Исследователи определили, что концентрация ртути в крымских озерах растет с увеличением солености водоема, а также если поблизости расположены химические заводы. Интересно, что живые организмы тоже могут повлиять на этот показатель: крошечные рачки артемии уменьшают содержание ртути, а водные растения вызывают его сезонные колебания. Результаты работы помогут найти способ снизить концентрацию тяжелого металла в соленых озерах и тем самым, с одной стороны, сохранить биоразнообразие их обитателей, а с другой — сделать водоемы пригодными для выращивания ценных видов рыб и ракообразных. Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликовано в журнале Water.
Ртуть широко применяется в промышленности, например, при производстве ламп и термометров, как катализатор в химическом синтезе. Она очень токсична и оказывает влияние практически на все системы органов, а в особо тяжелых случаях приводит к смерти. Хотя сейчас стараются использовать ртуть в производстве как можно реже, остаются риски ее выброса в окружающую среду. Этот элемент очень подвижен, а потому активно переносится реками и в конце концов собирается в прудах и бессточных озерах.
«Ртуть попадает и в соленые озера, а затем накапливается в живых организмах, передаваясь от растений к поедающим их животным. Из-за этого наибольшие количества ртути оказываются в крупных организмах, например, рыбах, птицах, человеке. Кроме того, ртуть не позволяет использовать соленые озера для выращивания аквакультуры, а потому приходится использовать куда более ценные пресные водоемы», — рассказала Елена Ануфриева, руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, кандидат биологических наук, руководитель лаборатории экстремальных экосистем Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН.
Исследователи отдела радиационной и химической биологии и лаборатории экстремальных экосистем ИнБЮМ РАН (Севастополь) выяснили, насколько загрязнены ртутью восемнадцать соленых озер в Крыму. Оказалось, что в среднем они содержали около 300 нанограмм металла на литр, что не превышает предельно допустимой концентрации в 500 нанограмм на литр, однако это все равно довольно большое значение.
«Изучение ртути проводится отделом радиационной и химической биологии ИнБЮМ в разных частях Черного моря уже давно. Исследования показывают, что концентрация ртути в воде соленых озер в среднем значительно выше, чем в Черном море», — сообщила Александра Стецюк, младший научный сотрудник отдела радиационной и химической биологии ИнБЮМ РАН.
Чтобы выяснить, почему в озерах накапливается ртуть, ученые рассмотрели различные факторы, в первую очередь — деятельность человека. Соленые водоемы, расположенные в северной части Крыма, содержали больше всего этого тяжелого металла. Авторы статьи связывают это с тем, что на севере Крыма находится крупный центр химической промышленности. Более того, в одно из проанализированных озер и вовсе сливаются сточные воды с завода.
Исследованные озера имеют разную соленость в диапазоне от 2,5 до 420 грамм на литр, поэтому ученые проверили, влияет ли этот фактор на содержание ртути. Оказалось, что чем больше соленость, тем больше и содержание тяжелого металла. Авторы предполагают, что дело во взаимодействии ртути и солей, в результате которого загрязнитель оседает на дно медленнее. Такой вывод очень важен, поскольку некоторые животные, разводимые для кормления рыб — например, артемии и личинки комаров-звонцов, — нуждаются в высокой солености. В этом случае ртути в озере будет больше и риск отравления рыбы выше.
Также ученые определили, сколько тяжелого металла содержится в разных живых существах, населяющих соленые озера: в тканях высших растений, в зеленых водорослях и маленьких жаброногих рачках рода артемия. Больше всего ртути оказалось в ракообразных. С одной стороны, это позволяет использовать их для очистки водоемов, поскольку рачки-фильтраторы поглощают металл из окружающей воды, и с их фекалиями он уходит в донные отложения. С другой стороны, если животные будут кормом для рыб, то есть серьезные риски отравления.
Водные растения накапливали меньше всего ртути — в пять раз меньше, чем рачки. Но, несмотря на это, они сильно влияют на цикл металла в водоеме. Например, концентрация растворенной ртути в крымском озере Кызыл Яр в летние месяцы была в 45 раз меньше, чем в ноябре. Ученые предполагают, что это происходит из-за того, что весной растения активно накапливают биомассу, и в ней аккумулируется ртуть. Осенью растения отмирают и разлагаются, выделяя металл снова в воду.
«Среди множества факторов, влияющих на содержание ртути в озерах, особое место занимают населяющие их живые существа. Они могут помочь в борьбе с загрязнением. Большие популяции артемий, обитающих в соленых озерах, а также водоросли способны ускорить круговорот ртути, однако это требует дальнейших исследований», — рассказывает Николай Шадрин, ведущий научный сотрудник лаборатории экстремальных экосистем ИнБЮМ РАН.