Основные результаты участия РГГМУ в Федерально

Основные результаты участия РГГМУ
в Федеральной Целевой Программе
«Мировой Океан» II этап
Л.Н. Карлин, Т.Р. Еремина, А.С. Аверкиев, А.Е. Рыбалко, Г.Т. Фрумин,
Н.К. Федорова, И.А. Неелов, Е.К. Ланге, Д.В. Густоев, А.В. Исаев
Цели и задачи
— Экспедиционные исследования Балтийского моря;
— Выявление источников антропогенного загрязнения и уровней
загрязнения в прибрежных зонах Финского залива;
— Исследования влияния природных и антропогенных факторов на
развитие процесса эвтрофикации Балтийского моря;
— Анализ состояния морской среды в районе Борнхольмского
захоронения химического оружия.
Экспедиционные исследования, II этап ФЦП
Время проведения
исследований
Класс и название судна
Исполнитель работ
30.07.03 – 16.08.03
ГС «Сибиряков»
РГГМУ, СЕВМОРГЕО, ЗИН РАН
20.07.03 – 31.07.03
Катамаран «Центаурус II»
РГГМУ, ЗИН РАН
30.07.04 – 15.08.04
ГС «Сибиряков»
РГГМУ, СЕВМОРГЕО, ЗИН РАН
12.07.04 – 25.07.04
Катамаран «Центаурус II»
РГГМУ, ЗИН РАН
02.08.05 – 16.08.05
ГС «Сибиряков»
РГГМУ, СЕВМОРГЕО, ЗИН РАН
14.07.05 – 23.07.05
Катамаран «Центаурус II»
РГГМУ, ЗИН РАН
НИС «Профессор Штокман»
РГГМУ, СЕВМОРГЕО, ЗИН РАН
ИО РАН
Катамаран «Центаурус II»
РГГМУ, ЗИН РАН
НИС «Профессор Штокман»
РГГМУ, СЕВМОРГЕО, ЗИН РАН
ИО РАН
Катамаран «Центаурус II»
РГГМУ, ЗИН РАН
11.07.06 – 27.07.06
23.07.06 – 30.07.06
12.07.07 – 29.07.07
18.07.07 – 30.07.07
Схема станций выполняемая в рамках экспедиционных исследований
РГГМУ в Балтийском море
61.0
60.0
19
LL12
LL13
59.0
BY29
43F38F
17 14
JML
LL15
BY28
BY21
58.0
BY20
BY19
BY15
BY11
57.0
BY10
BY9
56.0
BY8
BCSIII10
BY3
55.0
BY4
BY5
BY7
BY1 BY2
Бр4
Бр5
Бр3
Бр6
BN11
Бр2
BN9
54.0
53.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
Основные научные результаты
Изучение явления затока североморских вод
методом выделения водных масс
с использованием кластерного анализа
Распределение ВМ в период затока (август 2003)
Распределение водных
масс (по Tw, S)
0
-50
Распределение водных
масс (по Tw, S, NO3)
-100
-150
-200
-250
4
3.8
3.6
0
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
-50
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-100
4
3.8
-150
0
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
-200
-50
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-100
-250
4
3.8
Распределение водных
масс (по Tw, S, O, PO4 )
-150
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
-200
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-250
l44
3f
ll12
jm
l
l9
l7
ll13
ll15
by
by10
1
by 1
15
by
by19
20
by
21
by
29
by
28
by
9
II1
0
bs
cI
0
BY
7
bh
1
bh
2
bh
bh3
10
Распределение ВМ после затока (август 2004)
Распределение водных
масс (по Tw, S)
-50
3.4
ll12
jm
l
l9
l7
ll15
ll1 3
9
by
by
by 10
1
by 1
15
b
byy19
20
by
21
by
29
by
28
I 10
cII
bs
7
BY
bh
1
bh
2
bh
bh 3
10
0
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
-50
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
3.2
3
0
2.8
2.6
2.4
2.2
-200
2
1.8
1.6
1.4
-50
1.2
1
0.8
-250
-100
4
3.8
Распределение водных
масс (по Tw, S, O, PO4 )
-150
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
-200
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-250
l44
3f
ll12
jm
l
l9
l7
ll13
9
ll15
3.4
by
by10
1
by 1
15
by
by19
20
by
21
by
29
by
28
3.6
by
3.8
-150
bs
4
cII
I1 0
-100
7
-250
3.6
BY
-200
3.8
bh
1
bh
2
bh
bh3
10
-150
4
4l43
f
Распределение водных
масс (по Tw, S, NO3)
-100
Распределение ВМ после затока (август 2005)
Распределение водных
масс (по Tw, S)
0
-50
17
14
19
LL
1
LL 3
12
jm
l
28
15
LL
29
BY
BY
21
BY
20
BY
15
19
BY
11
BY
BY
10
BY
BY
9
SI
II
BC
39
F
Распределение водных
масс (по Tw, S, NO3)
10
-100
0
4
-150
3.8
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
-200
-50
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-100
-150
4
39
F
17
14
19
LL
1
LL 3
12
jm
l
28
15
LL
29
BY
BY
21
BY
20
BY
15
19
BY
BY
11
BY
10
BY
BC
BY
9
SI
II
10
-250
0
3.8
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
-200
2.2
-50
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-250
-100
-150
Распределение водных
масс (по Tw, S, O, PO4 )
4
3.8
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
-200
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
-250
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
Характеристики придонных ВМ в период затока и после него
2004 год
2005 год
T 3-6°C,
S 15-19‰
O2 4-6 мл/л,
PO4 40-60 мкг/л,
NO3 125-190мкг/л
T 3-6.5°C,
S 15-17‰
O2 2-4 мл/л,
PO4 15-40 мкг/л,
NO3 45-90мкг/л
T 4-6°C,
S 11-13‰
O2 0-2 мл/л,
PO4 20-60 мкг/л,
NO3 45-90мкг/л
T 4-5°C,
S 12-12.7‰
O2 1-3мл/л,
PO4 100-160мкг/л,
NO3 60-100мкг/л
T 5.5-6.5°C,
S 12-13‰
O2 0-1мл/л,
PO4 80-130мкг/л,
NO3 0-20мкг/л
T 5.5-6.5°C,
S 11-13‰
O2 0-1мл/л,
PO4 80-340мкг/л,
NO3 0-20мкг/л
T 5-6°C,
S 10-11‰
O2 0.0 мл/л,
PO4 140-160мкг/л,
NO3 0-20мкг/л
T 5.3-5.8°C,
S 10-11.5‰
O2 0-0.5мл/л,
PO4 90-120мкг/л,
NO3 0-1.5мкг/л
T 5-6°C,
S 9-11.5‰
O2 0-0.5мл/л,
PO4 90-380мкг/л,
NO3 0-1.5мкг/л
ВМ 2003 год
1
2
3
Оценка состояния донных отложений в районе затопления химического
оружия в Борнхольмской впадине
56.0
As
70
BH1
55.5
BY4
BH2
BH3
BH5
BH4
BH10
BY5
BH12
BH9
BH8
55.0
BH15
BH6
BH7
BH16
60
BH11
50
BH13
ppm
BH17
40
2003
30
2004
2006
20
10
BH22
54.5
0
BH8
BH4
BH1
BH10
BH9
Сu
54.0
53.5
14.5
BH3
180
160
140
15.0
15.5
16.0
16.5
120
17.0
ppm
100
2003
80
2004
60
2006
40
20
0
BH8
BH12
BH4
BH5*
BH1
BH2
BH3
BH6
BH10
BY5
Сопоставление концентраций As и Cu с
2003 по 2006 гг
BH9
График изменения средних концентраций тяжелых металлов и мышьяка
в Борнхольмской впадине в период с 2001 по 2007 гг.
p.p.m.
500
450
400
350
Ni
300
Cu
250
Zn
200
As
Pb
150
100
50
0
2001
2002
2003
2004
2006
2007
ОДУ1
Среднегодовые значения мышьяка в донных осадках
Борнхольмского полигона
As,ppm
80
60
40
As
20
0
2001
2002
2003
2004
годы
2006
2007
Исследования эвтрофикации
Балтийского моря
Влияние природных факторов
— Адвекция соленых, обедненных кислородом и обогащенных фосфором вод
из Готландской впадины в Северную Балтику в 2003 году привела к самому
значительному повышению концентрации фосфатов в поверхностных слоях.
— Концентрации растворенного неорганического фосфора в 2004-2005 гг.
практически в два раза превысили концентрации фосфатов характерные для
70-х годов.
— Возникший дефицит азота в трофогенном слое усилил интенсивность
процесса летней азотфиксации.
— Все эти факторы обусловили усиление цветения токсичных сине-зеленых
водорослей в последние два года, рост величины первичной продукции по
сравнению с концом 90-х годов, расширение областей дефицита кислорода и
возникновение обширных зон «мертвого дна» в Финском заливе.
Изменение запаса фосфора (фосфатов) и минеральных форм азота
(нитриты + нитраты) в толще вод под фотическим слоем в восточной
части Финского залива за август.
10
9
8
7
6
Содержание PO4*10-3 тонн
5
Содержание NO3+NO2*10-3 тонн
4
3
2
1
0
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Среднее
Поступление азота и фосфора в Балтийское море с реками
и прибрежными сбросами по разным странам, 1997—2003 год.
Азот
Фосфор
Германия
Дания
Эстония
Финляндия
Литва
Латвия
Россия
Польша
Швеция
Годовые нагрузки по азоту (голубые стрелки) и фосфору
(желтые стрелки) в Финском заливе
Средняя биомасса летнего фитопланктона, азотофиксирующих синезеленых и
Planktothrix agardhii в мелководном (А) и внутреннем глубоководном районах (Б)
восточной части Финского залива в разные годы.
A
3500
2500
2000
1500
1000
500
0
2002
2003
2004
Anabaena.+Aphanizomenon +Nodularia
2005
Planktothrix
2006
Б
3500
Прочие
3000
Биомасса, мг/м3
Биомасса, мг/м3
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1999
2001
2002
2003
Anabaena.+Aphanizomenon +Nodularia
2004
Planktothrix
2005
2006
Прочие
Оценка реакции экосистемы восточной части
Финского залива на снижение биогенной нагрузки
поступающей из точечных источников СанктПетербурга на основе математического
моделирования
Были произведены оценки для двух сценариев снижения нагрузки:
N-сценарий – снижение азотной нагрузки от очистных сооружений на
75%, что составляет сокращение на 15% суммарного поступления
азота в Невскую губу.
P-сценарий – снижение фосфорной нагрузки от очистных сооружений
на 90%, что составляет сокращение на 24% суммарного поступления
фосфора в Невскую губу.
Схема биогеохимических взаимодействий в 3-х мерной, совмещенной с
гидродинамической, биогеохимической модели Финского залива
(О. Савчук, И. Неелов, Т. Еремина, А.Исаев и др., 2006)
Биогеохимическая фильтрующая способность
Восточной части Финского залива
2 847
IIIb
972
5 912
IIIa
13 829
13829
973
Внутренний
глубоководный
район
или
внешний
эстуарий
25797
Мелководный
район
или
внутренний
эстуарий
660
660
25 797
II
1 571
Neva Bay
32 256
32256
1571
Фосфор
Азот
13618
1606
72415
921
Nutrient retention as a difference between sedimentation and bottom output
Исследования антропогенных нагрузок с целью
формирования обязательств РФ в Плане Действия по
Балтийскому Морю (ХЕЛКОМ)
1. Поступление в Балтийское море биогенных элементов и загрязняющих
веществ с водосборной территории;
2. Хозяйственная деятельность в прибрежных зонах в российском секторе
Финского залива:
— поступление с водосбора («горячие точки»),
— вторичное загрязнение биогенными соединениями в результате
дноуглубительных работ, добычи железно-марганцевых конкреций,
дампинга изымаемых грунтов.
Перечень «горячих точек» Санкт-Петербурга и Ленинградской области
(ХЕЛКОМ)
№
НАЗВАНИЕ
14
Сясьский ЦБК. Очистка сточных вод, загрязнение атмосферы.
15
Волховский алюминиевый завод. Очистка сточных вод, загрязнение атмосферы.
18
Санкт-Петербург. Строительство новых канализационных
трубопроводов, переключение прямых выпусков.
19
Санкт-Петербург. Очистка муниципальных и промышленных
сточных вод.
20
Пригороды Санкт-Петербурга. Очистка муниципальных
и промышленных сточных вод.
21
Санкт-Петербург. Удаление фосфора из сточных вод.
22
Санкт-Петербург. Гальваническая промышленность (тяжелые
металлы в сточных водах).
23
Санкт-Петербург. Обращение с опасными отходами.
24
Ленинградская область. Очистка сточных вод и обработка
осадка животноводческих ферм.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!