 40,72- 75,16

В целом мейобентос исследованной акватории не деградировал, а наоборот после дноуглубительных работ увеличил свои качественные и количественные характеристики по некоторым группам видов.

Согласно данным литературы (Мокиевский и др., 2010) в 2005 г. численность Nematoda на глубинах от 8 до 31 м составляла 706900 ± 90,3 экз./м2, Foraminifera - 221500 ± 17 экз./м2 - в 1999 г. на глубинах 20-39 м. Согласно тому же источнику численность Harpacticoida в 2005 г. на глубинах 8-31 м составляла 21800 экзУм2 (Мокиевский и др., 2010). При сравнении полученных нами данных с данными за осенний период 2002-2008 гг. (Ремизова, 2011), согласно которым общая численность мейобентоса в Сочинском районе составляла 75006 экз./м2 и биомасса - 4 г/м2 на глубинах 5 м было установлено, что эти показатели близки к зарегистрированными нами в порту Сочи в 2012- 2013 гг. (таблица 12).

3.2. Экспериментальная оценка гибели беспозвоночных, подвергнутых воздействию осадконакопления. Проведена экспериментальная оценка гибели макрозообентоса, подвергнутого воздействию осадконакопления, в полевых условиях. В этот период температура воды варьировала между 24,5°С до 29°С, содержание растворенного в воде 02 на протяжении 3 суток составляло > 7,3 мг/л, суточные колебания рН были незначительны (не превышали 1,09). Содержание фосфатов изменялось от 0,006 до 0,011 мг/л, в среднем - 0,007 мг/л, что было даже ниже ПДК (0,15 мг/л). Содержание нитритного азота (N02), азота нитратов (N03) и аммонийного азота (NH3) не превышали величины ПДК в воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей. Содержание органического углерода в экспериментальных осадках было больше, чем в контроле (от 1% до 2,5 %). Биотестирование проб воды и осадка из контрольных и опытных садков на Artemia salina L. показало отсутствие токсичности. Изменения гидрохимических показателей незначительны. В

составе экспериментального осадка преобладали фракции диаметром менее 0,001 мм. Экспериментальный осадок представлял собой илы глинистые и алеврито-глинистые.

По нашим данным, после полного осаждения взвеси в садках, оказалось, что при средней толщине слоя засыпки 3,2 см погибли 17% организмов. При увеличении средней толщины слоя засыпки более чем в 2,5 раза - до 8,5 см элиминиция бокоплавов достигла 33,3% (таблица 13), что достоверно больше, чем в контроле. Мы приходим к заключению, что причиной гибели бокоплавов послужило механическое воздействие, т.е. слой экспериментального осадка взвеси определённой толщины.

Таблица 13. Гибель бентосных организмов (%) под слоем антропогенного осадка

Вариант Опыта Исходное число гаммарусов Число погибших гаммарусов Доля погибших гаммарусов Доверит, интервал и*

Контроль 45 9 0,2000 0,1206

Опыт 1 45 15 0,3333 0,1418 1,4

Опыт 2 45 21 0,4667 0,1504 2,8

Примечание: достоверно по сравнению с контролем для уровня значимости 0,05

В настоящее время для расчета ущерба водным биоресурсам от потерь организмов зообентоса чаще всего используются следующие ориентировочные критерии: для мелких организмов кормового зообентоса - 50% гибель при слое осадка толщиной 1-5 см и 100% гибель - при более 5 см осадка; для крупных организмов зообентоса, включая представителей промысловых видов — 50% гибель при толщине слоя 5-10 см и 100% гибель - при более 10 см. Следовательно, полученные экспериментальные данные, хотя и не противоречат используемым критериям потерь зообентоса от осаждения взвеси при дноуглублении или дампинге грунта, однако требуют корректировки в сторону уменьшения.

ВЫВОДЫ

1. Скорость накопления гидротехнического осадка существенна в зоне максимального разноса взвеси — до10,872 мм/сут, а в фоновой зоне и зоне минимального разноса взвеси достигает фоновых значений. Средняя толщина слоя осадконакопления в 2012 г. составила 0,336 мм/сут, в 2013 г. - 1 ,304 мм/сут.

2. Не выявлено влияния дноуглубительных работ на гидрохимические показатели водной среды. Содержание загрязняющих веществ не превышало ПДКР/Х, превышение по меди выявлено в зоне максимального разноса взвеси. Выявлено превышение по никелю и кадмию в донных отложениях в несколько раз, на всех зонах по сравнению с фоновыми значениями.

22

3. Вода и донные отложения нетоксичны или слаботоксичны на всех стадиях дноуглубительных работ, токсичность грунтов выявлена только в зоне дампинга.

4. За период дноуглубительных работ вблизи акватории порта существенного изменения гранулометрического состава донных отложений не происходит. На исследуемой акватории преобладают пески мелкие и крупные алевриты. В зоне минимального разноса взвеси алевриты сменились мелкими песками. После выполнения дноуглубительных работ содержание органического вещества в донных отложениях увеличилось в два раза.

5. В районе работ обнаружен 21 вид макробентоса и 9 таксономических групп мейобентоса. Доминировали по численности 5 видов - С. gallina,

A. inaequivalvus, G. mínima, L. divaricata, D. semistriaíus. В районе исследований присутствовал единственный биоценоз С. gallina.

Макрозообентос в районе дампинга полностью исчезает после дноуглубительных работ, а в остальных зонах в первый год работ происходит снижение плотности и биомассы почти в 2 раза, а после окончания работ бентос постепенно восстанавливается. Видовой состав, плотность, биомасса мейобентоса существенно не изменились за период исследований. В зоне дампинга наблюдалась смена доминирующей трофической группировки с сестонофагов на плотоядных.

6. Смертность представителей макрозообентоса (амфипод) в эксперименте увеличивается в зависимости от толщины гидротехнического осадка, составляя в условиях Чёрного моря при толщине 3,2 см в среднем 17%, при толщине 8,5 см - 33%. Необходима коррекция критериев гибели макрозообентоса, принятых в настоящее время при оценке ущерба водным биоресурсам (при толщине осадка 1-5 см - 50% гибели, при толщине осадка более 5 см - 100% гибели) в сторону уменьшения.

7. Согласно предложениям к программе ПЭК и JIM водной биоты и среды их обитания рекомендуется исследование распространения шлейфов взвеси и образования зон заиления при ее осаждении на всех стадиях дноуглубительных работ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

Сергеева О.В. (Медянкина М.В., Сергеева О.В., Кожемяченко Т.В., Лавренова Е.Ю, Удинцев С.И, Сушкова Е.А.). Оценка влияния загрязнённости донных отложений на состояние зообентоса в акватории Туапсинского морского порта // Инженерные изыскания, 2012. № 2. С. 20-25.

Сергеева О.В., Медянкина М.В., Самойлова Т.А., Кузьмина К.А.

Экспериментальное исследование влияния осажденной взвеси на выживаемость ракообразных // Современные проблемы науки и образования, 2013 г., № 3. С. 351.

Сергеева О.В., Медянкина М.В., Самойлова Т.А., Морщинина Н.В., Кузьмина К.А. Влияние дноуглубительных работ на зообентос в порту Сочи и прилегающей к нему акватории (по результатам летней и осенней съемок в 2012 г.) //Инженерные изыскания, 2014 г. № 7. С. 48-58.

Материалы и тезисы докладов конференций Кузнецов A.M., Сергеева О.В., Вундцетгель М.Ф. Содержание нефтепродуктов и фенолов в воде и донных отложениях верхнего участка Обской губы // Тез. докл. I науч..-прак. конф. молодых ученых «Современные проблемы и перспективы изучения Мирового Океана», Москва, ВНИРО, 18-19 ноября 2010 года. С. 92-94.

Сергеева О.В., Медянкина М.В. К вопросу оценки воздействия гидротехнических работ на донные биоценозы южных портов // Мат-лы 7-ой Межд. науч.-прак. конф. "Строительство в прибрежных курортных регионах", 14-19 мая 2012 г., Сочи, СГУ, 2012 г. С.216-219.

По дписанок печати: ФГБНУ«ВНИРО» Заказ №900

Uo.iu.zuij Копировально-множительное бюро

Формат: 60x84 '/16 107140' М0«^ „ ТиРаж: 100

Объём: 1,5 п. л. Ул- В-Красносельская, 17