Научный журнал

Научное обозрение. Технические науки

ISSN 2500-0799

ПИ №ФС77-57440

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Лискин В.А. 1 Пронин А.А. 1 Руссак Ю.С. 1

---

1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

В связи с необходимостью отслеживания экологической ситуации в Черном море следует проводить мониторинг состояния затопленных потенциально опасных объектов, посредством организации экспедиций по поиску и обследованию названных объектов в соответствующих акваториях. Целью проводимых исследований и работ являлось уточнение местоположения и оценка состояния затопленных объектов, а именно – мест затопления судов и захоронения боеприпасов в российском секторе Черного моря. В Черноморском бассейне регулярно проводились обследования районов затопления взрывчатых веществ. При этом уровни химических загрязнений придонных отложений не выходили за критически значения. Также, в обследованных регионах российского побережья Черного моря, в придонных и поверхностных водах не было выявлено загрязнений. Признаков загрязнений от возможных затоплений химического оружия также не было обнаружено. Отметим только, что загрязнение морской среды нефтепродуктами, выявлено в пределах допустимых норм. Содержание мышьяка в донных глубоководных отложениях несколько превышает фон валового содержания мышьяка. Кроме того, одним из основных видов потенциально опасных объектов в Черном море являются взрывоопасные объекты. К таким объектам относятся пять районов свалок взрывчатых веществ, затопленные в послевоенное время, а также, затопленные в ходе боевых действий, суда и корабли с боезапасами. Определенные экологические проблемы представляют затопленные с нефтепродуктами и нефтью суда и корабли. В этой связи, основным направлением исследований, было принято обследование с помощью геофизической и гидрофизической аппаратуры районов нахождения таких объектов. В результате было осуществлено уточнение местоположения объектов, а также контроль гидрологических параметров водной среды в районах обнаружения объектов, отбор и анализ в ходе экспедиции проб воды на наличие химических загрязнений в этих районах. Работа выполнена в рамках Государственного задания ИО РАН по теме № FMWE-2024-24.

Статья в формате PDF

484 KB

водная среда

затопленные объекты

гидрологические параметры

экологические исследования

мониторинг

1. Клювиткин А.Н., Островский А.Г., Лисицын А.П., Коновалов С.К. Энергетический спектр скорости течения в глубокой части Черного моря // Доклады Академии наук. 2019. T. 488. № 5. С. 103-107.

2. Римский-Корсаков Н.А., Пронин А.А., Анисимов И.М. Технология геолого-геоморфологических инструментальных исследований на западном шельфе полуострова Крым // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020. № 6. С. 33-39.

3. Falina A., Sarafanov A., Ozsoy E., Turuncoglu U. Observed basinwide propagation of Mediterranean water in the Black Sea // J. Geoph. Res.: Oceans. 2017. Vol. 22. № 4. P.1-13. DOI: 10.1002/2017JC012729.

4. Очередник В.В., Зацепин А.Г., Куклев С.Б., Баранов В.И., Машура В.В. Примеры подходов к исследованию температурной изменчивости вод шельфа Черного моря при помощи кластера термокос // Океанология. 2020. Т. 60. № 2. С. 173–185.

5. Бондур В.Г., Воробьев В.Е., Замшин В.В. Мониторинг антропогенных воздействий на прибрежные акватории Черного моря по многоспектральным космическим изображениям // Исследование Земли из космоса. 2017. № 6. С. 3-22.

6. Химченко Е.Е., Серебряный А.Н. Внутренние волны на кавказском и крымском шельфах Черного моря (по летне-осенним наблюдениям 2011–2016 гг.) // Океанологические исследования. 2018. Т.46. № 2. С.69–87.

7. Морозов А.Н., Лемешко Е.М., Шутов С.А., Зима В.В., Дерюшкин Д.В. Структура течений в Черном море по результатам наблюдений LADCP в 2004-2014 гг. // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 1. С. 27–42.

8. Serebryany A., Khimchenko E., Popov O., Denisov D., Kenigsberger G. Internal Waves Study on Narrow Steep Shelf of the Black Sea Using Spatial Antenna of Line Temperature Sensors // Journal of Marine Science and Engineering. 2020. V. 8. № 11. P. 883.

Основным видом подводных потенциально опасных объектов в Черном море являются взрывоопасные объекты. После Второй Мировой войны проводилось затопление значительных массивов взрывчатых веществ (известны пять районов крупных затоплений взрывчатых веществ). Кроме того, затапливались отдельные взрывоопасные предметы, а также были затоплены, в ходе боевых столкновений, корабли и суда с боеприпасами. Также, представляют определенную опасность для экологического состояния вод корабли и суда, затонувшие с нефтепродуктами и нефтью и на борту. Обследования мест затопления взрывчатых веществ, ранее проводившиеся в российском секторе Черного моря, не выявили значительного влияния этих веществ на поверхностные и придонные воды, а также на уровни химического загрязнения придонных отложений. Кроме того, в обследованных районах не было обнаружено признаков нахождения химического оружия. Отмечено очень небольшое загрязнение прибрежной морской среды нефтепродуктами, которое не превышало допустимых концентраций. С другой стороны, в глубоководных донных отложениях исследованных районов, отмечено превышение фона валового содержания мышьяка. Кроме того, ввиду отсутствия точных данных по местам возможного захоронения боеприпасов и захоронений химического оружия, существует вероятность того, что в будущем, возможен выход в морскую среду отравляющих веществ и перенос их вдоль всего побережья течениями. Все это вызывает настоятельную необходимость регулярного ведения экологического мониторинга состояния затонувших объектов с нефтепродуктами, химическими, а возможно и взрывчатыми веществами. Институтом Океанологии РАН, совместно с МЧС России ранее проводились работы по обследованию объектов, сведения о которых содержатся в Реестре объектов. Также было проведено обследование районов, предполагаемых комплексных захоронений боеприпасов вблизи российского побережья Черного моря. Кроме того, выполнены исследования экологического состояние морской среды в районе затопления, в сентябре 1986 г., пассажирского теплохода «Адмирал Нахимов». На основании проводившихся исследований, был сделан вывод, о достаточно удовлетворительной экологической обстановке в обследованных районах [1, 2].

Целью проводимого исследования и работ являлось уточнение местоположения и оценка состояния подводных потенциально опасных объектов, а именно – мест захоронения боеприпасов и затопления судов в российском секторе Черного моря на настоящее время.

Материал и методы исследования

Был проведен поиск дополнительно к объектам, включенным в Реестр объектов, а также обследование района мыса Сочи-Бытх, где предположительно затоплено военное судно времен Второй Мировой войны и три парусных военных судна. Кроме того, был проведен поиск и обследование района мыса Панагия, где находятся суда, затонувшие при проведении Эльтигентского десанта, и предположительно ряд археологических объектов.

В связи с необходимостью отслеживания экологической ситуации в Черном море, необходим мониторинг состояния затопленных подводных потенциально опасных объектов, что осуществляется путем проведения экспедиций по поиску и обследованию названных объектов в соответствующих акваториях.

Основным содержанием исследований являлось:

- поиск и обследование районов нахождения затопленных объектов с использованием геофизической аппаратуры на предмет уточнения местоположения объектов;

- измерение гидрологических параметров водной среды в районах нахождения объектов;

- отбор в районах и анализ в ходе экспедиции проб воды на наличие химических загрязнений и отравляющих веществ;

- отбор в районах проб донного грунта с последующим анализом в стационарных условиях на наличие химических загрязнений и отравляющих веществ;

- осмотр затонувших объектов с помощью средств визуализации;

- обработка и анализ полученных данных, подготовка отчета о проведенной работе.

Работа по обследованию выполнялась в два этапа.

На первом этапе проводилась подготовка к экспедиционным работам. Велись предварительные исследования существа проблемы, разработка методик исследований, разработка и создание материально-технической базы экспедиционных работ, велись испытания водолазно-технических комплексов подводных работ. Проводился сбор и анализ данных о загрязнителях и синтез реактивов, разработка программы и последовательности ведения работ, модернизация специального программного обеспечения, а также разработка мероприятий по безопасности экспедиционных работ. На втором этапе осуществлялось проведение экспедиционных работ по существу проблемы, а далее проводился предварительный анализ и обработка полученных материалов.

Было разработано программно-методическое и техническое обеспечение экспедиционных работ, выполнена подготовка технических средств для проведения экспедиции, разработана программа подготовки и проведения работ (в которой приводятся районы работ и их координаты) и методики исследований. Экспедиционные работы по поиску и обследованию затопленных объектов проводились с помощью судов Института океанологии. Поиск затопленных объектов, находящихся в узких заливах (бухтах) или на мелководье, а также обследование их в акваториях, куда судно не может подойти, проводились с помощью вспомогательных плав-средств – катеров и моторных лодок. Названные работы велись с использованием навигационной и геофизической аппаратуры, в числе которой следует отметить – гидролокаторы бокового обзора, акустические профилографы, спутниковые навигационные системы. Поиск велся на галсах, ориентированных в меридиональном либо широтном направлении, с последующей стыковкой вновь обследуемых площадей. Кроме того, учитывались метеоусловия в районе на момент работы, и, в соответствии с этим, осуществлялся выбор направления галсов, для каждой конкретной съемки. В процессе поиска, обнаружения и ведения съемки мест расположения выявленных объектов, их координаты оперативно фиксировались оператором. После завершения основной съемки, специальными программно-аппаратными средствами проводилась идентификация обнаруженных объектов и уточнение их координат в местах обнаружения. В дополнение проводилась вспомогательная съемка на голосах, пересекающих основной маршрут съемки. С целью определения гидрологической обстановки в районе поиска объектов попутно велись измерения скорости и направления течений методом CTD-зондирования.

Следует отметить, что если по результатам проведенной геофизической съемки, было невозможно определить обнаруженные объекты в качестве объектов техногенного происхождения и, следовательно, эти объекты не могли бы быть оперативно идентифицированы как искомые, то велись дополнительные работы по отбору проб донного грунта и придонных вод. После этого, на борту судна, проводился экспресс анализ проб на наличие отравляющих веществ и химических загрязнителей. Для последующего лабораторного анализа на берегу проводилась консервация взятых образцов донного грунта. Если результаты обследований посредством геофизической аппаратуры, показывали наличие объектов техногенного характера и которые могли являться искомыми объектами, то проводились дополнительные поисковые работы и дополнительное обследование каждого объекта с использованием, телеуправляемых подводных аппаратов (ТПА), средств видеотехники и привязных видеокамер. Обследование объектов средствами видеотехники проводилось после постановки обеспечивающего судна на якорь в непосредственной близости от обнаруженного объекта. После визуального контакта с объектом, оператор ТПА производил его обследование, идентификацию и видеосъемку [3-5].

Результаты исследования и их обсуждение

В соответствии с разработанной программой исследований: «Химическое обследование подводных потенциально опасных объектов в Российском секторе Черного моря», была проведена подготовка научной аппаратуры, вспомогательных материалов и необходимых документов для экспедиции. Выполнена отработка и апробация методик проведения химического анализа, подготовка оборудования, анализ информации о состоянии химического загрязнения в обследуемом районе, а также очистка растворителей и получение (синтез) реагентов для химического анализа. Проведены работы по подготовке к отбору и анализу в ходе экспедиции проб воды на наличие иприта, люизита и продуктов его гидролиза, фенолов, хлорорганических пестицидов, восстановленных форм серы, мышьяка и массового содержания нефтепродуктов. Были подготовлены и опробованы технические средства для взятия проб донного грунта обследуемых районах, с последующим анализом в стационарных условиях, на наличие загрязнений тяжелыми металлами, компонентами химического оружия, нефтепродуктами, хлорорганическими пестицидами и фенолами, восстановленными формами серы. Отбор проб воды и донного грунта производился станциями несущего судна на затонувших объектах или в непосредственной близости от них. При работе на станциях последовательно отбирались пробы воды и донного грунта с использованием геологического оборудования. Затем на судне осуществлялся экспресс анализ проб на химическое загрязнения, наличие отравляющих веществ и далее консервация проб для последующего анализа в лабораторных условиях. При проведении забортных работ велось непрерывное измерение глубин судовым эхолотом, а навигационная привязка обеспечивалась дифференциальной системой космической навигации DGPS.

Была осуществлена модернизация специальных программ обработки получаемых данных, а также обработки навигационной и геофизической информации о подводных потенциально опасных объектах, проведены работы по модернизации специального программного обеспечения для работы в операционных системах ряда Windows. Достигнуто повышение эффективности и точности получения навигационной и геофизической информации об исследуемых объектах в привязке к единому времени и координатам.

Модернизированное программное обеспечение позволяет:

- обеспечивать возможность построения гидролокационных картин участка дна («мозаик») заданной площади, которые в дальнейшем можно использовать для работы в стандартных программах типа Photoshop, Corel Draw и т.п.

- обеспечивать представление первичных данных профилографа непрерывного зондирования, в виде полутонового изображения на твердом бумажном носителе либо на экране монитора компьютера.

- проводить обработку в сжатые сроки и обеспечивать хранение и вывод данных на твердый носитель, а также копирование их на другие типы носителей информации.

Кроме того, программное обеспечение было разработано таким образом, что получаемые файлы данных должны содержать информацию, позволяющую строго и однозначно привязывать её к координатам и к единому времени, при этом используются стандартные операционные системы ряда Windows. В результате, разработанные специальные программы позволяют оперативно проводить обработку и анализ собранных в Черном море геофизических и навигационных данных.

В соответствии с программой исследований «Локализация и обследование подводных потенциально опасных объектов в прибрежной зоне Российского сектора Черного моря», выполнена разработка программы и согласование районов работ, у мыса «Сочи-Бытх» и мыса «Панагия», проведена подготовка судового и научного оборудования и его предварительные испытания. Разработана и создана материально-техническая база экспедиционных работ, испытаны водолазно-технические комплексы подводных работ.

Предварительно были определены районы работ. Работы проводились на трех полигонах в форме прямоугольников с координатами вершин, приведенных ниже в таблице 1.

Основными задачами работ на данном этапе являлось:

- обследование районов предполагаемого местонахождения затонувших судов с использованием геофизической аппаратуры;

- обследование обнаруженных объектов – затонувших судов на предмет локализации объектов;

- визуальное обследование для оценки состояния объектов с помощью видеосистем телеуправляемых подводных аппаратов;

- подводно-технические водолазные работы для визуальной идентификации и обследования объектов;

Таблица 1

Координаты полигонов локализации и обследования потенциально опасных объектов

Таблица 2

Координаты водолазных спусков

- составление схем расположения и таблиц с координатами обследованных затонувших судов и объектов;

- представление (по запросу) местным историко-архивным государственным органам информации об объектах, предположительно относящихся к историко-культурным памятникам, обнаруженных в ходе работ по локализации объектов;

- обработка и анализ полученных данных, подготовка отчета о проведенных работах.

В дальнейшем предполагается продолжение проведения работ по определению состояния и оценки возможного, негативного воздействия, затонувшего пассажирского теплохода «Адмирал Нахимов» на экологическое состояние морской среды и дна. По некоторым оценкам, в танках теплохода осталось около 300 тонн мазута. Поэтому, обследование состояния, затонувшего в порту Новороссийск теплохода, является актуальным. Возможные работы будут выполняться в основном в зоне ответственности Администрации Новороссийского морского порта. Координаты 3-х основных точек водолазных спусков приведены в таблице 2 [6-8].

Заключение

В результате проведенных исследований уточнены места положения потенциально опасных объектов, получены видеоматериалы с изображением объектов и их фрагментов, оценено их состояние, проведена идентификация объектов, предположительно относящихся к историко-культурным памятникам, выработаны предложения по проведению дальнейших работ по локализации и обследованию таких объектов.

Одним из итогов проведенных работ являлась разработка документа: «Программа подготовки и проведения работ по обследованию подводных потенциально опасных объектов в Черном море». Создана материально-техническая база экспедиционных работ. Испытаны водолазно-технические средства подводных работ. Научное оборудование и суда подготовлены к дальнейшим проведениям экспедиций в Черном море.

Определены методические подходы работ, выполняемых с водолазных плав-средств:

- водолазные спуски с целью визуального осмотра и идентификации, затонувших судов и техногенных объектов;

- видеосъемка фрагментов, затонувших судов и техногенных объектов;

- прицельный отбор проб воды и донного грунта вблизи и непосредственно на поверхности затонувших судов и техногенных объектов.

Библиографическая ссылка