Сучасні екологічні проблеми озера Сиваш та шляхи їх вирішення

Зміст

Реферат

Вступ

Розділ 1. Еколого-географічна характеристика озера Сиваш

1.1 Географічне розташування озера

1.2 Кліматичні умови

1.3 Солоність

1.4 Мінеральні ресурси

1.5 Вплив зрошення

1.6 Забруднення поверхневих та підземних вод

1.7 Інші антропогенні фактори

Розділ 2. Сиваш як міжнародне водно-болотне угіддя

2.1 Значення Сивашу в підтримці біорізноманіття

2.2 Шляхи збереження екосистеми

Розділ 3. Моніторинг екологічного стану оз. Сиваш

3.1 Моніторинг за станом середовища

Розділ 4. Перспективи збереження оз. Сиваш

4.1 Юридично правовий шлях

4.2 Створення об’єктів ПЗФ

Висновки

Список використаної літератури

Реферат

Дипломна робота представлена на 50 сторінках, має 7 рисунків та 2 таблиці. При написанні роботи було використано 56 літературних джерел.

Тема дипломної роботи – Сучасні екологічні проблеми озера Сиваш та шляхи їх вирішення.

Під час написання дипломної роботи були використані праці багатьох вітчизняних авторів, інформація , ресурси Інтернету, а також – результати досліджень науковців кафедри екології та охорони навколишнього середовища Таврійського державного агротехнологічного університету.

Метою написання дипломної роботи є з’ясування сучасного екологічного стану унікальної гідробіологічної екосистеми, якою є озеро Сиваш, та розробка заходів щодо його поліпшення.

Аналіз різноманітних матеріалів дав змогу оцінити сучасний екологічний стан озера, визначити його основні екологічні проблеми. На основі цього було запропоновано ряд заходів щодо їх оптимізації і вирішення.

Ключові слова: озеро Сиваш, водно-болотні угіддя, Присивашшя, біорізноманіття, моніторинг, закони, охорона.

Вступ

Актуальність. Сиваш є унікальною екологічною системою, рівновага якої підтримувалась стабільністю гідрологічного та гідрохімічного режимів. Але у XX ст., внаслідок використання ресурсів озера хімічними підприємствами та забруднення відходами виробництва, а також надмірним виловом риби різними структурами та приватними особами, вона зазнала значних змін. Цьому також сприяла руйнація прибережних ценозів під час вирощування сільських культур. Особливих змін Сиваш зазнав завдяки інтенсифікації зрошувального землеробства, в процесі якого до озера стала надходити велика кількість дніпровської води з високою концентрацією і мінеральними добривами та пестицидами, що призвело до опріснення та ентрофікації водойми. Ще призвело до суттєвих змін у структурі озера Сиваш до різних її рівнях. За такої ситуації більшість організмів, які були адаптовані до високої солоності, виявились непристосовані до нових екологічних умов. Це спричинило їх повсюдне зникнення та появу інших тварин та рослин. Цей процес відбувся дуже стрімко, але його наслідки недостатньо вивчені, а іноді й невідомі взагалі. Тому тема дипломної роботи є цілком актуальною.

Мета роботи. За мету роботи ми обрали з’ясування сучасного екологічного стану унікальної гідробіологічної екосистеми, якою є озеро Сиваш, та розробка заходів щодо його поліпшення.

Об’єкт: озеро Сиваш.

Предмет: з’ясування сучасного екологічного стану озера Сиваш.

Для досягнення мети були сформульовані наступні завдання:

1. Дослідити екологічну характеристику Сиваша.

2. Визначити особливості антропогенного впливу на екосистему.

3. Спрогнозувати подальші зміни екологічного стану водойми у найближчі роки.

4. Розробити заходи, що до скорочення негативного антропогенного впливу на екосистему озера.

Наукова новизна:

Методи дослідження: теоретичний, історичний, бібліографічний методи.

Розділ 1. Еколого-географічна характеристика озера Сиваш

Сиваш, або Гниле море, – система дрібних заток Азовського моря між Арабатською косою з одного боку і берегом півострова з іншого. Ця протока колись була відкритою і глибокою, завдяки м’якому і рухливому ґрунту Азовського моря заносилася наносами, з яких морські прибої нагромадили масу мілин і кіс (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Географічне розташування оз. Сиваш

Береги Сивашу переважно низькі, пологі, тонкі, вода в ньому стояча, гірко-солона, з масою гниючих водоростей, неприємного запаху, в якому відчутий сірководень (1). А озеро до того дрібне, що потрібно йти версту від берега, щоб увійти до води по коліно. Морські вітри доганяють воду на материк, а при західних і під час сильної спеки рівень Сивашу сильно знижується, тоді уздовж його берегів оголюється світла смуга солонцюватої землі, зовсім безплідної і покритої в’язким і непрохідним багном, яке влітку вкривається шаром солей. Бурими рядами стеляться водорості уздовж берега і на відмілі. Тутешні жителі називають таку землю "сивашами", оскільки Сиваш не є єдиним водоймищем, а являє собою багаточисельні відокремлені озера та лагуни (8).

Сиваш, як водоймище, утворився більш 1500 років тому через появу коси Арабатська стрілка, намитою Азовським морем уздовж північно-східного узбережжя Кримського півострова (10). Ця водойма має невеликі глибини (в середньому 0,6-1,5 м). Тільки в окремих місцях глибина досягає 3 м. Довжина Сиваша з півночі на південь складає 115 км, а з заходу на схід - 160 км (8).

У східний частині Сиваш відділяється від Азовського моря довгою, вузькою піщано-мушельною косою – Арабатською стрілкою (довжина – 115 км, ширина-від 270 м до 7,5 км), а з’єднується з Азовським морем завдяки двома вузькими протокам – Тонкою або Генічеською та Товстою (38). На сході вузький (8-12 км ) Перекопський перешийок відділяє Сиваш від Чорного моря.

Сиваш займає площу близько 2640 км² що порівняно з площею невеликої держави, такої, як Люксембург. В цю площу входять площа островів (близько 100 км²) та "посух" (560 км²). "Посухами" називаються території Сиваша, тимчасово покриті водою внаслідок згінно-нагінних явищ. У сухий період на їхніх днищах утворюється біла соляна кірка (14).

Довжина берегової лінії Сиваша в залежності від рівня води складає від 2969 до 3184 км, що перевищує довжину берегової лінії Азовського моря, яка складає усього 2686 км. Берегова лінія Сиваша являє собою складне сполучення великої кількості періодично затоплюваних під час нагонів заток засух, півостровів, що глибоко вдаються в Сиваш, наносних островів та кіс. До найбільших островів Сиваша відносяться Чурюк, Куюк-Тук та Папанін; найбільші півострови – Чонгар, Литовський та Семенівський кут.

Слід відзначити, що береги Сиваша протягом 368 км є обривистими. Вони тягнуться ще на 265 км, а перетворені людиною береги (у зв’язку із використанням мінеральних добрив лагуни) складають 275 км. Найбільшу цінність з точки зору збереження біорізнаманіття являють низькі піщана – мулисті, солончакові та заболочені береги протягом до 2276 км.

За площею Сиваш поступається тільки таким азово-чорноморським угіддям міжнародного значення, як дельта Дунаю (Румунія-Україна) та Веселовське водосховище (Росія) (50).

Географічне розташування. Сиваш знаходиться в адміністративних межах Новотроїцького та Генічеського районів Херсонської області та Красноперекопського, Джанкойського, Нижньогірського, Совєтського, Кіровського та Ленінського районів АР Крим. Адміністративна межа Херсонської області та Автономної Республіки Крим розподіляє Сиваш майже навпіл (39).

Затока поділена двома регулюючими штучними дамбами на три відокремлені часті: Східний, Центральний та Західний Сиваш. Згінно-нагінні процеси, відміни у річній сітці штучних водотоків території Присивашшя обґрунтували значні відміни екологічної характеристики цих трьох ділянок.

Східний Сиваш – найкрупніша за площею ділянка Сиваша (1650 км² або більш 60 % загальної площі Сиваша), яка охоплює територію між Біюк-Найманською дамбою на заході та Арабатською стрілкою на сході. На Східнім Сиваші мілководні ділянки через значне опрісніння сильно поросли очеретом, особливо у південно-східній часті. Але за площею вони займають відносно меншу долю, ніж на Центральному Сиваші (48).

Центральний Сиваш має площу близько 800 км². Ця ділянка відділена від інших частей Сиваша регульованими дамбами зі шлюзами та насосними установками: на сході – Біюк-Найманською дамбою, на заході - Кутаранською. У південний частині неподалік Сиваша знаходиться два великих ізольованих озера: Айгульське та Карлеутське. Обриви та круті береги, надають специфічного вигляду Сивашу, розподілені в однаковій мірі на Західному та Центральному Сиваші, але мілководдя з глибиною 0-10 см найбільш характерні для порізаних берегів Центрального Сиваша (близько чверті відкритих акваторій).

Західний Сиваш має площу 190 км² та розташований між мисом Кутара та Перекопським перешийком. Південно-західна частина водоймища значно перетворена великими промисловими організаціями. Більшість озер у південній частині Центрального Сивашу ізольовані від акваторії (оз. Червоне, оз. Кіятське, оз. Старе, оз. Янгул, оз. Кругле). Півострів Ад та півострів Литовський за допомогою штучної дамби розподіляють акваторію на дві частини (55).

Гідрологічний режим у значній мірі залежить від багатьох абіотичних екологічних факторів, серед яких чи не найважливішими є: клімат, вплив Азовського моря та антропогенні чинники.

Кліматичні умови. Присивашшя характеризується помірно-континентальним кліматом із спекотним довгим літом і відносно короткою зимою. Тривалість сонячного освітлення в межах Присивашшя змінюється від 2180 до 2470 годин в рік з максимумом у липні - 320-360 годин. На кліматі регіону істотно позначається сумарний вплив теплих середньоземноморських та арктичних холодних повітряних мас.

Середня швидкість повітря коливається в межах 4,1 – 6,8 м/хв., а максимальна швидкість – 24 м/хв. Штормові вітри більш з’являються в холодну пору року. В теплу пору року вони рідкі. Улітку над Сивашем господарюють вітри західного напрямку, а взимку та восени часто лютує східний вітер.

Середньобагаторічна температура січня в межах Присивашшя складає ­1,8 - ­2,3°С.Середня тривалість без морозяного періоду на півночі – 204 дня ,на півдні – 222 дня (4)

Кількість опадів зростає в направленні від Західного Присивашшя (340 мм) до Східного (394 мм). Більшість опадів припадає на літо. Літні опади в основному випадають у стані зливи, у результаті чого тільки незначна їх частка вбирається ґрунтом. Узимку опади випадають частіше, але кількість їх менше, але влітку - навпаки. Сніговий покрив тут маломіцний та непостійний. Він зберігається в середньому близько 30 діб. Висота його в середньому не перевищує 22 см.

Сумарно з поверхні затоки Сиваш випаровується 800 – 900 мм/рік, з поверхні суші – 320 – 380 мм/рік, а за вегетаційний період – 220-270 мм, що не компенсується опадами, кількість котрих за цей період не перевищує 220 мм.

Температура води в теплий період коливається від 20 до 32 °С. Колір сиваської води надто різноманітний: то світло-рожевий, то зелений, а то і сіро-фіолетовий (2).

На гідрологічно-хімічні особливості оз. Сиваш в значній мірі впливає направлення і сила вітру. Вітри східних румбів гонять води Азовського моря через Генічеську або Тонку протоку у Східний Сиваш, а звідти морська вода через Чонгарську протоку поступає до Західного Сиваша. Вітри західних румбів, навпаки, гонять води із західного Сиваша через ту ж протоку Східного Сиваша і далі Тонкою протокою в Азовське море (51).

В холодну пору року часто спостерігаються шторми, сумарна середньомісячна тривалість яких складає 4 доби. У теплу пору року шторми бувають у вигляді шквалів із зливами та грозами. Тривалість періоду з високими позитивними температурами складає 5 - 6 місяців (8).

Солоність. Сиваш є унікальним гідрологічним об’єктом - випарником морських вод. До введення в стрій Північно-Кримського каналу солоність коливалася від 80‰ до 160‰. Зараз солоність Західного Сиваша досягає 350 г/л (така солоність підтримується штучно, оскільки ропа Західного Сивашу використовується в якості сировини для хімічної промисловості), солоність води Центрального Сиваша не перевищує 40‰, а солоність Східного Сиваша не перевищує 20‰. По мірі просування до затоки, у міста Генічеська солоність істотно падає, досягає показників солоності Азовського моря – 14 ‰. В окремих водотоках солоність може приймати і нульове значення в період інтенсивних скидів прісних вод (49).

Води Сиваша містять у собі концентрований розчин хлористого, сірчанокислого і помірного натрію, калію, кальцію, магнію, і біологічно активних речовин. Загальний запас солей Сиваша – близько 200 млн. т. Вода в затоці до кінця літнього сезону перенасичена сіллю. Вона тут міститься не лише у воді, а й проникає глибоко в землю. Тому береги озера мають тут пустельний вигляд, оскільки у рослинному покриві домінують більшу частину року жовті, бурі та червоні тони (рис.1.2). Немає трави, дерев. Лише сизий полин, жорсткий кермек, червонувата солянка (17).

Рис. 1.2 – Типовими біоценозами Присивашшя є засолені луки

Велику цінність Сиваша складають гідромінералогічні ресурси, запаси яких вважались невичерпними і оцінювались в сотні мільйонів тон. Особливе значення мають хлориди магнію, калію, натрію (25).

Поверхневі води. Поверхневі води Присивашшя включають ріки, озера, морську затоку, штучне водосховище та водотоки. Річкова мережа Присивашшя характеризується значною нерівністю – від повної її відсутності в північному Присивашші до великих значень щільності річної мережі в північній частині Східного Сивашу. Усього в басейні Сиваша знаходиться 44 річок. Найбільшими із них є р. Салгір (загальна довжина 204 км), р. Біюк-Карасу(86 км), р. Бурульча (76 км), р. Кучук–Карасу (62 км), р. Сухий Індол (54 км) та р. Мокрий Індол(49 км). Водний режим більшість річок Присивашшя порушений внаслідок збору води на зрошення, регулюючого впливу зрошувальних систем Північнокримського каналу та скиду стічних вод.

В кримському Присивашші окрему групу водних об’єктів складають солоні Перекопські озера. Загальна площа яких складає 115 – 120 км². До них відносяться 5 великих: Айгульське озеро, Червоне озеро, Кіяцке озеро, Кірлеутське озеро, Старе озеро та 4 невеликих: озеро Янгул, Кругле озеро, Чайка та Пасурман. Найбільше із озер – Айгульське, площа котрого складає 38 км², довжина – 18 км, завширшки – 4 -5 км, глибина – 0,3 м (31).

Західні та Східні береги Перекопських озер переважно круті, високі до 13 м, південні - пологі. Рівень води цих озер на 0,1- 4,5 м нижче рівня моря. Глибини змінюються від 0,7-1,0 м навесні до 0,1 – 0,3 м восени. Влітку периферія озер перетворюється в солончаки, в окремі роки озера повністю пересихають. Середня солоність ропи – від 14 до 24 ‰, в її складі переважають хлорні сполучення натрію та магнію. Більшість озер – самоосадкові.

Мінеральні ресурси. Запаси мінеральних солей в Сиваші досягають величезних розмірів та порівнювальні тільки із запасами в Мертвому морі (Ізраїль) та затоці Кара-Богаз-Гол (Туркменія). Добича мінеральних солей в Сиваші (особливо повареної солі) вироблялась ще більш ніж 1000 років тому, про що свідчать залишки древніх соляних промислів у південній частині Сиваша. За даними соляного відомства, Тавричеської губернії, на початку ΧΧ століття на соляних промислах Сивашу добувалося до 1,8 млн. пудів (28,8 млн. т) високоякісної повареної солі, котра високо цінилась на солоному ринку Європи, особливо в Скандинавських країнах.

Сиваш є найбільшою сировинною базою промисловості України. У СРСР він забезпечував 20 % загальносоюзного вироблення кальцинірованої соди, 40 % - брому та 60 % - магнезії. Практично невичерпані ресурси сировини для виробництва харчової соди. Запаси солей в Сиваському родовищі досягають 190 млн. т, у тому числі 118 млн. т повареної солі. Щорічно в Сиваш з морською водою потрапляє до 8 млн. т мінеральних солей, у тому числі понад 7 млн. т повареної солі (8).

На сьогоднішній день на території Кримського півострова розташовано 41 велике промислове підприємство, що становить 13,4 % від підприємств Криму. Питома вага малих підприємств становить 11 %. Особливе значення мають Красноперекопський центр хімічної промисловості, що базується на сировинних ресурсах Сиваша (35). На базі мінеральних багатств Сиваша побудовані заводи: Перекопський бромний, Кримський двоокисі титану с виготовленням фосфорних добрив та Кримський содовий. Вага хімічної продукції Красноперекопського промвузла становить більше 90 % від виробленої в Криму (54). На сьогодні Державна акціонерна компанія "Титан" містить два хімічні заводи – завод "Титан" та Сиваський анілінофарбовий завод. Завод "Титан" найбільше хімічне підприємство у Криму. Будівництво заводу зумовлено тим, що поряд розташовано озеро Сиваш, яке використовується до скиду промислових відходів. Завод виготовляє пігментну двоокис титану, мінеральні добрива (амофос, амофосфат), залізоокісний пігмент, серну кислоту, серно кислий алюміній, алюмінат натрію, рідке скло, залізний купорос та фосфогіпс (останні два утворюються, як відходи). Промислові скиди являють собою агресивну, різко кисле середовище. Між твердих та рідких відходів виробництв заводу – фосфогіпс, залізний купорос, піритні огарки, серна кислота та інші кислоти. Основна частина цих відходів скидається до кислотонакоплювача- випарника – затоки Сиваш між островами Ад та Литовський. Це озеро ємкістю 50 млн.м³, утримання різні кислоти, тисячі тонн двоокису титана, сотні тонн марганцю, десятки тонн хрому и цинку, других металів. Іншими словами, залив уже представляє собою техногенне місценародження. Сиваський анілінофарбовий завод знаходиться в 1.5 км от заводу "Титан" та є виробником красителів для легкої промисловості. Рідкі стоки поступають в кислотонакопичення "Титан" (в нього же скидаються господарсько-побутові стоки г. Армянська). В стоках заводу містяться такі хімічні елементи, як цинк, нікель, марганець, алюміній, літій.

Кримський содовий завод розташований в городі Красноперекопське, на північному березі озера Старе. Основним для вибору місця будування заводу послужило наявність сировини в вигляді ропи Сиваша, вапняків із Балаклави, води Північно-Кримського каналу та можливості скиду відходів виробництва в солені озера Сиваша. Завод виготовляє соду, а також чистячи та мийні засоби, вапно побутове, соль осадочну. При виготовлені однієї тонни соди створюється більш дев’яти тонн відходів. Промислові стоки містять дистилятну рідину з високим складом солей кальцію та других металів та шлами, що скидаються до північної половини озера Красне, відокремленою дамбой та перетворену в накопич-випарник площею 22,6 млн.м2. Перекопський бромний завод розташований недалеко от содового заводу в Красноперекопське. Бромний завод випускає товарний бром та пов’язані з ним препарати, використовуючи в якість сировини ропу Сиваша. Промислові стоки завод скидає також в накопич в озеро Красне та, частково, в озеро Старе. Стоки мають лужну реакцію та містять хлор, сульфати натрію, магнію, кальцію. господарсько-побутові стоки заводу (також і содового заводу) скидаються після біологічної очистки в Каркінітську затоку. В північний частині озеро Красне, використовується як накопич рідких відходів, в районі скиду випадає гіпс, далі розклад органічних сполук в лужне середовище, що супроводжується виділенням сірководню, хлористим та фтористим воднем. Централізований полігон промислових та побутових відходів розташований в 8 км східніше городу Красноперекопська. Це відсічена дамбой затока озера Красне, яка заповняє відходами, включно ломом чорних та кольорових металів, пластмаси, побутового сміття, кераміку, дерево, стекло, соду, гіпс, вапняк та інше (26).

На даний час унікальне Сиваське родовище мінеральних солей приходить в занепад, із-за діяльності гігантів хімічного виробництва. Рівень промислового забруднення ряду територій Західного Присивашшя – катастрофічний. Забруднення проникло і в експлуатаційні горизонти підземних вод. Зокрема, зареєстровані підвищення рівня свинцю, кадмію, марганцю, цинку. Проникає в підземні водні горизонти, котрі використовують для питних цілей, токсичні речовини погіршують якість пітної води, роблячи її малопридатною або навіть непридатною для споживання. Окрім токсикантів небезпеку складає і бактеріальне забруднення поверхневих та підземних вод, у результаті чого виникає загроза шлунково-кишкових та інших захворювань. Вплив зрошення. З 1964 р. у Криму почалася експлуатація однієї із найбільших в Європі зрошувальних систем – система Північно-Кримського каналу. Цей канал, довжина котрого складає 400 км, є основним джерелом водопостачання Криму (12). Будівництво ішло в три етапи: перший з 1961 р. по 1975 р., другий з 1977 р. по 1986 р., третій в 1986 р., але через скорочення фінансування залишилося незакінченим. Після розпаду Радянського Союзу кількість води, що проходить по каналу, зменшилась майже в 5 разів (рис. 2.1). По даним Державного комітету водного господарства України за 2008 рік по каналу було доставлено 1200 млн. м³ дніпровської води, котра використовувалася для сільського господарства (83 %), комунального господарства (9,6 %), риболовства (3,8 %) та промисловості (3 %) (52).

Рис. 1.3. Динаміка надходження води до Криму по Північно-Кримському каналу

Найважливішими факторами порушення природного гідрологічного режиму є Північно-Кримський канал, котрий приніс в Крим не тільки блага, але й екологічні проблеми (5). Найбільш значним фактором впливу на екосистему Присивашшя стало будування Північно-Кримської та Каховської зрошувальних систем (табл. 2.1). Завдяки ним у регіоні площа зрошувальних земель досягла 589 тис. га. Магістральний канал та густа мережа дрібних каналів зрошуваних систем у районі Сиваша мають довжину близько 3,2 тис. км.

Таблиця 1.1 Найбільші зрошувальні системи Присивашшя