CASPIY.NET

Вестник Дагестанского научного центра РАН, № 8, 2001.

УДК 551.461/65

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ МОНИТОРИНГА ПРИБРЕЖНЫХ МОРСКИХ ВОД ДАГЕСТАНА

С.К. Монахов, А.М. Бутаев

Монахов Сергей Константинович – кандидат географических наук, директор Каспийского морского научно-исследовательского центра Росгидромета, г. Астрахань..

Бутаев Ахмед Магомедович – доктор технических наук, главный научный сотрудник Прикапийкого института биологических ресурсов ДНЦ РАН.

Обсуждаются недостатки существующей системы мониторинга прибрежных морских вод Дагестана и рассмотрены пути ее модернизации.

Осуществление мониторинга прибрежных морских вод в Российской Федерации регулируется многочисленными законодательными и другими нормативными актами, в том числе Водным кодексом РФ, Федеральными Законами «Об охране окружающей природной среды», «О гидрометслужбе», «О внутренних морских водах, территориальном море и прилегающей зоне РФ», «О континентальном шельфе» и т.д. И понятие мониторинга, и круг возлагаемых на него задач в этих актах трактуются по-разному, что препятствует кооперации различных ведомств и организаций, участвующих в мониторинге прибрежных морских вод.

По нашему убеждению, обо всех разногласиях следует забыть тогда, когда особую остроту и общественную значимость приобретает проблема комплексного использовании природных ресурсов морского шельфа. Именно так обстоит дело в Дагестане, в прибрежной зоне которого сосредоточен основной природно-ресурсный потенциал республики, без полного востребования которого невозможно улучшение социально-экономической обстановки.

Для согласованного, сбалансированного использования биологических, минеральных, рекреационных ресурсов и сохранения морских экосистем необходима организация мониторинга прибрежных морских вод Дагестана, основными задачами которого должны стать оценка и прогноз изменений состояния морской среды, вызванных природными и техногенными воздействиями. Специфические особенности формирования гидрохимического режима прибрежных вод Дагестана обсуждались ранее [1, 2]. В этой статье сделаны попытки дать ответ на вопросы, что есть и чего не хватает существующей системе мониторинга для решения названных выше задач.

1. Характеристика действующей системы мониторинга прибрежных вод Дагестана

Мониторинг прибрежных вод Республики Дагестан в настоящее время осуществляется в основном Дагестанским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ДЦГМС) и Дагестанским отделением Каспийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства (ДОКаспНИИРХ) (рис. 1, табл. 1).

Таблица 1. Перечень существующих пунктов наблюдений прибрежных вод РД по состоянию на 1 января 2000 года

Примечание. ГЛ - гидрологические, ГХ - гидрохимические, ГБ - гидробиологические наблюдения.

ДЦГМС проводит гидрологические наблюдения за уровнем моря и температурой воды на ГМС Махачкала с начала XX века. Позже эти наблюдения начали проводиться на ГМС о.Тюлений, о.Чечень, Сулак, Изберг и Дербент, при этом спектр наблюдений был расширен, в частности, наблюдения за соленостью прибрежных вод производятся, начиная с 1947 года (ГМС о.Чечень и Сулак в настоящее время закрыты).

Рис. 1. Существующие (1, 2) и планируемые (3) станции наблюдения.

Судовые гидрологические и гидрохимические наблюдения, а также наблюдения за загрязнением прибрежных морских вод ДЦГМС проводит систематически, начиная с середины 70-х годов. В настоящее время они выполняются (рис. 1) в 8 районах, на 1 станции I категории (ежедекадно) и 32 станциях II категории (шесть раз в год). Для экспедиционных работ используются суда типа РС-300 (НИС "Метан" и "Тантал"), оснащенные необходимым оборудованием - спутниковой навигационной системой, лабораториями, батометрами, дночерпателями, гидрологическими и траловыми лебедками.В ходе экспедиционных работ проводятся гидрологические (температура, прозрачность, цветность, соленость морских вод), гидрохимические (рН, концентрация растворенного кислорода, кремния,нитритного, нитратного, аммонийного и общего азота, минерального и общего фосфора) и химические (концентарция нефтяных углеводородов, фенолов, СПАВ) наблюдения. Отбор проб для анализа производится со стандартных горизонтов и в придонном слое, а также в слоях пикноклина и ярко выраженного загрязнения, если таковые имеются. Всего в год производится 5100-5200элементоопределений.

Дагестанским ЦГМС проводятся также гидрологические и гидрохимические наблюдения в устьевых створах основных рек республики (Терек, Сулак, Самур), результаты которых являются основой для расчета водного, твердого и химического стока, оказывающего определенное влияние на состояние прибрежных морских вод.

Начиная с 1990 года, ДО КаспНИИРХ осуществляет систематические мониторинговые исследования в 7 районах Дагестанского взморья (табл. 1, рис. 1) с использованием маломерных судов для отбора проб воды и донных отложений, в которых определяются гидрохимические и гидробиологические показатели, в том числе, нефтяные углеводороды (НУ), хлорорганические пестициды (ХОП), тяжелые металлы (ТМ), биомасса и видовой состав бентоса, фито- и зоопланктона. Аналогичные исследования один раз в 2-3 года проводятся на взморьях Махачкала, Избербаш, Дербент. Всего в год выполняется 4400-4600 элементоопределений. Кроме того, в программу исследований ДО КаспНИИРХ входит биотестирование морских вод, речных вод и донных отложений. Отвечая практически всем требованиям экологического мониторинга, эти исследования носят, к сожалению, сугубо внутриведомственный характер; широко доступной является лишь та часть информации, которая публикуется в открытой печати.

В той или иной степени элементы мониторинга прибрежных вод Дагестана можно найти и в деятельности других организаций. Гидробиологические исследования, наряду с ДО КаспНИИРХ, проводятся Прикаспийским институтом биологических ресурсов ДНЦ РАН, однако существовавшая здесь система наблюдений на "вековых разрезах" Каспийского моря из-за недостатка финансовых средств практически перестала существовать. Дагестанским центром санитарно-эпидемиологического надзора проводятся наблюдения за качеством прибрежных вод в районах г. Махачкала, Каспийск, Изберг и Дербент по санитарно-химическим и санитарно-микробиологическим показателям только в теплое время года - в купальный сезон. Дагестанская природоохранная морская служба проводит эпизодические наблюдения за гидрохимическими и гидробиологическими показателями прибрежных вод лишь в экстремальных случаях с целью выявления нарушений природоохранного законодательства предприятиями. Несмотря на старания Комитета по водным ресурсам РД (в настоящее время ФГУ «Дагводресурсы») и Западно-Каспийского БВУ по созданию локальной наблюдательной сети (ЛНС), в рамках которой наблюдения за состоянием прибрежных вод должны производиться самими водопользователями, она не получила развития; подавляющее большинство водопользователей, за исключением, пожалуй, Махачкалинского международного торгового порта, не имеет средств для проведения таких исследований самостоятельно или на договорной основе.

Таким образом, мониторинг, как деятельность, включающая в себя не только производство регулярных наблюдений, но и сбор, обработку, анализ, прогноз, распространение информации, в полном объеме осуществляется только Дагестанским ЦГМС. Однако перечень контролируемых показателей морских вод (рН, биогены, растворенный кислород, НУ, фенолы, СПАВ) крайне ограничен, что не позволяет достоверно оценить их экологическое состояние, а состояние донных отложений вовсе не контролируется. Суммирование контролируемых ДЦГМС и ДО КаспНИИРХ показателей позволяет несколько расширить оценку экологического состояния прибрежной акватории Дагестана, но и в этом случае она остается сильно усеченной - только два района дагестанского побережья (взморья рек Терека и Сулака) охвачены комплексными гидрологическими, гидрохимическими и гидробиологическими наблюдениями (табл. 1).

К значимому недостатку существующего гидрохимического мониторинга следует отнести практически полное отсутствие исследований по изучению естественных круговоротов веществ в морских экосистемах и влияния на них антропогенных факторов, накопления ЗВ в трофических цепях и его влияние на морские популяции их динамику и эволюцию. К тому же, флористические и фаунистические исследования по объему исследований далеко не отвечает экологическим требованиям. Так, систематическими гидробиологическими наблюдениями охвачены лишь несколько локальных участков Дагестанского побережья (см. табл. 1), что не позволяет в полной мере охарактеризовать биологическое разнообразие водных и донных сообществ, запасы биологических ресурсов, состояние кормовой базы промысловых гидробионтов, границы зон нереста, нагула, зимовки и миграции рыб. Немалые затруднения и противоречия, вызванные отсутствием единой, основанной на унифицированной технологии системы сбора, обработки, анализа, обобщения информации, возникают при использовании результатов мониторинга для прогнозной оценки влияния природных и техногенных факторов на жизнедеятельность морских сообществ и состояния ихтиофауны.

Недостатки существующей системы мониторинга становятся особенно явными, если взглянуть на них с точки зрения задач, решение которых необходимо для осуществления эффективного управления использования и охраны прибрежных вод. С точки зрения охраны прибрежных вод Дагестана в первую очередь необходимо установить источники поступления загрязняющих веществ (ЗВ), с точки зрения использования прибрежных вод Дагестана - сбалансировать интересы водопользователей. Оба эти фактора существующая система мониторинга учитывает лишь частично.

Действительно, прибрежная зона Дагестана (рис. 2), общей протяженностью в 590 км, согласно границам рыбного промысла, подразделяется наКаспийско-Терский (от усть р.Кумы до о.Чечень), Каспийско-Сулакский ( от о.Чечень до порта Махачкалы) и Каспийско-Самурский (от порта Махачкалы до границы с Азербайджаном). Южный участок Дагестанского побережья, согласно границам курортных зон, делится на Махачкалинское,Манасское, Избербашское, Каякентское, Дербентское и Самурское взморья. На курортную и рыбопромысловую дифференциацию южного участканакладывется дифференциация недропользования, согласно которой он делится на Сулакский, Махачкалинский, Избербашский и Дербентский блоки. Махачкалинское взморье, кроме того, необходимо выделить и как транспортную зону.

Рис. 2. Районирование территориальных вод Дагестана по границам рыбного промысла - Каспийско-Терский (А),Каспийско-Сулакский Б), Каспийско-Самурский (В) районы; по границам курортных зон - Махачкалинское (а), Манасское(б), Избербашское (в), Каякентское (г), Дербентское (д), Самурское (е) взморья и по границам недропользования -Сулакский (1), Махачкалинский (2), Избербашский (3) и Дербентский (4) блоки

Выявление особенностей экологического состояния каждого из девяти названных районов, участков, блоков побережья с точки зрения экономически эффективного использования их биологических и минеральных ресурсов, рекреационых и транспортных потенциалов имеет важное, можно сказать, экономикоопределяющее значение для республики. А такому многоуровнему иразнопрофильному использованию прибрежных вод Дагестана существующая система мониторинга ни по объему контролируемых параметров качества морской среды, ни по пространственно-временной разрешающей способности не отвечает. Плюс к этому Дагестанское взморье Каспийского моря необходимо рассматривать как особый район смешения метаморфизированных волжских исреднекаспийских вод, испытывающий дополнительное воздействие стока дагестанских рек [1]. Именно такой характер формирования прибрежных вод определяет своеобразие их биологической продуктивности и самоочищающей способности. Волжская струя, которая тянется вдоль всего дагестанского побережья, с одной стороны, поставляя биогенных элементов, обусловливает высокуюбиопродуктивность дагестанского шельфа, с другой стороны, поставляя токсичные вещества, в количествах многократно превышающих объемы их сброса с территории Дагестана, обусловливает высокую загрязненность прибрежных вод.

Необходимость усовершенствования существующей системы мониторинга диктуют и другие обстоятельства [2]: новые политические реалии, складывающиеся вокруг Каспия; предстоящее приоритетное освоение минеральных ресурсов шельфа Каспия и резкое увеличение судоходства .

2. Первоочередные задачи усовершенствования системы мониторинга прибрежных вод Дагестана

Понятно, что для окончательного формирования новой системы мониторинга прибрежных вод Дагестана потребуются многие годы. Поэтому мы ограничимся описанием задач, реализация которых должна обеспечить первоочередные потребности территориальных, бассейновых и федеральных органов управления и контроля в области использования природных вод РФ в оценке современного состояния прибрежных вод РД и прогнозе его изменения под влиянием природных и антропогенных факторов.

Согласно действующим нормативно-правовым и нормативно-методическим документам, информационной основой использования внутренних и территориальных морских вод Российской Федерации, являются задачи, обобщенные в табл. 2. Очевидно, что они могут быть решены только посредством мониторинга, причем решение каждой задачи требует контроля определенного комплекса параметров качества вод. Этот перечень задач мы будем рассматривать и как оперативно-производственную систему, осуществляющую информационное обслуживание управления использованием и охраной природных вод РФ.

Таблица 2. Задачи системы мониторинга и перечень показателей состояния прибрежных вод Дагестана

В табл. 2 не вошла задача определения основных особенностей структурно-функциональной организации прибрежных морских экосистем Дагестана, решение которой необходимо, в первую очередь, для экологического обоснования крупномасштабного освоения минеральных ресурсов Каспийского моря в целом и Дагестанского шельфа в частности. Никакие прогнозы изменения состояния прибрежных вод под воздействием природных и антропогенных факторов не могут быть сделаны без предварительного решения этой задачи.

Учитывая специфику формирования прибрежных вод РД, о которой говорилось выше, в перечне задач мониторинга (табл. 2) особое внимание следует уделить оценке поступления ЗВ, которой в основном определяются требования к общему количеству пунктов наблюдений и их пространственному распределению. Поскольку основным источником загрязнения прибрежных вод РД является адвекция северо-каспийских вод, струя которых достигает самых южных районов дагестанского взморья, наблюдениями должна быть охвачена по возможности вся двенадцатимильная зона от устья р.Кумы до устья р.Самур, а наибольшую плотность пункты наблюдений должны иметь на "входе" и "выходе" гидрологической системы. (Такое размещение пунктов наблюдений позволит, на наш взгляд, быть готовым и к возможным юридическим трениям между прикаспийскими государствами по возмещению экологического ущерба).

При обосновании пространственно-временного распределения станций наблюдений мы руководствовались еще двумя обстоятельствами. Во-первых, Каспийское море расположено в средних широтах Северного полушария. Этим обусловлена резко выраженная сезонная изменчивость гидрологических, гидрохимических и гидробиологических показателей состояния морских вод, причем амплитуда их сезонных колебаний особенно велика в северо-западном российском секторе моря и в зонах смешения морских и речных вод. Во-вторых, хозяйственная деятельность в прибрежной зоне Дагестана, оказывающая то или иное воздействие на состояние прибрежных вод, также носит ярко выраженный сезонный характер. Это касается и рыбного промысла, и морских перевозок, и сброса коллекторно-дренажных вод, и рекреационной индустрии, и они тоже должны определять сезонную дискретность наблюдений и этапность обобщения результатов мониторинга.

Необходимо заметить, что в табл. 2 приведен минимально достаточный перечень параметров контроля качества вод. Само собой разумеется, что он может быть расширен или сужен в зависимости не только от сезона, но и от профилирующего использования ресурсов того или иного района побережья. Так, при морской нефтеразработке экологический мониторинг необходимо осуществить на всех этапах - начиная от фоновых наблюдений (до установки платформы и разведочного бурения) и до завершения всех работ. При этом количество контролируемых на каждом этапе химических показателей (ингредиенты буровых растворов, шламов, загрязнителей атмосферы, технологических вод и др.) и физических параметров (гранулометрический состав донных отложений, взвешенные вещества, мутность морской воды, шум, вибрация и др.) существенно различается.

Многопрофильный характер и загрязнения, и использования прибрежных вод накладывает на мониторинг еще одну задачу, связанную с переносом ЗВ, что особенно важно учитывать при приоритетном освоении минеральных ресурсов шельфа. Ранее (60-е и 70-е годы) ДЦГМС проводил регулярные наблюдения за морскими течениями на рейде Махачкалы, Изберга и Дербента. Намечаемое крупномасштабное освоение углеводородных ресурсов Каспия настоятельно требует реаминирование этих исследований.

Уже отмечалось, что недостатки существующей системы мониторинга прибрежных вод РД касается не только подсистемы наблюдений (ее параметрической и пространственно-временной разрешающей способности), но и подсистемы сбора, обработки, обобщения, распространения информации - в настоящее время в целостном виде такая подсистема, как таковая, вообще отсутствует.

На основании изложенного предлагается:

1. Дополнить (см. рис. 1) существующую систему тремя пунктами: Северным (о.Чечень) и Южным (взморье р.Самур) полигонами, где плотность станций наблюдений должна быть достаточно высокой (15-20 станций) для достоверного расчета притока и стока загрязняющих веществ и Базовой станцией, состоящей из одного прибрежного и трех морских пунктов, на взморье Махачкалы, где пятнадцати- и двадцатиметровые изобаты прижимаются к берегу, благодаря чему усиливается взаимодействие северо- и среднекаспийских вод. Мониторинг за состоянием прибрежных вод РД предлагается производить в 13 пунктах наблюдений, включающих 82 станций (табл. 3). Большая часть станций расположена на глубине до 10 метров, где отбор проб производится с двух горизонтов - поверхностного и придонного. Там, где станции расположены на большей глубине (южная часть взморья, Северный и Южный полигоны), отбор проб воды производится и со стандартных промежуточных горизонтов. На каждой станции производится и отбор проб донных отложений, бентоса, фито- и зоопланктона. Определение химического состава морской воды, загрязненность воды и донных отложений основными загрязнителями (НУ, ХОП, ПХБ, ТМ, ПАУ) предлагается производить в каждой пробе. На Базовой станции мониторинга эти виды наблюдений будут производиться по сокращенной схеме, но чаще, чем на других станциях. Траления для анализа ихтиофауны, отбор проб воды и донных отложений для биотестирования пока предлагается производить только на репрезентативных станциях.

Таблица 3. Количество проб, отбираемых в различных пунктах наблюдений при ведении мониторинга прибрежных вод РД

Однако, со временем, по мере освоения нефтегазовых месторождений шельфа Каспия, акцент необходимо будет перенести на токсикологические исследования. В этой же связи особое внимание следует уделить роли бактерий, грибов и дрожжей в функционировании морских экосистем, в частности, в определении самоочищающей способности морских вод и донных отложений от нефтяных углеводородов.

При установлении общего количества определений и анализов (табл. 4) учитывалось, что во всех районах наблюдения будут производиться раз в сезон (ориентировочно в феврале, апреле, августе и ноябре), а на Базовой - чаще (ежедневно на прибрежной станции и раз в декаду на рейдовой).

Таблица 4. Общее количество анализов проб компонентов морской среды в год

Вновь отметим, что необходимость в создании Базовой станции мониторинга, максимально приближенный к месту базирования судов и стационарным лабораториям (что, минимизирует затраты), обусловлена постановкой новой задачи по анализу структурно-функциональной организации прибрежных экосистем и определению вклада короткопериодных гидрометеорологических процессов в их динамику. Подходом для решения этой основополагающей задачи экологического мониторинга служит использование для оценки состояния экосистем плотности распределения данных гидрохимических и гидробиологических наблюдений в физическом пространстве, изменения которой характеризует реакцию экосистемы на воздействие природных и антропогенных факторов.

В табл. 4 не включены спецанализы, которые могут проводиться в ходе мониторинга - определение ЗВ в гидробионтах, оценка генотоксичности, определение нефте- и фенолокисляющих бактерий в морской среде и др. Развитие этих исследований требует создание новых или значительное обновление существующих лабораторий.

2. В производстве наблюдений за состоянием прибрежных экосистем, выполнении анализов воды и донных отложений предусматривается максимальное участие научных и иных организаций Дагестана. В целях сопоставимости результатов исследований предлагается возложить на ДЦГМС наблюдения за химическим составом и загрязнением морских вод, на ДО КаспНИИРХ - гидробиологические наблюдения и биотестирование морских вод и донных отложений, на Дагестанций центр по санитарно-эпидемиологическому надзору - наблюдения за микробиологическим состоянием прибрежных вод. Для выполнения специальных анализов могут быть привлечены лаборатории Дагестанского государственного университета, ФГУ «Дагводресурсы», Дагестанской сельскохозяйственной академии, Дагестанской медицинской академии, институтов ДНЦ РАН. Координацию деятельности всех организаций, участвующих в мониторинге прибрежных вод РД предлагается возложить на Западно-Каспийское БВУ.

3. Для производства экспедиционных наблюдений и исследований предлагается использование судов ДЦГМС.

4. Сбор, анализ, обобщение информации и общее научное руководство мониторинга предлагается возложить на Дагестанский научный центр РАН, где формируется аналитико-информационный центр, ответственный за создание и ведения банка данных, использования ГИС-технологий и распространение информационных материалов.

5. Одним из самых сложных является вопрос финансирования исследований. С целью минимизации расходов предлагается в тех районах, где проводятся наблюдения по программам ДЦГМС и ДО КаспНИИРХ, дополнить их, соответсвенно, гидробиологическими и гидрохимическими наблюдениями, а в тех районах, где ранее наблюдения не проводились (Северный и Южный полигоны, Базовая станция) проводить их по заказу Западно-Каспийского Басейнового водохозяйственного управления и ООО "Роснефть-Дагнефть" (табл. 5).

Таблица 5. Распределение обязанностей по обеспечению анализа проб между организациями, участвующими в мониторинге прибрежных вод РД

3. Заключение

Продукция мониторинга – это информация, приобретающая ценность лишь тогда, когда она используется для создания общественных благ, например, для развития нефтяных и рыбных промыслов. О том, как использовать информационную продукцию мониторинга прибрежных морских вод Дагестана для планирования, управления, координации различных видов морской деятельности, для обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития прибрежной зоны республики пойдет речь в нашей следующей статье.

ЛИТЕРАТУРА

1. Современное состояние и возможные направления развития экосистемы Каспийского моря / Бутаев А.М., Гаджиев А.З., Гасанов Ш.Ш., Монахов С.К. // Вестн. ДНЦ РАН, 1999. № 4. С.85-95.
2. Некоторые особенности формирования гидрохимического режима прибрежных вод Дагестана / Ахмедова Г.А., Гусейнова А.Д., Монахов С.К., Бутаев А.М. // Вестн. ДНЦ РАН, 2000. № 6. С. 101-105.