В январе в международном научном журнале Water вышла обзорная статья, посвященная наиболее значимым исследованиям накопления загрязняющих веществ в донных отложениях озер в России. Автор исследования — заведующий лабораторией Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН и старший научный сотрудник Института геологии КНЦ РАН, кандидат биологических наук, палеолимнолог Захар Слуковский. «Вода России» поговорила с ученым о том, как, изучая донные отложения озер и водоемы в целом, можно восстановить картину прошлого, решить проблемы в настоящем и прогнозировать будущее.
Справка «Воды России»: Лимнология – раздел гидрологии, изучающий озера. Во всех аспектах – и химических, и биологических. Палеолимнология – раздел географии, который изучает прошлые климатические, экологические и антропогенные обстановки, опираясь на результаты исследований донных отложений. Донные отложения состоят из материала, который поступает в воду извне. Они бывают органическими, минеральным и смешанного типа. К органическим относятся нефтепродукты, различные полициклические ароматические углеводороды, пестициды. К неорганическим относятся тяжелые металлы.
Погружение прибора для отбора донных отложений.
- О чем донные отложения могут рассказать ученым?
- Глубинные слои донных отложений являются своеобразным природным «архивом», изучая который можно говорить о климатических изменениях и восстанавливать историческое преобразование нашей планеты. По современным пластам, которым около 150-200 лет, можно судить о том, какое влияние на водоем оказала деятельность человека. Кроме озер, хорошие «архивы» в своих отложениях создают болота, водохранилища, и даже застойные участки рек.
- Как определяют наличие загрязняющих веществ?
- Извлеченные донные отложения высушивают, истирают до состояния порошка и подвергают химической обработке смесью сильных кислот. Далее раствор подвергается масс-спектрометрии. Это современный и точный метод, основанный на ионизации атомов и молекул, регистрации спектра ионов на приборе. В нашей лаборатории можно определять до 42 элементов, включая все наиболее известные тяжелые металлы. Их по степени опасности принято разделять на классы. К примеру, марганец относится к более низкому классу опасности, чем кадмий. Потому что марганец как микроэлемент оказывает значительное влияние на жизнедеятельность организмов. А вот в кадмии они не нуждаются вовсе, как в свинце и мышьяке. Они относятся к первому классу опасности, согласно российской классификации. И когда встречаются в донных отложениях, это должно вызывать опасение. Случаев отравлений тяжелыми металлами история знает довольно много. Один из ярких примеров – болезнь Минамата в Японии. В середине 50-х годов в залив Минамата выбросили неорганические соединения ртути. Донные микроорганизмы преобразовали их в органические, которые многократно более опасны. Затем по пищевой цепочке эти соединения (в первую очередь, метилртуть) дошли до рыбы и морепродуктов, которые употреблялись в пищу людьми. Смертность от болезни Минамата достигала 35%. Так что экологи не зря опасаются любого появления тяжелых металлов, которые большинству живых организмов свойственно накапливать. В рыбе они содержатся в основном в печени, почках и жабрах – то есть в органах фильтрации.
Взятие проб донных отложений на озере Имандра.
- Какие виды источников загрязняющих веществ считаются наиболее опасными?
- Условно их можно разделить на три группы — промышленность, транспорт и сельское хозяйство. Человечество вынуждено строить заводы, нам не обойтись без транспорта на сгораемом топливе, нам необходимы полезные ископаемые, а без выращивания еды в промышленных масштабах мы обречены на вымирание. Промышленность, перерабатывая ресурсы, продуцирует огромное количество загрязняющих веществ, которые поступают в окружающую среду.
Если говорить о водных объектах России, то до 2000-х годов у нас было разрешено использовать этилированный бензин, который содержал тетраэтилсвинец. В 2002 году этот бензин запретили, он практически исчез. Но свой 70-летний след оставил: практически все почвы и водоемы городов загрязнены той или иной концентрацией свинца. И это общемировая тенденция. Вблизи сельскохозяйственных угодий в водоемы всегда попадает большое количество азота и фосфора. Эти вещества стимулируют активное развитие водорослей, что приводит к заболачиванию водных объектов.
Отбор пробы воды.
- Насколько подробно изучено состояние донных отложений российских озер?
- В Иркутске работает Лимнологический институт Сибирского отделения РАН, который, по сути, был создан для изучения Байкала. В Петрозаводске есть Институт водных проблем Севера, который, в основном, занимается Онежским озером. Институт озероведения в Санкт-Петербурге занимается Ладожским. Но это крупные водные объекты, которые массово используются во всех аспектах человеческой деятельности. Средние и мелкие озера изучаются лишь точечно. К примеру, если неподалеку есть промышленное предприятие. Такая ситуация складывается в Мурманской и Челябинской областях. Но белых пятен в лимнологии и палеолимнологии очень много. В России не хватает единой сети наблюдений за озерами.
Два года назад международная группа ученых опубликовала интересные сведения об озерах Северного полушария, собранные в 18 странах. Они изучали, насколько потепление климата влияет на температуру воды в водоемах. Оказалось, что на поверхности температура воды за последние десятилетия поднялась где-то на 1,5 градуса, а вот в глубинных слоях – не изменилась. Вывод - на озера влияют внутренние процессы, а не изменение климата. Это важно! А для нас важно то, что в этом исследовании было представлено лишь одно или два озера на территории России, это притом, что наша страна полностью расположена в Северном полушарии, а озер у нас – более 2 млн. Кстати, донные отложения можно использовать как маркер климатических изменений. И если благодаря озерам мы знаем информацию о прошлом, то можем создавать модели и пытаться прогнозировать, что может произойти в будущем в окружающей среде.
Захар Слуковский за работой на озере Скальном (Антарктика).
- Волонтеры «Воды России» уже 9 лет очищают берега российских водоемов и саму воду от мусора. Есть ли эффект от подобной работы в глобальном научном смысле?
- Труд волонтеров гарантирует эстетическое удовольствие всем, кто живет на берегах озер или приезжает на них отдохнуть. Круто, что люди делают это на добровольных началах. С точки зрения нашей научной работы и экологии в целом – экоактивисты привносят важные изменения в структуру состава воды, так как основное поступление микропластика связано как раз с загрязнением берегов. Снижая количество твердых бытовых отходов на берегах, мы уменьшаем объемы поступления микропластика в водоемы в будущем. Я поддерживаю подобные проекты и сам в них участвую. К примеру, когда мы отбирали пробы на микропластик в озере Имандра, то останавливались на нескольких островах и собирали там мусор.
- Спасибо вам за интервью! Приглашаем вас и всех наших читателей присоединиться к команде «Воды России» в новом сезоне уборок в 2023 году!
Захар Слуковский за работой на озерах в Карелии.
