О соответствии биогенной нагрузки с российской территории на Финский залив требованиям плана действий по балтийскому морю ХЕЛКОМ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

природная среда

УДК 556.55+504.4 ББК 26.226.6

в.А. Румянцев, С.А. Кондратьев

о соответствии биогенной нагрузки с российской территории на Финский залив требованиям плана действий по балтийскому морю хелком

Оценен современный уровень биогенной нагрузки на Финский зал. Балтийского моря, поступающей с Российской территории водосбора. Полученные результаты свидетельствуют о том, что на территории, составляющей около 80% площади водосбора Финского залива, формируется 64-65% от допустимых значений нагрузки, рекомендованных в Плане действий по Балтийскому морю ХЕЛКОМ. То есть биогенная нагрузка на Финский залив с Российской территории в настоящее время не превосходит критических значений.

Ключевые слова:

водосбор, биогенная нагрузка, общий азот, общий фосфор, Финский залив.

Финский залив - одна из наиболее загрязнённых акваторий Балтийского моря [4]. В ноябре 2007 г. на сессии Хельсинкской комиссии (ХЕЛКОМ) принят План действий по Балтийскому морю (ПДБМ) [5], который должен представлять собой долговременную стратегию оздоровления Балтийского моря. Одно из важнейших направлений ПДБМ - разработка мероприятий по снижению поступления в морскую экосистему общего фосфора Робщ и общего азота ^бщ, приводящих к нежелательному эвтрофи-рованию. По результатам математического моделирования с использованием шведской модели экосистемы Балтийского моря MARE NEST [5] для Финского залива определены максимально возможные биогенные нагрузки в размере 4860 т Р/ год и 106 680 т N/ год c территории водосбора, расположенного в России, Финляндии и Эстонии [5].

ПДБМ предполагает установление в будущем платы за избыточное поступление биогенных веществ в Балтийское море от каждой страны. Указанный факт придает особую актуальность вопросу о выполнении научно-обоснованной оценки современного уровня биогенной нагрузки на Финский залив со стороны России.

Цель настоящей работы, проведенной в рамках международного проекта «Год Финского залива - 2014» - уточнение выполненных ранее оценок нагрузки Робщ и N , на Финский залива с российской час-

общ 1

ти водосбора за период 2012-2013 г. на ос-

нове данных мониторинга, по результатам специальных полевых исследований и с привлечением методов математического моделирования, а также оценка соответствия современных значений биогенной нагрузки требованиям ПДБМ.

По состоянию на 2007-2008 гг. максимальная биогенная нагрузка, поступающая в Финский зал. через Российскую береговую линию с водосбора, занимающего около 80% площади водосбора залива и расположенного на территории России и Финляндии, приближенно оценивалась в 5233 т Р/ год и 70820 т N / год [2]. При этом нагрузка рассчитывалась как сумма поступления

общ

и ^бщ от следующих источников:

- вынос из Ладожского озера,

- сбросы сточных вод Санкт-Петербурга,

- сток р. Нарвы,

- вынос с частного водосбора Финского залива.

Эта же расчетная схема использована и в настоящей работе.

По данным исследований Института озероведения РАН, за последнее десятилетие гидрохимические характеристики Пет-рокрепостной бухты Ладожского озера, из которой вытекает р. Нева, практически не изменились. Поэтому современный вынос биогенных веществ из Ладоги, сформированный на ее водосборе с площадью ~280000 км2, принят равным 1000 т Р/ год и 40100 т N год [2]. Следует помнить, что этот вынос сформирован не только на Российской тер-

CD

О

о

о

3

ю О

ритории, т.к. около 20% площади водосбора находится на территории Финляндии.

Информация о динамике сбросов биогенных веществ с очищенными и неочищенными сточными водами Санкт-Петербурга представлена на сайте ГУП Водоканал Санкт-Петербурга[http://www.vodokanal.spb. га/]. В соответствии с приведенными данными муниципальная биогенная нагрузка на залив в среднем за 2012-2013 гг. принята равной 442 т Р/ год и 9483 т N год .

По данным мониторинга Росгидромета, также являющегося участником проекта «Год Финского залива - 2014», вынос биогенных веществ со стоком р. Нарвы (створ Ивангород) в среднем за 2012-2013 гг. составлял 344 т Р/ год и 10379 т N год. Исходя из того, что Российская территория здесь занимает 63,3% общей площади водосбора, составляющей ~56 000 км2, можно приближенно оценить биогенную нагрузку на Финский залив со стороны водной системы Чудско-Псковского озера, р. Нарвы и Нарвского водохранилища в 217 т Р/ год и 5703 т N год.

Особого внимания заслуживает оценка выноса Р , и N , с частного водосбора,

общ общ ^ 1 '

формирующего биогенную нагрузку непосредственно на Финский залив, включающий водосборы р. Луги, малых водосборов северного и южного побережий залива и частный водосбор р. Невы (рис. 1).

В предшествующем исследовании [2] нагрузка на залив с указанной территории была рассчитана с использованием методов математического моделирования. При этом использовалось предположение, что все биогенные вещества, образовавшиеся на животноводческих фермах и птицефабриках, участвуют в формировании нагрузки. Соответственно, результатом расчета является максимально возможная биогенная нагрузка на Финский залив с частного водосбора. При этом отмечалось, что «реальная ситуация отличается от гипотетической, однако, не известно, насколько существенно. После сбора более подробной и достоверной информации о потоках биогенных веществ в пределах изучаемого водосбора количественная оценка нагрузки должна быть уточнена» [2]. Что и было сделано в ходе работ 2013 г. Особое внимание уделено адекватной оценке именно этой составляющей биогенной нагрузки на Финский зал. Как показано на рис. 1, рассматриваемый водосбор разделен на 4 части: частный водосбор реки Невы, водосбор р. Луги, водосборы северных и южных малых притоков Финского залива.

Нагрузка, сформированная на водосборе р. Луги площадью ~12200 км2, рассчи-

тана по данным мониторинга Росгидромета. Ее среднее за 2012-2013 гг. значение составило 331 т Р/ год и 4252 т N/ год.

В 2013 г. в Российском государственном гидрометеорологическом университете выполнено диссертационное исследование, посвященное изучению и оценке биогенной нагрузки, сформированной на частном водосборе Невы площадью ~5500 км2 [1]. В соответствии с результатами исследования современный вынос биогенных веществ с водосбора Невы составляет 790 т Р/ год и 3830 т N/ год.

Для оценки выноса Робщ и ^бщ с водосборов малых притоков Финского залива площадью ~9200 км2 в 2013 г. при финансовой поддержке Невско-Ладожского бассейнового водного Управления проведено обследование 17 малых притоков залива. На северном побережье это реки Песчаная, Великая, Чулковка, Полевая, Дрёма, Матросо-вка, Гороховка и Чёрная. На южном побережье - реки Стрелка, Шингарка, Караста, Чёрная, Лебяжья, Коваши, Воронка, Систа и Хаболовка. Выполнены зимние, весенние, летние и осенние измерения расходов воды и содержания общего азота и общего фосфора (в нефильтрованных пробах воды). Схема расположения водосборов рассматриваемых рек представлена на рис. 1.

Интерполяция и экстраполяция значений измеренных расходов воды и концентрации Р , и N , позволили приближённо

1 ' общ общ 1

оценить биогенную нагрузку на Финский зал., сформированную на водосборах изученных малых притоков в 2013 г., в 133 т Р/год и 2884 т N/год. Для оценки нагрузки на Финский залив, сформированной на площади, не охваченной измерениями, проведены необходимые расчёты с использованием математической модели формирования биогенной нагрузки ILLM (Institute of Limnology Load Model). Модель прошла верификацию на водосборах рек Великая, Луга, Мга, Ижора, Славянка, расположенных в северо-западном регионе России [3]. Обеспечение модели исходными данными, необходимыми для выполнения расчётов, проводилось с использованием имеющейся геоинформационной системы, форм статистической отчётности 2-ТП Водхоз, информации с сайта Федеральной службы государственной статистики [http://www.gks.ru/dbscripts/munst/munst58/ DBInet.cgi], а также значений параметров, полученных в предыдущих исследованиях [3]. Кроме того, модель была откалиб-рована по данным натурных наблюдений 2013 г. В результате суммарное значение биогенной нагрузки на Финский зал. со стороны водосбора малых притоков север-

Рис. 1. Карта-схема частного водосбора Финского залива. 1 - водосбор р. Луги, 2 - частный водосбор р. Невы, 3 - водосбор малых притоков северного побережья Финского залива, 4 - водосбор малых

притоков южного побережья.

о

о

О

3

ю О

Таблица 1

Оценка фосфорной нагрузки на Финский залив, поступающей с российской части водосбора

Источник 2007-2008 2012-

нагрузки Робщ (по данным [2]) 2013

1 Ладожское озеро 1000 1000

2 Санкт-Петербург 1200 442

3 Река Нарва 297 217

4 Река Луга 331

5 Частный водосбор р. Невы 3127* 790

6 Водосборы 363

малых притоков Финского залива

Общая нагрузка Робщ 5624 3143

% от допустимой нагрузки (4860 т Р/год) 116 65

* суммарное значение по источникам нагрузки 4-6.

Таблица 2

Оценка азотной нагрузки на Финский залив, поступающей с российской части водосбора

ного и южного побережий в 2013 г. составило 363 т Р/год и 5039 т N/год.

В табл. 1 и 2 приведено сравнение результатов оценок биогенной нагрузки на Финский зал. с территории российской части водосбора, выполненных для периодов 2007-2008 и 2013-2014 гг.

Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы.

- Математическое моделирование биогенной нагрузки, выполненное в предположении о том, что все образовавшиеся на животноводческих фермах и птицефабриках биогенные вещества участвуют в формировании нагрузки и без дополнительной калибровки по данным натурных измерений, приводит к завышенной оценке Р , и N ,

1 ^ ' общ общ

выноса с водосборных территорий. Здесь же уместно отметить, что в настоящее время для сельскохозяйственных угодий Ленинградской области биогенные балансы водосборов не рассчитываются, и практически отсутствует объективная информация о путях миграции биогенных веществ, которые образуются на животноводческих фермах. Сказанное крайне затрудняет выполнение точных количественных оценок биогенной нагрузки на водные объекты региона.

- Полученные приближенные оценки биогенной нагрузки свидетельствуют о том, что на территории, составляющей около 80% площади водосбора Финского зал.ива формируется 64-65% от допустимых значений нагрузки, рекомендованных в ПДБМ. То есть биогенная нагрузка на Финский залив с Российской территории в настоящее время не превосходит критических значений и какие-либо претензии к нашей стране здесь не уместны. Из сказанного, естественно, не следует, что и дальше нагрузку снижать не нужно, т.к. это единственный путь оздоровления экосистемы Финского залива и всего Балтийского моря.

- Оценка суммарной биогенной нагрузки на Финский залив на современном уровне и ее соответствия требованиям ПДБМ может быть проведена только после представления Финляндией и Эстонией сведений о нагрузке, сформированной на их территории.

Список литературы:

[1] Ершова А.А. Комплексная оценка поступления биогенных веществ с водосбора реки Невы в Восточную часть Финского залива / Автореф. Дисс. ... канд. географ. наук. - СПб.: РГГМУ, 2013. - 28 с.

[2] Кондратьев С.А. Оценка биогенной нагрузки на Финский залив Балтийского моря с российской части водосбора // Водные ресурсы. Т. 38. - 2011, № 1. - С. 56-64.

[3] Кондратьев С.А., Казмина М.В., Шмакова М.В., Маркова Е.Г. Методика расчета биогенной нагрузки на водные объекты // Региональная экология. - 2011, № 3-4. - С. 50-59.

[4] Eutrophication in the Baltic Sea // Baltic Sea Environment Proceedings. - Helsinki: Helsinki Commission Publ. - 2009, № 115B. - 148 p.

[5] HELCOM Baltic Sea Action Plan. - Helsinki: Helsinki Commission Publ., 2007. - 103 p.

Источник нагрузки №збщ 2007-2008 (по данным [2]) 20122013

1 Ладожское озеро 40100 40100

2 Санкт-Петербург 11000 9483

3 Река Нарва 6570 5703

4 Река Луга 4252

5 Частный водосбор р. Невы 15065* 3830

6 Водосборы малых притоков Финского залива 5039

Общая нагрузка Робщ 72735 68407

% от допустимой нагрузки (106 680 т Н/год) 68 64

* суммарное значение ки 4-6

по источникам нагруз-