Інститут морської біології НАН України
   eng   rus   

ДУ «Інститут морської біології НАН України»

 

Динаміка основних параметри морської екосистеми в українському секторі
північно-західної частини Чорного моря в перший місяця після екологічної катастрофи руйнування  Каховської дамби 06.06.2023

 

Потрапляння в морську екосистему великої кількості органічної і мінеральної речовини з водами Каховського водосховища викликало процеси цвітіння фітопланктону. В період 06-11.06.2023 в Одеській затоці мала місце перша фаза цвітіння (розвитку планктонних мікроводоростей). Це цвітіння було «підготовлене» умовами опріснення, яке спостерігалося ще до руйнування дамби Каховського водосховища та здійснювалося видами, що вже були присутні в затоці. При надходженні прісної води таки види (ціанопрокариота Jaaginema kisselevii та діатомові Cylindrotheca closterium і Skeletonema costatum) почали інтенсивне розвиватися, досягнув рівня цвітіння 1,6 -3,3 млн. клітин в дм3 в районах с. Коблево, с. Фонтанка та Лонжерон. В незначній кількості також присутні токсичні ціанопрокаріоти Aphanizomenon flosaquae, Dolichospermum flosaquae та Microcystis aeruginosa, які викликали цвітіння води в Одеському порту в червні 2022 р.
В період 14-18.06.2023 р. спостереження фітопланктону в Одеській затоці показують продовження цвітіння мікроводоростей. Збудниками цвітіння є ціанопрокаріота Jaaginemakisselevii (чисельність 3,0 • 106 кл. • л-1 , біомаса 0,948 г • м-3) та діатомова Skeletonemacostatum (чисельність 2,3 • 106 кл. • л-1 , біомаса 0,066 г • м-3). Також у великій кількості (300 тисяч у літрі, 0,459 г • м-3 ) відмічена токсична динофітова Prorocentrumcordatum. Слід відмітити, що окрім даних водоростей у фітопланктоні почали розвиватися і досягати рівня цвітіння (пляж Ланжерон 18.06.23) токсичні ціанопрокаріоти Aphanizomenon flosaquae (чисельність 2,8 • 106 кл. • л-1 , біомаса 4,449 г • м-3), Microcystis aeruginosa (чисельність 1,2 • 106 кл. • л-1 , біомаса 1088,100 г • м-3) та Dolichospermum flosaquae (чисельність 1,1 • 106 кл. • л-1 , біомаса 2,158 г • м-3).

Під дією північно-західного вітру, в результаті апвеллінгу до берегу прийшла холодна, солона й прозора придонна вода. Так на 29.06.23 в районі Біостанції ОНУ кількісні показники фітопланктону були не високими (цвітіння не відмічене) і домінантним видом була кокколітофорида Emilianiahuxleyi (чисельність 0,4 • 106 кл. • л-1 , біомаса 0,141 г • м-3) та діатомова Pseudo-nitzschiadelicatissima (чисельність 0,006 • 106 кл. • л-1 , біомаса 0,001 г • м-3). Однак, слід відмітити, що така ситуація склалася лише біля берега, а цвітіння у відкритому морі продовжувалося. Так, 5.07.23  в 300 м від берега на 13 ст. Великого Фонтану ціанопрокаріота Aphanizomenon flosaquae досягала чисельності 1,2 • 106 кл. • л-1 та біомаси 1,938 г • м-3.
Супутникові данні, отримані з Sentinel3 (300m/1пиксель) та VIIRS-SNPP (колишній MODISб  1 km/1пиксель) надали можливість оцінити просторову динаміку та термінові  тенденції динаміки цвітіння за показниками концентрації хлорофілу «а», якій  віддзеркалює інтенсивність цвітіння та щільність кліток фітопланктону у морському середовище. Загальна картина  розподілу осередків цвітіння за концентрацією хлорофілу «а», та загальна площа акваторії зайнята  цвітінням, вищим за середньо регіональні значення для середньо водний  років, для періоду 10-30 червня 2023 р., представлено на Рис.1.   

10 Червня 2023

15 Червня 2023

27 Червня 2023

30 Червня 2023

Рис. 1. Динаміка зміни загальної площі цвітіння  і концентрації хлорофілу «а» в північно- західній частині Чорного моря у період 10-30 червня 2023 (наслідки руйнування греблі Каховського водосховища)

За 20- добовий термін, відсоток від загальної площі українського сектору північно-західної частини Чорного моря  (м. Тарханкут - авандельта Дунаю), зайнятим цвітінням більш інтенсивним ніж середньо регіональний рівень, збільшився з 30 до 70 (%), Рис.2.

Рис. 2. Зростання відсотка площі занятого цвітінням в північно-західній частині Чорного моря у період 10-30 червня 2023 р. в наслідок потрапляння до морської екосистеми вод Каховського водосховища

В середньо водні роки для північно-західної частини Чорного моря притаманна середня концентрація хлорофілу «а» рівна 1.28 мг.м-3. Від цього значення було розрахована аномалія концентрації хлорофілу «а», яка спостерігалась у місячний період після катастрофи  на Каховському водосховище. В перший тиждень аномалія склала +34,4% , та 27 червня досягла максимумам - +170%. На при кінці червня почала спостерігатися незначна тенденція на зменшення інтенсивності цвітіння, Рис.3.

Рис.3. Динаміка середніх значень концентрації хлорофілу «а» в північно-західній частині Чорного моря в період 10-30 червня 2023 р, та  аномалії привішення цього показнику від середньо регіональних значень

Важливою характеристикою інтенсивності цвітіння фітопланктону, якій виконує асиміляційну функцію зв'язування розчинених органічних і мінеральних речовин, які надійшли до морської екосистеми, є максимальне значення концентрації хлорофілу «а».  Максимальне зафіксовано для північно-західної частини Чорного моря в червні 2023  р. значення хлорофілу «а», дорівнює 137,01 мг.м-3 (Рис.4), що  більш ніж у 100 разів перевищує середньо регіональний рівень.

Рис.4.   Динаміка максимальних значень концентрації хлорофілу «а», зафіксованої  в українському сектору північно-західної частини Чорного моря в червні 2023 р.

 

В   процесі переробки зовнішньої речовини, яка опинилась у морській екосистемі приймає участь не тільки біотичний компонент, а також гідрологічні явища, пов’язані з перенесенням водних мас, перемішуванням, розведенням та іншими гідрофізичними процесами. Яскравим показником таких процесів є параметри солоності та температури водних мас. Тепла та прісна вода Каховського водосховища, яка потрапила до моря за 3-4 доби з моменту підриву греблі (6 червня 2023 р) досягла узбережжя Одеси и солоність в районі одеських пляжів вже 9 червня знизилась з 14 до 4 проміле (Рис.5). Всі закріпленій на твердих поверхнях і у донних відкладах угруповання гідро біонтів, які не можуть пересуватися і міняти своє місцезнаходження, майже тиждень знаходились у практично прісній воді. З 18 червня солоність почала підніматись за рахунок перемішування, а в останній тиждень червня трапилось дуже сприятливе для біологичного компоненту явище – згон  поверхневого шару води в напрямку  від берегової зони до відкритого моря. До берега підійшла холодна, солона та чиста глибинна вода і солоність піднялась до 18 проміле та температура води впала до 12 С°.  Ці умови сприяли реабілітації прибережних угруповань які напередодні постраждали від тижневого пресу прісної води. Але  ця ситуація знов змінилась 5 липня. Зміна вітру і напрямку течії знов підігнали до берегової зони теплі, розпреснені водні маси (див. Рис.5), в яких спостерігається інтенсивний процес цвітіння синьо-зелених водоростей.

Рис.5 Динаміка солоності і температури морської вроди на Одеському узбережжі на протязі одного місяця з моменту екологічної катастрофи на Каховському водосховищі

Аналіз токсичності морської води показав, що гостра токсичність була зафіксована в районі села Фонтанка 9 червня 2023 року та 13 червня на пляжі Ланжерон. 15 червня токсичності на пляжі Ланжерон вже не було виявлено, як і у всі наступні дні до кінця місяця. Таким чином, гостра токсичність на Одеському узбережжі спостерігалася протягом лише 5-6 діб.

Рекомендації органам влади
Процеси очищення забрудненої води Каховського водосховища, яка потрапила у море мають регіональні чорноморські масштаби і залежать від природних механізмів асиміляції забруднюючих речовин біологічними угрупованнями (фіто- зоопланктон та бентос), кліматичних умов та  гідрологічного режиму, який буде складатися у найближчі де кілька місяців.  Інтенсивність природних процесів самоочищення, яка зараз відбувається в морській екосистемі не має аналогів у відомих локальних технологіях покращення якості водного середовища (наприклад штучні рифи). Тому у даному випадку можливо, в першу чергу, сподіватися на сприятливі кліматичні і гідрологічні умови, які прискорять природні процеси біологічного та гідролого-гідрохімічного очищення.
На локальному рівні, наприклад на одеському узбережжя міських пляжів природним процесам самоочищення шкодять, гідротехнічні хвилезахисні споруди (траверси, хвилеломи, буни, закриті ковші яхтклубів), які затрудняють водообмін безпосередньо в прибережній зоні. З даної точки зори менш небезпечнішими для рекреації до закінчення процесу відновлення якості морського середовища є відкриті мисові ділянки узбережжя з не утрудненим водообміном. Така рекомендація може бути надана рекреантам в разі дозволу військових з оглядом на мину небезпеку.
Міська влада також провинна прикласти всі зусилля, для механічного очищення прибережних пляжів від сміття, яке потрапило з потоком води. Необхідно як можна скоріше вилучити всю органічну речовину (загиблі тваринні і рослинні річкові і морські  організми, органічне сміття) з  водного середовища, щоб як найшвидше зупинити процес хімічного розкладання (гниття) в узької прибережній зоні, яка використовується в рекреаційних цілях.