Нефтяная пленка в водах Южного Каспия подвергается интенсивному физическому, химическому, биологическому и механическому процессам преобразования. Прежде всего, это испарение, эмульгирование, окисление, биодеграция и седиментация. В работе рассматривается оценка ассимиляционной емкости (АЕ) к нефтяному загрязнению и трансформации загрязнений в рамках исследования самоочищающей способности водоема. Понятие самоочищения исключает совокупность всех природных процессов, обусловливающих распад, трансформацию и утилизацию загрязняющих веществ, приводящих к восстановлению первоначальных свойств и состава водной среды [1].
Оценку самоочищения можно получить по отношению к легко окисляемому органическому веществу, определяемому по показателю БПК (биологическое потребление кислорода) или по ХПК (химическому потреблению кислорода).
Интенсивность процесса самоочищения рассчитывается по формуле Шниолиса:
CC = (S1 - S2)/ x 100% (1)
где СС - самоочищающая способность водоема; S1 и S2 - БПК20 (t=200С) в двух створах выше и ниже определяемого пункта [1]. Но для решения этой задачи желательно располагать прогностической оценкой АЕ к загрязнителю (с учетом времени пребывания его в водоеме). При попадании нефти в воду одним из первых процессов самоочищения водоема является испарение. В первые часы, уже через 0,5 часа после попадания нефти на водную поверхность соединений не остается. К концу первых суток испаряется 50% соединений, содержащих С13 и С14; к концу третьей недели 50% соединений С17. При показании В.В.Измайлова [3] в первые сутки при t = 20 - 220 С испаряется 80% технического бензина, 22% керосина, до 15% нефти и около 0,3% мазута. В целом, потери при испарении составили 1/3-2/3 от всей массы различной по водной поверхности нефти
Особенностями трансформации нефтяных углеводородов (НУ), в водах Южного Каспия, нами определены: АЕ к НУ; распространенным по акватории и окисленным в водах за определенный период времени, по сезонам года. Оставшаяся часть за вычетом окисленной подлежит дальнейшему анализу биодеградации НУ, присутствующих в водах Южного Каспия.
Согласно экспериментальным данным, полученным и приведенным в [4], в различные сезоны года в 1999-2002 г. было установлено, что окисляемость сырой нефти в водах акватории изменялась от 46% до 64% при различных условиях термического, газового и гидрометеорологического режима (ветер, течения и т.д.). В закрытой модели с морской водой, обогащенной азотом, фосфором, учитывалась общая и остаточная концентрация сырой нефти, (насыщенные углеводороды, ароматические, осфальтены) и остаток в колонке; при смешенных культурах микробных клеток разложения сырой нефти, а также фотохимическое разложение и др. определена скорость ее деградации: зима - 17,3210-3 мг/л. с, весна - 25,0310-3 мг/л. с, лето - 27,6910-3 мг/л. с, и осень 8,8510-3 мг/л.с.
Время пребывания () НУ в водах и окисления приравнивалось в зависимости от сезонов: зима - 0,07692, весна - 0,099600, лето - 0, 108776, осень - 0.0971817, ср. сезонные - 0,094071. (I экологическая ситуация, для II и III см. табл.). Исходными данными для определения АЕ к НУ (I ситуация в водах послужили средние сезонные за сутки). Зима - 0,07 мг/л, весна - 0,105 мг/г, лето - 0,075 мг/л и осень - 0,03 мг/л, ср. сезонная - 0,07 мл/л. Определены максимальные величины НУ, в водах Южного Каспия: зимой - 0,130 мг/л, весна - 0,260 мг/л, лето - 0,130 мг/л, осень - 0,060 мг/л (для I эк. сист.). Располагая вышеперечисленными данными, определен коэффициент запаса кi2, характеризующий к НУ, распространенным по акватории: зима - 0,538, весна - 0,404, лето - 0,577, осень - 0,577
Экспериментально были рассчитаны прочие параметры как экологический коэффициент запаса кi, определяющий ответную реакцию на загрязнитель, пороговые величины загрязнения НУ, «общий» коэффициент запаса, определяемый как ki = ki2  ki1 и др. Для решения нашего вопроса достаточно было располагать данными АЕ, определенной по ki2 что, и было сделано, и уже потом определить по данным скорости окисления сырой нефти – АЕ окисленного количества НУ.
В эксперименте рассмотрены I, II и III экономические ситуации I - типичные для загрязнения акватории Южного Каспия.
I экол. ситуация с НУ от 0,03 мг/л до 0,105 мг/л, Расчет АЕ к НУ, распространенным по акватории Южного Каспия:
Пример: зима т
Аналогично произведен расчет АЕ к НУ за сезоны: весна, лето, осень, а II и III - прогнозируемые ситуации критического загрязнения. Получены показатели АЕ к НУ, распространенным по акватории Южного Каспия для I ситуации.
Зима 25165, 42 т
Весна 21891,44 т
Лето 20486,13 т
Осень 8203,33 т
______________
среднесезонная 189936,58
Расчет АЕ к НУ, окисленным в водах: окислительный фактор - смешанные культуры (биодеградация) сырой нефти в т.ч. фотохимический фактор и др.
Пример: зима т
Аналогично произведен расчет окисления НУ для сезонов весна, лето, осень
Зима 11573,68 т 46%
Весна 12915,95 т 59% от АЕ к НУ, распр. В Ю.К.
Лето 13096,95 т 64%
Осень 4680,46 т 57%
______________
10566,76
Так как процесс окисления не исследовался с критическими показателями НУ, мы лишь можем в первом приближении перенести процесс окисления . IЭ.С. на критические ситуации II, III , а в дальнейшем исследовать окисление в избыточном количестве загрязнителя.
Следует упомянуть, что критическая. ситуация II была определена исходя их пороговых показателей загрязнения I экологическая ситуации , а III экологическая ситуация, вернее ее показатели, выбраны произвольно, из соображений полу летательного (ЛД50) и летательного отклика “биоты” на характер загрязнения - 5-6 мг/л, что чаще характерно для “залповых” выбросов, или катастрофических разливов сырой нефти, образующих таковые поля загрязнения. В таблице приводятся лишь прогностические данные АЕ к НУ II и III эколог. Ситуации, в том числе и АЕ к окисленным НУ с учетом продолжительности периода окисления. Исследования в этом направлении намечается продолжить: либо утвердить предполагаемое - что процесс окисления, вернее скорость процесса одинакова во всех 3 - х экологических. Ситуациях, либо он разнится в зависимости от каких-то определенных параметров более всего подверженных изменениям, т.е. рассматривать процесс трансформации НУ отдельно для каждой из экологических ситуаций с учетом всех меняющихся параметров, характеризующих определенную экологическую ситуацию, в нашем же случае скорость окисления принята одинаковой в 3 х экологических ситуациях, Сам процесс зависит лишь от периода пребывания НУ в воде, как в I ситуации период пребывания по сезонам, отличается от периода пребывания во II и в III.

Продолжительность периода окисления
в зависимости от экологической. ситуации.
I экоситуация Зима- скорость распада НУ 17,32 10-3 мг/л  с; АЕ 11576,093; 1/ 0,07692;  13 сут:
I экоситуация Весна-скорость распада НУ 25,0310-3 мг/л  с; АЕ 12915,95; 1/ 0,09960;  10,04 сут:
I экоситуация Лето-скорость распада НУ 27,6910-3 мг/л  с; АЕ 13096,95; 1/ 0,1085776;  9,21 сут:
I экоситуация Осень-скорость распада НУ 8,8510-3 мг/л  с; АЕ 4680,46; 1/ 0,0971817; 10,29 сут:
I экоситуация Сред. изм.-скорость распада НУ 19,7210-3 мг/л  с; АЕ 10567,363; 1/ 0,094077;10,64 сут:

II экоситуация (критическая, К.3=кi2) Зима- скорость распада НУ 17,32 10-3 мг/л  с; АЕ 61476,86; 1/ 0,0145132;  68,9 сут. 2 мес:
II экоситуация (критическая, К.3=кi2) Весна-скорость распада НУ 25,0310-3 мг/л  с; АЕ 164418,06 ; 1/ 0,0078425;  127,51сут. 4,3мес:
II экоситуация (критическая, К.3=кi2) Лето-скорость распада НУ 27,6910-3 мг/л  с; АЕ 109069,97 ; 1/ 0,105642 ;  76,72 сут. 2,6 мес:
II экоситуация (критическая, К.3=кi2) Осень-скорость распада НУ 8,8510-3 мг/л  с; АЕ 42206,71 ; 1/ 0,0107979 ;  92,61сут. 3,1 мес:
II экоситуация (критическая, К.3=кi2) Сред. изм.-скорость распада НУ 19,7210-3 мг/л  с; АЕ 94292,9 ; 1/ 0,0346989;  91,435 сут. 3 мес :

III экоситуация (критическая, К.3=кi2) Зима- скорость распада НУ 17,32 10-3 мг/л  с; АЕ 1536921,4 ; 1/ 0,0005792;  1726,4 сут. 57,5 мес.:
III экоситуация (критическая, К.3=кi2) Весна-скорость распада НУ 25,0310-3 мг/л  с; АЕ 1705076,2; 1/ 0,0007545 ;  1325,28сут. 44,2 мес.:
III экоситуация (критическая, К.3=кi2) Лето-скорость распада НУ 27,6910-3 мг/л  с; АЕ 158757,45; 1/ 0,0089733 ;  111,44 сут. 3,7 мес.:
III экоситуация (критическая, К.3=кi2) Осень-скорость распада НУ 8,8510-3 мг/л  с; АЕ 141699,95; 1/ 0,0032073 ;  311,787сут. 10,4 мес.:
III экоситуация (критическая, К.3=кi2) Сред. изм.-скорость распадаНУ 19,7210-3 мг/л  с;АЕ 885613,72 ; 1/ 0,0033785 ;  868 ,425 сут. 28,95 мес. 2,5 года :

Характеристика I, II, III экол. ситуаций.

I экоситуация: параметры: НУ - от 0,03 до 0,105 мг/л (средн)
к запаса от 0,404 - до 0,577; Сср: Скр=кi2
НУ - от 0,060 до 0,260 мг/л (мах)
продолж. окисл 10,6 суток

II экоситуация: параметры : НУ от 0,140 до 0,540 мг/л (критич)
к. запаса = 1,т.е. Сср=Скр
продолж.  окисл. 3 месяца

III экоситуация: параметры : НУ от 4,7 до 5,6 мг/л (критич. катастроф)
к. запаса = 1,т.е. Сср=Скр
продолж.  окисл. 2,5 года.

Литература