Сотрудники Морского гидрофизического института РАН и Севастопольского отделения Государственного океанографического института им. Н.Н. Зубова впервые рассчитали способность экосистемы акватории Ялтинского порта самостоятельно справляться с загрязнением неорганическими формами азота. Исследование опубликовано в журнале «Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря».

Результаты десятилетнего мониторинга показали, что, несмотря на высокую антропогенную нагрузку, экосистема порта обладает более высоким потенциалом самоочищения, чем Севастопольская бухта, благодаря интенсивной циркуляции воды.

«Акватории Южного берега Крыма, включая Ялтинский залив, функционируют как зоны массового отдыха и круглогодичного туризма, что создаёт серьёзную антропогенную нагрузку, особенно в летний период. Морской порт Ялты, будучи частью залива, дополнительно подвержен влиянию судоходства и притока горных рек, что усугубляет экологическую ситуацию в этой зоне», — пояснила актуальность исследования ведущий научный сотрудник МГИ РАН доктор географических наук Елена Совга.

В устье реки Водопадной, впадающей в залив, концентрация азотных соединений в 28 раз превышает их содержание в морской воде. По данным исследователей, в пик курортного сезона уровень бактериального загрязнения в сотни раз превышает санитарные нормы. Единичная проба поверхностных вод, отобранная 15 июля 2022 года после обильных осадков, показала пятикратное превышение обычного содержания общего азота — 20 779 мкг/л вместо обычных 4301 мкг/л.

«Новизна наших исследований заключается в том, что для экосистемы акватории Ялтинского порта впервые была оценена способность к самоочищению от неорганических форм азота — нитратов, нитритов и аммония. По результатам десятилетнего мониторинга именно эти соединения выявлены как приоритетные загрязнители, поскольку их доля в общем содержании азота достигает 70 % и они устойчиво поступают в море как со стоком рек, так и с муниципальными стоками», — отметила Елена Совга.

Исследование проводилось в два этапа. Сначала была сформирована база данных по акватории Ялтинского порта на основе материалов ежегодников «Качество морских вод по гидрохимическим показателям». Проанализировав 1920 проб воды за период с 2012 по 2022 год, учёные выяснили, что концентрация неорганических форм азота — нитритов, нитратов и аммония — за пять лет выросла на 50—120 %, а их доля в общем содержании азота достигла 70 %.

Затем для оценки самоочищающей способности экосистемы применили балансовый метод расчета ассимиляционной ёмкости, разработанный академиком РАН Ю.А. Израэлем. Этот показатель характеризует способность морской экосистемы выдерживать поступление загрязняющих веществ без развития необратимых биологических последствий. Исследователи рассчитали скорость и время удаления каждой формы азота из акватории.

«Для расчёта параметров самоочищающей способности были использованы данные многолетнего мониторинга исследуемой акватории. Это позволило нам лучше оценить её реакцию на поступление загрязняющих веществ и способность к самоочищению по сравнению с использованием ПДК, принятой для всех морских экосистем без учёта региональных особенностей», — пояснила методологию Елена Совга.

Результаты показали, что нитраты удаляются из экосистемы за 33-37 суток, нитриты — за 58-60 суток, а аммоний — за 81-83 дня. При этом ассимиляционная ёмкость удельная (АЕ_уд.) в отношении нитратов составила 36,07 мкг/(л·сут), что выше аналогичного показателя для Севастопольской бухты (25,92 мкг/(л·сут)). Это означает, что экосистема Ялтинского порта способна перерабатывать больше азотных загрязнений в единицу времени.

Высокая способность к самоочищению объясняется особенностями гидродинамики акватории. В отличие от полузамкнутой Севастопольской бухты, Ялтинский порт является частью открытого залива, где происходит активный водообмен благодаря воздействию Основного черноморского течения. Западные и юго-западные потоки, проходящие вдоль южного берега Крыма, обеспечивают постоянное обновление воды и вынос загрязнений.

Между тем исследование выявило и тревожную тенденцию. За период с 2018 по 2022 год способность экосистемы справляться с загрязнением аммонием снизилась АЕ_{уд. с} 8,67 до 7,56 мкг/(л·сут). Это свидетельствует о возросшем поступлении неочищенных городских стоков.

«Главный вывод нашего исследования заключается в том, что можно оперативно оценить способность к самоочищению акватории с рекреационным потенциалом общегосударственного значения. Рассчитанные в работе величины удельной ассимиляционной ёмкости для каждой формы неорганического азота показывают, какое количество этих веществ может быть утилизировано экосистемой без ущерба для её биологического потенциала», — подчёркнула Елена Совга.

Полученные данные имеют важное практическое значение. Рассчитанные пределы ассимиляционной ёмкости позволяют определить максимально допустимую нагрузку на экосистему без риска её деградации. Рассчитанные значения АЕ_уд. для каждой из форм неорганического азота позволяют оценить предел самоочистительной способности именно для экосистемы акватории порта Ялты, в отличие от единой ПДК, принятой для всех морских экосистем без учёта региональных особенностей.

Рассчитанные показатели могут использоваться местными органами власти для контроля и нормирования сбросов и при планировании природоохранных мероприятий. Нормирование сбросов с учётом приведенных количественных ограничений, учитывающих полный комплекс процессов утилизации, позволит улучшить экологическое состояние акватории Ялтинского порта и, следовательно, снизить негативное воздействие на Ялтинский залив в целом.

При дальнейшем исследовании в этом направлении учёными будет проведена оценка сезонной динамики самоочищающей способности экосистемы исследуемой акватории не только в отношении неорганического азота, но и неорганического фосфора в условиях роста её рекреационного потенциала.

Работа выполнена в рамках государственного задания МГИ РАН по теме «Прибрежные исследования».

Источник: МГИ РАН.