Анализ водохозяйственной обстановки Мурманской области показал интенсивное загрязнение прибрежных вод Баренцева и Белого морей сточными водами флотов и береговых предприятий Министерства транспорта, Гос. комитета по строительству и жилищно-коммунальному комплексу, ОАО "Росагрохим", Корпорация "Росцветмет", Гос. комитета по рыболовству, Министерства обороны, а также других ведомств.

Продолжается сброс в Кольский залив загрязненных, не очищенных сточных вод г. Мурманска, ЗАТО Североморск, ЗАТО Полярный.

За 2000 год объем сброса сточных вод от 67 водопользователей (основные - ГОУП "Мурманскводоканал", МУП "Североморскводоканал", рыбный порт, торговый порт, ГВКП "Водоканал" г. Полярный Минобороны) по данным госстатотчетности по форме 2-ТП (водхоз) в Кольский залив Баренцева моря составил 82,44 млн. м³, из них загрязненных - 76,48млн. м³, в том числе сбрасываемых без очистки - 72,47 млн. м³, недостаточно очищенных - 4,01 млн. м³, очищенных до нормативных величин - 0,01 млн. м³, нормативно чистых - 5,95 млн. м³.

Со сточными водами в залив сброшено загрязняющих веществ: органических веществ (по БПК полн.) - 9,2 тыс. т, взвешенных веществ - 5,8 тыс. т, минеральных веществ (в т. ч. сульфатов, хлоридов, фосфатов, соединений азота) - 15,9 тыс.т, металлов -50,6 т, нефтепродуктов - 60 т.

Следует отметить, что основная часть загрязняющих веществ в Кольский залив сбрасывается предприятиями ЖКХ, рыбной промышленности, морского транспорта, военными организациями.

В Кандалакшский залив Белого моря отводят сточные воды 10 предприятий (наиболее крупные - ОАО "Кандалакшский алюминиевый завод", ЗАО "Беломорская нефтебаза", ГУП "Кандалакша водоканал", умбский участок ГУП "Апатитыводоканал") в объеме 14,46 млн. м³/год, из них загрязненных - 6,80 млн. м³, в том числе сбрасываемых без очистки - 0,46 млн. м³, недостаточно очищенных - 6,34 млн. м³, очищенных до нормативных величин - 2,30 млн. м³, нормативно чистых - 5,36 млн. м³.

В Белое море сброшено со сточными водами органических веществ (по БПКполн.) - 0,15 тыс. т., взвешенных веществ - 0,16 тыс. т., минеральных веществ (в том числе сульфатов, хлоридов, фосфатов, соединений азота) - 1,6 тыс. т, металлов - 2,8 т.

Основную массу загрязнений в Кандалакшский залив вносят предприятия ЖКХ.

Следует отметить, что существенное влияние на морские воды оказывают загрязнения, вносимые стоками рек соответствующего бассейна, а также сточные воды флотов министерства обороны, морского транспорта и рыбной промышленности.

Кольский залив
Качество воды в Кольском заливе определяется, в основном, интенсивностью поступления загрязняющих веществ в экосистему залива. Существует, по меньшей мере, пять путей поступления поллютантов в морскую среду: поступление с поверхностным стоком, сбросы промышленных и коммунальных предприятий, сбросы отходов с морских судов, атмосферные выпадения дампинг грунта при дноуглубительных работах. Рассматривая Кольский залив как структурную часть морского бассейна, необходимо иметь в виду и учитывать возможность адвекции загрязняющих веществ морскими течениями извне.

В последние годы объем сточных вод, поступающих в залив, остается стабильным. Но, как показывают исследования, уровень загрязнения воды и донных отложений в заливе нефтяными углеводородами неизменно возрастает в последнее десятилетие. В связи с этим, результаты, проведенных в 2000 г. экспедиционных работ по исследованию уровня загрязняющих веществ нужно рассматривать, как вклад в общую базу мониторинга этого водоема.

По данным многолетних наблюдений состав загрязняющих веществ, поступающих в залив, в целом, отражает преобладающий вклад коммунального сектора, включая транспорт. Со сбросами коллекторов и стоками рек поступают взвешенные вещества, нефтяные углеводороды, тяжелые металлы.

Нефтепродукты. По визуальным наблюдениям акватория по-прежнему характеризуется наличием нефтяной пленки разной интенсивности на большей части залива. Однако содержание растворенных в воде нефтепродуктов определяется количеством взвешенных веществ. В осенний период - сентябрь-ноябрь, на большей части акватории залива нефтепродукты обнаруживаются в следовых количествах (рис. 1). Нефтяное загрязнение воды локализовано на нескольких участках акватории: в вершине залива, в районе г. Кола, в районе г. Североморск, а также в районе губы Тюва. Максимальная концентрация зафиксирована близ губы Тюва, величина концентрации - 0.16 мг/л составляет 3 ПДК (0.05 мг/л). Второй максимум отмечен в районе г. Колы, его величина также близка к 3 ПДК. По локализации пятен нефтяного загрязнения в районах расположения портовых комплексов их можно классифицировать как результат эпизодических сбросов нефтепродуктов на этих комплексах.

Взвешенные вещества представляют собой в основной массе клетки микроводорослей и твердые минеральные частицы, выносимые с суши. Динамика численности микроводорослей подчинена сезонным колебаниям. В осенний период их численность приближается к минимуму в соответствие биологическим закономерностям. Количество минеральной взвеси зависит от интенсивности материкового стока и, в общем, подвержено изменениям более сложно организованным. В период исследований взвешенные вещества были обнаружены лишь на нескольких станциях в верхнем слое воды. Вода кутовой части залива, где влияние речного стока максимально, в большей степени обогащена взвешенными частицами.

Загрязненные нефтепродуктами участки акватории сопрягаются с участками наличия взвеси.

Синтетические поверхостно активные вещества (СПАВ) или моющие средства в большей степени характерны для городских коммунальных стоков. В связи с этим, их определение проведено в южном колене залива, куда сбрасываются городские коммунальные стоки. Можно констатировать, что СПАВ в воде Кольского залива практически отсутствуют.

Микроэлементы. Наиболее массовыми металлами, растворенными и взвешенными в воде Кольского залива, являются железо, цинк, марганец, хром и алюминий, характерные для минералогического состава почв и грунтов Кольского полуострова. Концентрация металлов в распресненных водах кутовой части залива заметно ниже, чем в более соленых водах других частей залива. Распределение металлов носит относительно равномерный характер, что свидетельствует об отсутствии локальных источников загрязнения. Содержание всех определяемых металлов ниже предельно допустимых концентраций. Обращает на себя внимание, повышенное содержание меди, по сравнению с акваториями открытого моря (рис. 2).

Загрязнение донных отложений
В отличие от весьма динамичной водной среды, процессы, происходящие в донных отложениях, характеризуют долговременные тенденции изменений внешних условий.

Исследования свидетельствуют, что донные осадки Кольского залива в целом характеризуются высоким уровнем концентрации нефтяных углеводородов, по сравнению с районами открытого моря. В наибольшей степени загрязнены осадки на участке Мурманского портового комплекса (рис. 3).

В составе комплекса металлов в осадках также преобладают железо, марганец, цинк, хром, алюминий. Общий уровень накопления металлов в отложениях намного выше, чем в районах Баренцева моря Вариабельность концентраций металлов в осадках более значительна, чем в воде. Однако отложения в порту Полярный имеют значительно более высокий уровень концентраций всех металлов анализируемой группы, что характеризует хроническое загрязнение среды в результате деятельности портового комплекса.

Среднее содержание микроэлементов в воде Кольского залива, октябрь-ноябрь 2000 г.

Cu, мкг/л Ni, мкг/л Co, мкг/л Pb, мкг/л Cd, мкг/л Fe, мкг/л Mn, мкг/л Cr, мкг/л Zn, мкг/л Al, мкг/л Северное колено 1,14 1,30 0,06 1,46 0,56 207,00 17,04 12,08 17,80 9,95 Среднее колено 12,04 2,02 0,08> 2,0 0,34 266 17,7 10,72 19,15 8,26 Южное колено 9,81 2,38 0,06 2,32 0,21 485,00 26,90 12,10 4,96 11,02

Многолетний тренд нефтяного загрязнения экосистемы Кольского залива имеет выраженную тенденцию роста в период с 80-х годов по настоящее время. Погребенные в осадки нефтяные углеводороды в условиях экосистемы залива сохраняют высокую (более 25 лет) геохимическую устойчивость в деструкции.

Мониторинг прибрежных вод Кольского полуострова

В апреле 2000 г. сотрудниками ПИНРО были отобраны на химический анализ пробы из поверхностного и придонного слоев воды Баренцева моря вдоль Мурманского берега от Варангер-фьода до мыса Святой Нос. Схема станций отбора проб представлена на рис. 1.

Подготовка и химический анализ проб выполнены в соответствии с методическими руководствами Международного совета по исследованию моря (ICES). Достоверность результатов и качество аналитических работ оценивались при участии химической лаборатории ПИНРО в Схеме лабораторного тестирования по проекту QUASIMEME (Гарантия качества информации при мониторинге морской среды в Европе), который осуществляется странами Европейского Союза.

Рис. 1. Схема станций отбора проб в прибрежной зоне Кольского полуострова

Нефтяные углеводороды

Алифатические углеводороды (н-парафины). Данные о концентрациях алифатических углеводородов в поверхностных и придонных водах прибрежной зоны Мурмана представлены на рис.2. В поверхностном слое воды концентрации н-парафинов (С11 -С31) варьировали от 2 до 18 мкг/л, в придонном слое - от 6 до 28 мкг/л. Для малозагрязненных районов морей и океанов характерны концентрации алифатических углеводородов в воде порядка 5-25 мкг/л (Руденко, Федоров, Виноградов, 1981). Одна из главных трудностей интерпретации данных о нефтяном загрязнении морей, особенно в случаях низких уровней концентраций, связана с естественным биогенным происхождением многих углеводородов, характерных для химического состава нефти. Биогенные алифатические углеводороды отличаются преобладанием молекул с нечетным числом атомов углерода (GESAMP Reports :, 1993).

Рис.2. Концентрации алифатических углеводородов в прибрежных водах Кольского полуострова, мкг/л.

В низкомолекулярной области хроматограмм исследованных проб воды наблюдался "горб" неразделенных нафтено-ароматических соединений, что указывает на присутствие в воде смеси окисленных и метаболизированных соединений, характерных для хронического нефтяного загрязнения, а в высокомолекулярной области хроматограмм преобладали н-парафины с нечетным числом атомов углерода от С23 до С29. Состав растворенных алканов на станциях с повышенными концентрациями н-парафинов указывал на их преимущественно биогенное происхождение. Очевидно, повышенные концентрации алифатических углеводородов обусловлены не столько нефтяным загрязнением, сколько высокой биологической продуктивностью этих акваторий. В целом, концентрации н-парафинов в прибрежных водах Кольского полуострова не превышали рыбохозяйственный норматив 50 мк/л (Перечень рыбохозяйственных нормативов:, 1999).

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Углеводороды неароматической структуры (н-парафины и др.) обычно присутствуют в морской воде в концентрациях, на порядок превышающих концентрации ПАУ. Тем не менее, именно ПАУ являются главным объектом наблюдения, так как отличаются повышенной токсичностью. Основным источником их поступления в морскую среду являются атмосферные выпадения. Это более вероятно, чем прямое поступление, так как незамещенные ПАУ образуются в процессе пиролиза и поступают в атмосферу с продуктами сгорания разных видов топлива, особенно в составе выхлопных газов автомобилей. Это позволяет рассматривать ПАУ в качестве индикатора антропогенного углеводородного загрязнения морской среды.

Данные о суммарных концентрациях ПАУ (нафталин, фенантрен, флуорантен, пирен, хризен, бенз[а]антрацен, перилен, бенз[b+k]флуорантен, бенз[а]пирен, дибенз[ac+ah]антрацен, бенз[g,h,i]перилен, индено[1,2,3-cd]пирен) в поверхностном и придонном слоях воды прибрежной зоны Кольского полуострова представлены на рис. 3.

Рис. 3. Суммарные концентрации полициклических ароматических углеводородов в прибрежных водах Кольского полуострова, нг/л.

В поверхностном слое суммарные концентрации ПАУ варьировали от аналитического нуля до 30 нг/л, в придонном слое - от 0 до 8 нг/л. Из индивидуальных ПАУ преобладали соединения, обедненные алкильными группами, которые образуются либо в результате неполного сгорания веществ органического происхождения, либо являются продуктами длительной деградации ароматических углеводородов в морской воде. Количественное соотношение индивидуальных ПАУ в морской воде обусловлено их устойчивостью к фотоокислению, действию микроорганизмов и растворимостью в воде. Так растворимость бенз(а)пирена в воде в 2400 раз меньше, чем флуорантена (Ровинский, Теплицкая, Алексеева, 1988). Очевидно поэтому концентрация бенз[а]пирена в прибрежных водах Мурмана соответствовала аналитическому нулю, а концентрация флуорантена составляла 47-81 % от суммарной концентрации ПАУ.

Рыбохозяйственные нормативы содержания ПАУ в морской воде отсутствуют, поэтому данные о концентрациях ПАУ в морской воде чистых районов Антарктики могут служить приблизительным ориентиром для оценки минимальных концентраций, соответствующих глобальному фоновому уровню. В качестве такого ориентира можно принять среднюю концентрацию ПАУ, составляющую 20 нг/л (Cripps, 1995). Таким образом, в апреле 2000 г. суммарные концентрации ПАУ в воде прибрежных районов Кольского полуострова незначительно превышали глобальный фоновый уровень только на двух станциях в районе полуострова Рыбачий (см. рис. 3 и 1).

Персистентные хлорированные углеводороды. Хлорорганические пестициды и полихлорбифенилы относятся к суперэкотоксикантам глобального распространения, не имеющим природных аналогов. Они поступают в Баренцево море, главным образом, с атлантическими водами и в результате крупномасштабного атмосферного переноса.

Данные о суммарных концентрациях гексахлорциклогексана (a-ГХЦГ, g-ГХЦГ), ДДТ и его метаболитов (p'p-ДДТ, o'p-ДДТ, p'p-ДДД, o'p-ДДД, p'p-ДДЕ), гексахлорбензола (ГХБ) и полихлорбифенилов (ПХБ) в поверхностном и придонном слоях воды прибрежной зоны Кольского полуострова представлены на рис.4.

Концентрации ГХЦГ в поверхностном слое воды варьировали от 0,5 до 2,5 нг/л, в придонном слое - от 1,3 до 2,3 нг/л и не превышали рыбохозяйственный норматив 10 нг/л (Перечень рыбохозяйственных нормативов :, 1999). Известно, что в воде изомер g-ГХЦГ разлагается микроорганизмами и подвергается фотохимической изомеризации переходя в более стабильный изомер a-ГХЦГ. Поэтому увеличение относительного содержания a-ГХЦГ по сравнению с другими изомерами ГХЦГ указывает на более удаленный в пространстве и времени источник загрязнения (Матишов, Савинов, Дале и др., 1998). В поверхностном и придонном слоях воды прибрежной зоны Мурмана отношение концентраций a-ГХЦГ/g-ГХЦГ і 1, что свидетельствует о давнем поступлении этого пестицида в море.

Суммарные концентрации ДДТ в поверхностном слое воды варьировали от 4,8 до 16 нг/л, в придонном слое - от 4,7 до 13,2 нг/л и на станциях 1, 2, 4, 6, 8 незначительно превышали рыбохозяйственную предельно допустимую концентрацию (ПДК) 10 нг/л (см. рис.17 и 14). В техническом ДДТ преобладающим компонентом является изомер p'p-ДДТ (77,7 %). В результате физико-химических и биологических процессов, происходящих в море, p'p-ДДТ трансформируется в более стойкие метаболиты ДДД и ДДЕ. По литературным данным отношение концентраций ДДТ/ДДЕ < 1 как в атмосфере, так и в морской воде высоких широт говорит о давнем поступлении пестицида ДДТ в окружающую среду (Матишов, Савинов, Дале и др., 1998). В прибрежных водах Кольского полуострова практически на всех станциях отношение концентраций ДДТ/ДДЕ было больше 1 и указывало на то, что это стойкое химическое соединение поступило в воды Баренцева моря сравнительно недавно.

Рис. 4. Суммарные концентрации гексахлорциклогексана (a-ГХЦГ, g-ГХЦГ), ДДТ и его метаболитов (p'p-ДДТ, o'p-ДДТ, p'p-ДДД, o'p-ДДД, p'p-ДДЕ), гексахлорбензола (ГХБ) и полихлорбифенилов (ПХБ) в поверхностном и придонном слоях воды прибрежной зоны Кольского полуострова, нг/л.

Концентрации ГХБ в прибрежных водах Мурмана варьировали в очень узком диапазоне 0,15-1,29 нг/л и не превышали рыбохозяйственную ПДК (Перечень рыбохозяйственных нормативов:, 1999).

Суммарные концентрации ПХБ (конгинеры с номерами по номенклатуре IUPAC 28, 31, 52, 77, 99, 101, 105, 118, 126, 138, 153, 156, 180, 187) в поверхностном слое воды прибрежной зоны Кольского полуострова изменялись от 5 до 16 нг/л, в придонном - от 6 до 10 нг/л и только на станции 8 превышали рыбохозяйственный норматив 10 нг/л (см. рис. 4 и 1). Из индивидуальных конгинеров ПХБ в прибрежных мурманских водах в это время года преобладали высокомолекулярные гекса- и гептахлорированные бифенилы с номерами 118, 138, 153, 180 и 187. Если в морской воде доминируют низкомолекулярные ПХБ, можно говорить о загрязнении водных масс полихлорбифенилами вследствие атмосферных выпадений, так как низкомолекулярные ПХБ в силу своих физико-химических свойств в большей степени подвержены атмосферному переносу. Превалирование в прибрежных водах Мурмана высокомолекулярных ПХБ приводит к выводу о существовании местных источников загрязнения.

Тяжелые металлы. Концентрации тяжелых металлов в морских водах варьируют в весьма широких диапазонах вследствие воздействия гидрографических параметров, высокой биологической продуктивности и наличия источников загрязнения.

Концентрации кобальта и свинца в прибрежных водах Кольского полуострова были ниже пределов обнаружения применяемого метода анализа. Концентрации меди в поверхностном слое воды изменялись от 2.0 до 3.7, цинка - с 36 до 69, никеля - от <0.5 до 0.9, хрома - от 2.7 до 4.0, марганца - от 0.9 до 4.0, железа - от 6.0 до 12.0, кадмия - от <0.1 до 0.5, ртути - от 0.00 до 0.03 мкг/л. Вертикальное распределение тяжелых металлов в толще воды имеет довольно "пестрый" характер, поэтому их концентрации в поверхностном и придонном слоях воды могут значительно отличаться. В придонном слое прибрежных мурманских вод концентрации тяжелых металлов были выше, чем в поверхностном слое (рис. 5). В целом, концентрации перечисленных выше тяжелых металлов как в поверхностном, так и придонном слоях воды прибрежной зоны Кольского полуострова не превышали установленных рыбохозяйственных ПДК (Перечень рыбохозяйственных нормативов :, 1999).

Рис. 5. Концентрации тяжелых металлов в прибрежных водах Кольского полуострова, мкг/л.