Оценен риск загрязнения сибирских водоемов тяжелыми металлами на примере озера Котокель
Комплексное двухлетнее исследование озера с необычным названием Котокель в Восточном Прибайкалье показало: содержание тяжелых металлов в донных отложениях не создает существенной угрозы для экосистемы водоема. К такому выводу пришли специалисты Байкальского института природопользования СО РАН, изучившие распределение химических элементов по всей акватории озера.
Котокель — крупнейший водоем на восточном побережье Байкала и третье по площади озеро в Байкальском бассейне. Его значение выходит за рамки природоохранной тематики: озеро используется в рыбохозяйственных целях, имеет рекреационную ценность и представляет интерес как объект длительного экологического мониторинга.
Исследования охватили все сезоны
Полевые работы продолжались с февраля 2024 года по октябрь 2025 года. За это время ученые провели отбор 147 проб донных отложений в 22 точках, расположенных в разных частях озера. Такой подход позволил оценить не только пространственные различия, но и сезонную динамику химического состава грунтов.
Особое внимание исследователи уделили верхнему слою донных отложений. Именно эта зона играет важную роль в обмене веществ между водой и дном: здесь происходят процессы диффузии, перемещения частиц донными организмами и микробиологического преобразования химических соединений.
Донные отложения нередко называют своеобразным «архивом» водоема. Слои грунта способны сохранять информацию о природных изменениях и антропогенной нагрузке, поэтому их изучение помогает оценивать не только текущее состояние озера, но и потенциальные экологические угрозы.
В исследованных образцах элементы распределялись в следующем порядке: Fe > Na > Mn > K ≥ Ca > Mg > Zn > Cr > Co ≥ Cu > Ni > Pb > Cd.
Статистически значимые сезонные изменения ученые зафиксировали лишь для части элементов — калия, натрия, магния, хрома и кобальта.
Органическое вещество способствует накоплению металлов
Результаты показали, что значительная часть тяжелых металлов связана с органическим веществом донных отложений. Особенно заметно это проявилось в сапропеле — органоминеральном материале, формирующемся на дне водоемов.
В образцах, где содержание органического углерода превышало 15%, средние концентрации металлов в целом были выше. Это объясняется способностью органического вещества связывать химические элементы и удерживать их в донных отложениях.
Однако распределение металлов по озеру оказалось неоднородным. Максимальные значения некоторых элементов обнаружили не в богатых органикой грунтах, а в песчаных отложениях на отдельных участках северо-восточной части Котокеля.
Исследователи связывают эту особенность с геологическим строением региона. В этой части озера расположены разрывные нарушения, через которые может происходить разгрузка так называемых трещинно-жильных вод. Такие подземные потоки способны переносить растворенные химические компоненты и влиять на локальный состав донных отложений.
В разных частях озера формируются разные химические профили
Илистые отложения центральной и южной частей Котокеля характеризуются повышенным накоплением меди и в меньшей степени никеля. Корреляционный анализ подтвердил связь между концентрациями тяжелых металлов, содержанием органического углерода и долей тонкодисперсных частиц грунта.
Это важное наблюдение для экологического мониторинга: один и тот же металл может вести себя по-разному в зависимости от состава донного материала. Мелкие частицы и органическое вещество обладают большей способностью связывать многие химические элементы, поэтому состав грунта необходимо учитывать при оценке загрязнения.
Уровень экологического риска остается низким
Главный результат исследования оказался благоприятным. Индивидуальный фактор экологического риска для изученных металлов составил от 0 до 4,1 при пороговом значении низкого риска менее 40.
Интегральный индекс потенциального экологического риска находился в пределах от 0,7 до 9,2. Для категории низкого риска используется значение менее 150.
Таким образом, совокупная токсикологическая нагрузка, связанная с исследованными тяжелыми металлами, в настоящее время оценивается как незначительная. Вероятность серьезного негативного воздействия на структуру и функционирование донных сообществ Котокеля остается минимальной.
При этом ученые подчеркивают важность дальнейшего наблюдения за состоянием водоема. Даже при низком текущем уровне риска изменения гидрологического режима, состава донных отложений или внешней нагрузки могут повлиять на поведение химических элементов в будущем.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке рекомендаций по гидроэкологической безопасности озера, а также при оценке качества озерного сапропеля как потенциального природного сырья — например, сельскохозяйственного удобрения.
Исследование одновременно дает и более общий вывод: состояние донных отложений может оставаться экологически благополучным даже при наличии локальных участков с повышенными концентрациями отдельных нежелательных элементов. Поэтому для объективной оценки состояния крупного водоема важны не единичные показатели, а комплексный анализ, учитывающий геологию, состав грунтов, органическое вещество и сезонные изменения.
Об озере Котокель
Озеро находится всего в 2 км от берега Байкала по прямой, но его уровень почти на 2 метра выше байкальского. Вода вытекает из Котокеля по небольшой речке Исток, а пополняется озеро за счет ручьев и ключей. В XVII веке на острове в акватории Котокеля были построены часовня и зимовье, в котором почти 150 лет жили несколько монахов. Но в 1780 году н них напали разбойники, и часовню закрыли. Остров по-прежнему называется Монахов.
В XIX веке озеро давало промышленные объемы рыбы. Но регулярная установка сетей на реке Исток привела к снижению потока байкальской рыбы, поднимающейся на нерест. В итоге сейчас на Котокеле практикуется лишь любительская рыбная ловля.
В советское время водоем стал использоваться как рекреационная зона. Многочисленные базы отдыха стали источником бытовых загрязнений, которые в настоящее время являются основной экологической угрозой озерным экосистемам.
В 2006 году среди местных рыбаков была зафиксирована вспышка так называемой гаффской болезни. Это пищевой токсикоз неясной природы, развивающийся при употреблении рыбы. Предполагается, что первопричиной патологии является фитопланктон, который при определенных условиях делает рыбу ядовитой. В настоящее время рыба из Котокеля безопасна, ограничения на рыбалку сняты.
Недавно мы рассказали о том, как фитопланктон озера Дрязло в Тверской области нейтрализует радионуклиды.