Экологический мониторинг на объектах нефтегазового комплекса в арктических морях

При ведении мониторинга важным фактором в распределении бентосных сообществ оказывается влияние речного стока

КУЧЕРУК Н.В., ЩИТОВ Б.В., ШАДСКИЙ И.П., ЛОБКОВСКИЙ Л.И.
Институт океанологии РАН ЗАО «СЕВМОРНЕФТЕГАЗ»

Основная задача мониторинговых исследований в процессе строительства и эксплуатации хозяйственных объектов - это оценка влияния объекта на биоту и окружающую среду. При этом неизбежно встает вопрос о достоверности полученных данных. Прибрежные мелководья арктических морей благодаря интенсивному речному стоку и приносу атлантических вод отличаются исключительной изменчивостью гидрологической ситуации и, соответственно, изменчивостью химических характеристик водной толщи.

В районе Приразломного нефтяного месторождения (ПНМ) осенью 2003 года экспедицией Института океанологии на НИС «Профессор Штокман» была выполнена квазиодномоментная гидрологическая и гидрохимическая съемка на участке 30*20 миль. Всего было выполнено 35 комплексных станций по 5-тимильной сетке. Продолжительность съемки составила 1.5 суток. В пределах этого ограниченного участка минимальные и максимальные концентрации тяжелых металлов отличались в десятки раз. Так, концентрация кадмия менялась от 0.007 до 0.88 мкг/л, свинца - от 0.09 до 1.72 мкг/л, ртути - от <0.001 до 0.08 мкг/л, хрома - от 0.009 до 1.35 мкг/л. Сильная пространственная неоднородность сопровождалась не меньшей временной изменчивостью. Для оценки этого параметра через две недели после съемки были повторены несколько станций. Изменения концентраций тяжелых металлов оказались совершенно разнонаправленными. Для одного элемента могли наблюдаться трехкратное увеличение концентрации на одной станции и пятикратное снижение концентрации на соседней станции.

Сходства направленности изменений на одной станции для тяжелых металлов также не наблюдалось. Концентрации одних элементов увеличивалась, других уменьшались. Корреляция направленности изменений для разных элементов по всему массиву данных также не прослеживалась. Такая изменчивость объясняется присутствием на шельфе парцелл воды различного происхождения и степени трансформации.

Не менее изменчивой является и пелагическая компонента прибрежной экосистемы арктических морей. Даже при квазиодномоментной съемке биомасса бактерий менялась от 0.037 до 0.109 мг/л, численность от 2.13-105 до 6.35-105 кл/л. Численность сапрофитных бактерий менялась на три порядка, нефтеокисляющих - в 100 раз. Численность фитопланктона составляла 1.5-106-3.2-109 кл/л, биомасса - 0.04-2.3 г/м³. Биомасса зоопланктона колебалась от 15 до 175 мг/м³.

Временная изменчивость состава и характеристик планктонных организмов проявляется исключительно сильно. Короткое арктическое лето приводит к очень быстрой смене стадий сукцессии пелагической экосистемы. Обилие планктонных организмов и видовой состав могут кардинально измениться за 2 недели. При этом в зависимости от гидрометеорологических условий (теплый или холодный год, продолжительность и сила ветра, размер паводкового стока) в одни и те же календарные сроки могут наблюдаться разные этапы единого сукцессионного процесса, резко отличающиеся по видовому составу, доминирующим видам и биомассе.

Подобная изменчивость биотических и абиотических показателей водной толщи не позволяет использовать эти характеристики для мониторинга изменений при строительстве и эксплуатации объектов на шельфе. Для оценки такого воздействия необходимо четко представлять диапазон естественных флуктуации определяемых параметров, что позволит определить, являются ли отмеченные изменения результатом локального антропогенного воздействия, или же это нормальная изменчивость пелагической экосистемы данного района.

Донные (бентосные) сообщества значительно устойчивее во времени. Однако пространственная неоднородность в распределении бентоса бывает достаточно высока. В первую очередь это связано с мозаичностью распределения крупных организмов, в основном - двустворчатых моллюсков. На одной станции биомасса бентоса в отдельных дночерпательных пробах может отличаться в 7-8 раз. В пределах центрального участка полигона размером 2x2 мили (20 станций по 5 дночерпательных проб) осредненная по станциям биомасса менялась от 15 до 170 г/м².

В то же время структура сообщества оставалась постоянной. При ведении мониторинга помимо пространственной неоднородности важным фактором в распределении бентосных сообществ оказывается влияние речного стока. При интенсивном паводке область распреснения может быть значительно обширнее, чем в средне-многолетняя. Это может привести к гибели донных организмов на участках, где в годы с обычным паводком условия существования для них благоприятны в течение всего года. Так, в зоне постоянного воздействия паводка Печоры доминирующими формами являются многощетинковые черви, которые легче, чем моллюски выдерживают распреснение.

Летом 1998 года в Печорском море экспедицией Института океанологии после аномально мощного паводка Печоры была отмечена массовая смертность двустворчатых моллюсков на участке, который не подвергался воздействию распресненных вод в течение нескольких десятков лет. Определение «периодичности» подобных явлений было проведено по возрасту погибших двустворчатых моллюсков, на раковинах которых четко прослеживаются годовые кольца нарастания. Поэтому при использовании для мониторинга донных сообществ необходимо учитывать возможность подобных редких событий, вызывающих существенную перестройку донной экосистемы.

Как было показано выше, проведение мониторинговых исследований в районах обустройства шельфовых месторождений требует особой тщательности в выборе объектов и в оценке полученных результатов. Значительные изменения среды обитания и самой морской биоты прибрежных вод арктических морей могут происходить и без какого-либо антропогенного воздействия. И часто применяемый принцип «после этого - значит вследствие этого» для таких районов непригоден. Но для доказательства несостоятельности подобного подхода, обычно практикуемого природоохранными организациями, необходимо накопить достаточный объем информации о сезонной и межгодовой изменчивости гидрологических, гидрохимических и биологических параметров рассматриваемого района. В связи с этим необходимо отметить весьма слабую изученность прибрежной зоны Арктических морей России.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"