Окисление водной массы водоемов

Серьезное качественное изменение водных масс, обусловленное выпадением кислотных осадков из загрязненных воздушных потоков, отмечается в ряде европейских стран.

Одно из сильнейших антопогенных воздействий на водоемы юго-восточной части Скандинавского полуострова и южной Швеции оказывается выпадающими кислотными дождями.

С начала 1970-х годов обнаружилось повышение кислотности в озерных и речных водах региона, сопровождавшееся массовой гибелью рыб. Это явление привлекло внимание научных кругов и широкой общественности в целом к проблеме кислотных осадков, выпадающих из воздушных потоков, насыщенных соединениями SO₂, NO₂ и взвешенными частицами. В аэрозольном состоянии эти соединения способны переноситься на многие сотни и даже тысячи километров от пункта выброса и затем в виде сильных кислот (серной или азотной) выпадать с осадками на пути перемещения.

Если в естественном состоянии рН озерных вод равен 5,0 или 6,0, то после выпадения кислотных дождей рН снижается от 4,3 до 3,0. В таких условиях происходит вымывание в водную среду подвижных форм алюминия – очень сильного токсиканта для обитателей замкнутых водоемов. Повышение концентрации алюминия не только снижает репродуктивную способность многих видов рыб и остальных гидробионтов, но и приводит к их массовой гибели. Воды озер при этом оказываются почти стерильными, их прозрачность повышается, но исчезает все живое, за исключением сфагнового мха, который устилает днища водоема.

Этот процесс особенно интенсивен там, где и в естественных условиях биологический фон характеризуется повышенной кислотностью. Это главным образом территории с хвойнолесной растительностью (таежные) или с торфяниками и болотами. Образующиеся при разложении органических остатков агрессивные фульвокислоты усиливают выщелачивание. Ситуация обостряется на цокольных равнинах, где в коренных породах или в поверхностных отложениях отсутствуют карбонаты или другие легкорастворимые соединения, служащие естественным буфером для выпадающих на поверхность кислот. Такие территории крайне уязвимы для дополнительного привноса кислот с осадками.

В настоящее время сильнейшее закисление озер наблюдается на обширных пространствах южных районов Норвегии, Швеции, Финляндии и в Дании, а также в водах Германии, Австрии, Чехии, Шотландии.

С конца 1970-х годов проводятся систематические наблюдения за уровнями кислотности поверхностных водоемов и перемещающихся загрязненных воздушных масс в масштабе всей Европы. Было установлено, что только в период с 1940 года по 1977 год рН водных масс снизился с 6.7 до 4,7; в результате из 5000 озер южной Норвегии полностью лишились рыбных популяций 1750 озер, а еще 900 – сильно пострадали от закисления. В южной и центральной Швеции гибель рыбных популяций произошла в 2500 озерах. В общей сложности это вредное воздействие коснулось в разной степени 18000 озер Норвегии и Швеции.

Исследованиями установлено, что главными виновниками столь тяжелых последствий водоемов Скандинавии являются выбросы промышленных предприятий не Норвегии и Швеции, а Великобритании и земли Северный Рейн – Вестфалия в Германии. Трансграничный перенос газообразных загрязнителей стимулировал международные усилия для борьбы с этим общеевропейским бедствием. В ходе выполнения международной программы LRTAP по контролю за загрязнением воздуха, действующей в рамках ЕЭК ООН с 1979 года (с 1989 года в ней принимают участие 20 европейских государств, а с 1994 года – 25 государств), была разработана концепция «критических нагрузок» на окружающую среду. Понятие «критическая нагрузка» определялась как «... количественный уровень оседания одного или нескольких загрязнителей, ниже которого, по современным представлениям, не обнаруживаются явные признаки вредного воздействия на особо чувствительные компоненты окружающей среды» (Heltelingh и др., 1991). По результатам исследования была составлена на территорию всей Европы карта «Уязвимости экосистем к кислотным осадкам» в масштабе 1:10000000. Наиболее уязвимы, согласно этой карте, оказываются таежные зоны Скандинавии и Финляндии, Шотландии, Галисии, высокогорий Альп и некоторых других горных систем Европы, сложенных кристаллическими породами.

Меры по снижению выбросов в атмосферу вредных соединений дали определенные положительные результаты: наблюдается некоторое снижение эмиссий S0₂, пыли, но объемы выбросов азотных соединений не снизились. Последние обследования начала 1990 годов свидетельствуют о продолжающемся процессе антропогенного подкисления водоемов. Из 13600 озер, обследованных на территории Норвегии, в 1991 году 2600 озер оказались стерильными, а в 3000 озер популяции рыб сильно уменьшились в численности. Общее сокращение рыбных популяций оценивается величинами от 92 до 305 тыс. особей, а в весовом выражении – от 345 до 1150 тыс. т. Столь массовая гибель живых организмов пагубно сказывается и на качестве речных и озерных вод.