Гидрог о том, что же такое произошло на Камчатке
Давно не было такой ситуации, когда явления в природе вызывали столь противоречивые слухи. В 2020 году наш словарь пополнился не не только словами «самоизоляция» и «зум», но и «красный прилив». Эти слова — наша новая реалия. Сначала вкратце расскажем о самой яркой экологической проблеме последнего времени.Сергей Чалов, доцент кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ, 11 и 12 октября провел вместе с коллегами обследование акватории Авачинского залива, где предположительно произошел разлив токсичного вещества, от которого пострадали серферы.
Август 2020 года
Авачинский залив — часть акватории Тихого океана, примыкающая к Авачинской бухте (не надо их путать), где расположен Петропавловск-Камчатский. Ее территория на север от Авачинской бухты до реки Налычево — самое популярное туристическое место на Камчатке. Известный Халактырский пляж, где расположена база серфингистов.Соседняя бухта — более дикая. В августе 2020 года мы с детьми гуляли и купались на одном из пляжей этого берега — самой его южной части, бухте около озера Приливного, около мыса Вертикального: чистая и холодная вода, черный песок. Не было никаких даже признаков тех ужасов, о которых все заговорили в сентябре.
Пляж Авачинского залива Тихого океана, примыкающий с юга к Халактырскому пляжу (у мыса Вертикального) в августе 2020 года. Фотографии сделаны 16 августа 2020 года – за три недели до события — Сергей Чалов
Пляж Авачинского залива Тихого океана, примыкающий с юга к Халактырскому пляжу (у мыса Вертикального) в августе 2020 года. Фотографии сделаны 16 августа 2020 года – за три недели до события — Сергей Чалов
Сентябрь 2020 года
В сентябре заговорили о том, что океан на Халактырском пляже отравлен. Еще неделю назад версии были такие:
- Это нефтяное пятно — топливо, пришедшее в океан с какой-либо из объектов Вооруженных Сил РФ, кругом распространенных на Камчатке и примыкающих к пострадавшему морю. Здесь есть три таких объекта: 90 авиационный полигон, полигон Радыгино, учебно-тактическое поле Мокрый песок. Версия сбросов топлива или каких-то еще неустановленных загрязнителей активно звучала, например, здесь.
- Это сброс ядохимикатов с Козельского полигона ядохимикатов. Эта версия выглядела убедительной после обзора в «Медузе».
Я — гидролог. Специалист по рекам, качеству воды в реках, русловым процессам. Неделю назад я ничего не слышал о красных приливах. Но я знаю, что любая крупная авария, любой сброс сточных вод, особенно нефтепродуктов, сброс ядохимикатов — оставляет за собой след в виде убитой экосистемы: погибшей или ушедшей рыбы, загрязненных донных отложений, техногенных илах и так далее. Кроме того, авария не падает с неба. По космическим снимкам, снимкам с дронов будет виден источник аварии, и «закопать» это невозможно.Чтобы подтвердить одну из двух гипотез выше, достаточно побывать на месте, чтобы понять: да, загрязнение имело место быть. А чтобы установить масштабы загрязнений, нужны специальные анализы.И самое главное. Выводы властей по поводу различных ЧП вызывают, мягко говоря, не много доверия. Поэтому для нас казалось очевидным, что произошла авария. Неделю назад какие-то биологические процессы в океане казались невероятными, чтобы объяснить массовую гибель морских животных.Было ясно — надо приехать, увидеть, найти и доказать.
Октябрь 2020 года
11-12 октября сотрудники географического и биологического факультетов МГУ, ИПЭЭ РАН им. А.Н. Северцова и ВНИРО обследовали все водотоки, дренирующие восточные склоны Козельского вулкана, между военным полигоном Радыгино и рекой Налычево. Именно объекты в пределах этой территории — 90-й авиационный полигон, полигон Радыгино, учебно-тактическое поле Мокрый песок, а также Козельский полигон ядохимикатов — рассматривались нами, как потенциальные источники техногенного воздействия, от которых предполагался сброс неустановленных загрязнителей в океан.
Основные объекты района Авачинского залива к северу от Авачинской бухтыРекогносцировочной фотосъемкой наших дронов были охвачены около десяти километров нижнего течения реки Налычева, ручья. Ржавый, реки Мутнушка, ручья Козельский. Отсутствуют следы каких-либо воздействий на русловую сеть с территорий военных объектов: нет визуальных следов движения техники, донный грунт чистый, техногенных илов нет (то есть. специфических образований тонкого ила, которые присущи загрязненным объектам), нет примесей и запахов, в реках встречается молодь лососевых. Это типичные камчатские горные реки.
В этот текст вносились правки
В предыдущей версии текста автор говорил о «нескольких десятков километров нижнего течения реки Налычева, ручья. Ржавый, реки Мутнушка, ручья Козельский», обследованных им и его коллегами с дронов. Эту оценку он теперь считает завышенной. Текст был исправлен с учетом этого факта.Козельское захоронение ядохимикатов также находится в стабильном состоянии, никаких возможных путей проникновения ядохимикатов на прилегающие территории и в водные объекты нет. Качество воды и отложений всех водотоков в пределах нормы, в реке Налычева присутствует молодь лососевых, органолептические свойства в норме, фоновые значения ph (от 7 до 8.5), электропроводности (от 5 до 80 мкСм/см), кислорода (во всех реках условия насыщения около 100 процентов), мутность воды в реках в пределах 5 мг/л.О реке Налычева все узнали по космическим снимкам сентября. На них прекрасные шлейфы мутности рассматривались, как признак техногенной аварии. Но в период нашего обследования мутность воды была меньше среднемноголетних фоновых значений: 3-4 мг/л.Низкие значения мутности в целом нехарактерны для водотоков Авачинской группы вулканов, однако в начале октября осадки отсутствовали, что определило пониженную эрозионную активность на территории. Шлейфы мутности из реки Налычева, широко обсуждавшиеся ранее, являются типичными и будут регулярно повторяться после дождей и в периоды снеготаяния.
Устье реки Налычева 12 октября 2020 года. В воде и донных отложениях отсутствуют какие-либо следы антропогенных выбросовБыл обследован Козельский полигон ядохимикатов — о его происхождения рассказываю в упомянутой выше статье. Он находится в стабильном состоянии. И хотя на поверхности могильника присутствуют слабые эрозионные врезы, они полностью изолированы от прилегающей территории и никаких следов разрушений могильника не выявляется.Соответственно, нет никаких поводов говорить о том, что отсюда происходят какие-то загрязнения. Местные ведомства проводят его плановый мониторинг, ни разу никаких проблем не выявлялось. Списывать на в целом стандартный полигон захоронения проблему просто из-за того, что этот полигон есть на территории — причем на удалении несколько километров от ближайших ручьев и на нескольких десятках километров от океана — нельзя.Преодолеть такое расстояние загрязняющие вещества могут только по речной сети, а полигон никак с этой речной сетью не соединен. И реки, как было сказано выше, чистые.
Козельский полигон ядохимикатов, расположенный в лесном массиве, не имеющий каких-либо путей соединения с русловой сетью. Фотография 12 октября 2020 годаТаким образом, следов катастрофических, массовых поступлений загрязняющих веществ техногенного происхождения в русловую сеть притоков Авачинского залива — нет.
Тот самый «красный прилив»
Чтобы дать очевидную версию произошедшего, следует перенести внимание на пляж и оценить ситуацию на нем. Так вот, мои коллеги из ИПЭЭ РАН имени А.Н. Северцова и ВНИРО 11-12 октября 2020 года отметили массовые штормовые выбросы на уровне верхней литорапи-супралиторали в юго-восточной части бухты полосой длиной около 20 метров (шириной 50 сантиметров), представленные панцирями морских ежей, фрагментами морских звезд, раковинами брюхоногих моллюсков, единичными экземплярами хитонов (панцирных моллюсков) и крабов.По мнению биологов, выброс произошел более двух недель назад. Предположительно именно с этого места были сделаны резонансные фотоснимки, попавшие в интернет. В свежих выбросах доминируют водоросли, а также встречаются панцири морских ежей и единичные крабы. Кроме того, обнаружены живые мидии, балянусы, раки-отшельники, а на верхней литорали встречаются представители бокоплавов. Во всех исследованных точках не обнаружено гибели морских птиц, морских млекопитающих и рыб.Снова цитирую своих коллег: «Отсутствие гибели крупных позвоночных животных позволяет говорить, что количество токсинов в тканях гидробионтов было незначительным».А как же ларга (дальневосточная нерпа), которую отправили в Москву на анализы? Что же, животные умирают и их трупы выбрасывает на берег шторами. Никто же не видел усеянный трупами берег. А среди морских ежей, которые немобильны, не могут сбежать из зоны, где им плохо, а в итоге погибли и были выброшены на берег, возможно и были отдельные млекопитающие. И вообще, выбросы морских жителей на пляжи — это нормальное явление в штормовую погоду. На Камчатке все могут рассказать истории, когда наблюдались массовые выбросы даже идущего на нерест лосося.А анализ проб воды и песка, отобранных 6 октября 2020 года на приливно-отливной полосе Халактырского пляжа, показал массовое оседание на грунт мертвых и отмиравших клеток планктонных динофлагеллят различных видов.Дальше все биологи в целом сходятся в одном: причиной гибели выброшенных ранее гидробионтов, вероятно, является кислородное голодание вследствие замора, возникшего после массового развития микроводорослей — или «красного прилива». Водоросли растут, вдыхают весь кислород, кислорода становится мало — гибнут те морские жители, которые не могут уйти — на их разложение кислорода тратится еще больше.
Происходило снижение уровня кислорода на глубинах приблизительно 5-15 метров из-за массового размножения одноклеточных водорослей (динофлагелляты и цианобактерии), а также наличия в воде токсинов, выделяемых некоторыми видами одноклеточных водорослей. Согласно книге Галины Коноваловой «Красные приливы» у Восточной Камчатки«, о которой будет еще сказано ниже, динофлагелляты — типичные обитатели морей и океанов.Подавляющее число видов этих организмов живет в морских водах. Числом видов они нередко превосходят планктонных диатомей, однако часто уступают им в плотности населения. В дальневосточных морских прибрежных водах России за период с 1968 по 1991 г. обнаружено около 20 видов динофлагеллят, способных продуцировать токсины.Эти водоросли и сейчас видны в прибрежной зоне, где им тепло и хорошо. Что в большей степени послужило причиной гибели — замор (т.е. кислородное голодание) или токсины — не знаю. Но то что эту тему придумали задолго до нас — это точно: вот отчет Международного союза по охране природы на эту тему (International Union for Conservation of Nature , IUCN).
Цветение водорослей вдоль побережья Авачинского залива 12 октября 2020 года — Сергей ЧаловОстается понять, что это за токсины.Таким образом, бурное цветение микроводорослей — это логичная и научно подтверждаемая причина заморов и гибели морских жителей в прибрежной зоне на Камчатке в районе Петропавловска-Камчатского.
Как быть с превышениями предельно допустимых концентраций в реках?
На этой территории ведется хозяйственная деятельность. Учения на полигонах, туристы, рыбацкие катера и корабли оставляют следы. Эти следы находили разные лаборатории, которые отбирали огромное количество проб и фиксировали превышения нормативного уровня техногенных загрязнителей — например, нефтепродуктов.Я уверен, что даже одно учение на полигоне, вплотную прилегающем к океану, должно оставить заметные следы, которые создают техника, снаряды и так далее. И эти следы должны читаться (и читаются) в пробах.В красивом Козельском ручье, текущем по территории в сторону океана, около дороги лежат шины. По иронии судьбы в день нашей работы, 12 октября, на Камчатке был объявлен сбор шин — за шину на пунктах приема дают 100 рублей. Машины, груженые шинами, весь день бороздили Петропавловск-Камчатский. На следующий день акцию закрыли — пункты приема были переполнены шинами. Потому что мусор и отходы — бытовые, пищевые, военные — они кругом.И вот эти все шины чудесно «фонят». Это значит, что человек воздействует на природу, и там, где есть люди, подобные превышения должны быть. Но это не авария, не слив тонн нефти, не техногенная катастрофа.Кроме того, территория прилегающая к Авачинскому заливу — область современного вулканизма. Здесь в результате размыва рыхлых пирокластических отложений, выщелачивания эффузивных пород, растворения тонкодисперсных пеплов, поступления термальных растворов в реки попадают токсичные элементы. Это — природный фон. По многим параметрам ПДК в реках Камчатки превышен там, где человек даже близко не появлялся.В научном сообществе широко обсуждается проблема определения ПДК: как оно должно соотноситься с природным фоном (и как быть, когда природный фон оказывается выше ПДК?); и чему верить, если ПДК в Российской Федерации, США, Европе отличается в десятки раз. Поэтому когда мы сравниваем что-либо с ПДК, надо не забывать об условности этого сравнения.
Почему мы поверили в то, что люди пострадали от водорослей?
Токсичность Dinophysis научно подтверждена. Есть масса статей на эту тему. Кроме того, в пробах воды и тканей мидий, отобранных 5 октября 2020 и проанализированными сотрудниками ТИБОХ ДВО РАН, установлено наличие токсина метилового эфира окадаевой кислоты, продуцируемого микроводороослями рода Dinophysis.Опасными в этом регионе являются «цветения воды» летом с июня по август, вызванные отдельными жгутиковым водорослями из динофлагеллят, продуцирующими сильнейший яд нервно-паралитического действия — сакситоксин.Как это попадает к человеку? Это пищевые цепочки, которые имеют очень жесткие проявления: съел краба — обжег рот. Такими историями сегодня полон Петропавловск-Камчатский.Заражение человека может произойти в случаях употребления в пищу двустворчатых моллюсков (особенно мидий), так как в процессе фильтрационного питания планктоном моллюски накапливают в своем теле яд, содержащийся в микроводорослях. Первичными накопителями нейротоксинов динофлагеллят являются не только моллюски, такие как мидии, устрицы, гребешки, но и зоопланктон, а также травоядные рыбы, то есть пелагические животные, обитающие в толще воды.Причем аккумулировать яды, а следовательно, быть токсичными эти организмы могут не только в период цветения динофлагеллят, но и тогда, когда визуально красные приливы не наблюдаются, но токсичные водоросли находятся в достаточно высокой концентрации. А сама проблема типичная — читаем научные статьи, и находим массу исследований на тему токсичных эффектов динофлагеллят: они попадают в трофические цепи и двигаются к человеку.
Пути поступления токсикантов от водорослей рода Dinophysis по трофическим цепямElisa Berdalet et al. / Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 2015Этим водорослям хорошо в теплых водах. Их прекрасно знают и боятся вдоль всего побережья Юго-восточной Азии. По мере потепления океана их встречаемость постепенно смещается на север. В 2015 году по всему западному побережью США вплоть до Аляски отмечались рекордные по массе продукции диатомых токсичных микроводорослей.Подтверждает эту теорию и конкретная синоптическая ситуация этого года. Составленная сотрудником КамчатНИРО Владимиром Коломейцевым карта аномалий температуры отлично иллюстрирует ситуацию, в которой оказался Тихий океан возле Петропавловска-Камчатского в сентября.Средние температуры воды на несколько градусов выше нормы — прекрасные условия для распространения водорослей. Отмечалось отсутствие сильной волновой активности и штормов, способствующих перемешиванию и аэрации воды.
Карта аномалий температуры воды сентября 2020 года. Все восточное побережье Камчатки – красная зона. Здесь повышены температуры воды по сравнению с нормой на несколько градусов — Составлена Владимиром КоломейцевымЗдесь же возникает феномен присутствие этих микроводорослей в водяной пыли, распространяющейся в период штормов по побережью в приземном слое воздуха. А отсюда эти водоросли попадают на глаза и вызывают симптомы, на которые жаловались серферы.Кстати, такие события уже регистрировались и на Камчатке. Уже упомянутый справочник «„Красные приливы“ у Восточной Камчатки» вышел еще в 1995 году. Атлас содержит сведения о случаях цветения воды в море у берегов Восточной Камчатки, известных также под именем красных приливов.Даны иллюстрации и описания микроскопических организмов, вызывающих красные приливы и (или) являющихся ядовитыми. Рассматриваются причины и возможные последствия этого явления, угрожающего жизни людей, морских животных и благополучию прибрежных экосистем в целом.Читаем аннотацию на третьей странице: «В Камчатской области „красные приливы“ долгое время не воспринимались как опасные явления. Не потому, что их не было, или они не были токсичны. „Красные приливы“ у берегов Камчатки возникали, их наблюдали, но, вследствие эпизодичности этих явлений и слабой заселенности побережий, контакты с ними были не часты.А негативные последствия таких контактов, даже со смертельным исходом, не привлекали к себе устойчивого внимания из-за особенностей развитая региона, в частности, гораздо более высокой и, в отличие от воздействия „красных приливов“, стабильной смертности от несчастных случаев».Это написано в 1995 году!Теория красных приливов и многим ученым, и людям, показалась выдумкой, направленной на то, чтобы скрыть проблему. Работают комиссии, идет поиск виновных. Но в этой же книге Коноваловой приводится масса примеров развития красных приливов — начиная с трагедии 1945 года, когда экипаж рыболовецкого судна «Алеут», высадившись на севере Камчатки на берег (Олюторский район), позавтракал мидиями, испеченными на костре. В результате 6 человек отравились, двое умерло от остановки дыхания.
Что будет дальше?
Сейчас дно океана полным полно умерших звезд и моллюсков. Погибли те, кто не может уплыть. Будет шторм — их снова выбросит на берег, и снова можно будет сделать массу страшных фотографий.Что будет в будущем? Океан будет теплеть, и такие водорослевые вбросы будут нормой. Это нужно понимать. Это нужно мониторить. Тогда можно будет не закрывать пляж, а вводить временный режим предупреждения в случае повторения подобных ситуаций.Мы столкнулись с новой формой проявления глобальных изменений климата. Хороший повод, чтобы задуматься о природе, о мире, о нашем влиянии на мир, в котором мы будем жить. Проблема водорослей гораздо шире, чем гибель морских звезд и брюхоногих моллюсков.Потому что, во-первых, изменения климата, способствующие приходу динофлагеллят на Камчатку, имеют мощную антропогенную причину — выбросы парниковых газов самая известная из них.Во-вторых, потому что можно сколько угодно переживать за погибшую фауну, но на 10 мертвых морских ежей на пляжах Камчатки точно найдется одна брошенная пластиковая бутылка, не говоря о мелком мусоре. Все это теперь веками будет частью этого океана, за который мы переживаем. Изменить температуру океана мы не можем, повернуть вековую кривую климатических изменений тоже, а вот сделать берег океана чистым люди могут.
В статье использованы материалы участников работы на побережье Авачинского залива Камчатки и прилегающей территории 11-12 октября:
Полина Дгебуадзе, к.б.н., старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНЕлена Мехова к.б.н., научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНАлексей Орлов, д.б.н, главный научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии, главный специалист Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНАлександр Семенов, ведущий инженер, начальник научной водолазной группы Беломорской биологической станции МГУ имени М.В. ЛомоносоваСергей Чалов, к.г.н., доцент кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ имени М.В. ЛомоносоваОльга Шпак, к.б.н., научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНСергей Чалов