Хроническое загрязнение реки Амур токсикантами Краткий обзор материалов, посвященных экологическим проблемам Приамурья (до техногенной аварии в КНР 13.11.2005 г.), которые были представлены на международных конференциях в 2004-2005 годах Л.М. Кондратьева, Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, г. Хабаровск, E-mail: kondr@fe.ru Для оценки состояния водных экосистем традиционно используются критерии ПДК, которые не учитывают многокомпонентности загрязнения, индивидуальные отклики организмов различного уровня организации и сезонность. Критическое состояние р. Амур в конце ХХ века начали регистрировать, прежде всего, по изменению состояния ихтиофауны. В период ледостава рыба приобретала посторонние химические запахи, хотя превышения ПДК многих гидрохимическим показателям в воде не наблюдалось. Для адекватной оценки состояния водной экосистемы реки проводились исследования формирования качества воды в контактных зонах: вода-атмосфера, вода-дно, вода-взвесь, вода-лед. Такой подход позволяет выявить факторы, которые определяют качественный состав органических веществ различного происхождения в разные сезоны года, а также дифференцировать природное и антропогенное происхождение загрязняющих веществ. Амурская рыба выступает в качестве интегрального показателя хронического загрязнения различными веществами, которые аккумулируются по трофическим цепям, нарушают обмен веществ и ослабляют иммунную систему. Благодаря биоиндикации, современным спектральным и хроматографическим методам определения токсичных микропримесей (ИКи УФ-спектрометрия, атомно-абсорбционная спектроскопия, ВЭЖХ с УФ-детектором) были показано трансграничное загрязнение и выявлены признаки политоксикоза амурских рыб. Суть политоксикоза состоит в том, что на фоне экстремальных зимних условий (недостаток кислорода, низкие температуры) и хроническом загрязнении водной среды токсичными элементами и органическими веществами различного происхождения они накапливаются в амурской рыбе. Многокомпонентное загрязнение р. Амур приводит к нарушению защитных механизмов рыб, происходит интродукции гетеротрофных микроорганизмов в их мышечные ткани. Эти процессы сопровождаются прижизненным выделением летучих веществ, имеющих резкий химический запах. Методом газовой хроматографии в рыбе была выявлена группа летучих органических соединений: этанол, метанол, ацетон, уксусный альдегид, этилацетат, изопропанол, эфиры масляной кислоты и др. В крупной рыбе с жировыми отложениями, выловленной в основном русле р. Амур обнаружено повышенное содержание летучих азотосодержащих соединений до 410 мг/кг, в среднем их содержание варьировало в пределах 150-170 мг/кг. Высокие концентрации триметиламина (ТМА) от 2,4 до 6,2 мг/кг были характерны для рыб (сом, чебак, налим), выловленных в основном русле р. Амур на участках ниже устья р.Сунгари. Концентрация ТМА зимой были в 10 раз выше, чем летом. Многие амины являются не только источником неприятного химического запаха, но и служат предшественниками канцерогенных нитрозоаминов. В зимний период в различных видах рыб независимо от типа их питания были зарегистрированы превышения пищевых ПДК ртути (до 0,72 мг/кг). Предполагается, что указанные повышенные связаны с хроническим загрязнением водной среды и донных отложений реки Амур. Превышения пищевых ПДК пестицидов в амурской рыбе не отмечено. В то же время зимой обнаружено максимальные концентрации ДДТ и его производных в краснопере (0,0623 мг/кг) и в соме (0,0751 мг/кг). Концентрация суммы изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ) – на уровне 0,03 мг/кг. Принимая во внимание летучесть ГХЦГ и возможность образования при деструкции ДДТ хлорфенолов, правомерно предполагать значительное влияние обнаруженных ингредиентов на органолептические свойства амурской рыбы. Результаты многолетнего мониторинга качества воды в зимний период на реке Амур показали, что на нижней поверхности льда в течение ледостава аккумулируются разнообразные поллютанты. При этом основной поток загрязняющих веществ формируется на участках Амура, расположенных выше по течению г. Хабаровска и движется по фарватеру. Наиболее интенсивное загрязнение воды наблюдается в марте и сопровождается активизацией биохимических процессов. Весеннее таяние льда сопровождается ростом численности бактерий устойчивых к фенольному загрязнению. По сравнению с февралем в марте уровень фенольного загрязнения возрастает в 8 раз. Загрязнение амурских вод биогенными элементами и азотсодержащими органическими веществами приводит к интенсивному развитию водорослей и микроорганизмов. Максимальная численность аммоний-образующих бактерий во льду возрастает в марте в 10 раз. При интенсивном развитии ледовых микроводорослей (криоперифитон), выделяются продукты их жизнедеятельности фенольного характера. Во льдах накапливаются ионы токсичных тяжелых металлов, которые аккумулируются автотрофными микроорганизмами при хроническом загрязнении водной среды. При этом в воде ионы тяжелых металлов могут не обнаруживаться даже современными инструментальными методами, но при их присутствии у микроорганизмов развивается резистентность. В течение последних 10 лет проводятся междисциплинарные исследования особенностей трансграничного загрязнения р. Амур. Для оценки характера загрязнения амурских вод в зоне влияния р. Сунгари (КНР) использованы методы биоиндикации и физико-химические анализы (УФ-, ИК-спектрометрия, жидкостная хроматография, хроматомасс-спектроскопия). Для биоиндикации качества воды использовали организмы двух иерархических уровней: микроорганизмы, отвечающие за очищение воды и рыбы и микроорганизмы, отвечающие за их вторичное загрязнение. Рыба выступает в роли интегрального показателя комбинированного загрязнения водных объектов. По результатам биомониторинга установлено, что р. Сунгари вносит значительный вклад в трансграничное загрязнение р. Амур азотсодержащими органическими веществами и ароматическими углеводородами за счет поступления с китайской стороны промышленных и коммунально-бытовых сточных вод с низкой степенью очистки, либо вовсе не очищенных. Об этом свидетельствует и изменение структуры планктонных и бентосных микробных комплексов ниже устья р. Сунгари. На фарватере Амура в зоне влияния р. Сунгари общее содержание органических веществ увеличивалось в декабре в 12 раз, в январе в 230 раз, а в марте в начале таяния льдов - в 600 раз. В зимний период в Амуре ниже устья Сунгари на нижней поверхности льда обнаружены микроорганизмы устойчивые к загрязнению ионами тяжелых металлов. Высокая численность различных гетеротрофных микроорганизмов распространяется от устья Сунгари вплоть до г. Хабаровска. В амурской рыбе выловленной ниже устья р. Сунгари обнаружены пестициды группы ДДТ, триметиламин и ионы тяжелых металлов. Суммарное содержание хлорсодержащих пестицидов в амурской рыбе в зимний период сопоставимо с их содержанием в рыбах рек Англии в 70-е годы (до введения запрета на применение ДДТ). В зимнее время в зоне влияния р. Сунгари в рыбе отмечено превышение пищевых ПДК по ртути. На фоне значительного трансграничного загрязнения Амура стоками с китайской территории вклад в суммарное загрязнение реки стоков Амурско-Комсомольского промышленного района и Николаевска-на-Амуре незначителен. Исследования показали, что интенсивность процессов очищения амурских вод снижается по мере продвижения их к лиману. В Амурском лимане в воде возрастает доля трудноминерализуемых и стойких органических соединений. Основную их массу составляют ароматические соединения, которые с амурским стоком выносятся в Охотское и Японское моря и могут влиять на качество воды и продуктивность морских биоценозов. Спектральными и хроматографическими методами в амурской воде обнаружены разнообразные углеводороды, фенолы, фталаты, соединения традиционно присутствующие в сточных водах предприятий по производству резины, известные хлорсодержащие пестициды (ДДТ, ГХЦГ), а также новые более сложной структуры. В летний период в поверхностных и придонных водах Амура на участке ниже устья Сунгари обнаружены 6 представителей полиароматических углеводородов. Максимальные концентрации были отмечены для бензо(b)флюорантена, который может содержаться среди продуктов пиролиза каменноугольных смол и в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов. В Амур выносятся бициклические полиароматические углеводороды (нафталин и аценафтилен), в том числе продукты их трансформации – ароматические соединения различной структуры. В результате проведенных в 2003 году исследований были рекомендованы показатели качества воды (полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы и нитрозоамины) и рыбы (хлорорганические пестициды, ионы тяжелых металлов, метиламины), которые выступают в роли приоритетных факторов риска для функционирования экосистемы реки Амур. Проведенные исследования показали, что масштабы трансграничного загрязнения Амура значительны. Стойкие органические вещества мигрируют в водной среде, оседают на дне, аккумулируются рыбой, трансформируются до токсичных продуктов и выносятся в прибрежные морские акватории. Последствия трансграничного загрязнения Амура непосредственным образом связаны с отравлением рыбы, риском нанесения ущерба здоровья населения Приамурья, экономическими проблемами водоподготовки, сохранением этносов коренных малочисленных народов.