Виноваты ли фосфаты?

Согласно наиболее распространённой версии, причиной бурного роста водоросли спирогира в прибрежье Байкала является повышение уровня фосфора в стоках. Основной источник фосфатов, попадающих в озеро – моющие средства, содержащие данные вещества. 

Координационный совет по вопросам экологии при главе Северобайкальска выдвинул идею ограничения применения фосфатосодержащих моющих средств. Предложением общественников заинтересовались власти города, которые приложили максимум усилий для воплощения инициативы в жизнь. Среди прочего, совместно с порталом «Мой Северобайкальск», они обратились в Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Инициатива северобайкальцев нашла понимание среди московских учёных. Сотрудница университета Олеся Ильина, которая в последние годы участвует в работах по изучению проблемы спирогиры на Байкале, с энтузиазмом вызвалась посодействовать реальным шагам к улучшению экологической обстановки в прибрежье этого уникального водоема.

18 июня заведующий Кафедрой гидробиологии МГУ, доктор биологических наук, академик РАН Юрий Юлианович Дгебуадзе направил в администрацию Северобайкальска письмо, касающееся ситуации с ростом спирогиры. Он считает, что говорить об официальном заключении о причинах эвтрофирования Байкала – преждевременно, так как необходимы дополнительные исследования. Пока же Кафедра гидробиологии МГУ подготовила справку в которой на основе предварительных наблюдений и современных научных знаний по проблеме эвтрофирования водоемов и причин «зеленых приливов» высказано мнение о возможных причинах распространения спирогиры на Байкале.Справка составлена сотрудницей Кафедры Олесей Васильевной Ильиной при участии академика РАН Юрия Юлиановича Дгебуадзе.

Портал «Мой Северобайкальск» приводит выдержки из заключения московских учёных: 

- Вспышка биомассы донных водорослей Spirogyrasp., наблюдаемая в оз. Байкал, не является уникальным случаем: ранее подобное явление было описано для многих других водоемов мира (Berry, Lembi, 2000, Frossardetal., 2014, Hawes, 1987, Гладышев, Губелит, 2019). Следует отметить, что спирогира входит в число наиболее распространенных родов водорослей всех частей света, встречающихся преимущественно в пресноводных водоемах.

Очевидной причиной роста биомассы водорослей является эвтрофирование – процесса перенасыщения водоемов биогенными веществами, поступающими с сельскохозяйственными, промышленными и бытовыми стоками. 

Ключевыми факторами фотосинтеза растений обычно служат азот и фосфор. Азот является важным элементом белков клеток, а фосфор играет ведущую роль в переносе энергии в клетках (Савчук, Вулфф, 1997). В общем случае оптимальным молярным соотношением содержаний азота и фосфора N:P считается соотношение 16:1 – так называемый показатель Редфилда, представляющий оптимальное сочетание растворенного неорганического азота и растворенного неорганического фосфора для роста фотосинтезирующих организмов и прежде всего нитчатых бентосных водорослей (Redfieldetal., 1963).

По данным ведомственной лаборатории очистных сооружений г. Северобайкальск, среднее молярное соотношение N:P составляло 21:1. (2018 г.) Близкое соотношение (20:1) фиксировалось в р. Тыя ниже зоны сброса стоков КОС (комплекса очистных сооружений, - прим. ред.), где в летнее время наблюдается полоса развития спирогиры и других бентосных форм водорослей. Такое соотношение может означать потенциальный избыток азота или, соответственно, нехватку фосфора для развития первичных продуцентов.

Многие исследователи, занимающиеся проблемой развития спирогиры, отмечают ее малую чувствительность к концентрациям фосфора и связывают бурный рост водоросли преимущественно с потоками азота, поступающего через донные отложения и грунтовые воды. 

В свете этих данных отказ от фосфор-содержащих моющих средств может не оказать никакого эффекта на развитие спирогиры в прибрежной зоне Байкала, либо этот эффект будет незначительным. Тем не менее, отказ от этого типа моющих средств способен оказать общее благотворное действие на состояние водной экосистемы. Обширные мелководные зоны в районе Северобайкальска, хорошо прогревающиеся летом, могут оказаться подвержены множественным эффектам эвтрофирования, не только развитию спирогиры. В связи с этим любые инициативы, направленные на снижение эффектов эвтрофирования, будут полезны.

Для ограничения развития спирогиры необходим подход, включающий снижение содержания соединений азота в составе антропогенных стоков. Источником азота, попадающего в водоемы, служат биологические отходы (мочевина) и органические отходы (аминокислоты). Предполагается, что большую роль в формировании прибрежного пояса спирогиры в прибрежной зоне Северобайкальска играют стоки очистных сооружений города. Это подтверждает характер развития водорослей: зона их концентрации начинается в зоне смешения стоков с водами р. Тыя и далее распространяется вниз по течению. Однако дальнейшее распространение спирогиры за пределы устья на протяжении не менее 20 км открытого Байкала не исключает подпитку водорослей грунтовыми водами береговой линии. 
     
Очистные сооружения г. Северобайкальск не имеют модулей доочистки, которые позволяли бы выводить азот или фосфор из состава стоков. Классическая схема биологической очистки, используемая на предприятии, позволяет только окислять органические вещества до конечных форм – фосфатов и нитратов. В результате концентрация минеральных форм азота и фосфора после всех стадий очистки даже возрастает: по данным наблюдений ведомственной лаборатории, подтвержденными анализом в независимой лаборатории ЗАО «ГИЦ ПВ», концентрации фосфатов в стоках возрастают незначительно (на 5-10%) и остаются на уровне около 14 мг/л, а концентрации нитратов возрастают до 17 раз: с 10 мг/л  до 180 мг/л (по средним показателям, данные 2018 г.).

Для вывода азота из состава сточных вод необходима модернизация биологической фазы очистки, проводимой на городском КОС. Для решения проблемы содержания азота в стоках могут быть опробованы методы биологической очистки, не требующие присутствия органики в качестве акцепторов электронов (ANAMMOX, SHARON, CANON). Поступление азота в Байкал в составе сточных вод может быть ограничено административными мерами: подключением домов частного сектора к централизованной системе канализации и установкой изолированных септиков. К сожалению, все перечисленные меры требуют значительных экономических вложений от администрации города или местных жителей. 

Несмотря на то, что основной причиной интенсивного развития донных водорослей является эвтрофирование, существует гипотеза, что ключевую роль в появлении «зеленых приливов» играет локализация внешних потоков элементов минерального питания (поверхностный сток или разгрузка грунтовых вод), а также биогенное переключение внутренних потоков азота и фосфора из пелагиали в литораль (бентификация) (Гладышев, Губелит, 2019). Для проверки этой гипотезы необходимо проведение исследования на оз. Байкал. В случае ее подтверждения необходимо применять несколько иные по сравнению с существующими меры борьбы с причинами «зеленых приливов». 

Кафедра гидробиологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова совместно с другими организациями планирует проведение данных исследований в 2019 г.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Код: Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код: