Текущий номер журнала «Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря», №4, 2024 г.

Содержание

Загрузить весь номер (PDF)

http://ecological-safety.ru/static/assets/files/2024/04/202404.pdf

Ю. В. Артамонов, Е. А. Скрипалева, А. В. Федирко Изменчивость температуры поверхности моря у берегов Крыма в 2022–2023 годах по данным экспедиционных и спутниковых измерений (с. 6–26)

По данным гидрологических измерений, выполненных у берегов Крыма в ходе рейсов НИС «Профессор Водяницкий» в 2022–2023 гг., и спутниковым данным Copernicus исследована изменчивость поля температуры на поверхности моря на разных временны́х масштабах. По данным контактных измерений показано, что внутригодовая амплитуда температуры в 2022 г. составила 18.2 °С, в 2023 г. – 16.6 °С. Максимальные диапазоны пространственных изменений температуры на полигоне (до 4–5 °С) наблюдались в периоды интенсивного прогрева и охлаждения поверхностных вод в апреле – мае и декабре 2022 г. и в октябре 2023 г. На синоптическом масштабе периоды повышения (понижения) температуры соответствовали периодам ослабления (усиления) локального ветра с запаздыванием реакции температуры на изменения скорости ветра на 10–12 ч. По спутниковым данным показаны отличия внутригодового цикла температуры и уровня ее синоптической изменчивости в 2022 и 2023 гг. от климатических норм. В 2022 г. минимум и максимум температуры наблюдались на две недели позже, чем по климатическим данным, в 2023 г. время наступления минимума соответствовало климатическому, а максимум наблюдался на две недели раньше, чем по климатическим данным. Основной максимум уровня синоптической изменчивости температуры прослеживался в 2022 г. в ноябре, в 2023 г. – в декабре (по климатическим данным – в мае). Показано, что в период с 2022 по 2023 г. наблюдались преимущественно положительные среднемесячные аномалии температуры относительно климатических норм, отражающие тенденцию к повышению температуры в течение последних двух лет.

С. И. Кондратьев Гидрохимическая структура реки Черной (Крым) в 2012–2023 годах (с. 27–38)

.Цель статьи – оценка гидрохимического состава вод реки Черной, являющейся основным поставщиком пресных вод в г. Севастополе, а также влияния стока этой реки на экологию Севастопольской бухты. Река Черная, вытекающая из Чернореченского водохранилища, на своем пути пересекает Байдарскую долину, вбирает несколько притоков, не прошедших через геохимический фильтр водохранилища, теряет бóльшую часть своего потока на нескольких водозаборах в районе с. Хмельницкого и превращается в ручей. Вновь становится относительно полноводной рекой после поступления в нее оборотных вод очистных сооружений возле пос. Сахарная Головка и наконец впадает в Севастопольскую бухту возле Инкерманского ковша. Чтобы проследить за изменением гидрохимического состава вод реки по мере продвижения от Чернореченского водохранилища до устья, для 10 станций, расположенных на реке, и двух условных станций на акватории бухты (осредненные данные для Инкерманского ковша и 30 станций бухты) были построены графики средних значений концентраций некоторых гидрохимических элементов для четырех гидрологических сезонов 2012–2023 гг. Выявлено, что воды Чернореченского водохранилища и реки Черной сходны по составу на протяжении почти всего русла от выхода на поверхность до водозабора под с. Штурмовым, далее состав вод реки определяют сточные воды. Непосредственно река Черная (без учета сточных вод) поставляет в Севастопольскую бухту значительные количества нитратов, кремнекислоты и аммония; фосфаты поступают со сточными водами.

В. А. Спирина, М. П. Погожева Динамика плотности берегового мусора на пляжах северо-восточного побережья Черного моря с 2016 по 2021 год (с. 39–50)

Рассмотрены результаты мониторинга берегового мусора на пляжах Черного моря с 2016 по 2021 г. Исследование проводили на пяти пляжах северо-восточного побережья Черного моря, включая городские и пригородные участки. Мусор собирали и классифицировали по методике Рамочной директивы Европейской комиссии по морской стратегии. Всего за время 13 мониторинговых обследований было собрано 2633 частиц мусора из 8 категорий 108 типов. Преобладающим компонентом стал пластик, составляющий в среднем 71.7 % от общего количества мусора. Второй преобладающей категорией стал металл, доля которого в среднем составила 8.2 % от найденного мусора. Плотность пляжного мусора варьировала от 47.66 шт. / 100 м до 1163 шт. / 100 м. Медиана плотности мусора на всех исследуемых пляжах составила 118.26 шт. / 100 м. В межгодовой изменчивости количества мусора на пляжах отмечается тенденция к уменьшению во всех обследуемых районах с явными пиками в летние и зимние сезоны. Основным источником мусорного загрязнения побережья стала рекреационная деятельность, воздействие которой усиливалось из-за отсутствия развитой инфраструктуры по утилизации отходов, а также близости транспортных путей. Полученные данные свидетельствуют о необходимости продолжения мониторинга и принятия мер по снижению загрязнения, таких как улучшение систем управления отходами и уменьшение производства и использования пластика. Эти данные могут использоваться при выработке рекомендаций и практических инициатив по защите морской экосистемы Черного моря как со стороны государства, так и со стороны научного сообщества и обычных граждан.

Н. В. Миронова, Т. В. Панкеева Пространственно-временные изменения макрофитобентоса в Севастопольской бухте (Черное море) (с. 51–67)

Впервые приведены сведения о межгодовой динамике количественных показателей макрофитобентоса и проведен сравнительный анализ пространственно-временных изменений вклада доминирующих видов макрофитов в западной части Севастопольской бухты за 40-летний период. Гидроботанические исследования выполняли в летний период 1977, 2008 и 2017 гг. на одних и тех же разрезах по стандартной методике. Выявлено, что на протяжении изучаемого периода в составе донной растительности сформировались полидоминантные фитосообщества, где господствуют виды, обитающие в среде с повышенным уровнем эвтрофирования. При этом отмечены высокая доля эпифитирующих водорослей и незначительная роль Gongolaria barbata. За исследуемый промежуток времени произошло поднятие нижней границы произрастания макрофитов и зарегистрировано резкое снижение биомассы макрофитобентоса на глубине свыше 5 м. Установлено, что изменения в распределении и составе донной растительности в западной части бухты обусловлены ее геоэкологическим состоянием, которое зависит от воздействия антропогенных и природных факторов. Строительство в бухте гидротехнических сооружений приводит к изменению распространения зарослей морских трав, обитающих на мягких грунтах, и водорослей, встречающихся на твердом субстрате. Выявлено, что после экстремальных штормов в составе растительного покрова преобладают сезонные и однолетние виды водорослей, при этом на глубине 0.5–1 м отмечаются лишь ювенильные слоевища Gongolaria barbata. Полученные результаты могут быть использованы для мониторинговых исследований экологической ситуации в бухте, а также при организации прибрежноморского природопользования.

Н. А. Болтачева, Е. В. Лисицкая Распространение полихет семейства Dorvilleidae (Annelida) на шельфе Крыма (с. 68–80)

В последние десятилетия возрос интерес к полихетам семейства Dorvilleidae, приспособленным к существованию в маргинальных биотопах – в холодных метановых сипах, гидротермальных источниках, сульфидных осадках. Целью настоящей работы являлся анализ экологических особенностей, распространения и количественной представленности Dorvilleidae в Черном море. Материалом для исследований послужили сборы макрозообентоса на Черноморском шельфе в 2010–2019 гг., выполненные с помощью дночерпателя «Океан-50» (S = 0.25 м2), а также сборы бентоса в прибрежных районах Крыма в 1997–2023 гг. с использованием водолазного дночерпателя (S = 0.04 м2). В северной части Черного моря зарегистрированы три представителя Dorvilleidae: Dorvillea rubrovittata (Grube, 1855), Schistomeringos rudolphii (Delle Chiaje, 1828), Protodorvillea kefersteini (McIntosh, 1869). Батиметрический диапазон их обитания ограничивается фотической зоной (до 50 м). D. rubrovittata встречался преимущественно в биотопе обрастания твердых субстратов, относительно большие скопления (до 438 экз.·м–2) образовывал в подводных каналах и гротах. Вид впервые обнаружен нами в северо-западной части Черного моря. S. rudolphii зарегистрирован в небольших количествах (2–300 экз.·м–2) вдоль всего побережья Крыма. Этот вид встречался преимущественно на ракушечных грунтах и среди макрофитов. P. kefersteini отмечен почти во всей северной части Черного моря (за исключением кавказских берегов) на песчано-ракушечных грунтах с разной степенью заиления. Это массовый вид, его плотность в отдельных районах достигала значительных величин. В бухте Круглой (район Севастополя) в течение длительного времени регистрировали устойчивую популяцию этого вида с наиболее высокими показателями встречаемости (до 88 %) и плотности (до 13 215 экз.·м–2). Предполагаемая причина этого – образование в бухте Круглой больших скоплений бактерий и микроводорослей, которые являются кормовой базой для P. kefersteini.

С. И. Масленников, А. Ю. Звягинцев, А. А. Бегун Оценка макрообрастания водозаборного туннеля ТЭЦ-2 Владивостока с применением лазерных технологий (с. 81–94)

Впервые проведена точная количественная съемка макрообрастания подземного водозаборного туннеля ВТЭЦ-2 с применением лазерных технологий для разработки стратегии защиты от биологических повреждений системы охлаждения морской водой. В составе биообрастания туннеля обнаружен 91 вид беспозвоночных, принадлежащих к различным таксономическим группам. Установлено максимальное развитие макрообрастания в нижней части водозаборного туннеля с доминированием тихоокеанской мидии Mytilus trossulus. В обрастании верхней части туннеля отмечено количественное преобладание прикрепленных многощетинковых червей рода Hydroides. На бетонных участках туннеля зарегистрированы максимальные значения массы илистых биоотложений, в то время как для стальных участков были характерны известковые биоотложения. Отмечено, что общая сырая биомасса макрообрастанпия туннеля больше биомассы макрообрастателей в 35–50 раз. Это разница свидетельствует о преобладающей роли организмов мейобентоса и микроперифитона в формировании сообщества обрастания. Показаны различия видового богатства и количественных показателей обрастания туннеля в 2015 г. по сравнению с 2001 г. Таким образом, проведенная оценка макрообрастания водозаборного туннеля ВТЭЦ-2 позволяет сделать вывод о необходимости комплексной стратегии защиты системы охлаждения от морского обрастания, заключающейся в сочетании физических методов и других технологических приемов.

Г. М. Воскобойников, Л. О. Метелькова, Д. О. Салахов, Е. О. Кудрявцева Способность к аккумуляции и трансформации дизельного топлива у зеленой водоросли Ulva lactuca Баренцева моря (с. 95–105)

Оценена способность зеленой водоросли Ulva lactuca к поглощению и трансформации дизельного топлива из морской воды в ходе экспериментов длительностью 5 и 10 сут. Исходная морская вода содержала 0.62 мг/л нефтяных углеводородов (около 12 ПДК). В ходе эксперимента с добавлением в воду дизельного топлива 20 мг/л (400 ПДК) в опытных емкостях без водорослей наблюдался процесс поглощения введенных углеводородов, по-видимому, микроорганизмами, обитающими в воде. На пятые сутки опыта концентрация нефтяных углеводородов в воде снизилась на 40 % и составила 12 мг/л (240 ПДК). При добавлении в воду талломов ульвы валовое содержание нефтяных углеводородов в воде на пятые сутки уменьшилось на 86 % (до 2.8 мг/л), а на десятые сутки увеличилось (до 4.2 мг/л). Незначительное увеличение концентрации углеводородов дизельного топлива в воде говорит об обратном процессе высвобождения поглощенных ульвой углеводородов в воду. В опыте с добавлением в воду дизельного топлива в концентрации 10 мг/л содержание нефтяных углеводородов в тканях водорослей на пятые и десятые сутки было зарегистрировано на уровне 0.6 мг/г. Маркерное соотношение ∑н-алканов/∑нефтепродуктов у ульвы в течение эксперимента равнялось 0.2. Снижение этого показателя до 0.18 на десятые сутки опыта свидетельствует о начале трансформации химической структуры углеводородов. При добавлении в воду дизельного топлива 20 мг/л (400 ПДК) этот показатель на пятые и десятые сутки составил 0.25 и 0.28 соответственно, что указывает на активное поглощение углеводородов поверхностью водорослей, которое к десятым суткам еще не завершилось. На основании результатов экспериментов делается вывод о способности U. lactuca к поглощению и трансформации нефтяных углеводородов и ее участию в биоремедиации прибрежных акваторий.

К. А. Слепчук, Т. В. Хмара Уровень трофности акватории Лименского залива (Южный берег Крыма, Черное море) (с. 106–116)

Повышение уровня трофности акватории является одним из неблагоприятных последствий антропогенного воздействия на экологическое состояние морской среды. Причиной эвтрофирования водоемов часто является избыточное поступление в них биогенных веществ и легкоокисляемой органики, главным источником которых являются речной сток и сточные воды. Основная цель работы – определить сезонные изменения трофического состояния вод в районе Лименского залива на основе данных, полученных с помощью численного моделирования. Необходимые для расчета индекса трофности данные вычислялись по одномерному варианту модели качества воды и ее блоку эвтрофикации. Получен годовой ход концентрации хлорофилла а, азота нитратов и нитритов, аммония, фосфора фосфатов, кислорода для акватории Лименского залива. На основе этих биогеохимических показателей рассчитан индекс трофности. Исследуемая акватория обладает хорошим качеством морских вод со средним уровнем трофности. Лишь в холодный период с 1-го по 104-й и с 356-го по 365-й расчетные дни индекс ниже 4, что соответствует низкому уровню трофности. Максимальное значение индекса (4.39) приходится на 247-й расчетный день, минимальное (3.82) – на 365-й. Наибольшая корреляция индекса трофности наблюдается с концентрацией хлорофилла а (r = 0.84), минерального азота (r = 0.80) и общего фосфора (r = 0.78). Расчет относительного вклада компонентов, входящих в расчетную формулу индекса E-TRIX, показал, что основным фактором, определяющим уровень эвтрофикации вод Лименского залива, является концентрация минеральных форм азота. Данное исследование может использоваться при мониторинге зон, в которых отбор проб на месте трудно осуществить.

А. Ф. Розвадовский Применение платформы Raspberry Pi для автоматизации натурных измерений морской среды, передачи и хранения полученных данных (с. 117–130)

Описана технология реализации рабочего места на основе аппаратно-программной платформы Raspbery Pi в качестве управляющего персонального компьютера метеостанции Davis Vantage Pro 2 и представлен пример ее использования для контроля и мониторинга морской среды. Рабочее место позволяет собирать данные системы датчиков, измеряющих характеристики морской среды в натурных условиях, и передавать их в удаленный центр сбора данных через Интернет, хранить и выполнять резервное копирование. Рабочее место обеспечивает пользователям доступ к данным и может быть использовано как средство удаленного управления работой датчиков. Представлены алгоритмы организации рабочего места, опирающиеся на современные технологии сбора и передачи данных. Детально описана реализация рабочего места на примере удаленного контроля метеостанции Davis Vantage Pro 2, установленной на стационарной океанографической платформе ФГБУН ФИЦ МГИ в пгт Кацивели для непрерывных измерений параметров приводного слоя атмосферы. Удаленный контроль организован на базе аппаратно-программной платформы одноплатного персонального компьютера Raspberry Pi. Двухлетние испытания системы позволяют сделать вывод о ее надежности и высокой эффективности. Предлагаемые принципы и алгоритмы могут быть использованы при организации удаленных рабочих мест для выполнения океанологических измерений в прибрежных зонах с доступом к Интернету.

М. П. Вецало, Е. А. Годин, Е. А. Исаева, Л. К. Галковская Программный продукт «ФотоБерега Крыма» (с. 131–140)

Описывается информационно-поисковая система «ФотоБерега Крыма», разработанная сотрудниками группы «Банк океанографических данных» на основе концепции программного продукта «ФотоБерега» для систематизации и каталогизации коллекции цифровых изображений берегов Крымского полуострова, а также обеспечения эффективной работы с этой коллекцией при проведении научных исследований. Программная система написана на языке программирования Python. Интерфейс приложения разработан с использованием пакета tkinter. Центральной частью системы является каталог метаинформации объектов съемки, который построен на основе фасетной классификации и включает описательные фасеты «Дата и время», «Вид съемки» и специализированные фасеты «Географический регион», «Генетический тип побережья». Для формирования поисковой выдачи в программной системе применен метод расширенного булева поиска. Загрузка новых изображений и редактирование метаданных существующих элементов каталога выполняется в редакторе метаданных. Работа с геоинформационной частью базы метаинформации осуществляется в редакторе геоданных. Созданный программный продукт имеет значительный потенциал для дальнейшего развития и после соответствующей настройки может быть использован для работы с изображениями берегов других регионов, а также для систематизации и классификации коллекций изображений в самых различных областях.