CC BY
9
Экология
О.Ю. Митропольський 1, G.I. Насeдкiн 1,
С.Г. Федосеенков2, Г.М. 1ванова 1, С.М. Довбиш
1 1нститут геологiчних наук НАН Украни, КиУв
2 Науковий гiдрофiзичний центр НАН УкраУни, Запорiжжя
В1ДНОВЛЕННЯ ТА АДАПТАЦ1Я ПРОЕКТУ МОН1ТОРИНГУ СЕДИМЕНТАЦ1ЙНИХ ПРОЦЕС1В НА ШЕЛЬФ! ЧОРНОГО МОРЯ НА ПОЛ1ГОН1 «ЗАПОР1ЖЖЯ»
Розглянуто створення системи натурних спостережень впливу гiдрометеоро-логiчних умов на яккний та кыьюсний склад седиментацшних пототв в атмосферному та водному середовищi на длянщ рiчища Днтра. Перерван у 2014рощ багаторiчнi до^дження умов осадконагромадження на шельфi Чорного моря, що виконувалися в межах полкону Чорноморським вiддiленням Морського гiдрофiзичного нституту НАН Украгни в район Швденного берега Криму, мали неабияке наукове та прикладне значення. Збереження основних складових системи дозволить вiдновити актуальш напрями до^джень: мехатзми надход-ження та елементний склад осадових пототв iз територН суходолу в рiчище, депонування гх в донних вiдкладах, а також визначення концентрацш та зако-номiрностей перенесення забруднювальних речовин.
Ключовi слова: природн комплекси, антропогенж речовини, прогнозування.
Розширення спектра наукових напрямiв та поглиблення знань у рiзних сферах дослщжень зумовлюе створення нових мiждис-циплшарних методiв вивчення тих чи шших проблем та форму-вання комплексних пiдходiв до 1хнього виршення. Зокрема, дослщження сучасних седиментацшних процеав, перенесення осадоутворювально1 речовини в атмосферному та водному сере-довищах ниш все бшьше набувае прикладного характеру i може розглядатись не тшьки в суто геолопчному сена як модель осадо-та породоутворення в минул геолопчш епохи, але й як шструмент розширення сучасних геоеколопчних знань. Актуальнють такого напряму дослщжень обумовлена, з одного боку, зростанням техногенного пресингу та розширенням спектра забруднювальних речовин, що надходять у навколишне середовище, а з шшого — можливостями аналiзу сучасних седиментацшних процеав.
© о.ю. митропольський, е.1. НАседкш,
С.Г. ФЦДОСЕеНКОВ, Г.М. 1ВАНОВА, С.М. ДОВБИШ, 2016
Рис. 1. Пастка для вщбору приземного атмосферного аерозолю — вигляд 1з сухолоду (а); седи-ментацшш пастки 1з завислою речовиною у процес пщйому на точц дослщжень (б)
Рис. 2. Подготовка устаткування для вщбору проб — мала Грунтова трубка, контейнери для вкладиш1в з колонками донних вщклад1в (а); вщбраш зразки Грунту (вертикальш штервали) на береговому схил1 району дослщжень (б)
Фiзичнi та xiMi4Hi параметри осадово! речовини i донних вiдкладiв можуть якiсно вiдображати як спрямованiсть i nepe6ir природних процесiв, так i neBHi антропогеннi змiни в межах областей живлення седиментацшних потокiв та на дшянках нагромадження осадово! речовини.
Можливосп прогнозування кiлькiсних та яисних характеристик осадового матерiалу, що надходить в акваторiю, часових i просторових особливостей його нагромадження залежно вщ ряду природних факторiв, таких як гщродинамжа акватори, метеорологiчнi чинники, були засвщчеш результатами виконання проекту «Створення системи спостережень за станом та мшливютю природних умов у зош взаемоди «суходш — море», що виконувався протягом 2010—2014 рокiв. Багаторiчнi дослiдження, що проводились фахiвцями вщщлу сучасного мор-ського седиментогенезу 1нституту геологiчних наук НАН Укра!ни у сшвтова-риствi з фахiвцями Експериментального вiддiлення Морського гiдрофiзичного iнституту НАН Укра!ни в межах шельфово! зони Швденного берега Криму, дозволили методично обГрунтувати, створити i впровадити систему мошторин-гу потокiв осадово! речовини з використанням комплексу розроблених приладiв для вщбору зависло! речовини з атмосферного та водного середовища, верхньо-го шару донних вiдкладiв [1, 2] (рис. 1, 2).
Рис. 3. Район проведения мошторингових дослщжень
Результати багатор1чиих спостережеиь, на жаль перерван у 2014 рощ у зв'яз-ку з анекаею Автономно! Республжи Крим, показали принципову можливють прогнозування природних процеав розподшу концентрацш важких метал1в у компонентах навколишнього середовища залежно вщ ряду природшх фактор1в, зокрема вщ кшьюсних та як1сних характеристик осадового матер1алу, що надхо-дить в акваторш.
Отриман на цьому еташ дан лягли в основу подальших дослщжень прикладного характеру, зокрема еколопчного спрямування. Визначення взаемозв'язку процеав часово! та площинно! трансформаци антропогенних речовин, що за певних причин потрапили у природт комплекси, 1з законом1рностями розподшу седиментацшних потойв у р1зних середовищах, а також природних процеав, що мають вплив на цей розподш, стали основним завданням проекту з1 створення системи мошторингу впливу господарсько! д1яльност1 на природш комплекси.
Метою проекту е обГрунгування та розробка методики, упровадження й оп-тим1зац1я функц1онування системи мошторингу надходження у природне сере-довище забруднювач1в i контролю ххнього розподшу у склад1 осадово! речовини та донних вiдкладiв на експериментальному полнот Наукового гiдрофiзичиого центру НАН Украши в рiчищi Диiпра (м. Запорiжжя).
Проект передбачае створення пуиктiв мошторингу надходження забрудню-вачiв у природне середовище у складi седиментацшно!' речовини атмосферних еолових поток1в та водно! завиа, подальшого розподiлу й асимшяци ix у лггосфер-ному середовищi (доииi вiдклади р. Диiпро, дшянка нижче м. Запор1жжя, рис. 3).
У зош впливу урбанютичних осередюв з високим ступенем антропогенного навантаження наявнють репрезентативних натурних даних щодо стану природного середовища, а також р1вня негативного впливу, що воно зазнае, 1 можли-вост його самовщтворення дозволить ухвалювати обГрунтоваш адмшютративш, техшчш та правов1 ршення щодо радюнального планування територш, розвит-ку об'екпв природно-заповщного фонду та визначення шлях1в мш1м1зади впливу господарсько! д1яльност1 на природш комплекси.
Основш етапи та завдання реал1зади проекту передбачають:
1. Визначення особливостей надходження, складу, сезонних якюних 1 кшькю-них характеристик осадово! речовини з атмосферними потоками, поверхневими водами в р1чище Дншра у райош дослщжень.
2. Дослщження розподшу речовинно-генетичних тишв донних вщклад1в, визначення сезонних змш !хнього мшерального складу та вмюту в них важких метал1в на експериментальному пол1гош в межах найбшьш репрезентативно! дшянки Дншра. Визначення ф1зико-мехашчних та акустичних властивостей донних вщклад1в за методикою автоматизовано! дистандшно! профшьно! Грун-тово! зйомки дна за допомогою гщроакустичного профшографа.
3. Створення бази даних; на основ1 обробки отриманого масиву шформадп визначення основних законом1рностей продеав накопичення важких метал1в у донних вщкладах р1чки та самоочищення верхнього шару донних вщклад1в вщ забруднювач1в залежно вщ переб1гу природних продеав.
Об'ект «Запор1жжя» вибрано у середовищ1 з високою концентращею пщприемств чорно! та кольорово! металургп, теплоенергетики, х1ми, машинобу-дування. Проблемною сферою для еколопчного стану Запор1жжя е забруднення атмосфери та водних ресурав. Основними причинами нормативно невщповщ-но! якоста повпря е результата роботи промислових пщприемств, зокрема зно-шенють очисного устаткування та вщсутнють ефективних метод1в вилучення небезпечних компонент виквддв запор1зьких електростандш, пщприемств ме-талургшно! галуз1, котелень, а також вщсутнють ефективних метод1в очищення стоив у металургшнш галуз1. За статистикою, для мюта найбшьш забрудненими е стоки пщприемств чорно! та кольорово! металургп, а також канал1задшш стоки вщ комунальних житлових комплекс1в. На д1 точков1 джерела припадае 60 % загального обсягу виквддв забруднено! води в обласп [3].
На сьогодшшнш день спшьними зусиллями фах1вд1в 1ГН та НТЦ ПАС НАН Укра!ни облаштовано пункти вщбору аерозолю з приземних атмосферних по-тоыв 1 зависло! речовини з води прибережно! дшянки р. Дншро. Проведено екс-педидшш роботи з визначення оптимально! дшянки р1чища для розташування геоеколопчного пол1гону з режимних спостережень за речовинно-генетичними та еколопчними характеристиками верхнього шару донних вщклад1в.
Методично мюдя розташування пункпв вщбору натурно! речовини Грунту-вались на метеоролопчних, гщрограф1чних, гщролопчних даних, а також особ-ливостях розподшу промислових виробнидтв у межах мюта.
Подальша обробка отриманих зразк1в еолових часток, р1чково! завис та донних вщклад1в передбачатиме визначення мшерального складу натурного матер1алу, вмюту оргашчно! речовини та ряду м1кроелемент1в-забруднювач1в. Тривал1 сис-тематичш дослщження обумовлять створення бази даних та накопичення масиву вщповщно! шформадп щодо природних характеристик дшянки дослщжень,
1480 1460
1500
1520
1540
1560
1580
1600
1620
35,17
Довгота
Рис. 4. 3-D вiзуалiзацiя рельефу дна Дншра у межах геоеколопчного полкону. Об'еднуе дат глибини, географiчиi координати, а також штерполяцш густини верxиього шару донних вiдкладiв
обсягiв нагромадження та пересування седиментацшно! речовини i залежиостi вмюту певних забрудиювачiв вiд !! речовинного та гранулометричного складу. Прогноз розподшу коицеитрацiй важких металiв у компонентах навколишнього середовища вiдповiдио до вищевказаних характеристик осадового матерiалу, що надходить в акваторiю та акумулюеться у верхньому шарi донних вiдкладiв, створить фактолопчний фундамент для визначення екологiчиого стану навколишнього середовища та розробки заxодiв iз його охорони.
1ншим, не менш важливим, завданням е створення системи дистанцшного безконтактного визначення речовинно-генетичних типiв донних вiдкладiв з борту спецiалiзоваииx плавзасобiв за допомогою гiдроакустичииx систем безпе-рервного зондування дна (гiдроакустичииx профiлографiв). Зазначений напрям робiт поеднуе у собi геофiзичиi та геоxiмiчиi методи дослщжень Диiпра, кон-тактну i дистаицiйиу зйомку верхнього шару донних вiдкладiв i дозволяе прово-дити масштабы спостереження за сезонними змшами стану верхнього шару донних вiдкладiв i розподiлом у ньому концентрацш певних мiкроелемеитiв.
На сьогодиi у рамках виршення завдань проекту створено методики автома-тизовано! дистанцшно! профшьно! Грунтово! зйомки дна, обГрунтовано та ви-значено в межах найбшьш оптимально! дiляики Диiпра полiгои для реалiзацii цих робiт i проведено першi дослiджеиия, що включають створення мережi з вiдбору проб донних вiдкладiв та площиииi гiдроакустичиi дослщження (рис. 4). Успiшиа реалiзацiя завдання дозволить у подальшому за даними гiдролокацiйиоi зйомки дна рiчища Дншра отримувати комплексну екологiчиу оцiику стану верхнього шару донних вiдкладiв i визначати сезоииi особливостi й динамжу процесiв !хнього формування, забруднення та самоочищення.
Перенесення багаторiчиого позитивного досвщу отримання якiсиоi iифор-мацй' щодо перебйу седимеитацiйииx та лiтодииамiиииx процеав у зош взаемодй' «суxодiл-море» на фонових, не порушених господарською дiяльиiстю
дшянках чорноморського шельфу, створить умови яысно! реашзащ! проекту з дослщжень трансформацп потоыв осадово! речовини у процес пересування в лггосферному, атмосферному, гщросферному середовищах урбанiзованих осе-редкiв, бюлопчних та хiмiчних змiнах, що вщбуваються у ходi седиментацiйних процесiв у рiчищах.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Митропольський О.Ю., Наседкин 6.I., 1ванова Г.М. Актуальшсть та передумови створення системи спостережень за станом природних комплекшв в зош взаемодп суходолу та моря. Зб. наук. праць 1ГННАНУкрати. Ки!в. 2010. Вип. 3. С. 165—169.
2. Наседкш 6.I., 1ванова Г.М., Кузнецов О.С. Мониторинг седиментацшних процешв в межах Чорноморського океанограф1чного полкону: деяы результати та перспективи подальших дослщжень. Зб. наук. праць МГ1 НАН Украти, 2013. № 19.
3. Основш забруднювач1 атмосферного повпря за галузями економши. 1нформац1я з офщшного сайта Департаменту екологи та природних ресуршв Запор1зько! державно! об-ласно! адмшютраци. URL: http: //zdn.gov.ua/view/
Стаття надшшла 23.06.2016
А.Ю. Митропольский, Е.И. Наседкин, С.Г. Федосеенков, А.М. Иванова, С.Н. Довбыш
ВОССТАНОВЛЕНИЕ И АДАПТАЦИЯ ПРОЕКТА МОНИТОРИНГА СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ШЕЛЬФЕ ЧЕРНОГО МОРЯ НА ПОЛИГОНЕ «ЗАПОРОЖЬЕ»
Рассмотрено создание системы натурных наблюдений влияния гидрометеорологических условий на качественный и количественный состав седиментационных потоков в атмосферной и водной среде на участке русла Днепра. Прерванные в 2014 году многолетние исследования условий осадконакопления на шельфе Черного моря, которые выполнялись в пределах полигона Черноморским отделением Морского гидрофизического института НАН Украины в районе Южного берега Крыма, имели важное научное и прикладное значение. Сохранение основных составляющих системы даст возможность восстановить актуальные направления исследований: механизмы поступления и элементный состав осадочных потоков с территории суши в русло, депонирование их в донных отложениях, а также определение концентраций и закономерностей перенесения загрязняющих веществ.
Ключевые слова: естественные комплексы, антропогенные вещества, прогнозирование.
O.Yu. Mitropolsky, E.I. Nasedkin,
S.G. Fedoseenkov, A.M. Ivanova, S.M. Dovbysh
RECOVERY AND ADAPTION OF THE PROJECT
OF MONITORING SEDIMENTARY PROCESSES ON THE BLACK SEA
SHELF AT THE TESTING GROUND «ZAPORIZHZHIA»
This article is devoted to the problem of creating the system field observations for effect of influence and weather conditions upon the qualitative and quantitative composition of sedimentary fluxes in atmospheric and water environment within the Dnieper water area. Interrupted in 2014 observations on the Black Sea shelf, realized by landfill of the Experimental Branch of Marine Hydrophysical Institute were of scientific and applied concern. Saving composition of the main components in the system will permit to restore the topical directions of investigations: mechanisms of inflow and element composition of sedimentary flows from the land area to the waters, their deposition in bottom sediments and determining of concentration and regularities of contaminants transport.
Key words: natural complex, anthropogenic matter, prognosis.
