г. Ульяновск                                                                                                    28 октября 2003 года

Г.С.Розенберг д.б.н., чл.-корр. РАН; И.А. Евланов, д.б.н.; В.Н. Паутова, к.б.н.; В.А. Селезнев к.г.н., д.т.н.,
Институт экологии Волжского бассейна РАН

Исследования, проведенные Институтом экологии Волжского бассейна РАН в рамках ФЦП «Возрождение Волги» и Программы РАН «Биоресурсы» в 1997-2003 гг. на Средней и Нижней Волге, показали, что, несмотря на снижение антропогенной нагрузки за последнее десятилетие, качество волжской воды остается неудовлетворительным. По ряду гидрохимических показателей вода Куйбышевского, Саратовского и Волгоградского водохранилищ не удовлетворяет нормативным требованиям, предъявляемым к водоемам рыбохозяйственного назначения, в критическом состоянии находятся притоки и малые реки (Чапаевка, Криуша, Черниха, Березина и др.). Приоритетными загрязнителями для поверхностных вод этой территории являются нефтепродукты, органическое вещество (по БПК и ХПК), азот аммонийный и нитритный, марганец, железо, тяжелые металлы (медь, цинк, хром, никель).

Размеры зон опасного загрязнения, формирующиеся в местах сбросов крупных промышленных центров, могут достигать нескольких километров, в эпицентрах этих зон концентрация химических веществ может в десятки раз превышать фоновые показатели и ПДК, идет интенсивное накопление загрязняющих веществ в донных отложениях, наблюдается нарушение структуры и функционирования гидробиоценозов. Река Волга в сравнении с другими крупными реками России подвергается наибольшей антропогенной нагрузке от сточных вод (см. табл.).

Бассейн реки Площадь, тыс. км2 Сток реки, км3/год Объем сточных вод, км3/год Нагрузка, % Волга 1360 254 18.1 7.1 Обь 2990 404 6.7 1.7 Енисей 2580 630 3.2 0.5 Лена 2490 532 0.12 0.02

Общий объем водоотведения в Волгу составляет 13% от стока (в средний по водности год в районе г. Волгограда). Такое соотношение природных и сточных вод свидетельствует о том, что самоочищающая способность реки практически исчерпана.

В настоящее время качество питьевой воды должно соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 (срок действия этого ГОСТа - до 01.01.90 г.). Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Следует отметить, что спектр показателей, подлежащих контролю в каждой из этих групп, достаточно узок и слишком усреднен для всех районов нашей страны. Так, в районах с высокой антропогенной нагрузкой необходимо введение дополнительных контролируемых показателей. Например, в отдельных районах Башкирии, концентрация ртути в почвах превышает ПДК в сотни раз, что отражается и на качестве питьевой воды, однако этот показатель не контролируется по ГОСТу вообще. То же касается фенолов, многих пестицидов и пр. В частности, вода для питьевого водоснабжения крупных городов на р. Волге берется из поверхностных источников (волжских водохранилищ, содержащих целый «букет» специфических сбрасываемых веществ).

Новые санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН 2.1.4. 1074-01) в существенной мере учитывают возросшее антропогенное влияние на окружающую природную среду, в том числе и на качество питьевой воды. Так, в микробиологическом отношении предлагается контроль 6 показателей вместо 2, в токсикологическом плане количество контролируемых показателей выросло примерно в 2 раза (45 вместо 25). Вводятся такие новые необходимые показатели, как контроль нефтепродуктов, фенольного индекса, цианидов некоторых органических веществ и др., что соответствует мировым стандартам на качество питьевой воды.

В настоящий момент, сама возможность и эффективность организации этих мероприятий (введение контроля за новыми показателями) вызывает сомнение:

• введение новых методик требует широкого оснащения контролирующих организаций новым оборудованием, реактивами, обученными кадрами; иными словами - существенных финансовых затрат;
• питьевая вода по-прежнему будет подготавливаться теми же организациями (например, Водоканал) по старым технологиям (хлорирование) и использоваться как в хозяйственно-питьевых, так и в технических целях.

Стратегическим направлением в обеспечении населения РФ качественной питьевой водой представляется программа широкого внедрения индивидуальных или местных фильтров по очистке воды, предназначенных для очистки конкретных загрязнителей, характерных для данного района. Эта работа предполагает:

• достаточно дробное районирование территории страны и бассейнов крупных рек по качеству питьевых вод;
• сбор информации по существующим очистительным фильтрам, которые производятся у нас в стране и за рубежом, и которые в настоящее время предлагаются на рынке;
• оценка технических характеристик и возможностей этих очистителей для применения в конкретных районах для конкретных загрязнителей питьевой воды;
• разработку новых фильтров-очистителей, применительно к конкретным специфическим загрязнителям;
• предоставление возможности каждому жителю страны осуществить анализ питьевой воды и получить рекомендации по использованию того или иного фильтра.

«Цветение» воды - внезапное изменение ее окраски в водоемах - известно человеку задолго до нашей эры. В конце 18-го - начале 19-го столетия установлена и непосредственная причина этого явления - массовое развитие тех или иных групп микроскопических водорослей (фитопланктона), окрашенных в бурые, красные или зеленые цвета. Явление это оказалось крайне распространенным. Оно наблюдается в разных частях света, в лужах и прудах, озерах и реках, морях и океанах. Причина - евтрофирование водных экосистем - естественная стадия в непрерывном процессе их становления, развития и отмирания. Многократно она ускоряется при антропогенных воздействиях. Прежде всего, к числу таких воздействий относится поступление биогенных элементов (азота и фосфора) с ливневыми и дождевыми водами от населенных пунктов и городов, поверхностным и внутрипочвенным стоком с сельскохозяйственных угодий, а также точечный сброс сточных вод разных производств - бытовых, промышленных, животноводческих комплексов и др. Избыточное поступление биогенов приводит к интенсивному развитию фитопланктона и изменениям водной экосистемы в целом (к антропогенному евтрофированию водоемов). На реках процессы антропогенного евтрофирования многократно ускоряются при зарегулировании их стока, т.е. при нарушении гидрологических условий жизни фитопланктона (резком уменьшении скорости течения воды).

В Волге «цветение» воды связано с развитием сине-зеленых водорослей. До начала интенсивного хозяйственного освоения бассейна Волги и зарегулирования ее стока «цветение» воды наблюдалось локально и лишь в экстремально маловодные годы. Увеличение обилия синезеленых водорослей в Волге регистрируется  с 50-х годов прошлого века до образования первых водохранилищ на Средней и Нижней Волге - при нараставшей биогенной нагрузке по мере роста хозяйственного использования водосбора Волги. Создание водохранилищ обострило ситуацию и с первых лет их существования «цветение» воды стало обычным явлением. В его развитии обычно выделяют 5 стадий.

Окраска воды изменяется уже на 2-ой стадии. На 3-ей стадии начинается вторичное биологическое загрязнение и нарушение функционирования водной экосистемы. На 4-ой стадии формируются «зоны скопления» сине-зеленых водорослей у берегов и «пятна цветения» в открытой части водохранилищ. При нагонных явлениях в прибойной полосе у берега биомасса водорослей может достигать 500 кг/м³ (консистенция густой сметаны или пасты). Это наблюдается в водохранилищах Средней и Нижней Волги.

В результате ухудшается санитарно-биологическое качество воды. В береговой зоне появляются токсические метаболиты сине-зеленых водорослей, резко увеличивается количество нитратов в воде и создаются условия (подщелачивание среды) для развития патогенных микроорганизмов, возбудителей кишечных заболеваний, в т.ч. и холерного вибриона. Предполагается также связь между купанием и такими заболеваниями, как менингит и энцефалит (что связано с вирусным заражением воды), инфекционное поражение кожи (за счет попадания в раны микроскопических грибов), коньюктивиты, аллергия, юксовско-сартланская или гаффская болезнь. Водоросли нарушают работу водопроводов и водоочистных сооружений (удорожают и осложняют очистку воды), приводят к возникновению неприятного привкуса и запаха. «Цветение» воды затрудняет рекреационное использование водохранилища, также принося огромный финансовый ущерб за счет его недоиспользования.

Методы борьбы с «цветением воды» воды обычно подразделяют на методы предупредительные, регулирования и изъятия избыточной биомассы фитопланктона.

Методы предупреждения «цветения» воды применительно к водохранилищам Волжского каскада это - увеличение проточности водохранилищ и снижение биогенной нагрузки на них. По расчетам ИЭВБ РАН для резкого уменьшения летнего «цветения» воды биогенную нагрузку с водосбора Волги нужно сократить в 5-6 раз. Успешные результаты снижения «цветения» воды были получены при уменьшении биогенной нагрузки на озера (в т.ч. и на Великие Американские озера в США), в сочетании с промыванием водой с низким содержанием биогенов, и на проливы (Нидерланды).

Методы регулирования «цветения» воды. Из гидрологических - регулирование расходов воды на ГЭС в период самого интенсивного накопления биомассы сине-зеленых водорослей и искусственная аэрация водных масс. Из химических и физико-химических - химические вещества многих классов органических и неорганических соединений с высокой степенью токсичности для водорослей. Однако, соединений, избирательно нарушающих функциональную активность только сине-зеленых водорослей, пока не найдено. Наиболее распространенное мнение - методы регулирования развития водорослей альгицидами - не приемлемы для водоемов комплексного использования в связи с потенциальной опасностью для гидробионтов, рыб, теплокровных организмов, в т.ч. и человека.

К числу химических, относятся и методы коагуляции водорослевой массы, концентрирующейся в поверхностном слое воды с помощью глинозема. Но его применимость ограничена. Еще один химический способ разработан сотрудниками МГУ (А.П.Левич и др.) и заключается в подборе для водоема оптимального соотношения фосфора и азота путем добавления того или иного вещества. Однако этот метод хорошо зарекомендовал себя на небольших рыбоводных водоемах. Из биологических методов - вирусы и внутриклеточные паразиты водорослей, растительноядные рыбы, высшие водные растения. Вирусы, лизирующие (разрушающие) сине-зеленые водоросли, выделены в ряде стран. Но эти вирусы потенциально опасны для человека. Сведения о целесообразности использования растительноядных рыб для снижения интенсивности «цветения» воды весьма разнородны и использование этого метода связано с экологическим риском.

Изъятие и переработка сестона с дальнейшим его практическим использованием - метод, считающийся достаточно реальным при борьбе с избыточной биомассой сине-зеленых водорослей, по крайней мере, в береговой зоне. Этот метод рекомендуют использовать для локальной очистки территорий, улучшения санитарного состояния отдельных зон и в целом снижения темпов евторофирования водоемов (так же, как и выемка донных отложений). Но нужна оценка рентабельности метода.

В любом случае, необходима разработка системы прогнозирования «цветения» воды. ИЭВБ РАН располагает материалами [в ИЭВБ РАН в 1994-2002 гг. выпущена серия из 8 книг «Фитопланктон Волги»] к разработке такой системы.

Что касается состояния рыбохозяйственной отрасли в регионе, то подобный анализ был проведен ранее и предоставлен АБВ [Евланов И.А., Козловский С.В., Розенберг Г.С. Современное состояние рыбного хозяйства Средней Волги (Материалы к докладу на заседании Ассоциации «Большая Волга»). - Тольятти: ИЭВБ РАН, 2000. - 24 с.]. Прошедшие после этого годы не внесли ничего существенного в это состояние и можно констатировать, что в современных условиях состояние рыбохозяйственной отрасли в регионах Среднего Поволжья следует считать неудовлетворительным. Причин этому много:

1. отсутствие единой Программы развития рыбного хозяйства;
2. продолжающееся ухудшение состояния популяций рыб в наших водоемах: антропогенное влияние на водную экосистему Средней Волги не уменьшилось, а наоборот - увеличивается;
3. комплексные научные исследования состояния рыбного населения и факторов, определяющих их численность - рыбохозяйственный мониторинг, - практически не проводится.

Если в ближайшее время ситуация с изучением состояния рыбного населения водоемов Среднего Поволжья не изменится, рыбохозяйственный мониторинг не восстановится в полном объеме, может разразиться серьезный экономический кризис: промысел на Куйбышевском и Саратовском водохранилищах может быть закрыт. Но даже если этого не произойдет, ожидать каких-либо заметных улучшений в состоянии сырьевых ресурсов без научно обоснованной организации работ не приходится. Современная «организация» неизбежно приведет к тому, что доля крупного частика будет из года в год уменьшаться, в составе ихтиофауны будут превалировать малоценные виды рыб, более устойчивые к антропогенным факторам.

Все это позволяет сделать следующие предложения.

Срочно необходимо наладить рыбохозяйственный мониторинг на водоемах Среднего Повольжья в полном объеме. В регионе еще сохранились силы отраслевой рыбохозяйственной науки (Татарское и Саратовское отделения ГосНИОРХ, Тольяттинская лаборатория КрасНИРХ, ихтиологическая служба Рыбвода, отдельные специалисты в ВУЗах).

Институт экологии Волжского бассейна РАН располагает высоким научным потенциалом, определенной материально-технической базой для осуществления рыбохозяйственного мониторинга. Мы имеем положительный опыт самого тесного сотрудничества с различными научными учреждениями. При соответствующей финансовой и материально-технической поддержке со стороны рыбодобывающих организаций (вероятно, в долевом участии) Институт готов взять на себя организацию рыбохозяйственного мониторинга на Средней Волге с привлечением всех заинтересованных специалистов.

По нашей оценке, общий объем необходимого финансирования мониторинга (гидрохимические, гидробиологические и ихтиологические исследования) только для Саратовского водохранилища составит около 500 тыс. руб. в год, для Куйбышевского - около 750 тыс. руб. в год.

Главный вопрос - где взять средства? Ни одна из областных рыбодобывающих организаций (которые, в принципе, должны бы финансировать эти работы) не располагает ими в достаточном объеме. Возможно следующее решение проблемы:

Регионы участвуют в финансировании рыбохозяйственного мониторинга на водохранилищах в соответствии с рыбохозяйственным эффектом водоема. В этом случае по Саратовскому водохранилищу затраты могут быть распределены следующим образом:

• Самарской области - 290 тыс. руб. (58%),
• Саратовской области - 185 тыс. руб. (37%),
• Ульяновской области - 25 тыс. руб. (5%).

По Куйбышевскому:

• Самарская область - 45 тыс. руб. (6%),
• Ульяновская область - 218 тыс. руб. (29%),
• Татарстан - 450 тыс. руб. (60%),
• Чувашия - 22 тыс. руб. (3%),
• Марий-Эл - 15 тыс. руб. (2%).

Лишь при объединении усилий региональных природопользователей, помощи областных бюджетов и опоре на местные научные силы проблемы представляется вполне разрешимой. Например, можно направлять на эти цели часть средств, собираемых в регионах по Закону о платном водопользовании, средства из бюджетов рыбодобывающих организаций, региональных бюджетов, выделяемых для поддержки рыбохозяйственной отрасли. Откладывать решение этих вопросов, по-видимому, уже некуда. Тем более, что при положительном решении мощный импульс развития получит не только рыбная промышленность региона, объединенного Ассоциацией «Большая Волга», но и экологическая наука региона. Нам кажется, что в настоящее время все это имеет большое социально-экономическое значение.