2.2.2 Загрязнение вод бассейна рек в пределах тундровой зоны России

Основными угрозами для водных экосистем тундровой зоны, являются:

1. Загрязнение:

• выбросами и стоками промышленных предприятий;

• в результате сельскохозяйственной деятельности;

• бытовыми и муниципальными стоками;

• в результате нефтедобычи и транспортировки нефти и нефтепродуктов;

• водным и наземным транспортом;

• в результате глобального и трансграничного атмосферного переноса загрязнений, в том числе вызывающих кислотные дожди, что особенно опасно для малых и средних озер Севера России.

2. Гидростроительство - причина деградации природных комплексов крупных рек и озер. Строительство плотин и регулирование стока рек нарушает процессы воспроизводства и миграции гидробионтов. В частности, утрачиваются нерестилища таких ценных рыб, как осетровые и лососевые. Из-за плохого технического состояния гидросооружений повышается риск аварий.

3. Чрезмерное водопотребление промышленными, сельскохозяйственными и коммунальными предприятиями.

4. Экологически непродуманное ведение хозяйства и эрозия почв на территории водосборов.

5. Чрезмерный вылов промысловых гидробионтов, браконьерство.

6. Инвазии чужеродных видов, в том числе завозимых с балластными водами судов.

7. Судоходство.

8. Разрушение местообитаний гидробионтов при углублении русел рек для судоходства и добыче песка и гравия.

9. Взрывные работы при разведке полезных ископаемых и строительстве.

10. Региональные и глобальные изменения климата.

Результатами антропогенного воздействия на экосистемы пресных водоемов являются :

1. Токсикация водоемов (фенолами, тяжелыми металлами, нефтепродуктами, сброс отходов и др.).

2. Закисление водоемов в результате выпадения кислых атмосферных осадков, образующихся при сжигании ископаемого топлива и других видах хозяйственной деятельности человека. Эти процессы особенно опасны для пресноводных экосистем Севера, обладающих пониженной способностью к нейтрализации кислых осадков.

3. Термофикация водоемов - изменение их естественного температурного режима, вызываемое поступлением подогретых вод с предприятий.

4. Нарушение баланса поступления биогенных элементов в водоемы, изменение соотношения процессов продукции и деструкции органического вещества в экосистемах, нарушение естественного цикла биогенных элементов.

5. Нарушение естественной динамики экосистем, в том числе в результате нарушения гидрологического режима водоемов.

6. Нарушение пространственной структуры экосистем.

7. Исчезновение из экосистем «ключевых видов» гидробионтов, приводящее к деградации пищевых цепей и структуры биотических связей в экологических системах.

Эвтрофикация и органическое загрязнение. Увеличение объема бытовых и промышленных стоков и нерациональное ведение сельского хозяйства приводит к значительному росту количеств биогенных и органических веществ, поступающих в водоемы. Это ведет к ухудшению качества воды, увеличению трофического статуса водоемов, сокращению их биологического разнообразия. Дополнительной причиной эвтрофирования является поступление биогенов на территорию водосборов с атмосферным переносом. В процессе эвтрофирования происходят принципиальные изменения в трофической структуре экосистемы, начиная от бактерио-, фито- и зоопланктона и кончая рыбами и животными. На обогащение биогенными и органическими веществами водные экосистемы отвечают, прежде всего интенсивным развитием водорослей и цианобактерий, переводящих избыток питательных элементов в биомассу. Их бурное размножение вызывает «цветение» воды. Основными агентами «цветения» в большинстве случаев оказываются цианобактерии. Избыточное развитие цианобактерий и водорослей имеет глубокие отрицательные последствия для пресноводных экосистем. Цианобактерии выделяют в воду метаболиты, токсичные для теплокровных животных, беспозвоночных и рыб. Цветение воды приводит к дефициту кислорода и заилению грунтов водоемов. Создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры и возбудителей заболеваний, в том числе и холерного вибриона. В структуре зоопланктона и рыбного населения происходит замещение крупных и долгоживущих форм на мелкие и раносозревающие. Ценные промысловые рыбы с длинным жизненным циклом заменяются «сорными» рыбами с высоким уровнем воспроизводства и высоким приростом продукции. Смена ценной промысловой рыбы происходит в следующей последовательности: лососевые - сиговые - корюшковые - окуневые - карповые. Глубокие перестройки происходят и в растительных компонентах экосистем. Суммарная продукция и биомасса увеличиваются, трофическая структура упрощается, видовое разнообразие падает. Особая опасность этих процессов заключается в том, что они, видимо, носят необратимый характер [7].

Токсификация водоемов. Поступление токсических веществ в водные экосистемы ведёт к особой опасности. В последние годы наблюдается усиленное загрязнение водоемов фенолами, тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими токсикантами. Содержание некоторых загрязняющих веществ в воде приведены в таблице 1.

Таблица 1

Содержание некоторых загрязняющих веществ в воде (мг/л). 2013г. [33]

Химические показатели не могут дать полного представления о токсичности среды, они не учитывают синергетические, антагонистические или кумулятивные эффекты от одновременного присутствия многих загрязнителей и поэтому не могут служить надежной основой для прогнозирования экологических последствий загрязнения. Химический анализ дает представление о содержании веществ в воде или в организмах [7].

Проблема токсификации становится актуальной еще тогда, когда концентрация токсикантов в воде не превышает установленных ПДК, поскольку подавляющее большинство гидробионтов обладает ярко выраженными аккумулятивными способностями. В силу этого они сами становятся токсически опасными. Коэффициент накопления у многих гидробионтов крайне высок.

Пагубные последствия токсификации водоемов проявляются на организменном, биоценотическом и популяционном уровнях. На организменном уровне нарушаются многие физиологические функции, снижается темп их роста, изменяется поведение особей, происходит трансформация исходного генофонда, снижается резистентность различным стрессовым состояниям внешней среды, возникают повреждения в генетическом аппарате. На популяционном уровне под воздействием загрязнения происходят изменения численности и биомассы, размерной, возрастной и половой структуры, смертности и рождаемости. На биоценотическом уровне происходит изменение видового разнообразия, смена доминантных видов, изменение интенсивности метаболизма биоценоза, изменение видового состава.

Существенные негативные последствия для пресноводных экосистем имеет загрязнение водоемов и водотоков и другими токсикантами, например антисептиками, такими, как соединения мышьяка, соли фтористоводородной кислоты и т.п.

Смешанное загрязнение токсическими и органическими веществами. В зависимости от того, какие компоненты - органические или токсические преобладают, в экосистеме на фоне эвтрофирования, даже при высоких концентрациях кислорода могут происходить процессы угнетения или полной гибели животных. В таких условиях - увеличение биомассы, или рост численности животных наблюдается лишь до класса «грязных» вод. В классе «грязных» вод наблюдается значительное снижение численности и биомассы животных, а следовательно и самоочистительной способности водоема [18].

На протяжении последних десятилетий наиболее распространенными загрязняющими веществами воды малых рек Кольского полуострова являются соединения меди, никеля, железа, марганца, молибдена, сульфатные ионы, аммонийный и нитритный азот, легко – (по БПК5) и трудноокисляемые (по ХПК) органические вещества, дитиофосфат крезиловый. В 2014 г. на 16 водных объектах на территории Кольского полуострова было зарегистрировано 136 случаев высокого (ВЗ) и 55 случаев экстремально высокого (ЭВЗ) загрязнения. Из 136 случаев высокого загрязнения наблюдались: 49 случаев содержания соединений никеля, 48 – дитиофосфата крезилового, 11 – ртути, 6 – молибдена, 5 – меди, 5 – аммонийного азота, 5 – легкоокисляемых органических веществ (по БПК5), 3 – сульфатов, 2 – pH. Отмечались единичные случаи высокого загрязнения нитритного азота и растворенного в воде кислорода. Из 55 случаев экстремально высокого загрязнения наблюдались: 7 случаев соединениями меди, 16 - молибдена, 15 – ртути, 1 – никеля, 1 – марганца, 1 - легкоокисляемыми органическими веществами (по БПК5), 1 –аммонийным азотом, 3 - по рН, 10 – по запаху. Негативное влияние на водные объекты Кольского полуострова оказывают сточные воды предприятий горнодобывающей, горнообрабатывающей и металлургической промышленности: ОАО «Кольская ГМК» - рр. Нюдуай (комбинат «Североникель»»), ОА «Ковдорский ГОК» – рр. Можель и Ковдора; Хауки-лампи-йоки и Колос-йоки (комбинат «Печенганикель»); ООО «Ловозерский горно-обогатительный комбинат» - рр. Сергевань и Вирма. В зоне влияния сточных вод предприятий г. Мурманск и сельскохозяйственных комплексов находятся р. Роста и руч. Варничный; вода ручья на протяжении последнего десятилетия сохраняется на уровне «экстремально грязная», р. Роста – «очень грязная» [30].

Закисление водоемов. В последние годы проблема токсифицирования водоемов в большой степени осложняется подкислением озерной воды в результате выпадения кислых атмосферных осадков, механизм образования которых связан с вымыванием из атмосферы окислов азота и серы, образующихся при сжигании ископаемого топлива и других видах хозяйственной деятельности человека. Формируются в результате выбросов Норильского комбината. Общая площадь закисления атмосферных осадков в районе Норильска составляет около 400 тыс.кв.км. В результате все пространство Северного Таймыра к западу от озера Таймыр и до берегов Пясимского залива отнесено к району регулярного выпадения осадков [27]. Подкислению озерной воды сопутствует повышение концентрации токсических металлов, таких, как алюминий, свинец, кадмий, марганец, ртуть, за счет их высвобождения из почв и донных осадков. В озерных водах с повышенной бикарбонатной щелочностью образуются дополнительные количества свободной угольной кислоты, оказывающей токсическое действие на гидробионтов. При подкислении озерной воды резко снижается общая биомасса гидробионтов и величина первичной продукции водоема, происходит уменьшение видового разнообразия биоценозов. Прежде всего исчезают многие вида, являющиеся важными элементами кормовой базы ценных промысловых рыб. Уровень рН 5,0 и ниже бывает губительным для всех гидробионтов [7].