Эвтрофикация : источники биогенной нагрузки. Программы мониторинга ХЕЛКОМ

1. Эвтрофикация: источники биогенной нагрузки. Программы мониторинга ХЕЛКОМ Проф. Вероника Михайловна Тарбаева Невско-Ладожское БВУ199004 СПб, В.О. Средний пр., 26 Тел.812-3233736, факс 3287671 tarbaeva@nlbvu.spb.ru

2. Водосборная площадь бассейна Балтийского моря– 420 тыс. км2 • Ресурсы пресных вод: • 90 % -озера, • 10 % - речной сток (в т.ч.70 % - бассейн р. Невы (водосбор 280 тыс. км2). • В целом, ресурсы пресной воды бассейна моря - 1392,2 км3. • Наиболее обеспечены водными ресурсами Ленинградская область и Республика Карелия с оз. Ладожское и оз.Онежское.

3. Задачи компиляции нагрузки загрязнений • Сбор информации по поступлению загрязняющих веществ из различных источников, расположенных на водосборе Балтийского моря, на основе гармонизированных методов мониторинга; • Анализ изменений в нагрузке загрязнений из различных источников за определенный промежуток времени; • Определение приоритетных источников загрязнений; • Оценка эффективности мер, принятых для снижения нагрузки загрязнений на водосборе Балтийского моря; • Рекомендация 26/2 «Компиляция нагрузки водных загрязнений». 1 фаза Сбор ежегодных данных: • мониторинга контролируемых рек • прямых сбросов в Балтийское море от точечных источников

4. Рекомендация 26/2 «Компиляция нагрузки водных загрязнений» (фаза 2)

5. Что такое эвтрофикация ? Процесс, при котором высокие концентрации питательных веществ (азота и фосфора) в воде стимулируют рост водорослей, приводящий к несбалансированному функционированию экосистемы, приводящей к её полной деградации Основные источники поступления питательных веществ в Балтийское море • Сбросы неочищенных или недостаточно очищенных муниципальных сточных вод; • Детергенты, содержащие фосфор; • Сбросы от промышленных предприятий; • Сельское хозяйство; • Теплоэнергетика.

6. Оценка поступления фосфора в Балтийское море, 2001-2006 гг.

7. Оценка поступления азота в Балтийское море, 2001-2006 гг.

8. В Финский залив впадают крупные реки Нева, Луга, Нарва, а также Песчаная, Чулковка, Полевая, Селезневка, Малиновка, Сестра, Красненькая, Стрелка, Шингарка, Караста, Лебяжье, Ковачи, Систа. В КуршскийзаливвпадаютрекиНеман, Дейма, Матросовка; в Калининградскийзалив- Преголя, Нельма, Мамоновка.

9. Сброс загрязненных сточных вод в акваторию Балтийского моря за 2006 -2007 гг.

13. Требования по сокращению

14. Natural background Diffuse source Point source Atmospheric deposition Sources of Nutrients Nitrogen • Diffuse sources, especially agriculture biggest polluter • Pollution from non-HELCOM countries significant

15. Total reductions needed (tonnes/year) P 0N 0 Bothnian Bay Bothnian Bay Reductions/ sub-basin (tonnes/year) P 146 (25%)N 1199 (8%) Bothnian Sea Bothnian Sea P 0N 0 P 2000 (29%)N 6000 (5%) P 2500 (37%)N 6967 (8%) Reductions/ country (tonnes/year) Gulf of Finland P 291 (34%)N 20 780 (29%) Gulf of Finland P 15 250 (42%)N 135 000 (18%) P 222 (18%)N 896 (5%) P 750 (34%)N 0 Gulf of Riga P 300 (19%)N 2561 (25%) Gulf of Riga P 12 500 (65%)N 94 000 (29%) P 0N 20 000 (31%) Kattegat Baltic Sea Kattegat P 16 (31%)N 17 207 (30%) Baltic Proper Baltic Proper P 881 (66%)N 11 746 (26%) Danish Straits Danish Straits P 0N 15 000 (33%) P 8755 (64%)N 62 395 (29%) P 242 (45%)N 5621 (27%)

16. План действий ХЕЛКОМ по Балтийскому морю Требования по сокращению для России • Фосфор – 2500 тонн • Азот – 6970 тонн • Необходима подготовка программы первоочередных, экономически эффективных и реальных мероприятий (для выполнения как инвестиционных, так и проектов институционального развития) по улучшению качества воды в Балтийском море за счет снижения концентрации биогенных элементов в воде, поступающей с водосборного бассейна

17. ПДБМ - необходимые меры по сокращению сбросов биогенных веществ • Введение жестких требований по очистке и доочистке муниципальных сточных вод; • Запрет на использование фосфора в моющих средствах; • Проведение жесткой политики ведения сельского хозяйства

18. Классификация ввода информации для компиляции нагрузки водных загрязнений

19. Расчёт нагрузки водных загрязнений на Балтийское море (1 раз в 6 лет водосборный бассейн) (ежегодно, только прямые сбросы в Балтийское море) Контролируемые реки Точечные источники диффузные источники неконтролируемые территории Природная нагрузка показатели показатели показатели Контролируемые показатели Контролируемые показатели Р общ. N общ Р общ. N общ Р общ. N общ. Муниципальные ОС Промышленные предприятия разбросанные жилища Рыборазводные фермы пахотные земли ливневые и паводковые воды атмосферные осадки БПК5 Робщ. РО4 N общ N-NH4 N-NO2 N-NO3 Hg Cd Zn Pb Cu нефтепродукты БПК5 Робщ. РО4 N общ N-NH4 Hg Cd Zn Pb Cu Ni Cr БПК5 АОХ Робщ. N общ Hg Cd Zn Pb Cu Ni Cr БПК5 Робщ. N общ

20. Цель - определить и провести расчет биогенной нагрузки, поступающей с Северо-запада России в Балтийское море ЗАДАЧИ: 1. Практическое выявление наиболее значительных точек загрязнения по биологически активному P и N 2. Анализ сбросов сточных вод, содержащих биогенные элементы, муниципальными, промышленными и др. предприятиями и сельскохозяйственными фермами 3. Расчет рассеянной нагрузки от неканализованных населенных пунктов, посевных площадей (ущерб от потери удобрений). 4. Математическое моделирование биогенной нагрузки на территории бассейна. 5. Анализ антропогенной деятельности, связанной с использованием водных ресурсов без изъятия – мелиорация земель, добыча торфа, углубление русел, гидротехнические сооружения. 6. Анализзоннегативногоантропогенноговоздействия.

21. Точечныеисточникизагрязнения • Места отведения сточных вод –недостаточно очищенные – 90%, и 10% без очистки, набольший удельный вес загрязнения приходится на предприятия ЖКХ. • Полигоны ТБО – оценка влияния свалок на поверхностные и подземные воды. • Склады ядохимикатов и минеральных удобрений. • Разработки полезных ископаемых (сброс шахтных и карьерных вод Сланцевского – горючие сланцы и Кингисеппского – фосфориты - месторождений). • Влияние ферм на водные объекты – по данным инвентаризации ферм изучение влияния деятельности ферм на водные объекты (соединений азота и фосфатов в поверхностных, грунтовых и подземных водах). Выделены фермы с превышение нормативов до 2 ПДК и более 2 ПДК.

22. Региональные программы • Программа Санкт-Петербурга:Реконструкция и развитие системы водоснабжения и водоотведения на 2004-2011гг. – 708,8 млн. евро • Целевая программа развития Калининградской области на 2009- 2014г.г. Строительство и реконструкция объектов канализации и очистных сооружений - 12208,03 млн. рублей.

23. Программа реконструкции и развития систем водоснабжения иводоотведения СПб Горводоканала предусматривает: • Ликвидация «прямых» канализационных выпусков, строительство перехватывающих коллекторов, достижение 97- 98 % очистки сточных вод к 2015 г. • Реконструкция и расширение очистных сооружений с целью внедрения технологии очистки сточных вод для глубокого удаления азота и фосфора из очищенных сточных вод; • Внедрение ультрафиолетового облучения для обеззараживания очищенных сточных вод; • Рекультивация полигонов для складирования обезвоженных осадков сточных вод; • Завершение строительства главного коллектора канализации северной части города;

24. Требования к очистке муниципальных сточных вод

25. Диффузныеисточникизагрязнения • Растениеводство – применение удобрений, баланс биогенных веществ в почве за последнее десятилетие стал отрицательным, сокращение площадей пашен • Животноводство – анализ динамики изменения (сокращение) площадей сенокосов, пастбищ и поголовья КРС, свиней, овец и коз, птицы. • Лесные ресурсы - анализ динамики изменения (сокращение) площадей. • Поступление биогенов из атмосферы - происходит от стационарных и передвижных источников, в т.ч. автотранспорта, а также в результате трансграничных переносов загрязняющих веществ. • Загрязнение водных объектов от автомобильного и водного транспорта

27. Анализ зон негативного воздействия на водные ресурсы • Зоны бытового и промышленного загрязнения вод - анализ данных о качестве поверхностных вод, информации о точечных источниках загрязнения, об особенностях функционирования очистных сооружений канализации населенных пунктов • Загрязнения водных объектов в результате животноводческой деятельности (фермы); • Очаги загрязнения подземных и грунтовых вод –для подземных вод описано несколько очагов загрязнения в р-не городской свалки, крупных ферм и аварийные ситуации, промышленные объекты в Ленинградской обл. • Риск от негативного воздействия гидротехнических сооружений; • Зоны, подверженные негативному влиянию вод (подтапливаемые территории) – локальные и носят сезонный характер

28. Phosphorus load: mapping and modeling Natural phosphorus load

29. Scheme of hydrological model Scheme of “catchment - lake” model of phosphorus balance

30. Рассредоточенная эмиссия Нагрузка от животноводства Атмосферные выпадения Нагрузка от точечных источников Робщ в поверхностных водах водосбора Робщ в водоеме Вынос с водосбора Вынос из водоема Удержание поверхностными водами Приток из других водоемов Удержание водоемом Внутренняя нагрузка Схема модели, рассчитывающей баланс фосфора в поверхностных водах водосбора и в водоеме

31. Lake Ladoga, Neva Bay and their catchment Contribution of various sources in Ptot loading (2005). Lake Ladoga 1- lake Saimaa catchment, 2- Lake Onega catchment, 3- Lake Ladoga Immediate catchment, 4 - Lake Ilmen catchment, 5 – Neva River and Neva Bay catchment Neva Bay

32. Рассчитанная биогенная нагрузка (т/год) на отдельные районы водосбора Финского залива, сформированная птицефабриками Р куры = 2656 т/г, Р КРС+СВ = 1910т/год, Р мин.уд. = 850 т/г, Р сум = 5416 т/год, Fпашни = 1958 км2, DР = 28 кгР /га год

33. Ptot(mg/l) concentration in waste waters spots30 hours after emergency discharge situation(1% precipitation, Neva discharge 2540 m3/s, east wind 3.5 m/s).

34. Пересмотр квот на снижение в 2010 году • Возрастает ответственность за достоверность данных мониторинга водотоков; • Проверка национальных программ мониторинга водотоков и приведение их в соответствие с международными стандартами отбора проб и обеспечения качества химического анализа; • Проведение международной интеркалибрации лабораторий СЗУГМС и Калининградского УГМС.

35. Государственный мониторинг водных объектов (ГМВО)

36. Государственная функция по осуществлению ГМВО

37. Государственная функция по осуществлению ГМВО выполняется в соответствии с • Водным кодексом РФ от 03 июня 2006 г. № 74-ФЗ • Постановлением Правительства Российской Федерации от 10 апреля 2007 г. № 219 «Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов» Регулирует распределение функций между различными участниками ведения ГМВО, регламентирует порядок формирования информационных ресурсов в области состояния ВО, обмена информацией между участниками ведения мониторинга, предоставления информации о состоянии ВО, а также использования соответствующей информации. • Приказом МПР России от 7 мая 2008 г. №111 «Об утверждении форм и порядка представления данных мониторинга, полученных участниками ведения государственного мониторинга водных объектов • И другими НПА

38. ? ? отсутствует единый подход к оценке состояния среды, а также критериям выделения загрязненных участков

39. Проведение мониторинга донных отложений и придонных вод

40. Карта станций мониторинга в Невской губеФГУНПП «Севморгео»

41. Проблемы организации мониторинга донных отложений

42. Другие виды мониторинга Балтийского моря Геоэкологический мониторинг Биомониторинг Нет утвержденной серти- фицированной методики на гос. уровне Одной из острых проблем экологических исследований является методика оценки состояния акваторий и экологическое нормирование. Как экологические нормативы, особенно применительно к донным осадкам, так и существующие методы оценки состояния природной среды в настоящее время недостаточны для объективной характеристики экологической безопасности при различных видах хозяйственной деятельности и их влияния на экологию Балтийского моря.

43. Современное состояние организации мониторинга • качества воды Финского залива • 2004 г. силами Северо-Западного УГМС было сделано 3 съемки и проанализировано 47 станций. • 2007 г. - только 1 съемка , что, в первую очередь, затрудняет контроль данных, получаемых экологическими службами нефтяных терминалов Приморска и Высоцка. • 2007 г. с ГУ «Санкт-Петербургский ЦГМС-Р» заключен государственный контракт № К.39/01/07.007 от 12.01. на выполнение в 2007 г. натурных исследований гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов водной среды в акватории восточной части Финского залива в рамках реализации РЦП «Охрана окружающей среды Ленинградской области на 2007-2010 годы (пункт 2.1.1)». 1990г. 2004г. 2007г.

44. Проблемы, связанные с ведением мониторинга Балтийского моря, приводят к: • отсутствию объективных и взвешенных оценок экологических последствий осуществления крупномасштабных гидротехнических проектов; • отсутствию действенной системы экологического контроля; • отсутствию координации и проведения совместных международных проектов для различных видов мониторинга (за исключением положительных результатов в изучении биоразнообразия в рамках ХЕЛКОМ); • отсутствию согласованности методов и методик измерений и практики проведения интеркалибрации; • существенному разбросу мнений при оценке экологической ситуации морских бассейнов специалистами различных стран, а также при разработке мер по оптимизации природной ситуации; • отсутствию должного внимания изучению взаимодействия пресноводных, солоноватоводных и морских экосистем;

45. Требования ПДБМ

46. Система мониторинга ХЕЛКОМ

47. Программа КОМБАЙН (COMBAINE) • состоит из различных подпрограмм, включающих контроль физических, химических и биологических параметров. Данные, собранные по программе КОМБАЙН, используются ХЕЛКОМ для подготовки широкомасштабных периодических оценок состояния морской окружающей среды Балтийского моря. • В программе ХЕЛКОМ КОМБАЙН участвуют более 100 различных национальных лабораторий всех стран-участниц Хельсинкской конвен. Цели программы КОМБАЙН: • определение и количественное описание антропогенного воздействия от поступления загрязняющих веществ в Балтийском море; • определение и количественное описание изменений, происходящих в окружающей среде как результат контрольных действий, • исследования временных трендов загрязняющих веществ, • исследования пространственных вариаций концентраций загрязняющих веществ и характер их возникновения, • исследования, дающие информацию об эпизодических явлениях, • исследования поведения загрязняющих веществ в окружающей среде

48. ХЕЛКОМ разработал и утвердил Руководство по выполнению программы мониторинга КОМБАЙН, которое включает: • вопросы ведения системы обеспечения качества химических измерений, (организация лаборатории, оснащение оборудованием, требования к персоналу и надзор за качеством). • требования к проведению аналитических работ: вариабильность значений; допустимые погрешности в аналитическом измерении; проверка правильности аналитических методов; селективность; чувствительность; предел чувствительности; диапазон измерений; точность; оценка случайных ошибок; оценка систематических ошибок. • методики химического анализа загрязняющих веществ в морской воде: определение солености, и щелочности; растворенного кислорода; органического углерода; сероводорода; питательных веществ; следов металлов (Cd, Pb, Cu, Co, Zn, Ni, Fe, Hg); стойких органических соединений: ПХБ, хлорорганических пестицидов; полициклических ароматических углеводородов; оловоорганических соединений, химический анализ бескислородных вод;

49. Задачи программы КОМБАЙН,относящиеся к эвтрофикации: • Чтобы определить масштаб и последствия антропогенной нагрузки за счет поступления биогенов и органических веществ на морскую биоту, собираются следующие данные: а) содержание биогенов, б) реагирование различных биологических элементов, с) результаты интеграции и оценки • Для исследований эвтрофикации и ее последствий: • исследования долгосрочных тенденций, • балансовые исследования (т.е., «балансы массы» по основным биогенам), • исследования воздействий на биоту, • исследования, обеспечивающие «актуальную» информацию по неожиданным происшествиям, • исследования, дающие базовую информацию

50. Для совершенствования ГМВО в соответствии с ПДБМ необходимо: • обеспечение координации деятельности основных участников мониторинга (реализация ПП от 10.04.2007 № 219): • регулирование распределения функций, • регламентирование порядка формирования информационных ресурсов в области состояния ВО, обмена информацией между участниками ведения мониторинга, предоставления информации о состоянии водных объектов, а также использования соответствующей информации. • обеспечениеорганизационно-методической работы по совершенствованию структуры и функционирования сети наблюдений • упорядочение в наборе измеряемых показателей, • внедрение единых методик отбора проб и их анализа, • интеркалибрация результатов лабораторных исследований, • приведение в единый вид сетей наблюдения, • стандартизация используемых пробоотборников. • техническое переоснащение стационарных оперативно- производ-ственных лабораторий сети наблюдений