Ученые исследуют карельские водоемы и бьют тревогу
Текст, фото: Хельга Белянцева
Мы живем на берегу второго по величине пресноводного озера Европы, которое считается одним из крупнейших резервуаров питьевой воды. Из Онежского озера мы берем водопроводную воду, добываем в нем рыбу, используем водоем для различных технических целей, в том числе, к сожалению, и для сброса сточных вод. То есть, вопреки известной пословице, плюем в колодец. При этом часто не задумываемся, что наносим вред не только самим себе, но и множеству различных озерных обитателей.
Ситуацию усугубляют и климатические изменения, которые не заметить очень сложно. Ученые спорят об их причинах, но уже никто из них не отрицает, что изменения происходят, и очень существенные.
В рамках натуралистического лектория «Природа Карелии» в городской детской библиотеке им. В. М. Данилова прошла лекция «Изменения в Онежском озере. Кто виноват?», которую теперь можно посмотреть на сайте Всероссийского общества охраны природы.
Младший научный сотрудник лаборатории гидробиологии Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН Елена Макарова рассказала о том, как различные факторы окружающей среды (климатические изменения, деятельность человека и биологическое загрязнение) влияют на экосистему Онежского озера и других водоемов нашего края.
«В республике Карелия 90 тысяч водных объектов, треть из которых это реки, две трети, то есть около 60 тысяч, — озера, — начинает свой рассказ Елена Макарова. — Озерность нашего региона 20 процентов — это один из самых высоких показателей по России. Это произошло из-за деятельности ледника. Когда он уходил, оставлял рытвины и котлованы, которые наполнились водой. Также такой высокий процент озерности от того, что на нашей территории находятся крупные водоемы — Онего и Ладога.
Любое озеро представляет собой экосистему — то есть совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования.
Кто живёт в Онежском озере
• Бентосные формы обитают на дне водоема. Это рачки-амфиподы, личинки различных насекомых (комаров-звонцов, ручейников, подёнок, веснянок и т. д.) черви, моллюски. В Онежском озере моллюски очень маленькие, из-за низкой минерализации воды — всего 35 мг/л (ультрапресные воды).
• Фитопланктон — микроскопические водоросли, способные к процессу фотосинтеза. Фитопланктон мирового океана поставляет в атмосферу не менее 50 процентов кислорода. В Онежском озере доминируют зеленые водоросли и цианобактерии.
• Зоопланктон — водные организмы, которые переносятся течением. Это коловратки, инфузории и различные ракообразные.
• Фитоперинктон и зооперинктон — прикрепленные организмы, которые являются индикаторами загрязненности.
Также в водной среде живёт множество бактерий. Сейчас людям известен всего один процент организмов, которые существуют в природе. Мы в нашей лаборатории рассматриваем бактерии по группам, в зависимости от того, какую пищу они предпочитают. Например, если мы будем делать посевы на среды с нефтепродуктами, мы узнаем о нефтеразрушающих микроорганизмах — есть они или нет, и в каких количествах».
Кроме того, в Карелии обитает 44 вида рыб, в каждом водоеме есть организмы, которые живут на поверхности воды (например, водомерки), а на дне и в прибрежной зоне произрастают водоросли и другие водные растения.
Условия жизни
«В Карелии климат гумидный — низкая среднегодовая температура и избыточное увлажнение, — продолжает Елена Макарова. — Также для наших озер характерна геологическая молодость — им всего 12 тысяч лет, в то время как, например, Байкалу — 25 миллионов.
Такие особенности формируют различные физико-химические свойства: низкая температура, краткий вегетационный период, низкая минерализация, повышенная цветность. На фоне этого формируются различные реликты. Со времен ледникового периода у нас остались реликтовые рачки. Для них очень важны низкие температуры, поэтому они обитают на больших глубинах. Если физико-химические свойства водоема начнут изменяться, мы можем потерять реликтовые виды.
Кроме того, есть сообщества обитателей чистых вод и обитателей загрязненных вод. Если в среде обитания происходят какие-либо изменения, меняется структура сообщества, и происходит уменьшение видового разнообразия.
Факторы среды
1. Потепление климата
Повышение среднегодовой температуры воздуха по сравнению с климатической нормой сейчас составляет почти 1,5 градуса. Также у нас увеличилось количество атмосферных осадков. На юге Карелии — на 20-30 мм по сравнению с предыдущей климатической нормой, а на севере — до 70-80 мм. Надо отметить, что у нас потепление выражено не в летний сезон, а главным образом зимой. Я думаю, вы обратили внимание на частые оттепели. К чему это приводит?
Во-первых, на всех карельских озерах безледоставный период увеличился на две недели, на Онежском озере — на три недели, соответственно, увеличился период биологического лета.
Мягкие зимы приводят к увеличению зимнего стока рек. Дело в том, что сейчас не промерзает земля, и увеличивается речной сток, который вымывает гумусовые вещества. Поэтому наши и без того коричневые реки стали еще коричневее. Это может негативно сказываться на водных организмах. Гумусовые вещества несут с собой фосфор и железо, которые влияют на биоту.
Мы можем в Петрозаводской губе отследить данное явление. Петрозаводская губа на 95 процентов заполняется водой реки Шуя, которая в зимний период выносит гумус, цветность воды увеличивается. В результате реликтовые рачки в центре губы снижают свою численность. И один из факторов, способствующих этому — железо в оксидной форме, которое выносится с гумусовыми веществами и закупоривает рачкам дыхательные пути.
2. Антропогенный фактор
Основными источниками загрязнения Онежского озера являются Петрозаводская, Кондопожская губы и Повенецкий залив.
Точечные источники загрязнения
Промышленные предприятия. За последние годы сброс сточных вод в Онего снизился на 30 процентов. Это связано с закрытием промышленных предприятий. В Кондопожской и Петрозаводской губах — в полтора раза.
В Кондопожской губе уже на протяжении почти целого столетия функционирует ЦБК. Какие же изменения мы наблюдаем?
В фитопланктоне происходят структурные изменения. Исчезают виды, которые являются индикаторами чистых вод, на их место приходят виды, которые живут в загрязненных водах. Отмечается снижение видового разнообразия зоопланктона. Возникают мертвые зоны, в которых отсутствуют бентосные организмы. Но кому там хорошо живется, так это бактериопланктону. Поскольку сточные воды выносят органические вещества, бактерии их поглощают, пытаясь таким образом очистить озеро. Поэтому там гигантская численность бактериопланктона по сравнению с каким-либо другим районом озера.
Ливневые стоки. На территории Петрозаводска 40 ливневых стоков. Из них 14 впадают в Лососинку, 10 — в Неглинку, все остальное без очистки напрямую попадает в Петрозаводскую губу. Количество загрязняющих веществ в этих стоках превышает предельно допустимые концентрации в 300 раз.
Хочется отметить сток № 5, который находится недалеко от водозабора на улице Московская. В 2016 году в Петрозаводск приезжали специалисты из СпбГУ, которые выяснили, что у нас под городом находится, как они назвали, «нефтяная линза». Как она сформировалась, никто не знает. Видимо, кто-то нелегально сливал нефтепродукты, все это накапливалось, и уже несколько десятилетий это стекает в Петрозаводскую губу.
Эти сточные воды токсичные, наши коллеги проводили исследования, которые показали полную летальность среди рачков, попавших в их зону действия. Обсуждался проект очистки этого стока, но он требует больших финансовых затрат.
Ливневые стоки выносят в Петрозаводскую губу и наши реки не только загрязняющие вещества, но и патогенную микрофлору. Например, бактерии группы кишечной палочки превышают рекреационные нормы почти в 300 раз. Поэтому администрация города ежегодно запрещает купание в петрозаводских водоемах.
Все эти ливневые стоки в свое время хотели зациклить в общую систему канализации, чтобы все это проходило очистку и попадало в озеро уже в очищенном виде. В 2013 году был проект, длился он три года, когда все петрозаводские стоки изучались на предмет выноса загрязняющих веществ. Но, видимо, проект их очистки потребовал больших финансовых вложений, поэтому проблема никуда не исчезла.
Одна из серьезных проблем наблюдается в большой губе Повенецкого залива, где находится Медвежьегорск. Там отсутствуют очистные сооружения, как на канализационных стоках, так и на водозаборе. В 2016 году там были зафиксированы вспышки дизентерии. В летний период прошлого года там в 40 раз была превышена норма по содержанию в воде бактерий группы кишечной палочки. Жители города используют водопроводную воду только в технических целях, для питья и приготовления пищи берут воду из родников. Очистные сооружения в Медвежьегорске планировали запустить до 2020 года, но до сих пор этого не сделали.
Рассеянные источники загрязнения
Форелевые фермы. Карелия производит 70 процентов форели в России. На Онежском озере центром скопления форелевых ферм стала Кондопожская губа. На примере одной из ферм возле деревни Тулгуба расскажу вам некоторые интересные вещи. Содержание хлорофилла А, главного показателя деятельности фитопланктона, для форелевых хозяйств выше в 2-3 раза, чем возле стоков ЦБК.
Также очень много органического вещества. В зимний период наши коллеги из лаборатории гидрохимии и гидробиологии обнаружили процессы гипоксии, то есть отсутствие кислорода. Гипоксию вызывает деятельность бактерий, которые перерабатывают органические отложения, потребляя при этом содержащийся в воде кислород.
Кроме того, высокое содержание фосфора — 800 мг/л, в то время как даже реки Петрозаводска, которые собирают в себя грязь всего города, выносят минерального фосфора до 150 мг/л.
Нефтяное загрязнение. Наиболее сильное — в Петрозаводской губе Онежского озера из-за большого количества автомобильного транспорта и более активного судоходства. Здесь находятся порты, судостроительный и судоремонтный заводы, нефтебаза.
Микропластик. Наблюдается загрязнение пластиковым мусором берегов водоемов. Пластик разрушается под действием природных факторов и механического воздействия всего за несколько лет. Тогда как для полного разложения пластика, как утверждают ученые, нужно несколько сотен лет. Наибольшую опасность в процессе разрушения пластикового мусора представляют нанопластики, которые способны проникать в ткани организма, а еще они переносят на себе тяжелые металлы. Что самое интересное — в донных отложениях Онежского озера микропластика почти в два раза больше, чем в Балтийском море!
Хочу процитировать слова наших коллег: «Необходимо помнить, что каждое оставленное в естественных условиях пластиковое изделие позже может оказаться на вашем столе вместе с коктейлем из токсичных и канцерогенных загрязняющих веществ».
Еще одно из последствий антропогенного влияния — цветение воды. Что самое неприятное в цветении воды — его в неблагоприятных условиях вызывают цианобактерии, которые способны продуцировать токсины. Они могут влиять на различные органы человека: гепатотоксины — на печень, нейротоксины — на нервную систему и дерматотоксины — на кожу. То есть если у нас цветет какое-либо озеро, купаться в нем нельзя, так как это может привести к дерматозам. Нельзя пить из него воду, даже профильтрованную и кипяченую, так как таким образом от токсинов не избавиться.
В 2012 году мы выезжали на озеро Святозеро, исследовали цветущую воду, и это привело к тому, что людям провели водопровод из соседней деревни. То есть нам удалось доказать, что в воде присутствовали токсичные виды и использовать ее нельзя.
Наши коллеги из Китая, которые приезжали в прошлом году, были удивлены, увидев тотальное цветение воды в наших водоемах, так как во всем мире считается, что северные озера так не цветут.
Способствуют цветению воды высокие температуры и вторичное загрязнение воды, например, фосфором. Это происходит, если уровень воды в озере снижается, и донные отложения, которые накапливались десятилетиями, ветром и движением воды поднимаются на поверхность».
В конце лекции Елена Макарова ответила на вопросы слушателей. В том числе затронули проблему питьевой воды в Петрозаводске.
Городские родники, по мнению специалистов, не могут служить источниками качественной питьевой воды, так как залегание их неглубокое, поэтому в них попадают грунтовые воды, особенно весной и после выпадения большого количества осадков.
«Если не хочется пить воду из под крана, так как мы понимаем, что из под крана течет раствор, а не вода, — говорит Елена Макарова, — то лучше пить воду из скважин. Когда проводили реорганизацию городского водозабора, наш институт настоятельно рекомендовал сделать водозабор за Ивановскими островами, поскольку там чистые прозрачные озерные воды. В Петрозаводской губе преобладают коричневые воды реки Шуя. Приходится сыпать в эту воду большое количество реагентов. Вода становится прозрачной, но при этом окисляется. Поэтому добавляют другие реагенты, чтобы поднять PH... Однако власти посчитали, что делать водозабор так далеко от города невыгодно».