+7 (342) 239-67-32
г. Пермь, ул. Генкеля, 4

Гидрохимический аспект сохранения биоразнообразия экосистем Европейского Севера (на примере заповедника «Вишерский») // Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура: материалы междунар. конф. – Архангельск: ин-т эколог. пробл. Севера УрО РАН, 2000. – С. 31-32.

, , , ,
С позиций классической экологии важнейшим условием сохранения сложившегося уровня биоразнообразия является относительное постоянство экологических параметров среды обитания, что не всегда достижимо в условиях прогрессирующей антропогенной нагрузки. Значимость тех или иных экологических параметров для обеспечения зонального уровня биоразнообразия неоднозначна. Так, в гумидных условиях Европейского Севера определяющее значение в эдафической структуре экосистем имеет водный компонент. Именно вода, будучи неотъемлемой частью живого вещества, транспортирующим субстратом миграционных процессов и средой обитания многих видов, обеспечивает нормальный режим функционирования и развития экосистем. Вместе с тем водный компонент в наибольшей степени подвержен антропогенному воздействию, как физическому, так и химическому.
Химическое воздействие наиболее опасно, поскольку не всегда отслеживается своевременно. Зачастую источники химического загрязнения находятся за пределами поля зрения и информационной компетентности наблюдателя, поэтому результат воздействия в виде гидрохимических деформаций становится заметным при превышении критического уровня, фиксируемого посредством биотестов. В критических случаях роль биотестирующей культуры стихийно исполняют высшие организмы, включая человека. Подобное тестирование может иметь летальный исход не только для отдельных особей, но и для популяций в целом, приводя к упрощению структуры и обеднению ранимой биоты Европейского Севера.
Проблема охраны вод как необходимое условие сохранения биоразнообразия рассмотрена на примере водных экосистем заповедника «Вишерский». В гидрографическом отношении все поверхностные воды заповедника расположены в пределах орографически изолированной водосборной площади бассейна Верхней Вишеры, объединяющей 131 водоток, протяженностью свыше 3 км, множество озер и болот. Поверхностные воды пресные, с минерализацией от 0,03-0,04 г/л, в родниках — до 0,4 г/л. Величина минерализации определена содержанием гидрокарбонатов и кальция, реже натрия и магния. По данным химических анализов содержание макрокомпонентов варьирует в пределах (мг/л): HCO3— — 12-231; SO42— — 2-18; Cl — 3-10; Ca2+ — 2-56; Mg2+ — 0.1-10; (Na++ K+) — 0.1-26. Формула Курлова, отражающая структуру гидрохимического состава имеет следующий вид:
Формула
Микроэлементный состав поверхностных вод свидетельствует об их природной чистоте — результаты спектрального анализа (разрешающая способность 10-3 вес.%) плотного остатка 50 водных проб показали наличие 11 элементов из рассматриваемых 36 : Mn, Ba, Ag, Zn, Cu, Co, Sn, Ti, Sr, Zr, Pb. Концентрация перечисленных элементов в пересчете на водную пробу многократно ниже действующих нормативов как по санитарно-гигиеническим, так и рыбохозяйственным ПДК и для наиболее экологически опасных из выявленных элементов составляет (мг/л): Pb — 0.0006-0.0008 (ПДК [1] 0.01-0.03); Cu — 0.0001-0.008 (ПДК 1.0); Zn — 0.004-0.028 (ПДК 5.0); Mn — 0.0001-0.072 (ПДК 0.1); Ва — 0.004-0.072 (ПДК 0.1).
Высокая чистота природных вод обусловила формирование в акватории Верхней Вишеры своеобразного и насыщенного в видовом отношении ихтиоценоза, в составе которого доминируют ценные промысловые виды рыбы — хариус, таймень, голец и др. Широко известна Вишерская популяция хариуса, некогда крупнейшая на Европейском Севере по численности и весовой категории особей.
До недавнего времени гидроэкосистема Верхней Вишеры, будучи удаленной от промышленно-хозяйственных объектов, практически не испытывала антропогенной нагрузки. Ее гидрохимические параметры формировались посредством природных факторов и могли рассматриваться в качестве эталонов экологического благополучия. В 1992 г. на притоке р. Вишера в охранной зоне заповедника начата опытно-промышленная разработка месторождения россыпного золота. Экологические последствия горных работ обусловлены генетической связью россыпного месторождения с речной сетью и особенностями технологии добычных работ, ведущимися в режиме извлечения тяжелой фракции посредством промывки рыхлой вмещающей породы водой в месте ее залегания. Промывка россыпи — один из наиболее водоемких технологических процессов горных работ. На каждый вовлекаемый в разработку кубометр горной массы тратится 12-18 м3 воды, уходящей в технологический сброс с содержанием взвешенных частиц, многократно превышающим допустимые концентрации. Так, например, на рассматриваемом объекте в период наблюдений 1992-1999 гг. содержание взвесей в сточных водах колебалось в значительных пределах, составляя в среднем за промывочный сезон 1297(±320) мг/л (при естественной мутности водотока — 32.4 мг/л).
Сточные воды объекта разработки россыпей практически без очистки сбрасываются в гидроэкосистему Вишеры, вызывая визуально фиксируемое ухудшение санитарно-гигиенических показателей ее состояния. Прямым следствием негативного экологического воздействия является заиление нерестилищ литофильных видов рыб, изменение микробиологического состава гидробионтов, ухудшение состояния кормовой базы позвоночных представителей гидрофауны. Однако перечисленное — лишь малая часть деструктивных последствий экологического воздействия разработки россыпей. Наиболее опасные изменения не различимы визуально. Они происходят в микроэлементной составляющей химического состава вод, донных отложений. К сожалению сегодня можно лишь констатировать наличие гидрохимических деформаций. Последствия этих деформаций отдалены во времени и трудно предсказуемы в связи с отсутствием аналогов.
В общем виде гидрохимические изменения обусловлены появлением не свойственных данной экосистеме химических элементов, таких как Cr, Tl, Be, Ni, Nb, Li, в концентрациях близких или превышающих ПДК. Наряду с концентрацией новых для гидроэкосистемы элементов, в ней наблюдается повышение валового содержания типичных технофильных элементов — Pb (до 4 ПДК), Mn (до 9 ПДК), Ba (2 ПДК). Перечисленные элементы аккумулируются биотическими компонентами водной экосистемы, в том числе высшими ее составляющими —водными позвоночными.
Уровень концентрирования микроэлементов разными биосубстратами существенно различается. Установлено, что биосубстраты хариуса по убыванию накопительной активности перечисленных микроэлементов выстраиваются в нижеследующий ряд: чешуя > кости > кожа > жабры > гонады > почки > мышцы. При этом концентрация элементов в верхних составляющих ряда (чешуя, кости) может существенно превосходить содержание элементов в среде обитания. Данное обстоятельство указывает на пути проникновения микроэлементов в организм и основные депонирующие органы рыб. В то же время поднимает проблему выявления критического для популяции уровня накопления микроэлементов отдельными особями.
Контроль популяционной активности хариуса в водотоке ареала воздействия сточных вод объекта разработки россыпей показал, что за период с 1992 по 1999 гг. репродуктивный уровень популяции снизился в 1.7 раза, уменьшились средняя масса (с 760 до 320 г) и средний размер типичной особи (с 38 до 24 см). Все это весьма неблагоприятные тенденции, однако наибольшее опасение вызывает отчетливо проявившееся сужение амплитуды возрастного ряда популяции. Для возрастной структуры вишерского хариуса в естественном состоянии характерна широкая амплитуда возрастного ряда (0+-11+ лет и более), поэтому наблюдающееся ее сужение (0+-5.7+ лет при среднем возрасте 3-4 года) является сигналом тревоги, указывающим на глубокие деструктивные изменения, происходящие в гидроэкосистеме Верхней Вишеры в связи со сбросом сточных вод.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. СанПиН 2.1.4.555-9-96. Экологические и гигиенические нормативы контроля параметров окружающей среды// Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. — СПб, 1998.