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!