Основные загрязнители нерестовых рек Камчатки



Территория Камчатского края является одной из наиболее благополучных в экологическом отношении. Край обладает самыми большими в Евразии площадями естественных нерестилищ тихоокеанских лососей. Несмотря на невысокий уровень урбанизации, Камчатский край не является исключением и подвергается антропогенному воздействию. На Камчатке принята стратегия комплексного развития территории, включая разработку полезных ископаемых, в частности месторождений золота и полиметаллических руд. Цель работы — дать характеристику основных загрязняющих веществ нерестовых рек Камчатки. Выделены основные загрязняющие вещества рек Камчатского края (нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы) и дана их количественная оценка.

Ключевые слова: нерестовые реки, основные загрязнители рек, мониторинг, нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы.

The territory of the Kamchatka region is one of the most environmentally friendly. The region has the largest areas of natural spawning grounds of Pacific salmon in Eurasia. Despite the low level of urbanization, the Kamchatka Territory is no exception and is subject to anthropogenic impact. Kamchatka has adopted a strategy for the integrated development of the territory, including the development of minerals, in particular gold and polymetallic ore deposits.

The purpose of the work is to characterize the main pollutants of spawning rivers of Kamchatka.

The main pollutants of the rivers of the Kamchatka Territory (petroleum products, phenols, heavy metals) are identified and their quantitative assessment is given.

Keywords: spawning rivers, main pollutants of rivers, monitoring, petroleum products, phenols, heavy metals.

Камчатский край расположен на крайнем северо-востоке России и включает Камчатский полуостров с прилегающей к нему частью материка, о. Карагинский и Командорские о-ва. Прибрежная часть характеризуется морским климатом, центральные и северные районы — континентальным. Рельеф территории Камчатского края сформирован тектоническими, вулканическими и различными денудационными процессами [1].

В Камчатском крае густая гидрографическая сеть, (более 140 000 водотоков), имеющих смешанный тип питания. Большинство рек имеет протяженность до 10–20 км, длина 45 рек Камчатки составляет свыше 100 км [1, 2].

Рыболовство и рыбообрабатывающая промышленность являются основными отраслями экономики Камчатского края (20 % ВРП), объем добычи составляет более 30 % от общероссийского. Лососевый промысел дает 30–40 % доходов рыбной промышленности края. На территории Камчатского края растет добыча полезных ископаемых (платина, россыпное и коренное золото, попутное серебро, полиметаллические руды, газ и уголь для местных нужд, питьевая и минеральная вода), обеспечивающая 5,6 % ВРП.

Актуальность . Уникальность Камчатского края заключается в том, что на его территории располагаются самые большие в Евразии площади естественных нерестилищ тихоокеанских лососей. Как показал мировой опыт, любое хозяйственное освоение территории отрицательно влияет на воспроизводство лососей. Стратегия комплексного развития территории, принятая на Камчатке, включает разработку месторождений полезных ископаемых, в частности золота, полиметаллических руд, платины. Развитие горнорудной промышленности неизбежно приводит к деградации нерестовых рек и снижению их рыбохозяйственного потенциала.

Цель работы — дать характеристику основных загрязняющих веществ нерестовых рек Камчатки.

Работа является аналитическим обзором опубликованных сведений о загрязнении рек Камчатского края.

В Камчатском крае гидрологические посты расположены неравномерно вследствие малой населенности и огромной территории, мало изучены реки, впадающие в Берингово море. Например, по восточному побережью от северной границы бассейна р. Камчатка до соединения с материковой частью, посты наблюдений отсутствуют. На многих реках собираются только гидрологические данные, пробы воды на содержание фенолов берутся только на постах 3 категории.

По данным ФГБУ «Камчатское УГМС» основными загрязнителями рек являются нефтепродукты (НП), фенолы, соединения меди, коммунальные и промышленные стоки. Загрязнение, в основном, имеет комплексный характер с превышением ПДК для 3–6 показателей [3] и имеет природно-техногенный характер, кроме НП (техногенное загрязнение). Деградация водных объектов происходит также в результате застройки территорий на водосборной площади, строительства и эксплуатации газопровода [4].

Нефтепродукты . Загрязнение НП происходит вследствие поступления их с ливневым и поверхностным стоком с автомобильных дорог и, так называемых временных технологических трасс, проходящих вдоль рек или их пересекающих. Например, автомобильная трасса регионального значения длиной 740 км (Петропавловск-Камчатский — Усть-Камчатск) проходит вдоль левого берега р. Камчатка, после п. Козыревск идет по правому берегу, то приближаясь, то отдаляясь на некоторое расстояние. Содержание НП в почвах на некоторых участках данной автодороги превышает в 4,7 раза фоновые значения [5], откуда со стоком поступают в реку, где являются основным источником ее загрязнения НП (судоходство осуществляется только в низовье на участке Усть-Камчатск — Ключи).

Наибольшие концентрации НП характерны для половодья, межени и перед ледоставом. Значительное содержание НП присутствует в р. Камчатка (от п. Козыревск до п. Ключи) и ее притоках (Кавыча, Кирганик, Уксичан) и в реках западного побережья (Озерная и ее приток Паужетка), Удова и Большая Воровская. Загрязнение НП имеет тенденцию к возрастанию (табл. 1).

Таблица 1

Средняя кратность превышения ПДК нефтепродуктов в реках Камчатского края [3, с. 6–10]

Показатель	2014	2015	2016	2017	2018	2019
Нефтепродукты, ПДК	н/д	5	7	10	12,8	для 76 % рек увеличение в 2–16 раз

Огромный вклад в загрязнение нерестовых рек НП (в среднем до 13,0 ПДК) вносят поселки, расположенные по берегам рек, особенно п. Озерновский на р. Озерная и п. Паужетка на р. Паужетка (приток р. Озерной). Экстремально высокое загрязнение НП было отмечено в 2014 году в р. Озерная на пике половодья, где в каждом из трех створов содержание достигало 95 ПДК. Случаи высокого загрязнения НП в течение года фиксировались в различные гидрологические сезоны. В пробах поверхностных вод, отобранных с апреля по ноябрь 2019 г., зафиксировано 24 случая высокого загрязнения НП в р. Камчатка (ниже п. Ключи и п. Козыревск) и ее притоках — реках Кирганик, Кавыча, Уксичан и Быстрая (выше с. Эссо), реках западного побережья (Озерная с притоком Паужетка, Большая Воровская), на восточном побережье в р. Авача (ниже г. Елизово) — 30,6–49,8 ПДК [3, 6–10]. В 2019 г. в р. Камчатка выше п. Ключи и в бассейне р. Озерная было обнаружено 9 случаев ЭВЗ нефтепродуктами — 145,6–294,8 ПДК [10], что можно оценить как катастрофическое для лососевых рек.

Фенолы . Источником фенолов в реках является разложение органического вещества трупов отнерестовавших рыб, растительной биомассы, затонувшей древесины, коммунальных стоков и отходов переработки рыбы на предприятиях. В зависимости от величины заходов рыб на нерест, продуктивности биомассы, зависящей от метеоусловий вегетационного периода, производительности рыбоперерабатывающих предприятий (сброс отходов и стоков от переработки рыбы), количество фенолов варьирует (табл. 2).

Таблица 2

Средняя кратность превышения ПДК фенолов в реках Камчатского края [3, с. 6–10]*

Показатель	2014	2015	2016	2017	2018	2019
Фенолы	2,5	6,3	6,6	2,5	5,0	6,5

* — Определение фенолов проводится только в пунктах наблюдений III категории, а также на гидрологических створах г. Елизово, всего в половине от общего числа створов.

Для рек Камчатка (створы ниже п. Козыревск и п. Ключи), Авача и ее притоков (кроме р. Красная), бассейнов рек Паратунка и Большая, Быстрая, Плотникова (кроме р. Ключевка), 1-я Мутная, Корякская, Пиначевская и Половинка характерно постоянное превышение ПДК фенолов. Высокий уровень загрязнения фенолами — до 30,1–45,5 ПДК зарегистрирован в первой декаде апреля 2019 года в реках Паратунка и ее притоке (р. Быстрая), Авача и ее притоке (р. Половинка), 1-я Мутная, Камчатка (ниже п. Ключи) и др., что характеризовалось максимальной концентрацией за период 2014–2019 гг. [3, 6–10]. В целом, повышенные концентрации фенолов регистрировались как в межень, так и половодье и дождевой паводок.

Медь . В Камчатском крае имеются комплексные проявления меди — это меднорудные, медно-молибденовые, медно-полиметаллическое рудопроявления [11]. Почвы Камчатки характеризуются повышенным содержанием меди. Медь в большей степени вместе с гидроксидом железа выносится в водоемы с почвенным раствором [12]. В результате загрязнение медью свойственно всем нерестовым рекам края, с повторяемостью величин выше пороговой в 57–100 %, в которых содержание меди превышало ПДК в 1,5–6 раз (табл. 3).

Таблица 3

Средняя кратность превышения ПДК меди в реках Камчатского края [3, с. 6–10]

Показатель	2014	2015	2016	2017	2018	2019
Медь	4	3,8	6,5	3,5	для 41 % рек снижение в 1,5–3,0 раза	для 38 % рек снижение в 2–5 раз

Разовые повышенные концентрации (1,1–7,6 ПДК) выявлены во всех водотоках в различные гидрологические сезоны, а для 55 % водотоков соединения меди являются характерным загрязняющим веществом. Наибольшая концентрация меди характерна для рек Озерная с притоком Паужетка за счет выхода термальных вод и выщелачивания меди из коренных пород, для р. Камчатка и 1-я Мутная за счет выщелачивания меди из коренных пород (рис. 1). Концентрации, превышающие 10 ПДК, характерны для половодья, межени и дождевого паводка. Так, максимум превышения ПДК зарегистрирован в 2015–2016 гг. в р. Камчатка (рис. 1).

Рис. 1. Высокие разовые показатели загрязнения медью в 2014–2018 гг.

Железо, цинк, свинец . Для более половины исследуемых рек отмечено повышенное содержание железа общего, цинка и свинца.

Среднегодовая величина железа общего в р. Уксичан (приток второго порядка р. Камчатка), р. Большая и р. Быстрая увеличилась в 2 раза, в остальных мало изменилась. Значительное превышение (11,4 ПДК) зафиксировано в р. Красная (приток р. Авача) на спаде половодья [3]. Максимальное превышение содержания общего железа наблюдалось в 2014 году в половодье в замыкающем створе у п. Ключи (18,2 ПДК) [6].

Цинк, как загрязняющее вещество, характерен для всех исследуемых рек, но среднегодовая концентрация его не превышала 2,3 ПДК. В 2015 г. содержание соединений цинка увеличилось в среднем в 8,5 раз, и для 80 % обследованных водных объектов цинк стал загрязняющим веществом [7]. Наибольшее содержание цинка отмечено на пике половодья для р. Быстрая ниже с. Эссо (6,8 ПДК) [3].

Свинец является характерным загрязняющим веществом для бассейнов рек Большая, Быстрая, большей части бассейна р. Авача, особенно р. Средняя Авача, а также для бассейнов рек Большая Воровская, Быстрая (приток р. Паратунка) и притоков р. Камчатка (Берш, Кавыча, Уксичан) [3, 6–10]. На участке р. Камчатка у с. Долиновка в 2015 г. в период дождевого паводка, а в 2017 г. на р. Берш в меженный период было обнаружено наибольшее разовое содержание соединений свинца — 2,5 ПДК [7, 9].

В межень в воде pек Удова и Большая Воровская были обнаружены максимальные концентрации кадмия — 2,9 и 2,99 ПДК, соответственно. Единичные случаи загрязнения кадмием зарегистрированы для pек Камчатка (п. Козыревск и ниже п. Ключи), Кирганик и Авача (оба створа) [9].

Кислородный режим рек полуострова в целом хороший, за исключением некоторых притоков р. Камчатка в 2015–2016 гг. В последующие годы дефицит до 4–11 % стал проявляться на реках Кавыча, Кирганик, Берш, Удова, Быстрая и Анавгай при различных гидрологических условиях [7, 8].

Содержание растворенного органического вещества, оцененное по БПК5 и ХПК, составляло для рек полуострова не более 2,5 и 1,8 ПДК, соответственно. Повышенное содержание органических веществ (определенное по ХПК) — выше 2,2 ПДК отмечено в 2017 г. в pеках Камчатка (с. Долиновка, п. Козыревск), Красная и Удова [9].

Для рек полуострова среднегодовое содержание взвешенных веществ составляло, в среднем, 18,4 мг/л. Для остальных рек этот показатель был значительно ниже, кроме р. Камчатка (п. Козыревск и ниже п. Ключи). Высокие разовые концентрации отмечены для р. Красная (40,6 мг/л) и 1-я Мутная (119 мг/л), р. Камчатка в районе п. Козыревск на пике половодья (270 мг/л). Максимальная величина взвешенных веществ фиксировалась в 2020 г. в дождевой паводок в реке 1-я Мутная — 629 мг/л [3, 9, 13]. На Корякском нагорье в бассейне р. Вывенка (р. Левтыринываям, р. Ветвей, руч. Ледяной, руч. Ольховый и др.) в бесснежный период ведется добыча платины путем промывки платиноносных песков, что повлекло катастрофическое поступление взвешенного вещества в водотоки (до 3000 мг/л), вызывая заиление нерестилищ и донных биоценозов [14, 15].

Последовательная деградация водных объектов происходит в результате сбросов органических стоков рыбоперерабатывающими предприятиями; поступления тяжелых металлов при добыче золота и полиметаллических руд (реки Камчатка, Ича и Асача); промывки платиноносных песков (р. Вывенка); поступления нефтепродуктов (р. Камчатка с притоками Кирганик, Кавыча, Уксичан и Быстрая, реки Большая Воровская и Озерная с притоком Паужетка, р. Авача).

Большой негативный эффект для нерестовых рек Колпакова, Брюмка, Воровская, Удова, Кехта, Коль, Пымта, Кихчик, Хомутина, Утка, Большая, Авача имело строительство и эксплуатация газопровода и использование объектов геотермальной энергетики (бассейн рек Фальшивая и Паужетка), вызывающих тепловое загрязнение [5].

Максимальная антропогенная нагрузка существует в Петропавловско-Елизовской агломерации, включающей Петропавловск-Камчатский и прилегающий Елизовский район, где проживает 77 % населения края. В результате, в 2018 г. р. Авача ниже г. Елизово и ее приток (р. Красная) перешли в категорию «очень загрязненные», также реки Корякская и Ключевка переведены из категории «слабо загрязненных» в «загрязненные».

В целом по краю, из охваченных наблюдениями рек, 69 % имели категорию «загрязненные» [3]. В 2020 г. реки Камчатка (ниже с. Долиновка) и Быстрая (ниже с. Эссо), Паужетка и Удова из категории «загрязненные» перешла в категорию «очень загрязненные» [13].

ВЫВОДЫ

1) На территории Камчатского края располагаются самые большие в Евразии площади естественных нерестилищ тихоокеанских лососей. Развитие горнорудной промышленности и сохранение мест воспроизводства лососей несовместимо; хозяйственная деятельность в бассейнах лососевых рек приводит к загрязнению нерестовых рек. Основными загрязнителями рек являются нефтепродукты, фенолы, соединения меди, коммунальные и промышленные стоки. В 86 % от общего числа створов наблюдений выявлено по 3–6 загрязняющих веществ.

2) Огромный вклад в загрязнение нерестовых рек нефтепродуктами (в среднем до 13,0 ПДК) вносят поселки, расположенные по берегам рек, и транспорт. В 2019 г. экстремально высокое загрязнение нефтепродуктами высокопродуктивных нерестовых рек — р. Камчатка (выше п. Ключи) и р. Озерная (западное побережье) обнаружено в 9 случаях (145,6–294,8 ПДК).

3) Источником фенолов является разложение органического вещества (тела отнерестовавших рыб, растительная биомасса, затонувшая древесина, коммунальные стоки и отходы переработки рыбы на предприятиях). Для нерестовых рек характерно постоянное превышение ПДК (2,5–6,5), высокий уровень загрязнения фенолами (30,1–45,5 ПДК) зарегистрирован в апреле 2019 г. для р. Паратунка и ее притока (р. Быстрая), р. Авача и ее притока (р. Половинка), рек 1-я Мутная, Камчатка (ниже п. Ключи) и др.

4) Разовые повышенные концентрации меди (1,1–7,6 ПДК) природного и техногенного происхождения выявлены во всех водотоках в различные гидрологические сезоны. Наибольшая концентрация характерна для рек Озерная (18,3 ПДК) с притоком Паужетка (14,8 ПДК), для р. Камчатка (29,5 ПДК) и 1-я Мутная (18,3 ПДК).

Литература:

1. Кондратюк В. И. Климат Камчатки — М. Гидрометеоиздат. 1974. — 202 с.

2. Гидрогеология СССР. Том 29. Камчатка, Курильские и Командорские острова: [монография] / М-во геол. РСФСР, Камч. Геол. упр., Южно-Камч. геологоразвед. экспедиция: ред. Г. А. Голева. — М.: Недра, 1972. — 364 с.

3. Доклад об экологической ситуации в Камчатском крае в 2018 году. — Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края. Петропавловск-Камчатский, 2019. — 395 с.

4. Розанова М. С., Захарихина Л. В. Содержание нефтепродуктов в некоторых почвах полуострова Камчатка вблизи автодорог // Сборник материалов III Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв». Москва, 24–28 мая 2010 г., факультет почвоведения МГУ. С. 425–428.

5. Введенская Т. Л., Улатов А. В. Обзор результатов исследований состояния лососевых водных объектов с различной степенью антропогенной нагрузки в Камчатском крае // Труды ВНИРО. 2015. Т. 157. — С. 173–188.

6. Доклад об экологической ситуации в Камчатском крае в 2014 году. //Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края. Петропавловск-Камчатский, 2015. — 316 с.

7. Доклад об экологической ситуации в Камчатском крае в 2015 году. — Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края. Петропавловск-Камчатский, 2016. — 328 с.

8. Доклад об экологической ситуации в Камчатском крае в 2016 году. — Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края. Петропавловск-Камчатский, 2017. — 374 с.

9. Доклад об экологической ситуации в Камчатском крае в 2017 году. — Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края. Петропавловск-Камчатский, 2018. — 377 с.

10. Доклад об экологической ситуации в Камчатском крае в 2019 году. — Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края. Петропавловск-Камчатский, 2020. 403 с.

11. Волков А. В. Золотые перспективы Камчатского края // Журн. «Золото и технологии» № 1, март 2019 г. [Электронный ресурс]: — Режим доступа: https://zolteh.ru/regions/zolotye_perspektivy_kamchatskogo_kraya/

12. Захарихина Л. В. Почвы Западной Камчатки и их охрана в районах техногенного воздействия // Автореф. дисс. на соиск. степени канд. биол. наук по специальности 03.00.27 «Почвоведение» Москва, МГУ, факультет почвоведения. — 24 с.

13. Обзор состояния загрязнения окружающей среды по результатам наблюдений ГНС ФГБУ «Камчатское УГМС». — Петропавловск-Камчатский. 2020 г. — 9 с.

14. Леман В. Н., Лошкарёва А. А. Справочное пособие по природоохранным и мелиоративным мероприятиям при производстве строительных и иных работ в бассейнах лососёвых нерестовых рек Камчатки. — М.: ВНИРО, КамчатНИРО, «Товарищество научных издательств КМК». 2009. — 193 с.

15. Чалов С. Р., Чебанова В. В., Леман В. Н., Песков К. А. Техногенные изменения русла малой лососевой реки и их влияние на сообщество макрозообентоса и лососевых рыб (юго-восточные отроги Корякского нагорья). // Чтения памяти Владимира Яковлевича Леванидова. Выпуск 3. РАН. — Владивосток: Дальнаука. 2005. — С. 36–48.