Публикации на тему Байкала появляются в прессе регулярно и все чаше посвящены «грядущей катастрофе» и «ужасающему состоянию озера» на фоне растущего потока туристов, неработающих очистных сооружений и климатических изменений. А как на самом деле обстоят дела с самым глубоким озером планеты, вода которого считается эталоном чистой питьевой воды? Разбираемся в этом вопросе вместе с Андреем Петровичем Федотовым – доктором геолого-минералогических наук, директором Лимнологического института Сибирского отделения РАН.
Лимнологический институт СО РАН был создан в 1961 году, но ведет свою историю еще со времен открытия Байкальской станции Академии наук СССР, которая функционирует с 1928 года. Современный Лимнологический институт СО РАН – это не только исследования озера Байкал: научные сотрудники выезжают с экспедициями и в другие регионы, проводят комплексные работы по гидрохимии, гидрофизике, микробиологии, биохимии, палеолимнологии и в других областях. На сегодняшний день в распоряжении ученых 15 лабораторий, уникальный аквариумный комплекс для исследования байкальских гидробионтов и 4 научно-исследовательских судна, которые участвуют в ежегодных экспедициях по Байкалу. В этом летнем сезоне уже состоялось более 10 научных экспедиций, в том числе и с участием водолазной группы, во время которых проводились исследования байкальских губок и других гидробионтов озера, оценивалось качество воды в реке Селенга и в самом Байкале и решались многие другие важные задачи.
— Андрей Петрович, мы часто слышим о плохом экологическом состоянии Байкала, насколько это соответствует действительности? Можете ли Вы привести 2–3 конкретных примера динамики физико-химических параметров воды в сторону ухудшения?
— Прежде всего если говорить про Байкал, стоит учитывать, что это самое глубокое озеро планеты, в котором сосредоточен колоссальный объем пресной воды, поэтому судить о его состоянии по данным в какой-то одной точке наблюдений нельзя. Мы должны понимать, что Байкал – это две составляющие. Первая – это глубоководный Байкал, и это примерно 95 % его объема. И вторая – это мелководная зона до глубины 50 метров, и это примерно 5 % озера. И все негативные изменения, которые происходят с озером, мы видим именно в этой мелководной зоне, испытывающей на себе антропогенное влияние, и прежде всего от сброса сточных вод.
Стоит учитывать, что в Байкале невероятно большой объем воды, и он очень глубокий: чтобы полностью «поменять» в нем воду, перекачать весь объем озера, потребуется около 330 лет! Вода Байкала, которая в данный момент находится в озере, – это не та вода, которая сейчас поступает с атмосферными осадками и с речным стоком: судя по изотопному составу, она другая, более древняя. Учитывая то, что новый цикл обновления воды начался в 1920-х годах, то на полную замену воды в Байкале на ту, которая сегодня поступает в озеро, уйдет еще около 200 лет. Поэтому те негативные изменения, которые происходят сегодня в мелководной зоне, не относятся к глубинному Байкалу. И если мы обнаружим, что значимо изменились концентрации каких-то элементов в глубинном Байкале, – это будет самая худшая новость, которую только можно себе представить.
Что касается химических компонентов, то напрямую элементы, которые мы регистрируем при анализах, не показывают существенных изменений. Но по состоянию байкальских гидробионтов, по их ответной реакции на качество водной среды в его мелководной зоне мы видим, что изменения происходят.
При этом стоит помнить и о том, что концентрация биогенных элементов, в первую очередь фосфора и азота, в байкальской воде зависит от активности биоты: то есть содержание химических элементов напрямую связано с циклами развития жизни в озере.
— А эти циклы зависят от времени года?
— Да, и это тоже очень интересно. Жизнь в воде Байкала развивается двумя вспышками. Первая вспышка – рост численности микроорганизмов и цветение водорослей начинаются еще подо льдом озера. Затем, когда лед уходит, продолжается развитие фитопланктона и зоопланктона, и они полностью «съедают» биогенные компоненты – поглощают азот и фосфор. Поэтому летом мы видим, что их концентрации падают до минимальных значений. Планктон развивается и постепенно отмирает, опускаясь на дно, где начинает разлагаться. Во второй половине лета и осенью приходит штормовая погода, и биомасса отмерших организмов поднимается в верхние слои озера, и на это время приходится второй пик развития байкальской биоты: питанием для них служат разлагающиеся органические останки. Вот поэтому содержание химических компонентов в воде зависит от сезона года, от того, когда вы их измерили.
— А что можно сказать о качестве бутилированной байкальской воды, которую разливают на нескольких предприятиях, в Листвянке и Иркутске? Она соответствует нормативам питьевой воды по СанПиН?
— Не надо забывать, что байкальская вода очень низкоминерализованная, и как раз по этому показателю она не соответствует питьевым нормативам. Но если мы говорим о качестве той бутилированной воды, которую производят на Байкале, то она безопасна для здоровья и требует минимальной очистки, потому что ее добывают с глубины 400–500 метров.
И здесь самое время рассказать о том, как устроен сам Байкал и процессы водообмена в нем. Как известно, озеро очень глубокое – максимальная глубина 1642 метра. И за счет крутых берегов и действия ветров циркуляция воды в Байкале имеет свои особенности: в результате вертикального перемещения вода с поверхности попадает в придонные слои, а снизу, наоборот, поступает к поверхности, но срединная часть при этом остается нетронутой, почти без водообмена с другими слоями. Вот эту воду, которая находится в ядре Байкала, в его срединной части на глубине 400–500 метров, ее как раз и разливают по бутылкам на производстве. Вода из ядра Байкала старше, чем вода на поверхности или у дна озера: можно сказать, что мы пьем воду из прошлого, возраст которой около 10–14 лет, в зависимости от котловины. Именно поэтому, когда мы говорим про состояние Байкала, мы должны понимать, что это не экология «здесь и сейчас», это экология для потомков.
— Хотелось бы узнать Ваше мнение и о качестве воды в реке Селенге, которая обеспечивает около 50% речного стока в озеро Байкал. Согласно опубликованным результатам экспедиции Лимнологического института Сибирского отделения РАН, состоявшейся в июле этого года, вода в реке не соответствует существующим нормативам для поверхностных вод по микробиологическим показателям?
— Да, действительно, и это не только наши данные, но и Росгидромет регулярно докладывает о том, что качество воды Селенги не соответствует нормативам.
— Проблема в неочищенных сточных водах? И давно это наблюдается?
— Как только человек начал массово заселять бассейн реки Селенги, и особенно с тех пор, как город Улан-Удэ начал активно строиться, с тех пор эта проблема и стоит. Новые, современные очистные сооружения в Улан-Удэ до сих пор не построены, и качество воды в Селенге ниже по течению, после города, гораздо хуже, а Селенга – это основной приток Байкала. Увы, проблема отсутствия очистных сооружений или их плохой работы – это проблема не только Селенги, но и всего байкальского побережья: даже в тех населенных пунктах, где есть очистные, они не справляются со своей задачей.
Есть проблемы и с монгольской частью Селенги (прим. ред.: верховья реки Селенги находятся на территории Монгольской народной республики (МНР). Там идет разработка золотоносных месторождений, а отходы горнодобывающей промышленности попадают в Селенгу и ее притоки, например, в реку Орхон. До того как эта река, протекающая в Монголии, впадает в Селенгу, особых проблем с качеством воды в Селенге нет. А вот ниже места впадения Орхона ситуация меняется: даже на космических снимках видно, какие мутные воды он несет, и все загрязняющие вещества с горнодобывающих предприятий попадают в Селенгу, а потом и в Байкал.
Еще одна из проблем, о которой я бы тоже хотел упомянуть, – это разработка Ошурковского месторождения, которая сейчас активно обсуждается. Это месторождение апатитовых руд расположено примерно в 60 километрах от Байкала, как раз в долине реки Селенги. Это руда с содержанием фосфора, и разработка месторождения приведет к тому, что фосфор и другие компоненты попадут в Селенгу, а затем и в Байкал. И если это произойдет, то тоже негативно скажется на состоянии озера.
— Как представители байкальской флоры и фауны реагируют на изменения качества воды в озере? Например, крошечное ракообразное байкальская эпишура, которая является фильтратором озерной воды и индикатором ее качества, так как чувствительна к наличию загрязняющих веществ.
— Мы не заметили, что с байкальской эпишурой произошли какие-то изменения по сравнению с предыдущими годами наблюдений: количество этих ракообразных не уменьшилось, и их состояние стабильно.
— А как себя чувствуют байкальские губки, которые тоже являются фильтраторами воды и очень важны для всей экосистемы Байкала? По результатам научной экспедиции вашего института отмечены заболевания этого вида животных, а также их исчезновение в некоторых частях озера. Что с ними происходит?
— Мы уже не первый год изучаем состояние байкальских губок, но пока не смогли выявить однозначную причину их гибели и заболеваний. Оказалось, что проблема не столько в губке, сколько в ее симбионтах: то есть губка – это большой дом для многих организмов, для целого комплекса симбионтов – растений, бактерий, вирусов. И зеленый цвет байкальских губок обусловлен наличием симбиотических водорослей, живущих с ней: это они придают ей окраску. Именно с симбионтами и происходят какие-то изменения: губка не может их регулировать, и вся система от этого страдает, можно сказать, что у байкальской губки наступает «дисбактериоз». И пока мы не можем найти причину этого. Но вместе с тем наблюдаем, что процесс этот неоднороден: в некоторых местах губка начинает массово появляться, а в некоторых частях озера ее как не было, так и нет.
— Заметны ли на Байкале последствия глобальных климатических изменений и как они сказываются на обитателях озера?
— Байкал – невероятно большое по объему воды озеро и очень глубокое, и это способствует его стабильности. Озеро просто не успевает за летний сезон прогреться настолько, чтобы глубже 200 метров мы заметили какие-то изменения в температурном режиме. И те климатические колебания, которые могут быть чувствительны для наземных ландшафтов в целом, включая повышение средней температуры воздуха на 1,5–2 °C, для байкальских гидробионтов, которые привыкли жить в температурном стрессе, не так заметны.
— А что такое жизнь в условиях температурного стресса?
— Мы с 2016 года ведем детальные наблюдения за температурой воды в Байкале. У нас есть на мелководье, то есть на глубине от 3 до 30 метров, сеть из множества датчиков, которые каждый час или полчаса, в зависимости от сезона года, измеряют и фиксируют температуру воды. Летом температура воды может подняться до 12–16 °C и несколько дней держаться в этом диапазоне. Но затем приходит шторм, и на поверхность из глубины поднимается вода, температура которой около 4 °C. И все байкальские гидробионты оказываются в холодной воде, которая снова начинает медленно прогреваться. Такие температурные скачки происходят в среднем каждые 4 дня. И получается, что все обитатели озера живут в условиях постоянного температурного стресса, поэтому глобальные перемены температуры воздуха на них не сильно сказываются.
— Ну а как чувствует себя знаменитая байкальская нерпа? Например, в прошлом сезоне Байкал поздно замерз и рано освободился ото льда, подобные процессы как-то влияют на благополучие этого вида?
— А вот для байкальской нерпы климатические изменения, действительно, могут оказаться существенными. И для нее больше важна не дата замерзания озера, а время схода льда. Дело в том, что байкальская нерпа должна обязательно полинять, это для нее критично. А линяет она как раз на льду Байкала. В это время нерпа очень мало ест, почти не питается, так как в первую очередь ей важно завершить линьку. И если лед вдруг резко ушел, растаял раньше времени, а она еще не отлиняла, то это для нее может быть критично. Но пока численность нерп стабильна, они хорошо размножаются, и им хватает питания: основная еда байкальской нерпы – это голомянка, которая на сегодняшний день является самой многочисленной рыбой на Байкале.
— В чем на сегодняшний день Вы видите главные задачи, стоящие перед учеными-лимнологами, изучающими Байкал?
— Задача первая — это мониторинг. В одно и то же время, в одни и те же точки наблюдений мы регулярно направляемся в экспедиции и фиксируем возможные изменения: в химических компонентах воды, в составе байкальских гидробионтов, в их состоянии… Только на основе регулярного мониторинга и ежегодных, непрерывных рядов наблюдений мы можем сделать какие-то выводы о состоянии байкальской экосистемы.
А вторая задача — это поисковые фундаментальные работы, которые направлены на то, чтобы выяснить, как устроен Байкал, как функционируют скрытые механизмы его жизнедеятельности, о которых мы, возможно, еще и не знаем. Например, как протекает гидрофизический обмен между водными толщами Байкала. Оказалось, что в трех котловинах Байкала вода с разным изотопным составом: почему они не обмениваются между собой? Кроме этого, мы пытаемся выяснить, как наличие химических элементов и фармацевтических препаратов сказывается на байкальских гидробионтах. Например, парабены – консерванты, поступающие в озеро со сточными водами: какое влияние они оказывают на биоту, на структуру белков внутри организмов, какая будет их реакция в долгосрочной перспективе? То есть мы решаем фундаментальные задачи, которые позволяют нам понять, как устроен Байкал и как функционирует это удивительное и во многом уникальное озеро.
Беседовала Ольга Фролова
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
Изображение на обложке: Freepik
