Экологические проблемы озера Байкал

В статье исследованы экологические проблемы озера Байкал, вызванные антропогенным воздействием на экосистему озера.

Рассмотрено химическое загрязнение озера в результате судоходства, туристической активности, со стоками и смывами из населённых пунктов, сточными водами и выбросами в атмосферу Байкальского целлюлозно-бумажного комбината.

Ключевые слова: озеро Байкал, химическое загрязнение, экосистема озера Байкал, антропогенное воздействие

Байкал — самое большое озеро в мире, в котором находится одна пятая запасов поверхностных пресных вод или половина доступной питьевой воды. Согласно последним данным Минэкологии России, запасы воды в озере Байкал понизились на 5,05 км³.

Экосистема озера имеет несколько уникальных особенностей, которые делают озеро исключительным природным явлением. Это самое старое и самое глубокое пресноводное озеро в мире, единственное среди крупных озер, в котором вода насыщена кислородом до максимальной глубины.

Озеро Байкал — уникальная природная лаборатория, в которой мы можем изучать происхождение, эволюцию биоразнообразия, смешивание эндемичных и широко распространённых видовых комплексов и многие проблемы экологии, озёрной науки и других наук.

Природа предоставила нам такой большой ресурс, как озеро Байкал, для решения важных задач, таких как проблема чистой воды и глобального изменения климата. Но сегодня учёные говорят о том, что с озером происходят изменения такого масштаба, которые никогда не наблюдались за 100 лет научных исследований.

Уникальная природа Байкала недостаточно изучена, чтобы ответственно заявлять, что именно может нанести ей наибольший ущерб. Но существуют основные, абсолютно точно установленные источники таких проблем. Химические загрязняющие вещества поступают в озеро Байкал из вод реки Селенга, в результате функционирования гидросооружения на реке Ангара, работы Байкальского целлюлозно-бумажного комбината, который загрязнял озеро в течение 50 лет. Существуют и другие экологические проблемы Байкала. Например, браконьерство, незаконная вырубка леса, сброс неочищенных стоков предприятиями, населёнными пунктами и водным транспортом, бытовые отходы, а также неорганизованный туризм.

Особой проблемой являются сбросы балластных вод с судов и загрязнение вод озера нефтепродуктами. Если 100 лет назад на озере Байкал было всего 15 паровых кораблей, то в последнее время количество судов превышает 300, а количество моторных лодок составляет около 8000 [7]. Все они являются источником загрязнения озера Байкал нефтепродуктами, а суда дополнительно загрязняют озеро фекальными водами. В настоящее время судоходство загрязняет озеро более чем 250 тоннами нефтепродуктов, 30 тоннами фекальной органики, 8 тоннами минеральных форм азота, 3 тоннами фосфора и 2500 тоннами мусора [7].

Из поселений и промышленных предприятий, расположенных вдоль берега Байкала, в озеро ежегодно поступает более 60 миллионов тонн сточных вод. Повышенное внимание сообщества, защитников окружающей среды, а также средств массовой информации посвящено Байкальскому бумажно-целлюлозному комплексу, который расположен на берегу озера. В Байкал попадают не только воды от расположенных на берегах озера населённых пунктов и предприятий, смывы с берегов, но и бытовые, сельскохозяйственные и промышленные стоки с его водосборного бассейна площадью, по оценкам разных авторов, от 540 до 590 тыс. км. В бассейне озера расположены крупные промышленные центры: города Улан-Батор, Улан-Удэ, Гусиноозёрск, многие горно-обогатительные комплексы Монголии и Бурятии.

Исследователи утверждают, что если по объёму выбросов в атмосферу комбинат несопоставим с другими серьёзными источниками, то по сбросам сточных вод стоит практически на одном уровне с таким крупным городом, как Улан-Удэ [6, с. 3–4]. В 2013 году основное производство Байкальского целлюлозно-бумажного комбината было остановлено, после чего свыше 99 % валовых выбросов от объектов предприятия составляли выбросы теплоэлектростанции, расположенной на территории комплекса [10, с. 170]. В зоне влияния комбината в пробах воды обнаружено превышение ПДК алюминия, железа, кадмия, марганца, меди, никеля, нефтепродуктов, фенолов, фосфат-ионов, цинка. Несмотря на закрытие комбината, в области влияния комбината продолжается интенсивное загрязнение подземных вод. В 2015 году объём сброса недостаточно очищенных сточных вод в озеро составил 1,65 млн м3.

Самым крупным источником загрязнения является река Селенга, которая несёт в озеро основную массу контролируемых веществ даже при пониженной водности изученных притоков. По руслу Селенга расположены золотодобывающие предприятия и предприятия по добыче других полезных ископаемых, а также фабрики и заводы, которые наносят большой урон водным экосистемам [13, с. 747]. Водный сток реки вносит в озеро по 63 % растворённых минеральных и взвешенных веществ, 54 и 59 %, соответственно, органических и легко-окисляемых органических веществ, 55 % нефтяных углеводородов, 49 % СПАВ и 48 % летучих фенолов от величин выноса этих веществ с изученным речным стоком.

В 65 км от оттока реки Ангары из озера Байкал в 1956–1959 годах была построена плотина Иркутской гидроэлектростанции, в результате чего уровень воды в озере поднялся почти на 1 м. По оценкам экспертов, в результате было затоплено более 500 км² суши. Частые резкие колебания уровня воды критичны для экосистем озера — они могут привести к изменениям состояния солончаков, которые очень важны для омуля — основной промышленно важной рыбы озера. Ежегодно в озеро смывается около 500 тыс. тонн эрозийного материала. Проблемы с затоплением сменяются обмелением: сбросы воды Иркутскэнерго и возведение ряда ГЭС привело к снижению притока вод. Экологи связывают обмеление Байкала с деятельностью Ангарского каскада ГЭС. Иркутская, Братская, Усть-Илимская и недавно введённая в строй Богучанская ГЭС, расположенные на вытекающей из Байкала реке, приводят к оттоку воды из озера [11]. В 2014–2015 годах уровень воды в озере опустился более чем на 1м [16].

Строительство каскада гигантских водохранилищ на реке Ангаре также повлияло на климатический режим в регионе. Температура воздуха в окрестностях озера Байкал увеличилась на 1,28 ° С, причём наибольший прирост наблюдался в течение последних четырёх десятилетий. С 1970-х годов температура верхнего слоя воды увеличилась на 1,88 ° С, что привело к задержке образования ледяного покрова на 10 дней, ледовому разлому раньше на 15 дней, а средняя толщина льда теперь меньше на 9 см.

Некоторыми авторами [1, 3, 4, 9] изучалось влияние глобального потепления на некоторые параметры экосистемного состояния озера Байкал. Недавние исследования учёных из Института биологии Иркутского государственного университета, которые проводились в сотрудничестве с немецкими, чешскими и американскими учёными [2, 5, 8], демонстрируют среднее увеличение температуры воды до 18 ° С в течение года на поверхности с 1946 года и до 0,28°С на глубине 50 м. Зарегистрировано достаточное увеличение биомассы летнего фитопланктона и наблюдаются некоторые изменения в составе зоопланктона. Так, в фитопланктоне Байкала возросла доля повсеместно распространённых, живущих во многих водоёмах видов и уменьшение доли существующих только в Байкале видов, в зоопланктоне выросла численность рачков «космополитов» циклопов, снизилась — эндемичных подлёдных коловраток.

Ещё одной причиной загрязнения озера является биологическое загрязнение или вторжение чужеродных бактериальных видов. Также можно узнать об обнаружении патогенных вирусов в озере Байкал, которые поступают в озеро через воздушный массовый транспорт, с моющими средствами с берегов, водами притоков и с продуктами жизнедеятельности людей. В Байкале всё чаще встречаются нетипичные бактерии. Учёные отмечают развитие видов планктонных водорослей с пониженной чувствительностью к химическому загрязнению. Примером может служить диатомовые водоросли — источник токсина домоевой кислоты, обладающей нейровозбуждающими свойствами.

До 50 % процентов побережья озера Байкал (а это больше 1000 км) занято спирогирами, массовое распространение которых заметили в 2013 году. В некоторых местах Северного Байкала масса выбросов этой водоросли на берег достигала 90 кг на квадратный метр. Спирогира не только заполонила дно и прибрежную зону — она стала вытеснять другие организмы. С появлением спирогиры учёные связывают массовую болезнь эндемичной байкальской губки. Это живое существо, которое может фильтровать воду, пропуская её через своё тело. В день губки, растущие на одном квадратном метре дна, очищают до 17 литров воды. Массовая гибель пресноводных губок наблюдается по всему периметру озера. Из-за того, что здоровых объектов почти не осталось, учёным даже пришлось приостановить многолетние исследования по расшифровке генов губок, а заняться их лечением. Спирогира превратила прибрежное дно Байкала в необитаемую подводную пустыню. Причиной распространения водоросли учёные называют массовый сброс нитратов и фосфатов, которые поступают в воду в результате промышленной и туристической деятельности. Из результатов недавних исследований стало известно, что именно сточные воды стали главной причиной того, что в акватории озера появились водоросли спирогиры [15]. Гибель губок учёные также связывают с появлением бактерий, которые перерабатывают метан в токсичные соединения. Зарастание Байкала водорослями имеет под собой много негативных последствий. Одно из них — вода становится опасной [12].

Необходимо отметить, что очень важно учитывать процессы самоочищения озера Байкал. Каждая органическая молекула является ценной пищей для байкальских бактерий, которые разлагают любое природное органическое вещество (включая бенз (а) пирен и диоксины природного происхождения) и не могут разлагать искусственные вещества, такие как пестициды (например, ДДТ) и некоторые поверхностно-активные вещества. Разложение органических веществ в Байкале подтверждается высоким содержанием кислорода в байкальской воде, что выгодно как для химического, так и для биологического окисления загрязняющих веществ. Синтетические органические вещества и тяжёлые металлы сорбируются взвешенными в воде частицами, поверхностью бактерий, микроскопических простейших животных и водорослей, пищевых аппаратов фильтрующих организмов, живущих на дне губок. Часть сорбированных планктонными организмами веществ попадает в пищевую цепочку при поедании их другими животными, далее, они оседают на дно, где часть из них захораниваются в донных осадках, а часть продолжают новые передвижения по пищевым цепям. Все эти вещества прекращают своё движение в наземных экосистемах или, главным образом, в донных отложениях [11].

Проблема загрязнения озера Байкал, которое известно своей глубиной и чистотой, становится всё более острой. Сейчас «жемчужина Сибири» переживает множество проблем: это и замусоренные берега, и спирогира, и выбросы, и вырубка лесов, и браконьерство. Природа становится жертвой торжественного марша промышленности. Несмотря на то, что некоторые учёные утверждают, что слухи о загрязнении Байкала явно преувеличены [11], мы считаем, что тревожные заявления других учёных о катастрофе вполне обоснованы. Загрязняющие вещества оказывают негативное влияние на экосистему озера и снижают качество воды в Байкале. Понимание этого привело нас к выводу о необходимости срочно предпринимать реальные (а не декларативные) меры по предоставлению озеру экстренной помощи. И начинать нужно с себя — каждый может сделать свой вклад, чтобы сохранить озеро Байкал.

1. Bradbury, J.P.; Bezrukova, Y.V.; Chernyaeva, G.P.; Colman, S.M.; Khursevich, G.; King, J.W.; Likhoshway, Y. V. A synthesis of post-glacial diatom records from Lake Baikal. J. Paleolimnol. 1994, 10, 213–252.
2. Izmest’eva, L.R.; Silow, E.A.; Litchman, E. Long-term dynamics of lake Baikal pelagic phytoplan.kton under climate change. Inland Water Biol. 2011, 4 (3), 301–307.
3. Livingstone, D. M. Ice break-up on Southern Lake Baikal and its relationship to local and regional air temperatures in Siberia and to North Atlantic oscillation. Limnol. Oceanogr. 1999, 44 (6), 1486–1497.
4. Mackay, A. W. The paleoclimatology of Lake Baikal: a diatom synthesis and perspectives. Earth-Sci. Rev. 2007, 82, 181–215.
5. Shimaraeva, S.; Izmest’eva, L.R.; Silow, E. Long-term dynamics of under-ice community of Baikal phytoplankton and climate change. In 13th World Lake Conference Papers, ILEC: Shiga, 2010; 4 p. http://wldb.ilec.or.jp/data/ilec/WLC13_Papers/others/13.pdf
6. Silow E. A. Lake Baikal: Current Environmental Problems // Institute of Biology, Irkutsk State University, Irkutsk, Russia. — Encyclopedia of Environmental Management, 2014. — 10 р.
7. Silow E. A., Orlov, P. A. Current anthropogenic impact on the lake Baikal. News of Irkutsk State University. Series “Biology. Ecology” 2013, 6 (4), 43–70.
8. Silow, E. Lake Baikal as possible sentinel of the Climate Change. In 13th World Lake Conference Papers, ILEC: Shiga, 2010; 4 p. http://wldb.ilec.or.jp/data/ilec/WLC13_Papers/S2/s2–6.pdf
9. Yoshioka, T.; Ueda, S.; Khodzher, T.V.; Bashenkhaeva, N.; Korovyakova, I.V.; Sorokovikova, L.M.; Gorbunova, I. Distribution of dissolved organic carbon in Lake Baikal and its watershed. Limnology 2002, 3, 159–168.
10. Государственный доклад «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2015 году». — Иркутск: ИНЦХТ, 2016. — 372 с.
11. Зилов Е. А. Чем уникальна экосистема Байкала и почему слухи о её гибели сильно преувеличены. — 19.01.2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://glagol38.ru/text/19–01–2016/1245
12. Можно ли пить воду из Байкала? // Российская газета. — № 7222 (56). — 16.03.2017.
13. Проблемы государственной политики регионального развития России. Материалы Всероссийской научной конференции / Сулакшин С. С., Багдасарян В. Э., Вилисов М. В., Зачесова Ю. А., Пак Н. К., Середкина О. А., Мешков Ю. Е. — М.: Научный эксперт, 2013. — 1080 с.
14. Экологи предупредили о катастрофе на Байкале [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://lenta.ru/news/2015/01/13/angara/
15. Эксперты ОНФ требуют прекратить загрязнение озера Байкал сточными водами / Союз машиностроителей России. — 24.02.2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.soyuzmash.ru/news/eksperty-onf-trebuyut-prekratit-zagryaz
16. Юрков А. Байкал бросает вызов / А. Юрков // Российская газета. — № 7178 (12). — 19.01.2017.