ВЛИЯНИЕ КРУПНЫХ ПРИТОКОВ НА КАЧЕСТВО ВОДЫ В РЕКЕ АМУР

Экологические проблемы, связанные с качеством воды в реках в масштабах всей планеты в настоящее время представляют собой комплексный феномен, который обусловлен множеством факторов:
- природных (изменение климата, динамика русловых процессов, биогеохимические процессы в депонирующих компонентах экосистем, самоочищающая способность и др.)
- социальных (экологическое образование и мировоззрение; культура природопользования; уровень квалификация специалистов, занимающихся водным хозяйством; урбанизация, сопровождаемая локальным прессингом на речные экосистемы и др.);
- технологических (устаревшие технологии производства с большим количеством сбрасываемых сточных вод; строительство гидротехнических сооружений; несовершенные методы водозабора и водоподготовки и др.);
- экономических (низкое капиталовложение в строительство очистных сооружений на предприятиях и обустройство водоохранных зон; отсутствие финансирования крупных междисциплинарных экологических проектов, направленных на научное прогнозирование и др.).
Решение экологических проблем и обеспечение экологической безопасности, связанных с качеством водных ресурсов требует комплексного подхода. Особое место должно быть отведено междисциплинарным (международным) проектам, основанным на современной методологии мониторинга (бассейновый и экосистемный подходы), информационному обеспечению научного прогнозирования технологических и экологических рисков и моделированию экстремальных ситуаций.

Бассейновый подход к оценке и прогнозированию возможных негативных последствий для реки Амур, приобретенный опыт, связанный с паводками 1998 года и последствиями техногенной аварии в 2005 г. в бассейне р. Сунгари определяют целесообразность сценарного прогнозирования времени прихода загрязненных водных масс на основании точных гидрологических расчетов. Так в 2005 году после техногенной аварии на нефтеперерабатывающем комбинате в г. Цзилинь все внимание было сосредоточено на нитробензоле, корректировка прихода загрязненных водных масс происходила многократно.

Спустя 5 лет летом 2010 года ситуация повторяется, в связи с интенсивными паводками в Китае. Первые сообщения в средствах массовой информации о начавшихся в Китае катастрофических наводнениях появились в третьей декаде июня. Они были охарактеризованы как самые сильные за 100 последних лет (www.epochtimes.ru). Однако только один факт был замечен официальными службами российского Приамурья, когда в конце июля появилась информация о сильном наводнении в провинции Цзилинь. На нескольких местных водохранилищах прорвало дамбы, бурные потоки воды разрушали расположенные на берегах промышленные предприятия, сельскохозяйственные комплексы, в том числе хранилища с химическими веществами. С паводковыми водами в приток Сунгари смыты 7 тысяч бочек с триметилхлорсиланом и гексаметилдисилазаном. По заявлению китайской стороны, часть бочек были пустыми, но три тысячи - наполнены ядохимикатами. Все внимание сосредоточено на этих «синих бочках», обсуждается их герметизация, сколько выловлено пустых и наполненных. Время поступления загрязненных водных масс постоянно уточняется и переносится. Согласно первым прогнозам «Воды китайской реки Сунгари, загрязненной химикатами, достигнут российской границы уже через несколько дней, а именно - 4 августа». По уточненным расчетам специалистов Дальневосточного УГМС, «вода реки Сунгари с возможным остаточным загрязнением с места происшествия достигнет российской границы 12-13 августа, Хабаровска - 15-16 августа».

По данным центра оперативного расследования экологических происшествий министерства по окружающей среде КНР, после вылова всех бочек появилась информация, что «изменений в качестве состояния реки в настоящее время не выявлено». Однако, без сомнения, р. Сунгари была загрязнена различными загрязняющими веществами, поступившими с территории водосбора с паводковыми водами. Смыты сотни тысяч гектаров полей, разрушены животноводческие комплексы и дамбы на водохранилищах.

В информационных сообщениях нет главного, по какому показателю качество воды не изменилось, только по отсутствию в воде триметилхлорсилана и гексаметилдисилазана. Хотя даже такой интегральный показатель, как содержание взвешенных веществ, несомненно, существенно изменился с начала паводков. По данным ежедневного мониторинга окружающей среды, проводимого службами Росгидромета и Роспотребнадзора, «отклонений от нормы содержания вредных веществ в воде в течение нескольких суток на территории Амурской и Еврейской автономной областей, Хабаровского края не обнаружено…; организован дополнительный круглосуточный мониторинг состояния воды в Амуре».

Возникает два естественных вопроса: первый - о целесообразности круглосуточного мониторинга, без предварительного корректного расчета времени прихода загрязненных водных масс; второй - по каким показателям оценивалось изменение качества воды, насколько эффективно были защищены водозаборы питьевой воды населенных пунктов.

Поэтому, одной из актуальных проблем Приамурья до сих пор остается своевременная организация экстренного мониторинга после техногенных аварий и наводнений в бассейнах крупных притоков. Неотъемлемой составляющей прогнозирования развития событий в обоих случаях является правильный расчет времени поступления загрязненных водных масс к водозаборам крупных населенных пунктов и адекватный выбор критериев оценки качества воды.

В 2010-2011 гг. было зарегистрировано повышенное содержание ртути в р. Амур, которое не было связано с трансграничным загрязнением. Дискуссия по поводу высоких концентраций ртути сводилась к обсуждению методик ее определения. Однако, к выявлению причинно-следственных связей до настоящего времени не приступали, не смотря на существующий ряд предпосылок. Так еще летом 2005 г. при исследовании загрязнения донных отложений р. Амур тяжелыми металлами в зоне влияния крупных притоков (реки Зея, Бурея и Сунгари) максимальные концентрации трех приоритетных токсичных элементов (ртуть, свинец, кадмий) были выявлены ниже устья р. Бурея [2]. Например, содержание ртути в донных отложениях, отобранных на этом участке реки, составляло 0,070 мг/кг сухого веса, тогда как в устьевых зонах рек Зея и Сунгари, ее концентрация была в пределах 0,040-0,044 мг/кг сухого веса.

В июле 2006 г. при выполнении проекта «Оценка состояния гидробионтов реки Амур после техногенной аварии в бассейне реки Сунгари» по заданию МПР Хабаровского было проведено определение содержания тяжелых металлов в донных наносах (ДН), поступающих со стоком различных притоков р. Амур. Наибольшие концентрации всех исследованных тяжелых металлов были характерны для наносов, поступающих с водами р. Бурея. На участке от устья р. Бурея до г. Хабаровск содержание свинца в ДН уменьшалось с 14,6 до 8,2 мг/кг. Ниже устья р. Сунгари содержание этого элемента в наносах у правого и левого берега было практически одинаковыми: 11,3 и 11,5 мг/кг, соответственно. Поведение ртути и кадмия оказалось более сложным. Так на участке от устья р. Бурея до устья р. Сунгари их концентрация в ДН уменьшалась: ртути с 0,14 до 0,032 мг/кг и кадмия с 0,5 до 0,1 мг/кг. Ниже устья р. Сунгари содержание ртути в наносах у правого берега заметно превышало соответствующий показатель для наносов, отобранных у левого берега (0,075 мг/кг и 0,032 мг/кг, соответственно). Содержание ртути в ДН сохранялось на достаточно высоком уровне (0,075-0,077 мг/кг) фактически до г. Хабаровска.
Дополнительные сведения о ртутном загрязнении донных отложений р. Амур были получены в 2009 году при исследовании устойчивости бентосных микроорганизмов к различным ионам тяжелых металлов [3]. Использованные в эксперименте концентрации кадмия (0,001 – 0,002 мг/л) были значительно ниже, тех которые вызывают экологический стресс у рыб (0,01 мг/л) и кадмиевую интоксикация у некоторых моллюсков (0,05 мг/л). Однако, численность сульфатредуцирующих бактерий в зоне влияния р. Сунгари сокращалась при выбранных концентрациях в 4 и 10 раз, соответственно. Менее чувствительными к выбранным концентрациям кадмия оказались сульфатредуцирующие бактерии ниже устьев рек Бурея и Зея. Исследование ответных реакции бактериобентоса из различных местообитаний показали, что повышенной адаптационной способностью к загрязнению ионами ртути в концентрации 0,0005 мг/л отличались бактерии из донных отложений отобранных ниже стока рек Бурея и Сунгари. Увеличение концентрации ртути в 2 раза приводило к более существенному сокращению численности сульфатредуцирующих бактерий из донных отложений отобранных ниже устья р. Сунгари, тогда как бактериобентос в зоне влияния р. Бурея оказался более устойчивым к выбранному диапазону концентраций ртути. Это может быть связано с хроническим загрязнением их местообитаний ртутью и кадмием.
Известно, что ртуть присутствует в затапливаемых почвах, растительности и оседающем взвешенном материале водохранилищ. В результате биогеохимических процессов, включая микробиологическую деструкцию растительных остатков и гуминовых веществ почв, ртуть переходит в более токсичную метилированную форму (метилртуть). Это резко увеличивает ее миграционную способность, поступление в толщу воды и накопление гидробионтами [5]. Феномен повышенного содержания ртути в донных отложениях и рыбе в недавно созданных водохранилищах является их универсальным свойством. Накопление ртути в донных отложениях и рыбе формирующихся экосистем новых водохранилищ и в зоне их влияния ниже плотин может происходить при ее низком фоновом содержании в воде [7].
Существенные различия в содержании гумусовых веществ в устьевых зонах рек Зея и Бурея обусловлены преобладанием в бурейской воде водорастворимых фракций почвенного гумуса и миграцией гуминовых веществ в составе органоминеральных комплексов [6]. В лесном опаде до 70 % ртути находится в связанном состоянии. Например, в верхнем горизонте почв (А) общая концентрация ртути может доходить до 0,23 мг/кг [4]. В связи с разложением органических веществ, сопровождающимся процессами метилирования подвижность ртути существенно увеличивается. Поэтому Бурейское водохранилище выступает потенциальным источником поступления ртути в реки Бурея и Амур. Не смотря на проводимый социально-экологический мониторинг зоны влияния крупных гидроэлектростанций на р. Амур [1], официальных данных о содержании ртути в воде и донных отложениях Зейского и Бурейского водохранилищ пока нет.

Первостепенной на настоящий момент задачей является создание доступной информационной базы многолетних наблюдений за состоянием водных объектов Приамурья и обобщение этих данных  в рамках интеграционных междисциплинарных проектов с участием ученых разных специальностей (экологов, биологов, геоморфологов, гидрологов и математиков). Обеспечение экологической безопасности в бассейнах крупных рек должно основываться на сценарном прогнозировании возможных изменений качества водных ресурсов с учетом известных тенденций в освоении природных ресурсов стран Азиатско-Тихоокеанского региона, прежде всего на Дальнем Востоке России и в Китае. В значительной степени это касается продолжения гидроэнергетического строительства, газо-нефтедобывающих комплексов и промышленной вырубки леса в бассейнах крупных притоков. Сценарное прогнозирование предусматривает оценку поведения водных экосистем в ответ на трансформацию ландшафтов и поступление загрязняющих веществ при различном гидрологическом режиме, с учетом сезонных факторов и внутриводоемных процессов. Защита поверхностных и подземных вод от загрязнения является чрезвычайно актуальной стратегической задачей для устойчивого социально-экономического развития ДФО России.

Л.М. Кондратьева
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск, Россия, kondrlm@rambler.ru
Тезисы доклада на VII Международную конференцию «Реки Сибири и Дальнего Востока»

 
Литература

1. Гидроэкологический мониторинг зоны влияния Бурейского гидроузла. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 2007. 273 с.
2. Кондратьева Л.М., Канцыбер В.С., Зазулина В.Е., Боковенко Л.С. Влияние крупных притоков на содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях р. Амур // Тихоокеанская геология, 2006. Т. 25. №6. С.103–114.
3. Кондратьева Л.М., Шунькова Н.Н., Андреева Д.В. Влияние ионов тяжелых металлов на структуру бактериобентоса из различных местообитаний в реке Амур // Чтения памяти В. Я. Леванидова (21-23 марта, 2011 г.). Вып. 5. Владивосток:Дальнаука, 2011. С. 239-246.
4. Кот Ф.С., Матюшкина Л.А., Рапопорт В.Л., Дугина И.О. К формам ртути в природных и городских почвах Среднего Амура // Биогеохимические и гидроэкологические особенности экосистем бассейна  реки Амур. Вып. 11. Владивосток: Дальнаука, 2001. С. 119-130.

5.       Кузубова Л.И., Шуваева О.В., Аношин Г.Н. Метилртуть в окружающей среде (распространение, образование в природе, методы определения). Аналитический. Обзор. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 2000. 82 с.  
6.       Матюшкина Л.А., Левшина С.И. О влиянии геохимической подвижности органического вещества почв на состав речных вод в бассейне Среднего и Нижнего Амура // Биогеохимические и геоэкологические процессы в экосистемах. Вып. 15. Владивосток: Дальнаука, 2005. С. 209 – 218.
7.       Сухенко С.А. Ртуть в водохранилищах: новый аспект антропогенного загрязнения биосферы. Аналитический обзор. Сер. Экология. Новосибирск: СО РАН, Институт водных и экологических проблем, 1995. 59 с.

INFLUENCE OF LARGE INFLOWS OF WATER QUALITY IN THE AMUR RIVER
 
L.M. Kondratyeva
Institute of Water and Ecological Problems FEB RAS, Khabarovsk, Russia,
 
On a flooding example in pool of the Songhua river in the summer 2010 the expediency of new approaches to forecasting of their influence for quality of water in the Amur river is discussed. Preconditions of pollution of the rivers Bureya and the Amur by mercury after creation of the Bureysky reservoir are considered. It is offered to a thicket to carry out interdisciplinary researches in a zone of influence of large inflows for forecasting and modeling of socially-ecological risks.