Экспедиционные исследования СО ФГБУ «ГОИН» Севастопольского взморья в 2022 г.

В 2022 году Севастопольским отделением ФГБУ «ГОИН» имени Н.Н. Зубова, в рамках научной тематики Росгидромета, было выполнено 2 съемки взморья Севастополя в южной части Гераклейского полуострова. В других районах взморья Севастополя и в Севастопольской бухте работы не производились из-за ограничения судоходства в прибрежных районах (в связи с проведением СВО и повышенным уровнем террористической опасности). Съемки выполнялись с борта экспедиционного судна СО ФГБУ «ГОИН» «Русь» (в настоящее время «Профессор Грузинов») 08 сентября и 11 ноября 2022 г.

Состав экспедиции:

  • Дьяков Н.Н. – руководитель экспедиции, директор СО ФГБУ «ГОИН»
  • Мальченко Ю.А. – зав. ЛХМ СО ФГБУ «ГОИН»
  • Липченко А.Е. – с.н.с. ЛГМ СО ФГБУ «ГОИН»
  • Белогудов А.А. – н.с. ЛГМ СО ФГБУ «ГОИН»
  • Мартынов Е.С. – м.н.с. ЛГМ СО ФГБУ «ГОИН»
  • Жиляев С.А. – м.н.с. ЛХМ СО ФГБУ «ГОИН»
  • Дьяков В.Н. – техник СО ФГБУ «ГОИН»
  • Зубачук Н.Ф. капитан НИС «Пеленг»

Краткие результаты:

Гидрохимические условия.

8 сентября 2022 г. сотрудниками СО ФГБУ «ГОИН» была проведена гидролого-гидрохимическая съемка на взморье от бухты Стрелецкая до бухты Балаклава. Схема расположения и нумерация гидрологических станций представлена на рисунке 1. Исследования проводились на НИС «Русь» с применением для зондирования гидрологического зонда  CTD – 48 с каналами измерения температуры, электропроводности и давления. Измерялась прозрачность воды диском Секки.

Температура воды. В вертикальном распределении температуры воды по результатам гидрологической съемки 8 сентября 2022 г. (рисунки 2, 3, 5, 6) в слое глубин 27 – 45 м наблюдался сформированный мощный сезонный термоклин с вертикальными градиентами достигающими на некоторых станциях минус 2 °С/м. Средняя температура воды в поверхностном слое составляла 24,61 °С, в придонном, глубже 50 м – 8,30 °С.

До глубины 25-30 м наблюдалась гомотермия, в среднем по всем станциям вода в этом слое была прогрета до 24,30 °С.

Рисунок 1 – Схема расположения станций и их нумерация (гидролого-гидрохимическая съемка СО ФГБУ «ГОИН» 8 сентября 2022 г.)

Разброс поверхностной температуры между станциями составлял 0,35 °С, при этом наиболее прогретая вода наблюдалась у входа в Балаклавскую бухту – 24,79 °С и на 18 станции у мыса Фиолент – 24,77 °С. Несколько менее была прогрета вода от Стрелецкой бухты до Херсонесского Маяка, где температура воды в поверхностном слое составляла 24,45 °С (рисунок 4). Минимальное значение придонной температуры (8,23 °С) было отмечено на 17 станции на глубине 75 м; на 15 станции над оголовком трубы КОС на глубине 86 м температура воды была несколько выше и составляла 8,32 °С.

Рисунок 2 – Вертикальные профили распределения температуры (красная линия), солености (синяя линия) и условной плотности (коричневая линия) на 11 гидрологических станциях 8 сентября 2022 г.

Рисунок 3 – Вертикальные профили распределения температуры (красная линия), солености (синяя линия) и условной плотности (коричневая линия) на 15 станции над оголовком выпуска КОС «Южные» 8 сентября 2022 г.

Рисунок 4 – Карта пространственного распределения температуры (°С) в поверхностном слое воды по данным гидрологической съемки 8 сентября 2022 г.

Рисунок 5 – Распределение поля температуры (°С) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до Херсонесского Маяка 8 сентября 2022 г.

Рисунок 6 – Распределение поля температуры (°С) на вертикальном разрезе вдоль побережья от Херсонесского Маяка до выпуска КОС Балаклава 8 сентября 2022 г.

 

Соленость. В вертикальном распределении поля солености (рисунок 2, 3) был заметен галоклин на глубинах 35 – 70 м с максимальными градиентами 0,02 – 0,04 ‰/м. Соленость в поверхностном слое изменялась в пределах 18,18 – 18,27 ‰, при среднем значении 18,23 ‰, при этом максимальные значения отмечались от Стрелецкой бухты до Херсонесского Маяка, а наиболее низкая соленость наблюдалась в районе Балаклавы. В слое от поверхности и до глубины 35 м соленость на всех станциях практически не изменялась и составляла в среднем 18,24 ‰. На глубинах 75 – 85 м соленость повышалась до 18,81 – 18,98 ‰. На вертикальном разрезе полей солености (рисунок 9) видно увеличение вертикальных градиентов с глубины 40 м и до дна. На рисунке 8 на станциях 12, 13 и, особенно, 14, заметно некоторое понижение солености с глубиной (вертикальные градиенты солености отрицательные).

Рисунок 7 – Карта пространственного распределения солености (PSU) в поверхностном слое воды по данным гидрологической съемки 8 сентября 2022 г.

Рисунок 8 – Распределение поля солености (PSU) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до Херсонесского Маяка 8 сентября 2022 г.

Рисунок 9 – Распределение поля солености (PSU) на вертикальном разрезе вдоль побережья от Херсонесского Маяка до выпуска КОС Балаклава 8 сентября 2022 г.

Плотность. Формирование полей плотности 8 сентября 2022 г. определялось  как термическим, так и халинным распределением полей во всем слое глубин. На вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до Херсонесского Маяка (рисунок 11) до глубины 25 м поле плотности было однородно, среднее значение на поверхности составляло 10,83 усл. ед., в слое глубин 0 – 25 м – 10,92 усл. ед. На вертикальном профиле (рисунок 2) и на вертикальном разрезе вдоль побережья от Херсонесского Маяка до выпуска КОС Балаклава (рисунок 12) хорошо заметен сформированный сезонный пикноклин в слое глубин 25 – 45 м, градиенты плотности достигали 0,3 – 0,4 усл.ед./м. В придонных холодных слоях на глубинах 75 – 86 м плотность возрастала до 14,55 – 14,70 усл.ед. На карте пространственного распределения плотности воды в поверхностном слое (рисунок 10) видно, что наиболее плотные воды были расположены у побережья на севере Гераклейского п-ва, южнее плотность немного понижалась. В районе сброса сточных вод от КНС Балаклавы, где наблюдался максимальный прогрев воды и минимум солености, отмечалась и наименьшая плотность воды.

Рисунок 10 – Карта пространственного распределения плотности (усл.ед.) воды в поверхностном слое по данным гидрологической съемки 8 сентября 2022 г.

Рисунок 11 – Распределение поля плотности (усл. ед.) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до Херсонесского Маяка 8 сентября 2022 г.

Рисунок 12 – Распределение поля плотности (усл. ед.) на вертикальном разрезе вдоль побережья от Херсонесского Маяка до выпуска КОС Балаклава 8 сентября 2022 г.

Прозрачность (по диску Секки). На рисунке 13 представлено распределение прозрачности вод на взморье Гараклейского п-ва от Стрелецкой до Балаклавской бухты. Заметно, что наиболее мутная вода, с минимальной прозрачностью 8 м, наблюдалась на выходе бухт Казачья и Камышовая. Наиболее прозрачные воды отмечены на глубоководной 15 станции  в районе оголовка выпуска КОС «Южные-1», здесь прозрачность достигала 16,5 м. Также очень высокая прозрачность (16,0 м) наблюдалась на взморье у Балаклавской бухты на 21 станции.

Рисунок 13 – Распределение поля прозрачности воды (м) вдоль побережья Гараклейского п-ва 8 сентября 2022 г.

11 ноября 2022 г. сотрудниками СО ФГБУ «ГОИН» была проведена гидролого-гидрохимическая съемка в бухте Стрелецкая и на взморье Гераклейского п-ва (от бухты Стрелецкая до выпуска КОС «Южные»). Схема расположения и нумерация гидрологических станций представлена на рисунке 14. Исследования проводились на НИС «Русь» с применением для зондирования гидрологического зонда CTD – 48 с каналами измерения температуры, электропроводности и давления. Измерялась прозрачность воды диском Секки.

Температура воды. Для середины ноября вода у побережья Гераклейского п-ва достаточно прогрета. Средняя температура воды на поверхности составляла 15,58 °С, при диапазоне температур от 15,47 до 15,68 °С (разброс температуры между станциями был незначителен и составлял всего 0,21 °С). Наиболее теплые воды наблюдались у м. Херсонес – 15,64 – 15,68 °С, прохладные – 15,47 °С – на 11 станции на входе в Стрелецкую бухту (рисунки 15 – 16).

Рисунок 14 – Схема расположения станций и их нумерация (гидролого-гидрохимическая съемка СО ФГБУ «ГОИН» 11 ноября 2022 г.)

На глубоководной 15 станции до глубины 57 м наблюдалась гомотермия, средняя температура в слое 0 – 57 м составляла 15,50 °С. Сезонный термоклин еще достаточно мощный и был расположен в слое 57 – 67 м, максимальный вертикальный градиент температуры в нем достигал минус 0,75 °С/м (по результатам гидрологической съемки 11 сентября 2022 г. термоклин располагался несколько выше – на глубинах 27 – 45 м, а вертикальный градиент достигал минус 2 °С/м). В придонном слое (глубины 85 – 88 м) на глубоководной 15 станции температура воды понижалась до 8,36 °С (11 сентября на этих глубинах температура была ниже на 0,04 °С и составляла 8,32 °С), см. рисунки 4, 15.

Рисунок 15 – Вертикальные профили распределения температуры (красная линия), солености (синяя линия) и условной плотности (коричневая линия) на  гидрологических станциях взморья 11 ноября 2022 г.

Рисунок 16 – Карта пространственного распределения температуры (°С) в поверхностном слое воды по данным гидрологической съемки 11 ноября 2022 г.

Рисунок 17 – Распределение поля температуры (°С) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до оголовка выпуска КОС «Южные-1» 11 ноября 2022 г.

Соленость. В вертикальном распределении солености (рисунки 15, 18, 19) на станциях от поверхности и до глубины 55 м отмечается гомогенность, соленость практически не меняется с глубиной и, в среднем, составляет 18,36 – 18,37 ‰. На 16 станции в верхнем метровом слое соленость несколько ниже – 18,30 ‰. На 15 глубоководной станции в районе оголовка выпуска КОС «Южные» на глубинах 60 – 85 м заметен сформированный галоклин с максимальными градиентами солености 0,03 ‰/м в слое глубин 65-70 м. Соленость в поверхностном слое изменялась на станциях в пределах 18,29 – 18,37 ‰, при среднем значении 18,35 ‰, при этом пониженная соленость (18,29 ‰) в поверхностном слое наблюдалась на 16 станции в районе закрытого прорана КОС Южные. На вертикальном разрезе поля солености (рисунок 19) хорошо прослеживается понижение солености на 16 станции.

Рисунок 18 – Карта пространственного распределения солености (PSU) в поверхностном слое воды по данным гидрологической съемки 11 ноября 2022 г.

Рисунок 19 – Распределение поля солености (PSU) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до выпуска КОС «Южные-1» 11 ноября 2022 г.

Плотность. В структуре формирования вертикального поля плотности 11 ноября 2022 г. прослеживалась связь с термическим и халинным полями распределения их вертикальной структуры. На всех станциях от поверхности и до глубин 57 – 58 метров плотность воды практически не изменялась и в среднем составляла 13,10 усл. ед., при этом среднее значение поверхностной плотности – 13,07 усл.ед. при разбросе от 13,03 до 13,10 усл. ед. На вертикальном профиле плотности воды (рисунок 15) и на вертикальном разрезе (рисунок 20) заметен пикноклин с глубиной залегания 57 – 67 м, совпадающей с глубиной термоклина. Максимальные градиенты в пикноклине достигали 0,2 – 0,3 усл.ед./м, что несколько ниже градиентов плотности 0,3 – 0,4 усл.ед./м, наблюдавшихся 8 сентября 2022 г. на глубинах 25 – 45 м и расположенных несколько выше. В придонных слоях 11 ноября на глубинах 85 – 88 м плотность возрастала до 14,53 усл.ед. На карте пространственного распределения плотности воды в поверхностном слое (рисунок 21) заметно, что наиболее плотные воды расположены у входа в Стрелецкую бухту, а наименьшая плотность наблюдается на 16 станции у заделанного прорана выпуска КОС «Южные -1».

Прозрачность (по диску Секки). На рисунке 23 представлено распределение прозрачности вод на взморье Гараклейского п-ва от Стрелецкой бухты до выпуска КОС «Южные-1». Наименьшая прозрачность воды (14,5 м) наблюдалась в районе бухты Стрелецкая, а наиболее прозрачные воды – на глубоководной 15 станции в районе оголовка выпуска КОС «Южные-1», здесь прозрачность достигала 20,5 м (8 сентября 2022 г. в районе оголовка прозрачность была несколько ниже – 16,5 м).

Рисунок 20 – Распределение поля плотности (усл. ед.) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до выпуска КОС «Южные-1» 11 ноября 2022 г.

Рисунок 21 – Карта пространственного распределения плотности (усл.ед.) воды в поверхностном слое по данным гидрологической съемки 11 ноября 2022 г.

Рисунок 22 – Распределение поля плотности (усл. ед.) на вертикальном разрезе вдоль побережья от б. Стрелецкая до выпуска КОС «Южные-1» 11 ноября 2022 г.

 

Рисунок 23 – Распределение поля прозрачности воды (м) вдоль побережья Гараклейского п-ва 8 сентября 2022 г.

 Стрелецкая бухта

Температура воды. В вертикальном распределении температуры воды в Стрелецкой бухте на 3-х станциях во всем слое глубин наблюдалась гомотермия, средняя температура воды на поверхности составляла 15,31 °С, при этом минимальная температура (15,17 °С) отмечалась в глубине бухты на 3 станции (рисунки 24, 25), а максимальная (15,47 °С) на 1-й и 11-й станциях у входа в бухту. На глубинах 18 – 20 м в бухте на 1-й станции температура воды понижалась до 15,36 °С. На 2-й станции на глубине 12 м наблюдалось понижение температуры до 15,19 °С, а у дна температура возрастала до 15,45 °С, что хорошо видно на вертикальном разрезе, на рисунке 26. На 3-й станции заметен выход из кутовой части бухты в поверхностном 2-х метровом слое охлажденной воды с пониженной температурой 15,09 °С на глубине 2 м, в придонном слое (глубина 8,5 м) температура повышалась до 15,52 °С.

Соленость. На вертикальном профиле (рисунок 24) и разрезе солености (рисунок 28) на 1 – 2 станциях в бухте от поверхности и до глубин 17 – 20 м распределение поля солености было однородно и практически не изменялось с глубиной. Среднее значение солености составляло 18,34 ‰ (на поверхности соленость изменялась от 18,28 до 18,30  ‰, у дна от 18,38 до 18,40 ‰).

Рисунок 24 – Вертикальные профили распределения температуры (красная линия), солености (синяя линия) и условной плотности (коричневая линия) на гидрологических станциях Стрелецкой бухты 11 ноября 2022 г.

Рисунок 25 – Карта пространственного распределения температуры (°С) в поверхностном слое воды бухты Стрелецкая 11 ноября 2022 г.

Рисунок 26 – Распределение поля температуры (°С) на вертикальном разрезе вдоль бухты Стрелецкая 11 ноября 2022 г.

На 3-й станции в кутовой части бухты в верхнем 4-х метровом слое было заметно распространение распресненной воды с понижением солености до 18,18 ‰ (наиболее низкое значение 18,10 ‰ отмечалось на глубине 1 м). В слое глубин 1 – 4 м вертикальный градиент солености возрастал до 0,7 ‰/м. В придонном слое на глубине 8,5 м соленость увеличивалась до 18,38 ‰. В пространственном распределении поверхностной солености в бухте (рисунок 27) наблюдалось ее заметное понижение по мере продвижения вглубь бухты, что может быть связано с выходом как грунтовых пресных вод в ее кутовой части, так и поступлением в бухту с ее урбанизированных берегов неорганизованных (аварийных) канализационных сточных вод.

Плотность. Формирование поля поверхностной плотности (рисунок 29) в бухте 11 ноября 2022 г. обуславливалось особенностями распределения поля солености. Халинный фактор здесь преобладал над термическим, что хорошо видно из сравнения горизонтального распределения поля температуры (рисунок 25) и солености (рисунок 27). На вертикальных разрезах температуры и солености (рисунки 26, 28) заметно преобладающее влияние солености в поверхностном 4-х метровом слое воды. На станции № 3 (рисунок 30) на глубине 1 м отмечалось минимальное значение плотности – 12,96 у.е. и максимальный вертикальный градиент плотности в слое глубин 1 – 2 м, достигавший 0,9 усл. ед./м. По мере продвижения к выходу из бухты  плотность на поверхности повышалась до 13,08 усл.ед., у дна до 13,15 усл.ед.

Рисунок 27 – Карта пространственного распределения солености (PSU) в поверхностном слое б. Стрелецкая 11 ноября 2022 г.

Рисунок 28 – Распределение поля солености (PSU) на вертикальном разрезе вдоль б. Стрелецкая 11 ноября 2022 г.

Рисунок 29 – Карта пространственного распределения плотности (усл.ед.) воды в поверхностном слое б. Стрелецкая 11 ноября 2022 г.

Рисунок 30 – Распределение поля плотности (усл. ед.) на вертикальном разрезе вдоль б. Стрелецкая 11 ноября 2022 г.

Прозрачность (по диску Секки). На рисунке 31 представлено распределение прозрачности вод в бухте Стрелецкой. Видно уменьшение прозрачности воды по мере продвижения вглубь бухты. Наиболее высокая прозрачность воды (14,5 м) наблюдается на выходе из бухты на 11 станции, на 2 станции в центре бухты прозрачность понижается до 6 м и практически не меняется в кутовой части (на 3 станции прозрачность 6,5 м).

Рисунок 31 – Распределение поля прозрачности воды (м) в бухте Стрелецкая 8 сентября 2022 г.

Гидрохимические условия.

Отбор проб для определения гидрохимических показателей и загрязнения вод производился с горизонтов поверхностный и придонный. В целом за 2022 г. было отобрано и проанализировано 38 проба-комплексов (739 показателей) морских вод. Определялись такие показатели, как температура, соленость, щелочность и рН морских вод, содержание растворенного кислорода и БПК5, элементов биогенного комплекса (нитритного, нитратного и аммонийного азота и фосфатного и общего фосфора), нефтепродуктов (НП), СПАВ, взвешенных веществ (ВВ). Для оценки эффективности работы выпусков нами проводился мониторинг положения пикноклина и его сезонные вариации с разрешением по вертикали 0,25 – 0,5 м. при этом выполнялось определение солености и температуры воды. Статистические характеристики полученных данных представлены в таблице 1.

Растворенный кислород. Насыщение вод кислородом в сентябре 2022 г. на поверхностном горизонте взморья Севастополя соответствовало сезонным нормам и на 2 – 5 %  нас. превышало величину термодинамической растворимости, см. рисунок 32.

Таблица 1 – Статистические характеристики гидрохимических показателей и загрязнения прибрежных вод взморья Севастополя в 2022 г.

Примечание: здесь и далее: ВВ – взвешенные вещества; НП – нефтепродукты; АПАВ – анионные синтетические поверхностно-активные вещества.

Рисунок 32 – Распределение концентрации растворенного кислорода (% нас.) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

На придонном горизонте пониженные значения наблюдались в прибрежных районах бухт Омега и Камышовая. Дефицит кислорода (~60 % нас.) был зафиксирован на траверзе мыса Фиолент, тогда как годом ранее минимум показателя отмечался западнее, в районе оголовка глубоководного выпуска КОС «Южные-1». Смещение экстремума, вероятно, было связано с метеорологическими условиями или режимом течений. Снижение концентрации кислорода на придонном горизонте зафиксировано на взморье Камышовой бухты.

В ноябре 2022 г. на поверхностном горизонте всей акватории шельфа Севастопольского региона концентрация растворенного кислорода была близка к насыщению, см. рисунок 33. Близость концентрации к растворимости газа в воде свидетельствует о снижении фотосинтеза, обеспечивающего кажущееся смещение равновесия. При этом поступление кислорода в воды поверхностного горизонта обеспечивалось только за счет его абсорбции из атмосферы. На придонном горизонте выделяются два минимума показателя у мыса Херсонес. Учитывая то, что глубины в точках минимума не превышают 20 – 30 м., образование локальных минимумов может быть объяснено подъемом глубинных вод в результате сгона, о чем свидетельствует равенство температуры воды на поверхностном и придонном горизонтах практически на всей акватории, за исключением наиболее глубоководной станции (88 м).

Рисунок 33 – Распределение концентрации растворенного кислорода (% нас.) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

БПК5. Величина БПК5 в сентябре 2022 г. в прибрежных водах Севастополя превышала ПДК в единичных случаях и в значительной мере зависела от горизонта отбора пробы. Распределение величин показателя представлено на рисунке 34. Характерным является наличие максимума показателя на траверзе мыса Херсонес (поверхностный горизонт). Этот экстремум совпадает с максимумом насыщения вод кислородом и, очевидно, связан с фотосинтетической активностью. Аналогичную природу имеет и максимум БПК5 в районе Камышовой бухты. На придонном горизонте величина показателя имела более низкие значения и ни в одной из проб не достигала ПДК. Область практически нулевых значений находилась в районе мысов Фиолент и Херсонес. При этом концентрация растворенного кислорода в этих точках распределена весьма неоднозначно: в районе м. Херсонес наблюдался максимум концентрации кислорода, а у м. Фиолент – минимальное значение во всем ряду проанализированных проб.

В ноябре 2022 г., на большей части изученной акватории величина БПК5 в большей части проанализированных проб была на уровне предела измерения, см. рисунок 35. Только в прибрежной полосе в районе м. Херсонес на поверхностном горизонте наблюдалось повышение значений показателя до 1,0 – 1,2 мгО2/дм3, что составляло ~0,5 ПДК.

Рисунок 34 – Распределение величин БПК5 (мгО2/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 35 – Распределение величин БПК5 (мгО2/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Величина рН. Распределение величин рН на взморье Севастополя в сентябре и ноябре 2022 г. представлено на рисунках 36 – 37. Несмотря на сравнительно небольшое отличие значений на поверхностном и придонном горизонтах, в целом в сентябре на поверхностном горизонте всей акватории наблюдались повышенные значения рН. В ноябре высокие значения наблюдались только в прибрежных водах северной части Гераклейского полуострова. По-видимому, понижение величины рН на поверхностном горизонте в ноябре было связано с апвеллингом, последствия которого проявлялись и в распределении других показателей. При этом, в этот период отсутствовал минимум рН в районе мыса Фиолент, обычно связанный с переносом вод от оголовка глубоководного выпуска КОС «Южные-1».

Общая щелочность. Повышенные величины общей щелочности в сентябре 2022 г. (рисунок 38) наблюдались в районе Камышовой бухты на поверхностном горизонте, и на свале глубин в южной части полигона – на придонном. В первом случае рост величины общей щелочности происходил на фоне понижения величины рН, что свидетельствует о накоплении углекислого газа в воде. Рост показателя в глубоководных районах связан с общей тенденцией усиления влияния на его величину, помимо карбонатов и гидрокарбонатов, других компонентов (гидросульфидов, боратов и др.).

В ноябре 2022 г. на взморье Севастополя практически отсутствовали высокие градиенты величины общей щелочности (рисунок 39). Небольшой рост показателя отмечался в южной части рассматриваемой акватории, а также в районе Стрелецкой бухты. Отмеченные особенности пространственного распределения связаны с уменьшением продуктивности вод в условиях их выхолаживания.

Рисунок 36 – Распределение величин рН (ед.рН) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 37 – Распределение величин рН (ед.рН) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Рисунок 38 – Распределение величин общей щелочности (ммоль/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 39 – Распределение величин общей щелочности (ммоль/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Фосфор фосфатный. В сентябре 2022 г. на поверхностном горизонте было зафиксировано практически полное отсутствие фосфатов, см. рисунок 40. Данная ситуация является типичной для начала осени, когда все биогенные формы элемента оказываются «выработанными» в период летнего максимума продукции гидробионтов. На придонном горизонте наблюдался максимум элемента в районе мыса Фиолент, причиной появления которого может быть адвекция сточных вод КОС «Южные-1» или подъем глубинных вод. В пользу последнего предположения свидетельствуют низкие величины концентрации растворенного кислорода в этой точке, но дефицит кислорода был не настолько высок, как в водах с соответствующим содержанием фосфатов. В ноябре 2022 г., как видно из данных рисунка 41, концентрация фосфора фосфатного на всей акватории была минимальной (<5 мкг/дм3). Небольшое повышение концентрации отмечалось только на придонном горизонте в Стрелецкой бухте.

Общий фосфор. На фоне низких значений концентрации фосфора фосфатного, суммарное содержание всех органических и неорганических форм в водах изученных акваторий было достаточно высоким. Схемы распределения величин концентрации общего фосфора представлены на рисунках 42 – 43. На взморье Севастополя имелось несколько «пятен» повышенных величин концентрации, локализовавшихся в южной части Гераклейского полуострова и у мыса Херсонес. Их расположение указывает на основной источник загрязнения вод – КОС «Южные-1».

Рисунок 40 – Распределение концентрации фосфатного фосфора (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 41 – Распределение концентрации фосфатного фосфора (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Нитритный азот. Концентрация нитритного азота во всех проанализированных в 2022 г. пробах морских вод была ниже ПДК. Более высокий уровень загрязнения нитритами наблюдался в сентябре 2022 г., что является характерным для конца лета и начала осени, когда в отдельных районах начинает сказываться дефицит кислорода, и в водах развивается процесс денитрификации. Такие очаги наблюдались в районе мыса Херсонес (рисунок 44). Через месяц процессы восстановления нитратов с образованием неустойчивой промежуточной формы – нитритов уже не играли столь заметной роли, и, как заметно из данных рисунка 45, очаги повышенных значений концентрации нитритного азота наблюдались лишь в узкой прибрежной полосе, но в абсолютных величинах наблюдавшиеся значения были в несколько раз ниже сентябрьских.

Нитратный азот. Главным источником поступления нитратного азота в морские воды являются поверхностный сток и хозяйственно-бытовые сточные воды, а основным их потребителем – фитопланктон. Это определяет наблюдающуюся структуру полей концентрации элемента. В сентябре 2022 г. относительно высокие концентрации нитратного азота отмечались в районах выпусков сточных вод (рисунок 46). В ноябре 2022 г. уровень концентрации нитратного азота значительно повысился, особенно на поверхностном горизонте (рисунок 47). Помимо снижения активности потребления элемента, причиной роста его концентрации являлось увеличение поверхностного стока.

Аммонийный азот. Как и нитраты, аммонийный азот поступает в основном с пресноводным стоком (поверхностным и подземным). Кроме того, некоторая часть аммонийного азота образуется в анаэробных условиях при гниении органических остатков, содержащих белковые и другие органические азотсодержащие вещества. Очаг загрязнения в сентябре 2022 г. был обнаружен на взморье бухты Камышовой (рисунок 48). На остальной части акватории концентрация аммонийного азота оставалась низкой.

Рисунок 42 – Распределение концентрации общего фосфора (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 43 – Распределение концентрации общего фосфора (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Отмеченный выше экстремум был локальным и связанным, возможно, со сбросом льяльных вод на внешнем рейде б. Камышовой. Проведенная в ноябре 2022 г. подробная съемка района западной оконечности м. Херсонес не выявила наличия существенного загрязнения поверхностных вод взморья Севастополя (рисунок 49). На придонном горизонте была выявлена область повышенных значений концентрации аммонийного азота у входа в бухту Стрелецкую, связанная с функционированием выпуска сточных вод с локальных КОС.

Рисунок 44 – Распределение концентрации нитритного азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 45 – Распределение концентрации нитритного азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Рисунок 46– Распределение концентрации нитратного азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 47 – Распределение концентрации нитратного азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Рисунок 48 – Распределение концентрации аммонийного азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 49 – Распределение концентрации аммонийного азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Общий азот. В сентябре 2022 г. концентрация общего азота на взморье характеризовались сравнительно низкими значениями (рисунок 50). Только на траверзе бухты Камышовой наблюдалась локальная область повышенных значений концентрации, связанная, как уже отмечалось, по-видимому, с несанкционированным сбросом льяльных вод с судов на внешнем рейде.

Рисунок 50 – Распределение концентрации общего азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Уже через месяц в ноябре 2022 г. (рисунок 51) схема распределения элемента претерпела существенные изменения, и на всей акватории поверхностного горизонта отмечалось повышение величин до 50 – 600 мкг/дм3. При этом на придонном горизонте содержание общего азота изменилось мало и было в ~2 раза ниже поверхностного. Причиной наблюдающихся аномалий являлся заток богатых органическим веществом вод, переносимых ОЧТ из продуктивных районов моря.

Кремний. Поступление растворенных форм кремния (силикатов), главным образом, контролируется пресноводным стоком. Это могут быть речные воды, а также ливневый сток. В водах открытых акваторий внутренних морей кремний, являясь жизненно важным биогенным элементом, долгое время считался избыточным по отношению к минеральным формам азота и фосфора. Такая ситуация сохранялась в период наиболее интенсивного изучения Черного и Азовского морей в 70-х и 80-х годах прошлого столетия, когда концентрация кремния в морских водах редко опускалась ниже 150 – 200 мкг/дм3.

С увеличением трофического типа вод Черного моря, в них стал наблюдаться дефицит кремния, являющегося одним из главных компонентов формирования органов гидробионтов. В сентябре 2022 г. (рисунок 52) на поверхностном горизонте взморья Севастополя наблюдался дефицит кремния, а его концентрация в некоторых пробах снижалась до следовых значений. На придонном горизонте концентрация была выше, что связано с меньшим потреблением элемента. В ноябре 2022 г. концентрация кремния на обоих горизонтах значительно возросла (рисунок 53). Причиной этого стало увеличение пресноводного стока, а также снижение его ассимиляции гидробионтами, связанное со снижением продуктивности вод при их выхолаживании.

Рисунок 51 – Распределение концентрации общего азота (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Рисунок 52 – Распределение концентрации кремния (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 53 – Распределение концентрации кремния (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

Состояние загрязнения вод.

Нефтепродукты. Высокий уровень нефтяного загрязнения наблюдался в северной части Гераклейского полуострова, см. рисунок 54. Наиболее высокое значение (3 ПДК) было зафиксировано на взморье бухты Камышовой. В общем характер распределения показателя связан со снижением интенсивности судоходства на участке акватории от мыса Херсонес до Балаклавы. Вместе с тем, скопление судов на внешнем рейде и в бухтах Севастополя привело к росту техногенной нагрузки в акваториях этих бухт и на их взморье.

Рисунок 54 – Распределение концентрации НП (мг/дм3) на поверхностном горизонте в сентябре (а) и ноябре (б) 2022г.

Анионные поверхностно-активные вещества (АПАВ). В сентябре 2022 г. на взморье Севастополя концентрация АПАВ оставалась достаточно низкой (рисунок 55). Наиболее высокие значения показателя наблюдались у мыса Херсонес и у северного побережья Гераклейского полуострова. Превышение ПДК по загрязнению АПАВ вод взморья Севастополя зафиксировано не было. Вместе с тем, в прошлые годы в этом районе часто фиксировалось превышение норматива в отдельных пробах. Улучшение ситуации, как и в случае с загрязнением вод НП, связано с проведением СВО, т.е. с ограничением движения плавсредств, особенно в разгар курортного сезона. Прошедший рекреационный сезон может быть признан «нулевым» в плане оценки воздействия большого количества плавсредств различной формы собственности на экологическое состояние вод взморья Севастополя.

В ноябре 2022 г. в целом по акватории загрязнение вод осталось на уровне сентябрьской съемки, см. рисунок 56. Превышение ПДК было зафиксировано только у входа в Стрелецкую бухту (1,1 ПДК) и на взморье Камышовой бухты – у дна (1,6 ПДК). В первом случае, вероятно, источником загрязнения был выпуск КОС в Стрелецкой бухте, оголовок которых расположен недалеко от берега. Высокое загрязнение вод придонного горизонта в Камышовой бухте может быть объяснено вторичным загрязнением вод.

Рисунок 55 – Распределение концентрации АПАВ (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в сентябре 2022 г.

Рисунок 56 – Распределение концентрации АПАВ (мкг/дм3) на взморье Севастополя на поверхностном (а) и придонном (б) горизонтах в ноябре 2022 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе изучения гидрохимического режима и загрязнения вод шельфа Крымского полуострова в 2022 г. было установлено:

  • основным источником загрязнения прибрежных вод Севастополя являются выпуски сточных вод ГУПС «Водоканал». Большинство стоков являются ненормативно очищенными. Вместе с тем ситуация начала меняться к лучшему. В 2022 г. начата реконструкция наиболее крупных очистных сооружений – КОС «Южные-1», предусматривающая проведение полного цикла очистки, и строительство нового выпуска. На 2024 г. запланировано строительство КОС в Балаклаве, где в настоящее время производится выпуск вообще без очистки;
  • концентрация растворенного кислорода в прибрежных водах Севастополя в сентябре 2022 г. была в среднем на 5 % выше его растворимости. В ноябре его концентрация понизилась и на всей акватории была близка к 100 % нас. На придонном горизонте концентрация растворенного кислорода местами понижалась до 70 % нас. (в районе мыса Фиолент). У оголовка выпуска КОС «Южные-1», в самой глубоководной точке мониторинга, концентрация кислорода была близка к 90 % нас.;
  • величина БПК5 на взморье Севастополя превышала ПДК только в районе мыса Херсонес и Камышовой бухты (в сентябре 2022 г.). На остальной части акватории превышения норматива выявлено не было. Одной из причин улучшения качества вод явилось снижение интенсивности судоходства, связанное с проведением СВО и ограничением судоходства в прибрежных водах;
  • концентрация НП в южной части прибрежных вод Гераклейского полуострова была на уровне предела количественного определения метода. На взморье бухт северной части, где осуществляется базирование судов различной ведомственной принадлежности, наблюдалось увеличение концентрации НП до 3 ПДК. Концентрация АПАВ превышала норматив в единичных пробах, отобранных в районе Камышовой (ноябрь).