Эти материалы были представлены на международных

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.