Антропогенное загрязнение лагун Камчатки

Г.Н.Чуян, В.Е.Быкасов (Институт вулканологии ДВО РАН)

     

Лагуны и лиманы, будучи с экологических позиций переходными зонами (экотонами) между сушей и морем, являются ареной адаптации скатывающейся из рек в море молоди (смолтов) и реадаптации взрослых особей лососей, возвращающихся в реки на нерест. Тем самым, лагуны можно и нужно рассматривать в качестве одного из важнейших звеньев в той цепочке наземных, субаквальных, аквальных и демерсальных (донных) экосистем, совокупность которых обеспечивает высочайшую продуктивность лососёвых рыб Камчатки. А поскольку добыча лососей оказывается весьма существенной доходной статьёй региональной экономики, то изучение геохимических процессов, в том числе и обусловленных антропогенной деятельностью, происходящих в лагунах и лиманах, становится одной из ведущих проблем рационального природопользования региона. Качественная характеристика этих процессов и является целью предлагаемой работы.

Основные факторы формирования береговых структур полуострова - современный подъём уровня Мирового океана, подтопление и отчленение аккумулятивными формами устьев многих рек и выработка равновесных профилей подводного берегового склона. Существенную роль в формировании береговой линии играют также приливно-отливные течения, скорости которых, особенно на западном побережье, достигают 2 и более м/сек, что, в свою очередь, обуславливает формирование мощного вдольберегового потока осадочного материала. Вследствие этого при подтоплении и отчленении устьев рек возникает более чем заметный дефицит обломочного материала и тем самым энергия волн освобождается для размыва суши (Новейшие отложения…, 1978). Вот отчего практически все, за исключением некоторых, сложенных коренными породами, мысов (Амбон, Утхолок), западное побережье Камчатки представляет собою выровненную и полого выпуклую в сторону Охотского моря береговую линию. Причём особо надо отметить то, что названная выровненность является, во-первых, следствием последней крупной перестройки береговой линии Западной Камчатки, происшедшей в середине голоцена, и что, во-вторых, эта самая перестройка продолжается и в настоящее время в форме уже упомянутого повсеместного размыва побережья (Шлюков, 1978).

В результате деятельности всех этих природных процессов, практически вся Западная Камчатка являет собою классический пример лагунно-лиманного типа побережья, основной структурой которого являются узкие шнурообразные лагуны, нередко протягивающиеся в длину на несколько десятков километров, представляющие собой с геоморфологической точки зрения водоем, отделенный от моря узкой полосой наносного материала – то есть пересыпью, косой, или двумя косами, растущими навстречу одна  другой, и потому для них характерен затруднённый водообмен с материнским бассейном. Для лагун как своеобразных морфоструктур свойственны три этапа развития: залив, собственно лагуна и лагуна-озеро, у которого связь с морем осуществляется только путём фильтрации. При этом, за небольшим исключением, все лагуны мелководны, а дно их сложено тонкими и хорошо отсортированными осадками с большим количеством органики.

Показательным примером формирования и развития такого рода природных комплексов является участок Устьевое. Здесь, в результате тесной взаимосвязи вышеназванных рельефообразующих факторов, произошло формирование динамичной береговой системы в виде вытянутого вдоль моря лимана, отделенного от морской акватории узкой косой. При этом коса, вырастающая поперек речного устья, отклоняет последнее в одну сторону и продолжает свой рост, за счёт чего русло реки постепенно вытягивается вдоль берега к северу. И по данным Службы морских прогнозов УГКС, за период с 1951 до 1973 гг. это перемещение составило 1250 м. То есть, в среднем, ежегодный прирост южной части косы составляет 57 м/год.

Примерно с такой же скоростью происходит и размыв северной, отделённой от южной устьем лимана, части косы, которая, к тому же, подвержена активному фронтальному размыву с мористой стороны. Что же касается пляжной части этой косы, то, по данным повторных нивелировок, проведённых Службой морских прогнозов УГКС в ходе наблюдений за изменением профиля пляжа в 1982-1984 гг., можно сделать вывод об относительно динамичном равновесии на верхнем участке пляжа и незначительных размывах в его в приурезовой части. При этом размыв происходит почти исключительно в период осенних штормов, а аккумуляция в периоды относительного затишья.

Размыв берегов и самих кошек, заплески, шторма, наводнения и обусловленное всем этим повышение мутности (например, во время волнения мутность воды в лимане р. Воровская резко увеличивается и максимум её наблюдается при штормовом волнении в период отлива, достигая величины 1547 г/м³) являются естественной причиной усиленного загрязнения вод лагун и формирования их местного геохимического фона. То есть, процесс загрязнения лагун изначально предопределен их естественным гидрологическим и геохимическим режимом. И тем не менее, в наши дни более важным фактором загрязнения (а лучше сказать – детериорации или ухудшения состояния) лагун стала хозяйственная деятельность человека, проявляемая в резком увеличении за последние десятилетия концентрации таких "загрязняющих" веществ как тяжёлые металлы, детергенты и, особенно, нефтепродукты. Правда вследствие резкого сокращения объёмов производственной деятельности на побережьях в 90-х годы прошлого столетия общий уровень загрязнения прибрежных вод теми же нефтепродуктами заметно снизился – в Охотском море, например, с 14 ПДК в 1988 г. до 4 ПДК в 1998 г. Однако, во-первых, он по-прежнему остаётся чрезмерно высоким. И к тому же, во-вторых, содержание детергентов за этот же период возросло в 10 раз, содержание железа – до 3-8 ПДК, молибдена – до 1-4 ПДК, марганца – до 1-2 ПДК и меди – до 2-3 ПДК и фенолов – до 2-6 (с максимумом до 10-15) ПДК (Ривкин, 1998).

То есть, во всех этих водоемах наблюдается активизация и интенсификация антропогенного загрязнения и возрастания влияния последнего на гидрогеохимический режим лагун. Чему, безусловно, способствует то, что лагуны вследствие явно выраженного застойного режима водообмена, обладают своеобразной геохимической обстановкой – то есть наличием геохимических барьеров на контакте пресной воды рек и солоноватой воды самих лагун и на контакте этих последних с солёными морскими водами. Во всяком случае, наши (Чуян и др., 2001) геохимические исследования показали, что максимальные концентрации поллютантов отмечаются именно в контактной зоне, то есть в зоне активного взаимодействия и смешения пресных и морских вод. Хотя, сразу же подчеркнём, очень устойчивые, и потому имеющие тенденцию к накоплению, тяжёлые металлы и детергенты концентрируются не столько в водной массе самих лагун, сколько в донных осадках. Что, в свою очередь, значительно ухудшает газово-кислородный режим лагун.

Таким образом, для многих лагун полуострова характерно загрязнение их вод и донных осадков в ходе антропогенной деятельности. При этом наиболее интенсивно загрязняются нефтепродуктами и бытовыми отходами лагуны, на берегах которых располагаются рыбокомбинаты и рыбозаводы. Например, в береговых отложениях Ичинского лимана, по данным бурения КамчатТИСИЗ(а), осадочная толща в интервале 2,8-4,5 м от поверхности буквально пропитана отходами горюче-смазочных материалов. Причём поскольку загрязнённый горизонт располагается, как правило, ниже уровня поверхностных вод лимана, то происходит активное просачивание нефтепродуктов в водную толщу и последующее их накопление в донных осадках. А низкие температуры лагунных вод, резко снижают скорость разложения нефтепродуктов, способствуя их консервации.

Тем не менее, если говорить в целом, лагуны Западной Камчатки, равно как и лагуны и лиманы её северо-восточного побережья, пока ещё находятся на начальном этапе этого процесса. К тому же, как уже говорилось, резкое сокращение в последние годы производственной деятельности береговых рыбодобывающих и рыбообрабатывающих предприятий, вплоть до полного закрытия значительного их числа, заметно замедлило его скорость и интенсивность. Хотя разрушение пересыпей и кошек, отделяющих лагуны от моря, так сильно подстёгнутое непродуманным хозяйствованием прошлых лет, продолжается с интенсивностью не меньшей чем прежде.

Совершенно иная ситуация сложилась в Авачинской губе, также являющейся рыбохозяйственным водоёмом первой категории значимости. И сложилась не случайно. Так как, во-первых, будучи по генезису вулкано-тектонической структурой, она по целому ряду ведущих (обособленность, мелководность, усиленный приток пресных вод и т.д.) природных признаков и особенностей соответствует подлинным лагунам. И так как, во вторых и в главных, на берегах и в бассейне губы сосредоточено до 80% промышленного потенциала области и около 70% её населения. Что всё вместе и привело к интенсивному антропогенному загрязнению, показателями которого, прежде всего, являются резкое, до 3-4 м в год в кутовой части губы, возрастание скорости аккумуляции илов, активное накопление нефтепродуктов в донных осадках и, главное, более чем заметное уменьшение продуктивности и репродуктивности гидробионтов с одновременным сокращением на 60% числа донных обитателей прибрежной части губы. Причём этот процесс деградации биоты бухты грозит стать необратимым. Впрочем, рассмотрим эту проблему несколько подробнее.

Авачинская губа, будучи одной из самых больших (около 215 км²), красивых и удобных гаваней мира, представляет собою округлой формы водоём закрытого типа, ориентированный большой осью с юго-востока на северо-запад и соединяющийся с океанской акваторией (с Авачинским заливом) сравнительно узким проливом. Побережье губы очень извилисто и изрезано многочисленными небольшими бухтами – Тарья, Раковая, Бабья, Петропавловская, Сероглазка, Моховая и др.

Губа практически полностью изолирована от океанического волнения, и по этой причине на её акватории в течение всего года преобладает местное ветровое волнение. При этом наибольшую повторяемость имеют волны высотой до 0,25 м господствующего западного направления. И лишь изредка, при наиболее сильных ветрах северо-западного направления, наблюдаемых преимущественно зимой, высота волн на акватории бухты может достигать 2 м.

Закрытость губы и её изолированность от океанского волнения, обусловленные узостью её горла и наличием в последней довольно крупного подводного «порога», препятствует активному водообмену губы с океаническими водными массами. Так что колебания уровня воды в губе и вынос водных масс за её пределы осуществляется в основном приливно-отливным и слабым вдольбереговым течениями, а также сгонно-нагонными явлениями. Характер приливов, в основном, неправильно суточный с максимальной амплитудой 1,5 м. Сгонно-нагонные колебания уровня воды невелики и не превышают нескольких сантиметров.

Вследствие изолированности от океана и впадения в губу двух больших (рек. Авача и Паратунка) и множество мелких рек и ручьёв, в губу ежегодно поступает свыше 4,5 км³/год) пресной воды, вследствие чего средняя солёность водной массы губы составляет всего 2,741%. Одновременно, за счёт речного стока, в воды губы поступает значительное (только река Авача ежегодно поставляет 250 тыс. т влекомых – пески и алевро-пелиты и взвешенных – илы и детрит речных наносов) количество донных осадков.

Названные особенности Авачинской губы оказываются одними из важнейших причин, способствующих обогащению её вод осадочным (илы) и органогенным (детрит) материалом. Причём  температурный режим водной массы губы, с его чётко выраженным в годовом ходе максимумом (+13^оС в августе) и минимумом (-1^о в январе-феврале) и, главное, с ежегодным замерзанием прибрежных зон и небольших бухточек на срок до 4-6 месяцев, не благоприятствует разложению и преобразованию загрязняющих веществ. Что и оборачивается естественным загрязнением водоёма. Чему способствует также и наличие упомянутых бухт и бухточек, поскольку существующее в губе вдольбереговое течение охватывает лишь наиболее открытые части самой губы и потому попросту не способно выносить из этих достаточно изолированных бассейнов седиментации отлагаемый там материал. Помимо этого на процессах осадконакопления заметно, в сторону интенсификации, сказывается и неотектоника региона, вследствие которой дно губы испытывает тенденцию к понижению, а образующиеся там осадки – к возрастанию мощности.

Таким образом, как и в подлинных лагунах, в Авачинской губе установился преимущественно застойный режим водообмена, который способствует её загрязнению. И всё же самой основной причиной загрязнения губы является антропогенная деятельность. Расположение на берегах и в бассейне губы достаточно крупной – около 300 тыс. населения – городской агломерации с морскими портами и причалами, с судоремонтными верфями и с многочисленными промышленными, рыбопромышленными, сельскохозяйственными и прочими предприятиями и производствами привело к тому, что в настоящее время речь уже может идти о необратимости деструктивных процессов. Именно о необратимости, ибо даже в условиях резкого сокращения промышленного (вдвое) и сельскохозяйственного (втрое) производств в бассейне губы (за счёт чего в 1994 г. воды Авачинской губы были переведены из класса загрязнённых в класс умеренно загрязнённых, загрязнение её продолжается с чрезмерной интенсивностью. В частности, в 1996 г. в воды губы только хозяйственных стоков через 63 выпуска поступало до 100 тыс. м³/сутки, а за весь 1999 г. в губу поступило 1 233 645 тыс. м³ сточных вод, из которых 14,6% относились к категории загрязнённых и недостаточно очищенных (Копылов, Павлова, 1998).

Особенно сильно воды губы загрязняются нефтепродуктами. Причём, несмотря на то, что среднее содержание нефтепродуктов в губе за период с 1998 по 1993 гг. снизилось от 6-10 до 3-4 ПДК (при 48 ПДК во время аварийных разливов) и даже до 2 ПДК (с максимумом до 14 ПДК во время разливов) в последующее пятилетие, в отдельные годы (в 1996 г., например, содержание нефтепродуктов в губе достигло 4 ПДК) уровень загрязнения нефтепродуктам резко возрастал. Да и в последующие годы, согласно данным  мониторинга Авачинской бухты, проведённого специалистами Специализированной инспекции государственного экологического контроля и анализа Госкамчатэкологии, также было отмечен некоторое возрастание уровня загрязнение губы нефтепродуктами. При этом наибольшее загрязнение выявлено в районе ЖБФ, ЗАО "ПСРЗ", СРВ, "Судоремонтсервииса", Мехзавода, Сероглазки, где отмечается наибольшее скопление судов и где дно губы в отдельных местах пропитано нефтепродуктами на 50 см.

К сожалению, приходится констатировать, что проблемы со сбором льяльных вод с судов, с организацией работы нефтемусоросборщиков, с закреплением акватории за пользователями, а также со строительством установки по производству сорбента, используемого для сбора нефтепродуктов так до сих пор и не решены (Официальные ведомости, 2000). В связи с чем, насыщенность воды губы кислородом резко снижалась все последние годы и тем самым сложилась упомянутая выше тенденция к росту концентрации детергентов и хлорорганических пестицидов, доля которых почти вдвое превышала допустимую норму.

Не снижалось в губе в период 90-х годов и содержание фенолов, которые поставляются в бухту с коммунальными и промышленными стоками, а также образуются в результате разложения  растительных остатков, поступающих в губу с речным и дождевым стоком. Вот отчего, кстати, больше всего фенолов зарегистрировано в районе выпуска сточных вод морского и рыбного порта, вблизи дельты р. Авачи, а максимальная их концентрация приурочивается к 10-метровой глубине в районе морского торгового и рыбного портов и в бухте Моховой, где их содержание в 1997 г. достигало 6-9 ПДК (Ривкин, 1998). Причём этот высокий уровень сохранялся и в последующем периоде. Во всяком случае, по данным гидрохимической съёмки Камчатгидромета, проведённой в октябре 1999 г., содержание фенолов в водной массе губы изменялось от 1 до 5 ПДК и, тем самым, находилось на уровне показателей предыдущих лет.

Что же касается фосфатов, то в последние годы наиболее интенсивное (в 5 раз выше фоновых показателей) их содержание в губе наблюдалось в районе Озерновской косы, что было обусловлено влиянием сточных воды, сбрасываемые через выпуска МП "Горводоканал", поскольку здесь, как, кстати, и во всём бывшем Ленинском районе, сточные воды сбрасываются без всякой очистки из-за отсутствия для этого надлежащих очистных сооружений (Новая Камчатская правда, 1999).

Существенную роль в процесс загрязнения губы играют также и стоки рек Авачи, Паратунки, Красной и др., в бассейнах которых расположено множество населённых пунктов и объектов производственной деятельности. И которые по этой причине поставляют в воду губы большое количество разнообразных загрязняющих веществ, хотя, в связи с уже упомянутым свёртыванием производственной, и прежде всего сельскохозяйственной, деятельности общее количество загрязнителей (удобрений, пестицидов, гербицидов и пр.) снизилось к концу 90-х годов в 2-3 раза. В частности, например, уровень содержания того же фенола в речном стоке бассейна Авачинской губы на этот период снизился с 5-6 до 2-3 ПДК.

Загрязнение водной массы губы и скопление загрязняющих веществ в донном слое осадков приводит дефициту кислорода, столь необходимого для разложения самих же загрязняющих веществ. Особенно низко (до нулевого значения) содержание кислорода в воде губы падало в 1990-1991 годах и (до 8% вместо предельно допустимых 70%) в 1997 г. (Ривкин, 1998). Что, в сочетании с самим загрязнением, и стало одной из основных причин снижения продуктивности биомассы гидробионтов губы.

И в самом деле, наблюдения последних лет за бентосной растительностью губы показали резкое снижение видового разнообразия водорослей, главным образом за счёт исчезновения багрянок (до 60%), бурых (до 50%) и зелёных (до 25%) водорослей (Chuyan, Selivanova, 1997). Причём, скорее всего, главной причиной исчезновения красных водорослей является нарушение их репродуктивной функции под влиянием токсических веществ в придонных слоях (Чуян и др., 2001). В целом же, неодинаковая резистентность различных групп водорослей к загрязнению ведёт к серьёзным изменениям в составе гидрофитоценозов и к установлению нового равновесия водорослей с остальными биокомпонентами бухты.

Всё это означает, что заметного улучшения экологической обстановки в Авачинской губе ожидать в ближайшее время не приходится. Уж слишком много загрязняющих веществ накопилось в предыдущее время. И слишком много таковых веществ поступает в Авачинскую губу и поныне как со сточными водами, из более 120 млн. м³/год которых 50-60% составляют ливневые (то есть, максимально загрязнённые) стоки, так и с бытовыми и производственными отходами. При том, что при общей нехватке очистных сооружений в бассейне губы в целом, очистные сооружения на м. Чавычий в силу разных (экономических, технических, административных и т.д.) причин загружены лишь наполовину. Правда, администрациями города и области было предложено осуществить строительство коллектора, благодаря которому стоки северной части областного центра должны быть переброшены на очистные сооружения м. Чавычий. Для чего предложили создать Ассоциацию водопользователей и специального целевого фонда, в который должны бы перечисляться 50-79% от ставки платы за пользование водными объектами, что, в свою очередь, позволило бы дополнительно финансировать природоохранные мероприятия. Однако общее ухудшение социально-экономической обстановки в регионе не позволяет осуществить эти решения в должной мере.

Таким образом, скажем в заключение, неблагоприятный гидрохимический и геохимический режим, возникающий в лагунах Камчатки в результате антропогенного воздействия, становится (уже стал) одной из ведущих причин снижения продуктивности биомассы как в самих лагунах, так и во впадающих в них реках. А поскольку современные лагуны и лиманы занимают практически всё западное побережье Камчатки и побережье Карагинско-Олюторского залива – этих одних из самых значимых на планете рыбопромысловых районов – то проблема их загрязнения приобретает не только научное, но и важнейшее социально-экономическое значение, требующая разработки и принятия специальных, включая концепцию социально-экономического развития области, мер рационального природопользования.

ЛИТЕРАТУРА

Копылов Б.И., Павлова В.П. Экология Авачинской губы: источники загрязнения, проблемы, решения, перспективы // Сб. науч. статей по экологии и охране окружающей среды Авачинской бухты. Петропавловск-Камчатский – Токио: Госкомкамчатэкология. 1998. С.11-18.

«Новая Камчатская правда» № 44, 25 ноября 1999 г.

Новейшие отложения и палеогеография плейстоцена Западной Камчатки. М.: Наука. 1978. 122 с.

«Официальные ведомости» № 21, 1 июня 2000 г.

Ривкин В.С. Проблемы мониторинга и охраны окружающей природной среды Камчатской области // Матер. Камчатской регион. конф. по охране природы. Петропавловск-Камчатский. 1998. С.38-43.

Чуян Г.Н., Селиванова О.Н., Лупикина Е.Г., Быкасов В.Е. Долговременное захоронение поллютантов в придонных осадках и их влияние на бентосную растительность Авачинской губы // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: Матер. II науч. конф. Петропавловск-Камчатский: Камшат. 2001. С.166-167.

Шлюков А.И. Трансгрессии Охотского моря в голоцене. Новейшие отложения и палеогеография плейстоцена Западной Камчатки. М.: Мир. 1978. С.105-107.

Chuyan G.N., Selivanova O.N. Long-term retention of pollutants in the bottom sediments and their influenсe on benthos vegetation // With rivers to the sea: Abstracts 7th Stockholm Water Symposium (Stockholm. August, 10-15, 1997). Stockholm. Sweden. 1997. P.194-196.