Анализ влияния комплекса защитных сооружений на экологическую обстановку в акватории Финского залива

Ввиду ухудшающейся экологической обстановки в Невской губе на сессии Ленсовета 16.10.1990 года было принято решение о нецелесообразности продолжения строительства комплекса защитных сооружений в рамках существующего проекта, дамба была законсервирована.

Для оценки влияния КЗС на экологию целесообразно рассмотреть такие основные моменты:

• являются или нет наводнения “банными днями” для Невской губы;
• цветет или не цветет вода в Маркизовой луже, а если цветет, то по какой причине – от дамбы или все равно цвела бы;
• влияние защитных сооружений на рыбные запасы залива

Постараюсь, насколько смогу, разобраться в поставленных вопросах и сделать необходимые выводы.

Итак, для ответа на первый вопрос, рассмотрим процесс водообмена в Невской губе, использовав данные геолога-физика НИИ геологии и минеральных ресурсов Мирового океана С. Цветкова, кандидата физико-математических наук Г. Черкашина.

Река Нева перед впадением в Финский залив разветвляется на несколько рукавов и протоков, образуя дельту, на островах которой разместился исторический центр города. Переходным звеном системы “река-море” является мелководная Невская губа, площадь которой приблизительно 400 км². Остров Котлин, протянувшийся острым клином с запада на восток, рассекает невскую воду на два неравномерных потока: 60% стока приходится на северную часть и только 40% на южную. Вот здесь то и встречаются морские воды с речными. Водообмен в Невской губе поддерживался с одной стороны постоянным невским течением, а с другой стороны залива в губу проникали компенсационные дрейфовые течения. Проходя южным берегом, компенсационное течение освежало воды губы и насыщало кислородом.

Когда была закончена отсыпка дамбы на севере, весь невский поток устремился в южную часть, и когда два мощных потока движутся навстречу друг другу, побеждает более мощный. Так произошло и в этом случае: компенсационное течение, скорость которого почти в 2 раза меньше невского, оказалось отброшенным обратно в залив. Дамба закрыла путь не только компенсационным течениям. При завершении строительства она преградит путь длинной волне, очищающей морское влияние Балтики заметно прекратится (1,5 км свободной воды остается на 6 водопропускных и 2 судопропускных устройствах).

Удобным показателем, позволяющим различать в водоеме водные массы в зависимости от их происхождения, является электропроводность. Так, Невская губа, по данным проведенной оценки вод в 1997-1998 годах сотрудниками Института озероведения РАН, полностью заполняется водной массой р. Невы и средние значения электропроводности воды в губе изменяется мало и составляет 95-110 мкS/см. Иногда наблюдается небольшое увеличение электропроводности до 200-250 мкS/см вблизи дамбы в районе морского канала. Очевидно, что увеличение электропроводности воды в Невской губе за счет поступления вод со стороны залива незначительно. В поверхностном распределении электропроводности мелководного района восточной части Финского залива наблюдаются наибольшие значения, так как в этом районе происходит наиболее активное смешение вод Невской губы с основной водной массой залива, электропроводность которой около 9000 мкS/см. Поскольку плотность вод залива значительно больше (ее соленость 6%), чем у поступающей в него из невской губы пресной воды, то невская вода остается преимущественно в верхних слоях. Ее основная часть располагается на глубинах не более 10 м. При этом создаются условия для распространения этих вод в виде приповерхностных потоков на большие расстояния от места их выхода, преимущественно вдоль северного побережья залива. В этом районе неоднократно наблюдались случаи апвелингов, в результате которых глубинная морская вода оказывалась вблизи дамбы, но при этом не проникала в Невскую губу. Основная часть объема глубоководной части Финского залива заполнена морской водой, имеющей значения электропроводности более 9000 мкS/см. Максимальные значения электропроводности — 9670 мкS/см отмечены в придонных слоях. В этом районе влияние невских вод на основную водную массу восточной части Финского залива заметно ослабевает, так как они смешиваются с большими объемами морской воды. Тем не менее, их присутствие в поверхностном слое отмечалось на наиболее удаленных расстояниях (почти 200 км) от защитных сооружений.

Предположим, строительство защитных сооружений завершено, и тогда появляется возможность с помощью комбинаций открытых и закрытых водопропускных отверстий управлять истечением невской воды, и таким образом, меняя режимы, омывать, словно из шланга, опущенного в воду, Невскую губу. Действительно, увеличивая проточность воды, можно значительно улучшить экологическое состояние воды, но проектируемая система по сути своей является “лотком” с размером в Невскую губу, а лотком потому и пользуются золотоискатели, что на дне его оседают тяжелые осадки. Соли тяжелых металлов, всевозможные химические и биологические объекты приспосабливаются не только существовать, но и размножаться в придонном слое. Даже когда не было дамбы, ил, слизь, промышленные отходы с течением времени откладывались на дне. При нагонной волне, малой и безопасной или при крупном и опасном наводнении все донные отложения под ударом стихии поднимались и в виде взвеси уносились в открытое море.

Но при рассмотрении наводнений, как естественного “санитара”, есть и другая сторона проблемы: при наводнениях на территорию исторической части города выносится значительная часть донных отложений, которые содержат большое количество загрязняющих веществ. Эти вещества вместе с отложениями попадают в сады, парки, подвалы жилых домов. Уровень воды в акватории во время наводнения поднимается на метр и более и смывает всю грязь с берегов, и, если в центральной части губы происходит очищение водоема за счет перемещения, то в прибрежных зонах наступает резкое ухудшение качества воды, вся смытая с берегов грязь оседает у берегов на дно водоема. Качество воды восстанавливается только через 10-15 дней.

Для ответа на вопрос действительно ли Невская губа заросла из-за дамбы сине-зелёными водорослями, определим, прежде всего, что означает термин “эвтрофирование”. Эвтрофирование – это повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде минеральных веществ, наиболее активно участвующих в жизнедеятельности водных организмов; их усиленное развитие, а затем гибель, ухудшающая физико-химические свойства воды.

В восточной части Финского залива эвтрофированнное цветение водорослей было замечано давно. В Невской губе до критического уровня ситуация не дошла. В восточной части Финского залива фитопланктон нагоняется на пляжные участки, берега обрастают водорослями, которые превращаются в гниющую массу и выводят пляжи из строя. Если смотреть динамику цветения, то в 1977-78 годах уровень был выше, чем в 1985 году, начиная с 1982 года идет их увеличение, затем в 1985 году - вспышка, и потом в 1988 году - стабилизация. Следует обратить внимание на тот факт, что если посмотреть нынешнюю картину течений, то увидим, что вдоль берегов Невской губы практически течения нет. Из-за этого на некоторых участках, как, например, в районе выступа Лисьего Носа, получается так называемый застойный карман, который на данном этапе строительства незасыпан, береговая линия не выпрямлена.

В разделе гидрологическое и экологическое исследование водной системы Ладожское – Нева – Невская губа “Научного обоснования сооружений защиты от наводнений” приводятся следующие данные комплексных исследований, выполненных в период 1981-1987 годы коллективом научных организаций под руководством Государственного гидрологического института: ожидаются негативные явления в полосе шириной около 5 км, примыкающей к защитным сооружениям, в которой участки с пониженным внутренним водообменом (против глухих участков дамбы) будут чередоваться с участками со струйными течениями (против водо- и судопропускных отверстий). В зонах пониженного водообмена будут происходить концентрирование взвеси живой (зоо и фитопланктон) и мертвой (мусор и нефтепродукты). За счёт этого возможно возникновение эпидемиологической и токсической опасности. В периоды ясной безветренной погоды здесь можно ожидать “цветения” воды.

По данным оценки качества вод, проводимой в 1997-98 гг. сотрудниками Института озероведения РАН общий характер распределения фитопланктона в рассматриваемой акватории был сходным с данными предыдущих наблюдений 90-х годов, хотя общая биомасса фитопланктона и биомасса сине-зеленых водорослей были значительно ниже, чем в предыдущие годы. Летний фитопланктон оказался более разнообразным, чем осенний. Число таксонов в августовских пробах достигало 67, в то время как в октябре редко превышало 50. Как и в предыдущие годы, наибольшее таксономическое разнообразие отмечалось на станциях западной части Невской губы, в районе защитных сооружений непосредственно за ними в мелководной курортной зоне восточной части Финского залива, в зоне смешения пресных и морских вод.

В августе 1997 г. в Невской губе биомасса фитопланктона колебалась от 0,93 до 3,9 г/м³, а содержание хлорофилла — от 3,0 до 22,5 мг/м³ Уровень биомассы фитопланктона и содержания хлорофилла увеличивался от устья р. Невы по направлению к дамбе и далее к западу. Максимальные величины, как и в предыдущие сроки наблюдений, отмечались в юго-западной части Невской губы. На большинстве станций Невской губы доминировали диатомовые, криптофитовые и сине-зеленые водоросли. В октябре 1997 г. биомасса осеннего фитопланктона в Невской губе продолжала оставаться высокой и колебалась в пределах от 1,27 до 5,66 г/м³ и так же, как и в августе, уровень биомассы увеличивался от устья р. Невы к защитным сооружениям и далее к западу. На большинстве станций доминировали диатомовые (40—84%) и криптофитовые (9—29%) водоросли. Для сравнения, в 80-х в летне-осенний период в планктоне доминировали сине-зеленые. В октябре 1998 г. картина распределения фитопланктона была сходной с тем, что наблюдалось осенью 1997 г. Биомасса изменялась от 1,5 до 3,0 г/м, а содержание хлорофилла соответственно от 3,9 до 6,0 мг/м³.

В глубоководной зоне восточной части Финского залива в августе 1997 г. биомасса фитопланктона не превышала 4 г/м³, а содержание хлорофилла 7 мг/м³. Основной фон фитопланктона составляли сине-зеленые водоросли (80%). Субдоминантами были диатомовые и криптомонады. Осеннее охлаждение водных масс привело к резкому снижению развития фитопланктона в этом районе. Биомасса фитопланктона снижалась до 0,59 г/м^3, а основной фонд составляли сине-зеленые (37%), криптофитовые (22%) и диатомовые (17%) водоросли.

Полученные данные подтвердили сделанные ранее выводы об идентичности видового состава фитопланктона в Ладожском озере и Невской губе. Подтверждается также оценка трофического статуса отдельных участков рассматриваемой акватории. По уровню биомассы фитопланктона и содержанию хлорофилла Невская губа и мелководная часть Финского залива в целом мезотрофные, хотя западная часть Невской губы и мелководные участки залива непосредственно за защитными сооружениями приближаются к эвтрофному типу. В глубоководной зоне Финского залива развитие фитопланктона соответствует уровню слабомезотрофных водоемов.

Если сравнивать качество воды реки Невы и Невской губы до строительства дамбы и в 90-е годы, то оно остаётся неудовлетворительным. Эта ситуация связана с тем, что рост города (сброс в невские воды ядовитых неочищенных отходов), развитие сельского хозяйства (смыв в Ладогу сельскохозяйственных удобрений и гербицидов) усиливает количество поступающих в воду загрязняющих веществ и фекальных микроорганизмов. В донных отложениях Невской губы и прилежащей части залива в течение длительного времени происходило накапливание биогенных веществ (углерода, фосфора, азота, железа, марганца). Выполненные в период 1981-1987 г. коллективом научных организаций под руководством ГГИ расчёты показали, что влияние данных отложений на качество водных масс за счёт процессов вторичного загрязнения сказывается значительно (до 15 – 25% растворённых веществ в губе).

В таблице 1 приведены средние (по акватории) концентрации металлов в воде исследованных водных объектов. Приведенные значения концентраций металлов были сопоставлены с их предельно допустимыми концентрациями (ПДК) для воды рыбохозяйственных водоемов (железо и свинец 100 мкг/л; алюминий 40 мкг/л; марганец 10 мкг/л и медь 1 мкг/л). Результаты анализа свидетельствуют (за некоторыми исключениями) о превышении нормы концентрации для железа, марганца и меди. В октябре 1998 г. в Невской губе было выявлено превышение ПДК для алюминия.

Обращают на себя внимание устойчивое превышение ПДК для меди за весь рассмотренный период, а также более высокие концентрации всех изученных металлов в придонных слоях воды по сравнению с поверхностными слоями воды. Так, в октябре 1998 г. концентрация железа в придонном слое восточной части Финского залива была в 2,5 раза выше, чем в поверхностном слое, марганца — в 16,8 раз, свинца — в 1,4 раза, меди — в 1,2 раза, алюминия — в 1,1 раза.

Кроме металлов, приоритетными загрязняющими веществами нашего региона являются нефтяные углеводороды (НУ) и фенолы.

В таблице 2 приведены средние (по акватории) концентрации НУ в поверхностных слоях воды Невской губы и восточной части Финского залива, а в таблице 3 - аналогичные данные для фенолов.

Для нефтяных углеводородов (нефтепродуктов) величина ПДК составляет 50 мкг/л. Сравнение этой величины с приведенными в таблице 2 свидетельствует о некотором превышении средних концентраций НУ над ПДК. В Невской губе оно составляет 1,4—1,5 раз, а в восточной части Финского залива — примерно 1,3 раза.

Для фенолов величина ПДК равна 1 мкг/л. Как следует из приведенных данных, средние значения концентраций фенолов с учетом статистического разброса не превышают ПДК.

Перейдем к рассмотрению влияния Комплекса защитных сооружений на состояние рыбного хозяйства. Рядом исследователей предполагалось, что строительство КЗС резко снизит уловы в Невской губе и восточной части Финского залива, одной из предполагаемых причин называлось уменьшение кормовой базы рыб (зообетоса), но эта причина, как видно из вышеприведенных данных не сыграла существенной роли. Действительно в районе КЗС резко снизился % донных сообществ, но в другой части он увеличился за счет перераспределения. В целом , уловы за период с 1979 по 1987 годы по данным “Севзапрыбвода” не изменились. В докладе А.Н. Попова ”Корюшка восточной части Финского залива” в Санкт-Петербургском отделении Гидробиологического общества РАН 14-16 апреля 1993 года приводятся следующие данные: основные нерестилища корюшки расположены в Невской губе. Совершая миграцию из открытой части залива на нерестилища , корюшка ориентируется на течение вод стока р. Невы и проходит через Северные и Южные ворота Невской губы. Защитные сооружения от наводненй явились некоторой преградой на путях нерестовой миграции корюшки из Финского залива в Невскую губу. Анализ уловов корюшки на различных промысловых участках (район Сестрорецка, Невская губа, и р. Нева) до и после насыпки дамбы показал, что относительная величина уловов на этих участках после перекрытия дамбой (осень 1985г.) в целом сохраняется, что свидетельствует о миграции корюшки через водо- судопропускные отверстия в Невскую губу и реку Неву.