Морской гидрофизический журнал. 2020; 36: 156-165
Поле концентрации растворенных нефтепродуктов в водах Севастопольской бухты (Черное море)
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-2-156-165Аннотация
Цель. Выявить закономерности структуры поля содержания растворенных нефтепродуктов и формирующие ее факторы на акватории Севастопольской бухты, сопоставить полученный результат со сложившимися представлениями о крупномасштабном распределении показателей качества вод на исследуемой акватории, оценить современную тенденцию состояния поля растворенных нефтепродуктов, рассмотреть взаимосвязь полей концентрации растворенных нефтепродуктов, общего взвешенного и растворенного органического вещества – цель настоящей работы.
Методы и результаты. На основе данных серии океанологических экспедиций, проведенных Морским гидрофизическим институтом и Институтом природно-технических систем в 1999– 2018 гг., рассмотрены структура поля содержания растворенных нефтепродуктов на акватории Севастопольской бухты (Черное море) и формирующие ее факторы. Полученный результат сопоставлен с известными закономерностями структуры полей гидрохимических элементов. Оценена тенденция состояния поля концентрации растворенных нефтепродуктов. Рассмотрена взаимосвязь полей концентрации растворенных нефтепродуктов, общего взвешенного и растворенного органического вещества.
Выводы. Показано, что структура поля содержания нефтепродуктов определяется взаимодействием загрязненных вод кутовой части Севастопольской бухты, где в районе Нефтяной гавани был выявлен масштабный максимум концентрации этого вещества, с чистыми черноморскими водами ее западной области. Характерный структурный элемент исследуемого поля – хорошо выраженный меридионально ориентированный фронтальный раздел, наблюдаемый на траверзе Южной бухты. В поле содержания растворенных нефтепродуктов также обнаружены значимые локальные максимумы, зафиксированные в бухтах Килен, Корабельной, Артиллерийской и Северной. Фронтальный раздел в поле концентрации растворенных нефтепродуктов совпал с границей раздела в полях гидрохимических элементов, которая была обнаружена ранее в ходе исследований загрязнения вод в Севастопольской бухте. Отмечены тенденция понижения концентрации растворенных нефтепродуктов в водах Южной бухты и качественное различие в структуре этого вещества по сравнению с полями содержания общего взвешенного и растворенного органического вещества.
Список литературы
1. Oil in the sea III: Inputs, Fates, and Effects. Washington : The National Academies Press, 2003. 265 p.
2. Monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in a produced water disposal area in the Potiguar Basin, Brazilian equatorial margin / R. A. Lourenço [et al.] // Environmental Science and Pollution Research. 2016. Vol. 23, iss. 17. P. 17113–17122. doi:10.1007/s11356-016-6903-y
3. Spatial and temporal distribution of dissolved/dispersed aromatic hydrocarbons in seawater in the area affected by the Prestige oil spill / J. J. González [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2006. Vol. 53, iss. 5–7. P. 250–259. doi:10.1016/j.marpolbul.2005.09.039
4. Sources and spatial distribution of dissolved aliphatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in surface coastal waters of the Gulf of Gabès (Tunisia, Southern Mediterranean Sea) / R. Fourati [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 163. P. 232–247. doi:10.1016/j.pocean.2017.02.001
5. Sundaraarajan S., Karthikeyan R., Khadanga M. K. Spatial Distribution of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Ennore Estuary and Coastal Waters, Chennai, India // Asian Journal of Chemistry. 2016. Vol. 28, no. 1. P. 35–38. doi:10.14233/ajchem.2016.19160
6. Pikkarainen A-L., Lemponen P. Petroleum hydrocarbon concentrations in Baltic Sea subsurface water // Boreal Environment Research. 2005. Vol. 10, no. 2. P. 125–134. URL: http://www.borenv.net/BER/pdfs/ber10/ber10-125.pdf (date of access: 13.02.2020).
7. О перспективах и возможностях оценки самоочистительной способности акватории Севастопольской бухты / Е. Е. Совга [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное исследование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2014. Вып. 28. С. 153–164.
8. Chepyzhenko A. A., Chepyzhenko A. I. Methods and device for in situ total suspended matter (TSM) monitoring in natural waters' environment // Proceedings SPIE, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. SPIE, 2017. Vol. 10466. 104663G. http://dx.doi.org/10.1117/12.2287127
9. Chepyzhenko A. I., Chepyzhenko A. A. Methods and device for in situ dissolved organic matter (DOM) monitoring in natural waters' environment // Proceedings SPIE, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. SPIE, 2017. Vol. 10466. 104663S. http://dx.doi.org/10.1117/12.2287797
10. Spatial and temporal variability of absorption by dissolved material at a continental shelf / E. Boss [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106, iss. C5. P. 9499– 9507. doi:10.1029/2000JC900008
11. Fluorescence properties of dissolved organic matter in coastal Mediterranean waters influenced by a municipal sewage effluent (Bay of Marseilles, France) / M. Tedetti [et al.] // Environmental Chemistry. 2012. Vol. 9, no. 5. P. 438–449. doi:10.1071/EN12081
12. Direct effects of organic pollutants on the growth and gene expression of the Baltic Sea model bacterium Rheinheimera sp. BAL341/ C. M. G. Karlsson [et al.] // Microbial Biotechnology. 2019. Vol. 12, iss. 5. P. 892–906. doi:10.1111/1751-7915.13441
13. Continuous multi-spectral fluorescence and absorption for petroleum hydrocarbon detection in near-surface ocean waters: ZoNeC05 Survey, Fairway Basin area, Lord Howe Rise / D. Holdway [et al.]. Canberra : Australian Geological Survey Organization, 2000. Record 2000/35. 57 p. URL: https://d28rz98at9flks.cloudfront.net/34232/Rec2000_035.pdf (date of access: 13.02.2020).
14. Алёмов С. В. Оценка экологического качества портовых акваторий региона Севастополя по характеристикам сообществ макрозообентоса // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное исследование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. Вып. 18. С.19–29.
15. Гидролого-гидрохимический режим Севастопольской бухты и его изменения под воздействием климатических и антропогенных факторов / В. А. Иванов [и др.]. Севастополь, 2006. 90 с. (Препринт/МГИ). URL: http://mhi-ras.ru/assets/files/gidrologogidrohimicheskij_rezhim_sevastopolskoj_buhty_2006.pdf (дата обращения: 01.02.2019).
16. Хайлов К. М. Экологический метаболизм в море. Киев : Наукова думка, 1971. 252 с.
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2020; 36: 156-165
Field of the Dissolved Oil Products Concentration in the Sevastopol Bay Waters (the Black Sea)
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-2-156-165Abstract
Purpose. The aim of the work is to identify the patterns of the dissolved oil (DO) field structure in the Sevastopol Bay waters and the factors conditioning its state, to compare the obtained result with the available ideas on large-scale distribution of the water quality indicators on the area under study, to evaluate the current trend of the dissolved oil field state, to consider the relationship between the fields of the dissolved oil concentration, the total suspended matter (TSM) and the dissolved organic matter (DOM).
Methods and Results. Based on the data of a series of the ocenological expeditions carried out by Marine Hydrophysical Institute and Institute of Natural and Technical Systems in 1999–2018, the structure of the dissolved oil content field in the Sevastopol Bay (the Black Sea) and the forming it factors are considered. The obtained result is compared with the known structural regularities of the hydrochemical elements’ fields. A tendency of the state of the dissolved oil concentration field is assessed. The relationship between the fields of the dissolved oil concentration, total suspended matter and the dissolved organic matter is considered.
Conclusions. It is shown that the structure of the dissolved oil content field is conditioned by interaction of the polluted waters in the Sevastopol Bay apex (spacious maximum of the substance concentration was revealed in the region of the Neftyanaya Harbor) with the pure Black Sea waters in its western region. The characteristic structural element of the field under investigation is a wellpronounced meridian frontal section observed on the Southern Bay traverse. Significant local maximum values in the dissolved oil field were observed also in the bays Kilen, Korabel’naya, Artilleriyskaya and Severnaya. The frontal section in the dissolved oil concentration field coincided with the boundary section in the hydrochemical elements’ fields, which was earlier revealed in course of studying water pollution in the Sevastopol Bay. Noted are the tendency to decrease of the dissolved oil products’ concentration in the Southern Bay waters and the qualitative difference of this substance structure being compared to the fields of the total suspended matter and the dissolved organic matter concentrations.
References
1. Oil in the sea III: Inputs, Fates, and Effects. Washington : The National Academies Press, 2003. 265 p.
2. Monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in a produced water disposal area in the Potiguar Basin, Brazilian equatorial margin / R. A. Lourenço [et al.] // Environmental Science and Pollution Research. 2016. Vol. 23, iss. 17. P. 17113–17122. doi:10.1007/s11356-016-6903-y
3. Spatial and temporal distribution of dissolved/dispersed aromatic hydrocarbons in seawater in the area affected by the Prestige oil spill / J. J. González [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2006. Vol. 53, iss. 5–7. P. 250–259. doi:10.1016/j.marpolbul.2005.09.039
4. Sources and spatial distribution of dissolved aliphatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in surface coastal waters of the Gulf of Gabès (Tunisia, Southern Mediterranean Sea) / R. Fourati [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 163. P. 232–247. doi:10.1016/j.pocean.2017.02.001
5. Sundaraarajan S., Karthikeyan R., Khadanga M. K. Spatial Distribution of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Ennore Estuary and Coastal Waters, Chennai, India // Asian Journal of Chemistry. 2016. Vol. 28, no. 1. P. 35–38. doi:10.14233/ajchem.2016.19160
6. Pikkarainen A-L., Lemponen P. Petroleum hydrocarbon concentrations in Baltic Sea subsurface water // Boreal Environment Research. 2005. Vol. 10, no. 2. P. 125–134. URL: http://www.borenv.net/BER/pdfs/ber10/ber10-125.pdf (date of access: 13.02.2020).
7. O perspektivakh i vozmozhnostyakh otsenki samoochistitel'noi sposobnosti akvatorii Sevastopol'skoi bukhty / E. E. Sovga [i dr.] // Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe issledovanie resursov shel'fa. Sevastopol' : EKOSI-Gidrofizika, 2014. Vyp. 28. S. 153–164.
8. Chepyzhenko A. A., Chepyzhenko A. I. Methods and device for in situ total suspended matter (TSM) monitoring in natural waters' environment // Proceedings SPIE, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. SPIE, 2017. Vol. 10466. 104663G. http://dx.doi.org/10.1117/12.2287127
9. Chepyzhenko A. I., Chepyzhenko A. A. Methods and device for in situ dissolved organic matter (DOM) monitoring in natural waters' environment // Proceedings SPIE, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. SPIE, 2017. Vol. 10466. 104663S. http://dx.doi.org/10.1117/12.2287797
10. Spatial and temporal variability of absorption by dissolved material at a continental shelf / E. Boss [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106, iss. C5. P. 9499– 9507. doi:10.1029/2000JC900008
11. Fluorescence properties of dissolved organic matter in coastal Mediterranean waters influenced by a municipal sewage effluent (Bay of Marseilles, France) / M. Tedetti [et al.] // Environmental Chemistry. 2012. Vol. 9, no. 5. P. 438–449. doi:10.1071/EN12081
12. Direct effects of organic pollutants on the growth and gene expression of the Baltic Sea model bacterium Rheinheimera sp. BAL341/ C. M. G. Karlsson [et al.] // Microbial Biotechnology. 2019. Vol. 12, iss. 5. P. 892–906. doi:10.1111/1751-7915.13441
13. Continuous multi-spectral fluorescence and absorption for petroleum hydrocarbon detection in near-surface ocean waters: ZoNeC05 Survey, Fairway Basin area, Lord Howe Rise / D. Holdway [et al.]. Canberra : Australian Geological Survey Organization, 2000. Record 2000/35. 57 p. URL: https://d28rz98at9flks.cloudfront.net/34232/Rec2000_035.pdf (date of access: 13.02.2020).
14. Alemov S. V. Otsenka ekologicheskogo kachestva portovykh akvatorii regiona Sevastopolya po kharakteristikam soobshchestv makrozoobentosa // Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe issledovanie resursov shel'fa. Sevastopol' : EKOSI-Gidrofizika, 2009. Vyp. 18. S.19–29.
15. Gidrologo-gidrokhimicheskii rezhim Sevastopol'skoi bukhty i ego izmeneniya pod vozdeistviem klimaticheskikh i antropogennykh faktorov / V. A. Ivanov [i dr.]. Sevastopol', 2006. 90 s. (Preprint/MGI). URL: http://mhi-ras.ru/assets/files/gidrologogidrohimicheskij_rezhim_sevastopolskoj_buhty_2006.pdf (data obrashcheniya: 01.02.2019).
16. Khailov K. M. Ekologicheskii metabolizm v more. Kiev : Naukova dumka, 1971. 252 s.
