Мониторинг выбросов сточных вод в прибрежной зоне Черного моря по спутниковым данным высокого и среднего разрешения

Хорошо известно, что жидкие отходы (канализационные и промышленные воды) часто сбрасываются в Черное море в нескольких километрах от берега на небольшую глубину с помощью подводных канализационных труб. При благоприятных гидрометеорологических условиях проявления этих сбросов хорошо видны на снимках из космоса, главным образом в видимом диапазоне спектра, что объясняется различием цвета морских и сточных вод. В рамках пилотного проекта, выполненного в Образовательном центре «Сириус» и направленного на разработку технологии мониторинга подобных сбросов, использовались спутниковые данные высокого и среднего разрешения спутников Sentinel-2 и Landsat-8, а также данные российского космического аппарата Аист-2Д, получаемые через приемную станцию группы компаний «СКАНЭКС». Цель проекта – разработка методики обнаружения проявлений выбросов сточных вод и канализации в прибрежной зоне Черного моря методами дистанционного зондирования.
В работе исследована прибрежная зона крымского и кавказского побережий Черного моря от Севастополя до Адлера. Разработан алгоритм поиска, обработки и анализа данных спутниковых сканеров цвета для обнаружения источников подобных загрязнений. С помощью программы ScanEx Image Processor спутниковые данные обрабатывались и сохранялись на веб-ГИС платформе «GeoMixer». В этом приложении создана интерактивная карта выбросов сточных вод в прибрежной зоне Черного моря, определен ареал их распространения и указаны источники загрязнений. Хотя канализационные выпуски должны быть расположены у каждого крупного курорта, многократные выбросы сточных вод и канализации, хорошо различимые по спутниковым данным, были обнаружены только у Геленджика, Ялты и Севастополя. Это говорит о том, что канализационно-очистительные системы этих городов не работают должным образом.
В итоге, показано, что использование спутниковых снимков высокого и среднего разрешения позволяет определить реальную динамику сточных вод в прибрежных зонах и оценить риск загрязнения побережий. Для проверки гипотез о загрязнениях необходима оценка состояния акваторий и окружающей среды в районах выбросов сточных вод с участием малых научно-исследовательских судов, отбор и гидрохимический анализ проб морской воды. Реализация прогноза распространения загрязнений позволит выявить гидрометеорологические условия и дни, неблагоприятные для купания в прибрежной зоне. Автоматизация технологии мониторинга позволит применять ее в других морях, подверженных значительной антропогенной нагрузке.
Доклад подытоживает результаты проекта, выполненного в июле 2019 г. в рамках образовательной программы «Большие вызовы» Образовательного центра «Сириус» по направлению «Освоение Арктики и Мирового океана».