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 квалификации 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 (низкие капиталовложения 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, связанное с качеством водных ресурсов, требует комплексного подхода. Осо­бое место должно быть отведено междисциплинар­ным (международным) проектам, основанным на со­временной методологии мониторинга (бассейновый и экосистемный подходы), информационном обеспе­чении научного прогнозирования технологических и экологических рисков и моделировании 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 году 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 повтори­лась 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 были смыты 7 тыс. бочек с триметилхлорси­ланом и гексаметилдисилазаном. По заявлению ки­тайской стороны часть бочек были пустыми, но три тысячи – наполнены ядохимикатами. Все внимание было сосредоточено на этих «синих бочках», обсужда­лась их герметизация, сколько выловлено пустых и на­полненных. Время поступления загрязненных водных масс постоянно уточнялось и переносилось. 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, в р. Сунгари попали различные загряз­няющие вещества, поступившие 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».

Возникают 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 годах 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, несмотря на существующий ряд предпосылок. Так, еще летом 2005 года 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 года при выполнении проекта «Оцен­ка состояния гидробионтов реки Амур после техно­генной аварии в бассейне реки Сунгари» по заданию МПР Хабаровского края было проведено определе­ние содержания тяжелых металлов в донных наносах (ДН), поступающих со стоком различных притоков в 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 одинаковым: 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 интоксикацию 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 реакций бактериобентоса из различных местообитаний показало, 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, включающих 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. Несмотря 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 различных гидрологических режимах, 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.