Техногенез и деградация поверхностных водных объектов

Крупномасштабный гидрологический техногенез на современном этапе может осуществляться целенаправленно или сопутствовать некоторым видам деятельности. Например, в настоящее время разработан и частично уже осуществлен ряд проектов, подразумевающих крупномасштабные подъемы глубинных океанических вод. По аналогии с природными восходящими океаническими течениями, эти техногенные образования получили название «искусственные апвеллинги» (Пшеничный, 1986). Цели их создания различны. В глубинных слоях моря накоплено значительное количество так называемых «биогенных элементов» или «биогенов», т.е. соединений азота и фосфора, дефицит которых ограничивает биологическую продуктивность морских экосистем. Большая часть водной оболочки Земли представляет собой «океаническую пустыню». По ориентировочным подсчетам, зоны естественных апвеллингов, составляющие доли процента площади Мирового океана, дают более 10-20% вылова рыбы. На участках прибрежных аппеллингов сосредоточены и наиболее продуктивные хозяйства морской аквакультуры, поэтому и возникла идея расширить размеры этих зон искусственным путем и многократно увеличить количество добываемых и выращиваемых водных биологических ресурсов.

Другой областью использования глубинных океанических вод является одно из направлений альтернативной энергетики - создание океанических термальных электростанций. Крупномасштабным подъемом глубинных вод неминуемо будет сопровождаться и добыча ряда полезных ископаемых в море (железомарганцевых конкреций, газогидратов и др.) (Ахмедов, 1985).

Значимые экологические последствия этой деятельности разнородны и могут носить как краткосрочный, так и длительный характер. Вода обладает высокой теплоемкостью и подъем к поверхности сколько-нибудь значительного количества холодных глубинных вод неминуемо вызовет обширную гидрометеорологическую флуктуацию. Она может, например, проявиться в резком увеличении нормы осадков в районе, удаленном от искусственного апвеллинга на тысячи километров. Сходные явления, наблюдающиеся при изменении интенсивности естественных апвеллингов, получили название эффект «эль-ниньо». Некоторые из них имели катастрофические последствия. Подобное явление может сопутствовать деятельности, которая не предусматривает целенаправленного подъема глубинных вод, например, прокладка трубопроводов по дну моря. Подсчитано, что критический объем этих вод, способный вызвать гидрометеорологическую флуктуацию регионального масштаба, составляет всего несколько десятков км3 (Бензосов, Железный, 2000). Причем подобный процесс может быть спровоцирован техногенным воздействием только на начальном этапе в форме локального разрушения пикноклинаСлой воды, в котором наблюдается скачок значений плотности, вследствие резкого изменения температуры или солености. Существование пикноклинов препятствует перемешиванию различных слоев водной толщи.. В последующий период подъем значительного количества холодных глубинных вод при определенных условиях происходит уже спонтанно (Stommel et al., 1956).

Последствия длительного характера связаны с неконтролируемым повышением биопродуктивности в районах искусственного подъема глубинных вод. Это может спровоцировать цветение фитопланктона в море (возникновение так называемых «красных приливов») и ряд других негативных экологических последствий. В глубинных морских водах могут также накапливаться и различные загрязнители, подъем которых в поверхностные слои, где они могут вызывать отравление организмов и накапливаться в потребляемых человеком водных организмах, весьма нежелателен. Для обозначения этих явлений и облегчения использования в отношении их природоохранных нормативов были предложены термины «дестратификационное эвтрофирование» и «дестрафикационное загрязнение» (Безносов и др., 1998/1999; Безносов, 2000б).

Чтобы более полно оценить опасность гидрологического техногенеза Мирового океана, следует обратить внимание на некоторые палеонтологические и геологические материалы, описывающие ряд глобальных экологических кризисов, ранее происшедших в истории Земли. Многие из них ученые связывают именно с крупномасштабными нарушениями гидрологической структуры океана (Wilde, Berry, 1986; Schindler, 1990; Несов, 1995; Безносов, 2000в). Так, предполагается, что стартовой причиной массового вымирания биоты на границе мезозоя и кайнозоя (в этот период погибло около трех четвертей ранее существовавших животных (Russel, 1979), в том числе, и многочисленные виды динозавров), стало крупномасштабное нарушение стратификации океанических вод в результате падения метеорита. Последовавший подъем богатых биогенами глубинных вод спровоцировал «цветение» фитопланктона, охватившее в конце мелового периода значительную акваторию Мирового океана (Найдин и др., 1986), и изъятие в процессе фотосинтеза из атмосферы значительного количества углекислого газа. Нарушение баланса продукционно-деструкционных процессов, которыми сопровождались эти «океанические цветения» фитопланктона, вызвало интенсивное осаждение углеродсодержащего материала в донные осадки с их последующей трансформацией в осадочные горные породы. Значительное снижение содержания углекислого газа привело к глобальному похолоданию климата, что и явилось окончательной причиной исчезновения теплолюбивой мезозойской биоты. Как свидетельствует геологическая летопись, в этот период произошел процесс, обратный наблюдающемуся в настоящее время парниковому эффекту. Некоторые факты свидетельствуют о том, что такие явления происходили в истории биосферы неоднократно.

v Возникновение и развитие принципиально новых технологий освоения ресурсов Мирового океана. Основные виды эксплуатации континентальных водоемов уже сложились, что создает основу для прогноза направлений их дальнейшего техногенеза. В отличие от этого, ресурсная база Мирового океана только начинает осваиваться. Особенно это касается его центральных и глубинных слоев. Существует много проектов, реализация которых, вероятно, будет сопровождаться крупномасштабным техногенезом морской среды. В качестве примера можно привести планируемую добычу железомарганцевых конкреций из абиссальных, расположенных в зоне океанического ложа на глубинах 4-6 км, месторождений. Несмотря на то, что технически эта деятельность на современном этапе неосуществима, уже давно действуют международные соглашения, разделившие участки этих месторождений, лежащих в экстерриториальных зонах, между рядом развитых государств. В их число входит и РФ. Причем одним из условий сохранения права на данные запасы полезных ископаемых является периодическое предоставление участниками этих соглашений развернутого экологического обоснования предполагаемых способов их добычи, включая прогноз воздействия на окружающую среду (Пилипчук, 2003). Учитывая возрастающую потребность найти мощные и одновременно дешевые источники электроэнергии, можно предположить, что реализация проектов строительства термоядерных электростанций в ближайшем будущем более чем вероятна. Именно с этой целью и затрачиваются громадные средства на разработку управляемой реакции ядерного синтеза. Возможно, что объекты, работающие на этом принципе, будут обозначаться как-нибудь иначе, но одним из перспективных источников сырья для их работы являются глубокие слои Мирового океана, содержание дейтерия в которых хотя и ничтожно мало, но существенно выше, чем в поверхностных слоях (Ахмедов, 1985). Однако экологические последствия этих, пока фантастических, видов деятельности можно прогнозировать. Большую экологическую опасность представляют идеи техногенеза Мирового океана, которые еще не сформировались. Необходимо проведение своеобразного мониторинга подобных инноваций и их своевременного экологического осмысления (т.е. опережающего по времени реализацию). Подобный механизм в какой-то мере уже практикуется в некоторых странах в виде процедуры СЭО (стратегической экологической оценки), подразумевающей принятие во внимание воздействия на окружающую среду при принятии любых административных решений (Пособие…, 2011). Целью данной процедуры является приостановка экологически опасных проектов еще на самых ранних этапах их реализации. Однако на практике эта процедура осуществляется функционерами-администраторами (т.е. чиновниками), как правило, не обладающими необходимой компетенцией. Здесь же важна не столько оценка декларируемых прямых последствий эксплуатации планируемого объекта (они в большинстве случаев очевидны), а косвенных, в т.ч. связанных с другими этапами его жизненного цикла (например, добычей сырья или утилизацией). Поэтому данная деятельность будет эффективна только в том случае, когда она будет выполняться при участии специалистов, получивших профессиональную подготовку в области техногенеза окружающей среды.

Однако в качестве примеров анализа аспектов техногенеза морских водных объектов (типовых вариантов техногенеза) и разработки способов их экологической оптимизации в монографии, по вполне понятным причинам, рассмотрены виды деятельности, для объективной оценки воздействия на окружающую среду которых уже накоплен достаточный материал. Кроме того, при выборе типовых вариантов мы исходили из наличия личного опыта, полученного в ходе исследований экологических последствий данных видов деятельности, а также при проведении инженерно-экологических изысканий по проектам строительства и реконструкции рассматриваемых ниже объектов.

4.2 Обзор типовых вариантов техногенеза морских водных объектов

4.2.1 Прибрежно-морские рекреационные зоны

4.2.1.1 Общая характеристика

Данный вариант техногенеза в настоящее время приобретает все больший масштаб и значение. Хотя точные данные отсутствуют, можно предположить, что уже сейчас прибрежно-морские участки рекреационного назначения по протяженности занятой ими береговой линии морей и океанов преобладают над портовыми акваториями. И, по-видимому, данная тенденция будет наблюдаться и в ближайшем будущем. Экономическая выгода от эксплуатации морских курортов и изменение потребностей населения, вероятно, приведут к тому, что значительная часть береговой зоны тропических и субтропических морей будет трансформирована в места массового отдыха, для которых нами был предложен термин «резорты», уже ранее обсуждавшийся (см. раздел 3.2.4.2). Интенсивное развитие резотов происходит также на побережьях морей средних и даже полярных широт.

Рассматривая проблемы рекреационного техногенеза прибрежно-морских участков, необходимо обратить внимание на принципиальное отличие понятия «резорт» от термина «курорт». Его введение обусловлено необходимостью развития методологической основы изучения свойств и проектирования объектов массового отдыха (Суздалева и др., 2012; Суздалева, Безносов, 2012). Согласно официальному определению, приведенному в статье 1 ФЗ «О природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах» 23.02.1995 г. №26-ФЗ, «курорт - освоенная и используемая в лечебно-профилактических целях особо охраняемая природная территория, располагающая природными лечебными ресурсами и необходимыми для их эксплуатации зданиями и сооружениями, включая объекты инфраструктуры». Значительная же часть объектов массового отдыха не обладает ресурсами (возможностями) для осуществления целенаправленного лечения конкретных заболеваний. Их основная цель - получение коммерческой выгоды от предоставления услуг по размещению туристов и их обслуживанию. Некоторые из этих объектов возникают стихийно. По этим причинам для обозначения в совокупности всех различных категорий мест массового отдыха целесообразно использовать другой термин - «резорты».

Исследования закономерностей рекреационного техногенеза прибрежно-морских рекреационных зон (далее - ПМРЗ) проводились нами в 80-е годы ХХ века в так называемой «курортной зоне г. Анапа» (Кавказское побережье Черного моря)Эти работы осуществлялись на хоздоговорной основе с Территориальным советом г.Анапа, в зону ответственности которого входила полоса береговой линии протяженностью более 30 км, включавшая, помимо курортных учреждений и многочисленные виды других различных объектов., с целью разработки комплекса мер по инженерно-экологическому обустройству, направленных на предотвращение ее деградации. С 2006 г. аналогичные исследования были продолжены на побережье Красного моря в провинции Red Sea Арабской Республики Египет в рамках работы по организации «Египетского научно-практического центра экологического менеджмента, экологического туризма и экологической резортологии».

Несмотря на значительный разрыв этих исследований по времени, принципиальные различия в социальной и экономической модели развития общества, а также менталитетных особенности как туристов, так и местного населения, наблюдавшиеся закономерности в обоих случаях носят весьма сходный характер. Отметим основные из них:

v Глубокая техногенная трансформация прибрежно-морских экосистем. Все организованные резортыПод ними мы подразумеваем любые резорты, создаваемые и функционирующие как постоянные учреждения., составляющие основу структуры ПМРЗ, являются разновидностью управляемых ПТС локального масштаба. Их отличительными чертами выступают:

- высокая степень и оперативность управления ситуацией. Организованные резорты (курортные отели и др.) не допускают возникновения на своей территории дискомфортных условий, за исключением каких-то чрезвычайных ситуаций (далее - ЧС);

- главной целью управления данными ПТС является поддержание комфортных условий для отдыха людей. Вместе с тем, следует отметить, что видение этих условий у администрации, управляющей резортом, субъективно и может в отдельных случаях существенно отличаться. Как правило, основной акцент в создании комфортных условий делается на их внешние проявления, которые могут быть непосредственно оценены их массовой клиентурой. Одновременно на территории (и/или в акватории) резорта, как мы рассмотрим ниже, могут присутствовать и негативные факторы, которые невозможно оценить не специалистам. Некоторые из них могут даже создавать угрозу для здоровья и жизни отдыхающих.

Компоненты природной среды (или их фрагменты) в организованных резортах сохраняются в двух случаях:

- на участках, непосредственно не затронутых организацией резортов и связанных с ними объектов инфраструктуры;

- в резортах как объектах, имеющих экскурсионную и/или видеоэкологическую ценность.

v Приоритет интересов организаций, эксплуатирующих организованные резорты, при планировании и осуществлении природоохранных и санитарно-гигиенических мероприятий. Уровень антропогенного воздействия в ПМРЗ весьма высок. Так же как и в городахНаземная часть многих ПМРЗ (или значительные участки их территории) и представляют собой ни что иное, как урбосистему. Однако другие участки ПМРЗ имеют принципиально иную структурно-функциональную организацию., естественные процессы самоочищения и самовосстановления экосистем не могут справиться с потоком автохтонных веществ, поступающих в окружающую среду. Значительную часть этих веществ составляют продукты жизнедеятельности человека. Однако рассматривать это явление как «антропогенез» или влияние «антропогенного фактора» в узком смысле этих понятий (см. раздел 1.1), на наш взгляд, некорректно. Удаление большей части этих продуктов из окружающей среды и их переработка на участках ПМРЗ осуществляется с помощью технических средств, даже в тех случаях, когда распространение загрязнителей носит неорганизованный характер. Воздействие продуктов жизнедеятельности человека в техногенизированной среде следует рассматривать как аспект техногенеза.

Подобный высокий уровень антропогенной нагрузки порождает необходимость проведения на участках ПМРЗ целенаправленных природоохранных и санитарно-гигиенических мероприятий.

Меры, направленные на сохранение компонентов природной среды и поддержание приемлемых санитарно-гигиенических условий в районах ПМРЗ, осуществляются на двух различных уровнях:

ь общем, который осуществляет руководство административно-территориальной единицы, в состав которой входит данный район. Основной целью является поддержание позитивного имиджа данной территории в целом. В компетенцию этих административно-территориальных органов власти входит также предотвращение и борьба с негативными последствиями различных ЧС (разливы нефти, резкое обострение санитарно-эпидемиологической ситуации и т.п.), способными ухудшить условия отдыха. Таким образом, природоохранные и санитарно-гигиенические меры на общем (т.е. государственном, муниципальном) уровне в пределах ПМРЗ осуществляются, главным образом, в интересах организованных резортов.

ь частном, который осуществляется на территориях организованных резортов силами их руководства. Видение данной проблемы складывается у менеджеров, управляющих на основе приоритета успешности выполняемых ими функций. Так, участки коралловых рифов охраняются как туристический, а не как биологический объект. В данном случае - это скорее точечный или локальный природообустройственный техногенез, целью которого является поддержание комфортных условий для представителей организованного туризма в пределах данного резорта. Экологическая ситуация, складывающаяся за пределами его территории, вызывает интерес у менеджеров резортов только тогда, когда она создает реальную угрозу для их собственной деятельности. Например, нередки случаи сброса в моря сточных вод (в т.ч. с принадлежащих резортам и швартующихся в их пределах плавсредств), осуществляющиеся в расчете на то, что нечистоты будут унесены за пределы резорта.

v Высокая степень мозаичности условий среды. Состояние окружающей среды в ПМРЗ отличается пространственной неоднородностью. В их пределах всегда существуют участки, благоустройству которых уделяется значительно меньшее внимание, чем рекреационным объектам. Многие из них превращаются в стихийные (неорганизованные) резорты, служащие местом массового отдыха как местного населения, так и некоторых групп туристов («дикарей», «резидентов» и др.)«Дикарями» или «дикими туристами» называют отдыхающих, самовольно размещающихся на неприспособленных для этого участках и объектах, включающих и постройки, сдаваемые в наем местным населением, которые не зарегистрированы (не аккредитованы) в качестве организованных резортов. «Резиденты» - это лица, приобретшие для отдыха в пределах ПМРЗ собственное жилье или снимающие его на длительный срок. . Количество людей, посещающих эти участки в обеих исследовавшихся нами ПМРЗ, может быть чрезвычайно велико. По своей структуре неорганизованные резорты в большинстве случаев также представляют собой ПТС локального масштаба, но неуправляемые. Расположение между или вблизи рекреационных объектов и объектов инфраструктуры вызывает глубокую техногенную трансформацию их среды. Например, они служат местом накопления мусора (в т.ч. строительного). Через них проходят различные коммуникации. Лишенные объектов санитарной инфраструктуры, стихийные резорты зачастую проявляют тенденцию к экологической деградации, которая постепенно распространяется и на участки организованных резортов (Горюнова, Безносов, 2004а).

Промежуточное состояние между организованными и неорганизованными резортами в исследовавшихся нами ПМРЗ занимают городские (муниципальные) пляжи. С одной стороны, изначально они возникают как благоустроенные организованные резорты (т.е. управляемые ПТС). Меры по поддержке их инфраструктуры осуществляются и в последующий период. Однако недостаточная коммерческая выгода, приносимая данными объектами (или даже их финансовая затратность), зачастую обусловливает постепенную потерю управляемости этими ПТС. Поэтому их развитие происходит двумя основными путями:

ь постепенное превращение в неорганизованный резорт, что иногда сопровождается утратой их официального статуса городского пляжа;

ь периодическое повторное благоустройство после периода значительного снижения рекреационного потенциала. Иными словами, наблюдается явление «циклической деградации», ранее описанное нами при анализе аспектов техногенеза малых городских водных объектов (см. раздел. 2.2.4.2).

Помимо резортов различного вида, в состав ПМРЗ входят объекты инфраструктуры, а также территории жилой застройки и административно-производственные объекты. Несмотря на то, что эти участки располагаются в непосредственной близости от резортов, подход к их содержанию принципиально отличен. Как правило, это ПТСПеречисленные образования включают как природные, так и компоненты, которые могут на территории ПМРЗ приобретать особое значение. Например, характер озеленения жилой застройки и участков объектов инфраструктуры здесь является важным фактором восприятия качества расположенных в близи рекреационных объектов (их видеоэкологического потенциала). с той или иной степенью управляемости. В т.ч. эта управляемость осуществляется и в форме попыток контролировать негативное воздействие на прилегающие акватории рекреационного назначения. Вместе с тем, скапливающиеся здесь загрязнители иногда распространяются в акватории организованных резортов. Например, подобные явления наблюдались нами вблизи районов размещения морских вокзалов г.Анапа и г.Хургада.

v Тенденция к формированию многоуровневой ПТС на базе ПМРЗ, которая, с одной стороны, обусловливается необходимостью централизованного управления состоянием ПМРЗ в целом (в масштабах региона), а с другой стороны, - спецификой мероприятий, направленных на формирование определенной среды в границах конкретных рекреационных объектов. Отдельные стороны данного процесса мы уже обсуждали в предшествующих абзацах. В идеальном варианте структурно-функциональная организация региональной ПМРЗ должна представлять собой иерархию управляемых ПТС. Одной из основных целей управления состоянием ПМРЗ на региональном уровне является снижение риска негативных воздействий на входящие в нее частные объекты. Одновременно управление резортами и иными объектами, входящими в региональную управляемую ПТС, должно осуществляться с учетом общих интересов, а не замыкаться на проблемах, связанных с эксплуатацией собственной территории.

Эта тенденция не просто существует, но и часто декларируется в различных официальных документах. Имеются и примеры успешной реализации этой, достаточно очевидной идеи. Однако в настоящее время они носят в основном эмпирический и несистемный характер в форме борьбы с отдельными негативными явлениями. Причем простая экстраполяция позитивного опыта в другие регионы зачастую не приносит ожидаемых результатов. Приведем характерный пример из нашей практики. Одним из наиболее значимых негативных воздействий на современные египетские ПМРЗ является их засорение синтетическим мусором (главным образом пластиковыми пакетами). С интервалом в 3 года египетскими властями для борьбы с этими явлениями были предприняты два вида мер, эффект от которых принципиально отличался. Первое из них заключалось в запрете на территории г.Хургада использования в розничной торговле пластиковых упаковок и замена их на быстроразлагающиеся бумажные. Этот опыт, заимствованный у западноевропейских стран, в Египте результатов не дал. Дело в том, что уровень экологического сознания европейцев позволял им терпеть определенные неудобства, связанные с переходом на менее прочную тару. В Египте, несмотря на ввод штрафных санкций, население всячески пыталось уклониться от использования этой упаковки. Люди стремились делать покупки в торговых точках, где нужная им тара «доставалась из-под прилавка». И в течение нескольких месяцев этот запрет был забыт. А вот другая мера, заключавшаяся в организации приема пластикового вторсырья у населения, дала хорошие результаты. Количество синтетического мусора на некоторых централизованно не убираемых участках побережья снизилось в несколько раз.

Очевидно, что степень успешности рассмотренных выше мероприятий определялась их соответствием менталитету населения. Однако в обоих случаях это была лишенная системности эмпирическая апробация отдельных способов. Остальные экологические проблемы сбор пластикового вторсырья не решил. Для создания региональных ПТС на базе ПМРЗ необходима разработка специальной научной базы, основанной на системном и комплексном изучении экологических, медицинских, биологических, социальных и управленческих проблем в их взаимообусловленности и взаимодействии. Эта задача может быть решена путем дальнейшего развития новой научной дисциплины - резортологии (Суздалева и др., 2012; Суздалева, 2012).

4.2.1.2 Значимые аспекты техногенеза и пути экологической оптимизации

Исходя из предназначения ПМРЗ, процесс трансформации окружающей среды, сопровождающий их формирование, в целом можно было рассматривать как рекреационный вид техногенеза. Однако подобный взгляд приводил бы к неоправданному ограничению круга существующих проблем и неверной интерпретации наблюдающихся явлений. Мозаичность и многоуровневость структуры и многообразия ПМРЗ порождает разнообразие видов, форм и механизмов происходящих в них процессов техногенеза и, соответственно, возможных путей их экологической оптимизации. Основными аспектами техногенеза в данном случае являются:

v Загрязнение морской среды. Морские водные объекты, на базе которых создаются ПМРЗ, как правило, характеризуются интенсивным водообменом с прилегающими акваториями. Поэтому, рассматривая данный аспект, необходимо различать две категории явлений: «внешнее загрязнение», заключающееся в приносе загрязнителей из других районов моря, и «внутреннее загрязнение», источники которого расположены в пределах данной ПМРЗ. Меры, направленные против первой категории явлений, применимы для защиты любых прибрежных участков. Поэтому мы ограничимся только рассмотрением проблем, связанных с внутренним загрязнением ПМРЗ. Данный процесс и возможные меры по его предотвращению имеют ряд особенностей.

Во-первых, поступление загрязнителей в данном случае носит диффузный характер. Поэтому идентификация источников загрязнения морской среды в ПМРЗ часто представляет собой сложную задачу (Горюнова, Безносов, 2004б). В пределах ПМРЗ нет крупномасштабных производственных объектов, нет района сброса сточных вод, вокруг которых образуются легко идентифицируемые зоны повышенного загрязнения. Вместе с тем, ряд объектов пытается избавиться от ненужных им продуктов, различным образом маскируя эту деятельность или выводя ее из области контроля санитарно-эпидемиологических и природоохранных служб. Приведем только отдельные примеры. При исследовании источников загрязнения вод в районе г.Анапа было обнаружено, что несколько санаториев получили разрешение сбрасывать в море без предварительной обработки использованные лечебные грязи. Эти грязи добывались в лиманах, расположенных вблизи от ПМРЗ и рассматривались как естественные продукты, возвращаемые в природную среду. Оставляя без внимания вопрос об изменении состава этих грязей в процессе их использования в лечебных процедурах, отметим лишь, что под видом их сброса в этих учреждениях был организован вывод в море фекальных канализационных стоков. В некоторых туристических объектах египетских ПМРЗ имеются прогулочные суда, сброс сточных вод с которых осуществляется во время швартовки на их же территории. Интенсивное загрязнение моря происходит также благодаря деятельности множества мелких объектов, оказывающих различные услуги отдыхающим. Загрязнение, связанное с деятельностью каждого из них в отдельности, незначительно. Поэтому каких-либо мер по его предотвращению не принимается. Но в совокупности они образуют мощный поток загрязнителей в морскую среду. Особую проблему создает загрязнение, связанное с образованием участков стихийных резортов, где какая-либо инфраструктура отсутствует, а санитарное состояние практически не контролируется.

Во-вторых, состав загрязнителей морской среды на участках ПМРЗ имеет свою специфику. Концентрация больших людских масс неминуемо сопровождается поступлением в окружающую среду продуктов их жизнедеятельности. В организованных резортах их основная часть отводится в канализацию. Но полностью избежать попадания продуктов жизнедеятельности человека в морскую среду в местах массового отдыха невозможно. Например, известно, что человек, соблюдающий обычные гигиенические правила, при купании в течение 10 минут вносит в водную среду более 3 млрд. сапрофитных бактерий и от 100 тыс. до 10 млн. кишечных палочек (Чурбанова, 1987). В результате массовое купание может являться источником бактериального загрязнения вод. Особенно остро проблема загрязнения продуктами жизнедеятельности человека стоит в районах стихийных резортов и городских пляжей с деградировавшей инфраструктурой. Поскольку понятие «антропогенное загрязнение» трактуется весьма широко и в различных смыслах, мы предлагаем обозначить это явление термином «физиологическое загрязнение». Необходимость выделения и отдельного анализа возможной роли данного фактора объясняется тем, что он создает угрозу для жизни человека (например, как источник распространения инфекционных заболеваний).

В-третьих, загрязнению ПМРЗ, как правило, сопутствует их интенсивное эвтрофирование. Последствия этого явления проявляются в форме так называемых «красных приливов», т.е. вспышек массового развития фитопланктона, не только приводящих к массовой гибели водной биоты, но и создающих угрозу для здоровья купающихся (Hallegraeff, 1995). Негативные последствия могут быть связаны и с развитием вторичного загрязнения вод в последующий период, когда растительная масса начинает разлагаться, отравляя воду продуктами своего распада и уничтожающего социальную привлекательность морских резортов. Так, при исследовании прибрежной анапской бухты в летний период нами неоднократно наблюдалась следующая ситуация. Благодаря интенсивному эвтрофированию вод в бухте в начале лета в массовом количестве развивались слабоприкрепленные макрофиты (ульва, энтрероморфа и др.). В последующий период во время волнения они отрывались от субстрата и выбрасывались на берег. В результате образовывался вал из гниющих водорослей. Продукты их разложения стекали в море, вызывая его сильное вторичное загрязнение. В августе иногда вдоль берега формировалась полоса шириной в несколько десятков метров, заполненная черно-бурой массой разлагающихся водорослей, распространявших неприятный запах. И в этих условиях продолжалось массовое купание отдыхающих, в т.ч. детей.

В-четвертых, диффузность распространения загрязнителей в морской среде и необходимость сохранения видеоэкологического потенциала ПМРЗ ограничивают возможности строительства специальных сооружений по очистке вод. В организованных резортах, а также на некоторых других объектах, включенных в состав ПМРЗ (административные здания, жилая застройка и др.), загрязнение моря в значительной степени может быть ограничено отводом вод на удаленные от береговой зоны очистные сооружения.

Однако, как это было показано выше, полностью таким образом проблема решена быть не может. По этим причинам было разработано несколько специальных способов инженерно-экологического обустройства ПМРЗ, которые можно рассматривать как методы экологической оптимизации техногенеза морской среды, обусловленного их эксплуатацией (табл. 4.1). Среди них наиболее перспективным представляется использование искусственных рифов, а также других объектов санационной и санитарной марикультуры. В настоящее время разработано много различных конструкций искуственных рифов (Искусственные рифы…, 1987; 1990; Пупышев, 1998; Александров, 2008), часть которых предназначена именно для мелиорации интенсивно загрязняемых морских акваторий. Конструктивные особенности этих искусственных подводных сооружений (которые в данном случае следует рассматривать как объекты целенаправленного природообустройственного техногенеза морской среды) провоцируют заселение их поверхности преимущественно гидробионтами определенного типа (макрофитами, моллюсками-фильтраторами и др.). Состав биоты искуственных рифов в свою очередь определяет их экологическую функцию. Например, макрофиты поглощают из воды большое количество биогенов и растворенного органического вещества, а также нефтепродукты и тяжелые металлы. Двустворчатые моллюски и другие организмы-фильтраторы способны поглощать из воды большие количества взвешенного органического вещества, а также фитопланктона и бактерий. Этот способ, в отличие от строительства на берегу моря очистных сооружений, не ухудшает видеоэкологический потенциал прибрежной территории, а может даже повысить его. Кроме того, экологически обоснованная организация искуственных рифов способствуют сохранению и даже повышению биоразнообразия морской биоты на участках ПМРЗ. Данный способ экологической мелиорации может быть весьма эффективен. Например, интенсивность очистки вод, обусловленная жизнедеятельностью макробиообрастания, сформировавшегося на поверхности таких рифов в прибрежной зоне Черного моря, может быть сопоставима с «работой» биологических прудов и даже галечного биофильтра (Александров, 2002).

Особый интерес представляли собой использовавшиеся в конце 80-х годов ХХ века для экологической мелиорации Анапской бухты «саморазрушающиеся» и «трансформирующиеся» искуственные рифыК сожалению, эти работы, осуществлявшиеся сотрудниками ВНИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) под руководством В.А. Пупышева, были свернуты после распада СССР.. Первые из них представляли собой ажурную конструкцию из подверженных коррозии железных прутьев, обмотанную веревкой из разлагающегося в воде материала. Эти рифы, помещенные в воду, через несколько лет полностью разрушались. Но развившееся за это время на их поверхности сообщество организмов-обрастателей могло значительно улучшить качество прибрежных вод.

Трансформирующиеся искуственные рифы должны были со временем превратиться в естественные биотопы. Их примером была отсыпка на глубинах 3-12 м крупнообломочного каменного материала, взятого с этого же участка побережья. Предполагалось, что через несколько лет на этих искуственных рифах возникнут биоценозы, идентичные тем, что были засыпаны при организации анапских пляжейЭти действия, по мнению специалистов, и были одной из главных причин экологической деградации Анапской бухты..

Санационная и санитарная марикультура включает более широкий круг мероприятий, основанных на разнообразных способах искусственного разведения (марикультуре) гидробионтов, поглощающих из воды различные загрязнители. В последующий период гидробионты с накопленными в их телах веществами изымаются из морской среды и отправляются на переработку в технических целях или утилизируются иными способами. Мероприятия санационной марикультуры отличаются тем, что в них используются организмы, способные существовать и активно поглощать из воды загрязнители в условиях сильно загрязненной среды (так называемые «полисапробы»). После того, как качество морских вод повысится до определенного уровня, они замещаются объектами санитарной аквакультуры, предназначенными для поддержания достигнутой экологической ситуации. Объекты санитарной марикультуры представлены организмами, не способными выносить столь высокий уровень загрязненности, как объекты санационной, но более эффективны как биомелиораторы и/или более удобны для кутивирования. Например, для экологической очистки загрязненных прибрежных акваторий Черного моря предлагалась двустадийная очистка, на первом этапе которой предполагалось использование зеленых водорослей-полисапробов (ульвы), на последующих - бурых водорослей (цистозиры) (Калугина-Гутник, 1985).

Строительство некоторых ГТС при обустройстве ПМРЗ приводит к затруднению водообмена на некоторых участках прибрежной акватории и образованию локальных застойных зон с повышенных уровнем загрязненности вод (Горюнова, Безносов, 2004б). Для их экологической мелиорации целесообразно использовать устройства искусственного апвеллинга и даунвеллинга конструкции Б.П. Пшеничного (Пшеничный, Фащук, 1987; Безносов и др., 1999), работающих от энергии морских волнОни осуществляют либо подъем к поверхности придонных вод (апвеллинг), либо закачку в придонные слои богатых кислородом поверхностных вод (даунвеллинг). В обоих случаях происходит интенсификация процессов самоочищения и ликвидация (недопущение образования) застойных зон в придонных слоях. Они просты в изготовлении, не требуют подключения к источникам энергоснабжения и способны эффективно работать даже при слабом волнении (высота волн не более 10 см). Эти устройства могут быть быстро установлены и демонтированы в любой точке акватории. Кроме того, устройства искусственного апвеллинга могут быть декорированы под «морские фонтаны», улучшающие видеоэкологический потенциал ПМРЗ.

Как уже указывалось, загрязнение ПМРЗ может осуществляться из других участков моря. Если подобные явления происходят регулярно (или постоянно), их можно квалифицировать как форму дистанционного техногенеза (табл. 4.1). Вследствие высокой концентрации людских масс на ограниченных участках внутреннее загрязнение ПМРЗ (в особенности их «физиологическое загрязнение») практически неизбежны. Но в зависимости от предпринимаемых мер данный аспект может проявляться как в сопутствующей, так и в неконтролируемой форме. Если меры по мелиорации водной среды предпринимаются в ответ на ее ухудшение, то экологический механизм техногенеза следует рассматривать как поддерживающий. На современном этапе он может реально обеспечиваться как на уровне отдельного организованного резорта, так и на уровне ПМРЗ в целом. Создание управляющего экологического механизма техногенеза на практике можно ожидать только в локальных масштабах в рамках организованных резортов, способных постоянно обеспечивать экологическую ситуацию с заданными параметрами при значительных флуктуациях качества среды на прилегающих участках.

v Засорение (замусоривание) прибрежной зоны моря. Данный аспект техногенеза в ПМРЗ играет весьма важную роль. С одной стороны, это один из основных факторов, определяющих роль видеоэкологического потенциала. Высокий уровень загрязненности компонентов окружающий среды (воды, воздуха, почвы) далеко не всегда может восприниматься непосредственно органами чувств человека. Однако даже относительно небольшое количество мусора, например, несколько фрагментов бумажной упаковки на земле, создает неблагоприятное восприятие существующих условий.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 4.1. Основные пути экологической оптимизации ПМРЗ

Размещено на http://www.allbest.ru/

В массовом сознании наличие мусора в воде или на берегу является неопровержимым свидетельством плохих экологических и санитарно-гигиенических условий. С другой стороны, концентрация людей в пределах ПМРЗ создает условия для замусоривания среды. Практически во всех организованных резортах осуществляется сбор мусора и его утилизация. Для оценки данного фактора нами была разработана классификация мусора, позволяющая выделять его отдельные виды и оценивать экологические последствия поступления в водную среду. Подробно она рассмотрена в разделе 5.2.3. Здесь же отметим, что при оценке замусоренности резортов среди «агентов засорения» целесообразно выделять их различные виды: собственно «мусор», т.е. частицы твердого вещества различных размеров, слаборастворимые в воде и способные перемещаться в ней, и «загрязняющие объекты» - различные бесхозные разрушающиеся гидросооружения и конструкции, неподвижно закрепленные на дне или в прибрежной территории.

Для количественной оценки большинства видов агентов засорения целесообразно использовать показатель «мусоромасса», измеряемый как масса мусора, отнесенная к 1 м2 поверхности воды или земли. В качестве дополнительного показателя (в некоторых случаях более информативного) мы в своих исследованиях использовали также показатель «замусоренность берега», измеряемого как масса мусора в полосе от уреза воды до максимальной границы прибояЭта граница, как правило, прослеживается именно по выброшенному на берег мусору., отнесенная к 1 погонному метру береговой линии. Возможно также использование и некоторых других показателей (Безносов, Суздалева, 2005б).

В районах ПМРЗ мусор поступает как из внешних источников, так и в результате непосредственного засорения входящих в их состав территории и акватории. Засоряющие предметы в большинстве своем имеют местное происхождение. Таким образом, данный аспект проявляется главным образом в дистанционной и прямой неконтролируемой формах (см. табл. 4.1).

Засоряющие объекты - это, как правило, результат вторичного техногенеза (см. раздел 1.4). Они в значительном количестве обнаружены нами при обследовании как черноморской, так и красноморской ПМРЗ. В большинстве случает это трудно извлекаемые остатки армированных бетонных конструкций. По своему происхождению их можно условно разделить на две категории:

ь остатки ГТС и строительных конструкций, сохранившиеся со времени, предшествующего включению данного участка в состав ПМРЗ (они, как правило, присутствуют в воде и/или на берегу участков, не вошедших в состав организованных резортов);

ь остатки сооружений, выведенных из эксплуатации и частично разрушенных, но окончательно не демонтированных при проведении реконструкции данного организованного резорта.

В обоих случаях засоряющие предметы часто представляют опасность для здоровья и даже жизни отдыхающих (особенно на участках стихийных резортов). Поэтому их наличие указывает на отсутствие должного контроля за состоянием акватории и/или территории. Следовательно, существование засоряющих объектов - это одна из форм прямого неконтролируемого техногенеза.

Засорение акваторий и прибрежных территорий - это один из факторов экологической деградации. На территориях организованных резортов, проводящих регулярный сбор мусора, экологический механизм данного аспекта техногенеза может рассматриваться как поддерживающий.

Негативное воздействие засорения среды, помимо упоминавшегося ранее падения видеоэкологического потенциала, может иметь следующие формы:

ь опасность для здоровья людей (например, при наличии в мусоре битого стекла или иных острых предметов);

ь разрушение местообитаний организмов (может принимать самые различные формы от ухудшения световых условий для водной растительности вследствие увеличения мутности воды при попадании в нее взвешенного мусора, до изменения механического состава прибрежных грунтов, сопровождающегося изменением свойственной им биоты);

ь химическое загрязнение среды, обусловленное разложением (выщелачиванием) мусора. Химическая инертность мусора является относительной. По прошествии некоторого времени он может стать источником значимого загрязнения.

Меры по предотвращению засорения ПМРЗ можно разделить на следующие группы:

ь механический сбор мусора на территориях организованных резортов и его контролируемая утилизация;

ь идентификация источников засорения и их контроль;

ь организация мер, стимулирующих сбор мусора по всей территории МПРЗ.

Экологическая оптимизация заключается в повышении результативности этой деятельности и контроле за ее возможными побочными эффектами. Например, на территории некоторых египетских организованных резортов собранный мусор сжигается. Иногда этот процесс осуществляется централизованно: сжигание больших объемов мусора, собранных в различных резортах, периодически производится вблизи ПМРЗ. В обоих случаях происходит загрязнение воздуха опасными для здоровья веществами.

Еще раз следует подчеркнуть важность мер общего характера. Как уже указывалось ранее, хорошие результаты в кратчайший срок дала организация приема пластикового вторсырья. На многих участках береговой зоны в районе г.Хургада замусоренность берега в течение нескольких месяцев снизилась в несколько раз. Напротив, отсутствие действенного контроля за засорением моря с прогулочных судов приводит к постоянному загрязнению вод прибрежной зоны, в том числе плавающими агрегатами тяжелых фракций нефтепродуктов (мазута и др.), что снижает качество отдыха, в том числе и в резортах высокого класса обслуживания.

v Геоморфологический техногенез. Обустраивая морские резорты, человек практически всегда существенным образом изменяет рельеф прибрежной зоны. Основными направлениями этой деятельности являются:

ь изменение рельефа, связанные с развитием инфраструктуры (прокладка транспортных коммуникаций и др.) и строительством рекреационных объектов;

ь изменение характера береговой линии с целью повышения видеоэкологического потенциала и комфортности организованных резортов (отсыпка пляжей, строительство искусственных островов и др.)В качестве особого вида геоморфологического техногенеза ПМРЗ следует выделить случаи, когда отсыпка пляжей осуществляется для компенсации их естественного размыва (Рябкова, 2009) или их сокращения вследствие человеческой деятельности (Зенкович, 1958; Пешков, Есин, 2000). Подобные действия можно рассматривать и как разновидность приодообустройственного техногнеза. (Макаров, 2009);

В большинстве случаев эти действия приводят к значимым экологическим последствиям различно плана, которые можно разделить на две группы:

Ш Прямые экологические последствия, заключающиеся в уничтожении или сильной техногенной трансформации природных биотопов. Наиболее экологически опасными являются мероприятия по отсыпке пляжей и другие действия, связанные с масштабным дампингом грунтов. Они не только сопровождаются интенсивным загрязнением и засорением морской среды, но и значительной утратой возможностей естественного самоочищения вод. Связано это с тем, что значительная часть этих процессов происходит именно в мелководных прибрежных участках. Утрата расположенных здесь биоценозов в совокупности с увеличением потока загрязнителей вызывает экологическую деградацию. Например, подобная ситуация наблюдалась в исследовавшейся нами анапской ПМРЗ. Отсыпка песка и уничтожение природного пояса макрофитов, задерживающих значительную часть загрязнителей и эвтрофикантов, вызвали описанное выше развитие вторичного загрязнения, что потребовало искусственного воссоздания аналогичных биоценозов на других участках акватории (трансформирующихся искуственных рифов).

Ш Косвенные экологические последствия, воздействие которых на окружающую среду происходит в результате изменения различных факторов, на которые геоморфологический техногенез оказал значимое влияние. Среди них следует отметить:

ь гидрологический техногенез прибрежной акватории (образование застойных зон вблизи трансформированных элементов рельефа, создающих условия для накопления загрязнителей, плавающего мусора и наносовНапример, подобную ситуацию создало строительство пирса морвокзала в г.Анапа, в районе которого сформировался участок с высоким уровнем загрязненности вод, а большая часть обитавших в нем донных организмов погибла в результате периодически возникавших заморов. Загрязненные воды из этого участка периодически распространялись в акватории расположенных вблизи курортно-санаторных учреждений (Горюнова, Безносов, 2004а).);

ь климатический техногенез, заключающийся в изменениях микро- и мезоклимата территории ПМРЗ, которые в свою очередь спровоцированы изменениями рельефа и/или обусловленными ими изменениями структуры и компонентного состава ландшафтов (ландшафтный техногенез).

Именно геоморфологический техногенез ПМРЗ окончательно (и во многих случаях - необратимо) превращает занимаемые ими участки берега из природных объектов, использующихся для отдыха на море, в природно-технические системы.

Данный аспект техногенеза проявляется, как правило, в целенаправленной или сопутствующей формах (см.табл. 4.1). Прямой неконтролируемый геоморфологический техногенез на участках современных ПМРЗ встречается редко, поскольку нарушает интересы различных стейкхолдеров. Вместе с тем, деградационный механизм развития экологической ситуации вследствие целенаправленного или сопутствующего геоморфологического техногенеза - явление достаточно распространенное.

Экологическая оптимизация может проводиться в следующих направлениях:

ь разработка мер по предотвращению развития негативных процессов (т.е. организация поддерживающего экологического механизма), спровоцированных геоморфологическим техногенезом (например, очистка и/или аэрация образовавшихся застойных зон);

ь осуществление компенсационных мероприятий (например, рассмотренное ранее строительство траснформирующихся искуственных рифов, биота которых принимает на себя экологические функции водных биоценозов, уничтоженных в ходе искусственного изменения берегов).

v Урбанизация прибрежных акваторий. Подавляющая часть современных ПМРЗ представляет собой благоустроенные урбанизированные территории. Размещение основной массы отдыхающих и, тем более, их обслуживание осуществляется главным образом на базе малоэтажной застройки городского типа. Урбанизация этих участков происходит также в процессе строительства жилья для персонала резортов, административных объектов управления ПМРЗ и создания необходимой инфраструктуры. Как в международных, так и в российских стандартах под «инфраструктурой организации» понимается вся совокупность зданий, оборудования и служб обеспечения, необходимых для ее функционированияГОСТ ISO 9000-2011 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь», пункт 3.3.3.. Следовательно, в состав инфраструктуры резортов входят объекты инженерно-технического обустройства принадлежащих им прибрежных акваторий. Аналогичное заключение можно сделать и относительно инфраструктуры ПМРЗ в целом.