Восстанавливать экосистемы в Арктике нужно после десятилетий антропогенного воздействия

В мае 2020 года в результате разгерметизации топливного резервуара в арктические экосистемы на севере Красноярского края попало около 20 тысяч тонн топлива. Жидкость разлилась по значительной территории, и попала на грунт и в водоемы в районе и севернее Норильска, в частности в арктическое озеро Пясино. Чтобы оценить масштабы загрязнения и способы его устранения, была собрана «Большая норильская экспедиция», в состав которой вошли ученые из более чем десяти институтов Сибирского отделения Российской академии наук. За несколько месяцев участники экспедиции отобрали пробы и изучили состояние водоемов, почвы и биоразнообразия на месте аварии, и на основе анализа данных дали рекомендации по восстановлению арктической экосистемы. Ученые пришли к заключению, что основная задача – это не устранение относительно незначительных последствий аварии, а восстановление экосистемы озера от накопленных в течении прошлых десятилетий антропогенных загрязнений. Результаты многомесячной работы ученых опубликованы в специальном выпуске «Сибирского экологического журнала».

Крупные разливы нефти и нефтепродуктов катастрофически опасны для окружающей среды. Водно-масляная эмульсия разлагается очень медленно и может месяцами находиться в воде. Тяжелые элементы нефти оседают и накапливаются в донных отложениях и на берегах. При этом в холодных арктических экосистемах деградация разлитой нефти происходит сравнительно медленно и поэтому аварийные разливы в этой зоне могут иметь более тяжелые последствия для водных экосистем.

Миссия «Большой норильской экспедиции» – решение экологических проблем. Одна из таких – загрязнение среды нефтепродуктами вследствие промышленных действий, либо непредвиденных аварий, как это было в мае 2020 года. Исследователи ФИЦ «Красноярского научного центра СО РАН», вошедшие в состав «Большой норильской экспедиции», изучили экологическую среду арктической территории и оценили последствия аварийного разлива, а также масштабы изменений, произошедшие в регионе за прошедшие десятилетия. На основе собранных материалов, ученые опубликовали обзор в специальном выпуске «Сибирского экологического журнала» о влиянии нефти на водные экосистемы, в котором, в частности, рассмотрели, как длительное антропогенное воздействие сказалось на арктическом озере Пясино. Опираясь на полученные данные, ученые в том числе дали рекомендации, как можно очистить озеро и восстановить его экосистему до естественного состояния.

В состав нефти входят углеводороды, соединения, содержащие в частности углерод, кислород, серу и азот. Это биогенные вещества, то есть они продуцируются живыми организмами и являются естественными компонентами их среды обитания. Следовательно, негативный эффект загрязнения нефтью и нефтепродуктами во многом связан не с химической природой, а с концентрациями веществ. Токсические эффекты нефти проявляются лишь при ее высоком количестве.

Нефть, особенно с высоким содержанием полициклических ароматических углеводородов, может быть токсична для водных обитателей, например, рачков в водной толще или личинок насекомых на дне, и способна повреждать клеточные мембраны микроводорослей. Наиболее характерное последствие нефтяных загрязнений – это изменение видового состава, гибель более чувствительных и восприимчивых видов, рост численности организмов, устойчивых к нефтяному загрязнению. Мор рыб отмечается при редких объемных разливах нефти. Некоторые нефтепродукты и их компоненты вызывают изменения частоты сердцебиения и скорости дыхания, увеличение печени, замедление роста, эрозию плавников, различные изменения на биохимическом и клеточном уровне, а также отклонения в поведении рыб. Разливы нефти способны уничтожить икру, личинки и мальков, особенно на мелководье. Наряду с рыбами, от разливов нефти могут пострадать и другие водные и околоводные позвоночные животные, например, амфибии, птицы, бобры или выдры за счет непосредственного контакта с загрязнением, или из-за и ухудшения местообитания и кормовой базы.

После разлива дизельного топлива на реке Пясино незамедлительно были приняты меры по ликвидации последствий и предотвращению его дальнейшего распространения по притокам, например, были установлены боновые заграждения и проведена откачка водно-нефтяной эмульсии. К тому же, как уточняют специалисты, нефть и нефтепродукты подвергаются естественной деградации, например, ее разлагают на компоненты отдельные водные микроорганизмы, бактерии, грибы и дрожжи. Некоторые животные, такие как двустворчатые моллюски, ракообразные, черви заглатывают нефтяные частицы в процессе питания и, тем самым, тоже способны частично утилизировать некоторые углеводороды из нее. В результате постепенно происходит восстановление подвергшихся нефтяному загрязнению водных экосистем.

Однако ликвидировать последствия разлива недостаточно. Озеру Пясино необходимо восстановление после десятилетий промышленного воздействия. Ученые, работавшие на месте аварии, отмечают, что экосистема озера Пясино до происшествия 2020 года уже находилась в бедственном состоянии. В 1980–1990-е годы в результате попадания в озеро промышленных и хозяйственно-бытовых стоков катастрофически ухудшилось качество воды. Уже в то время загрязняющими веществами Пясино были нефтепродукты антропогенного происхождения и тяжелые металлы, а именно соединения меди, никеля, цинка, железа, нитраты, фенолы. Таким образом, еще задолго до аварии озеро и прилегающие к нему реки характеризовались крайне высоким уровнем загрязнения, а вода по многим показателям не отвечала нормативным требованиям. Уже более тридцати лет озеро почти полностью лишено рыбы и не имеет промыслового значения. Хотя до этого в нем водилось довольно много ценной рыбы, например, северные рыбы сиг и чир.

«Согласно данным, полученным в ходе Большой норильской экспедиции, произошла катастрофическая деградация экосистем малых рек Далдыкан и Амбарная в зоне аварийного разлива нефтепродуктов. Однако, ниже боновых заграждений в устье р. Амбарная, в оз. Пясино и вытекающей из него р. Пясина каких-либо существенных химических и биологических признаков загрязнения дизельным топливом обнаружено не было. Вместе с тем, как и в 80-е и 90-е годы, в реках и оз. Пясино наблюдалось влияние многолетнего промышленного загрязнения, в первую очередь – тяжелыми металлами», — рассказал член-корреспондент РАН Михаил Гладышев, куратор гидробиологического отряда Большой норильской экспедиции, заведующий лабораторией Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН.

Михаил Гладышев, куратор гидробиологического отряда Большой норильской экспедиции, заведующий лабораторией Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН.

Ученые заключили, что прежде чем возвращать озеру промысловое значение и осуществлять его зарыбление ценными видами рыб, необходимо вернуть ему природное качество воды. По словам специалистов, первоочередным восстановительным мероприятием для рек Далдыкан и Амбарная, конечно, должна быть очистка от остаточного загрязнения дизельным топливом. Однако этого недостаточно для реабилитации экосистемы рек и оз. Пясино, которые подвергалась интенсивному промышленному и бытовому загрязнению в течение почти семидесяти лет. Необходимо воссоздать природное качество воды.

Красноярские исследователи предположили, что в качестве возможной экотехнологии восстановления качества воды может использоваться воспроизведенный в искусственных условиях процесс «гуанотрофикации». Он заключается в обогащении природных водоемов минеральными и органическими веществами, содержащимися в природном удобрении прижизненных выделениях (гуано) околоводных птиц, которые приводят к повышению продуктивности природных вод. Ученые отмечают, чтобы вернуть здоровую экосистему, важно не только проводить мероприятия по его восстановлению, но и в обязательном порядке снизить на него антропогенную нагрузку. Только продуманный комплексный и максимально приближенный к естественным экологическим процессам подход поможет возродить экосистему озера и вернуть в него ценных обитателей.

«Даже после восстановления качества воды в озере Пясино и повышения его продуктивности в диапазоне естественных величин, характерных для арктических озер, промысловый лов рыбы в нем целесообразен только в рамках традиционных занятий коренных малочисленных народов. Использование ресурсов арктических озер для снабжения рыбопродукцией всего населения Красноярского края, не говоря уже о всей России, заведомо нереально. Для этих целей подходит промышленная аквакультура. Развитием аквакультуры ценных видов арктических рыб, которое снимет с северных озер потенциальную нагрузку в виде вылова рыбы, и стоит заниматься», — дополняет ученый.

ФИЦ КНЦ CO РАН