Вода и север

Октавий Несторович Толстихин,

доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова (ИМЗ) СО РАН

Виктор Васильевич Шепелёв,

доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик АН РС(Я), заместитель директора по научной работе ИМЗ СО РАН, главный редактор журнала «Наука и техника в Якутии »

Если взглянуть на карту северных территорий России, то первое, что бросается в глаза, - голубые ленты рек и крапинки бессчетных озер на фоне зеленых равнин, обширных лесных и тундровых пространств. Кажется, что не скоро еще коснется нашего Севера проблема нехватки пресной воды. Проблема, вставшая ныне перед всеми технически развитыми странами или отдельными их районами, в том числе перед центральными и южными районами европейской территории России. Проблема, для решения которой выдвигаются и прорабатываются глобальные проекты: перераспределения речного стока на территориях, охватывающих целые континенты, транспортировки антарктических айсбергов к прибрежным районам, лежащим далеко к северу от экватора, грандиозных опресняющих установок и многие, многие другие. Все они имеют одну конечную цель - получить пресную воду там, где ее не хватает.

А ее действительно не хватает. И не только потому, что сегодня непомерно большим становится расход пресной воды в хозяйстве развитых стран. Но в значительной степени потому, что вода перестает быть прес-

О. Н. Толстихин, В. В. Шепелёв

ной и чистой, поскольку загрязняется сточными водами промышленных и коммунальных комплексов и дренажными водами оросительных систем. Качество воды, которая просачивается сквозь загрязненные почвы или проливается дождем сквозь дым энергетических, химических, металлургических и иных промышленных установок, ухудшается.

Пресная вода становится фактором, сдерживающим развитие промышленности и сельского хозяйства, повышения уровня жизни и комфорта, улучшения санитарно-гигиенических условий. Не случайно пресная вода стала продаваемым и покупаемым товаром, предметом товарного обмена, а также объектом, охраняемым специальными законодательствами, международными конвенциями, двусторонними и многосторонними соглашениями между странами, расположенными в бассейнах крупных рек. Пресная вода стала национальным богатством стран. Как же использовать, сберечь и умножить его, сохранить для наших потомков? Это сложно сделать в условиях растущего загрязнения воздушного океана, почв, горных пород в приповерхностной зоне аэрации. Достаточно,

На фото вверху - озера в тундровой зоне Севера. Фото М. Н. Григорьева

Освобождение р. Лены из зимнего ледового плена

Фото М. Н. Гоигорьева

например, слить в реку всего около 1 кг нефтепродуктов, как 100 тыс. л воды окажутся непригодными для использования человеком.

Но вернемся к рекам и озерам Севера. Так ли уж бесконечно велики ресурсы пресных вод, какие особенности отличают природные воды Севера от вод средней полосы и южных районов? Да и есть ли они? Оказывается, есть. Эти особенности связаны с необычайно высокой ранимостью северной природы, ее чувствительностью к вмешательству человека.

Известно, что способность к естественному самоочищению у северных рек примерно в десять раз ниже, чем у рек средней полосы или южных областей. Это означает, что процессы окисления в речной воде посторонних примесей и различных загрязняющих веществ происходят гораздо медленнее. Причин тому несколько. Во-первых, низкая температура воды северных рек. Во-вторых, относительно большое количество природных органических соединений, поступающих в реки при сезонном таянии богатых органикой мерзлых суглинистых и супесчаных отложений речных террас. Именно они придают воде темный коричневый оттенок (черная вода). В-третьих, длительный ледостав, когда речная вода не обогащается кислородом, необходимым для ее самоочищения и для живого населения реки. И, наконец, - низкие расходы северных рек в осеннюю и особенно в зимнюю межень.

Для того чтобы представить себе последствия взаимодействия всех перечисленных выше особенностей рек Севера, можно привести такое сравнение. Если в результате сброса какого-то количества загрязняющих компонентов в реку средней полосы загрязнение распространяется на расстояние 10 км до полного окисления в результате процессов самоочищения, то в аналогичных и равных условиях на Севере подобное загрязнение захватит отрезок реки

длиной почти 100 км. Вот то обстоятельство, заставляющее уже сейчас тревожиться о судьбе природных вод Севера. Здесь не должна успокаивать и обнадеживать высокая обводненность северных территорий. Ведь по количеству выпадающих осадков многие районы северных областей Сибири сравнимы с полупустынными районами страны. Густая речная сеть и высокая водность рек Севера являются следствием существования вечной мерзлоты, сравнительно низкой испаряемости и глубокого сезонного промерзания. Многолетнемерзлые и сезонномерзлые горные породы, выполняющие роль водоупора на водосборных площадях речных бассейнов, препятствуют инфильтрационным потерям атмосферных осадков на питание глубокозалегающих подземных вод, способствуют максимальному сбросу выпадающих осадков в реки. Таким образом, в жизни северных рек вечная мерзлота и связанные с нею процессы играют первостепенную роль.

Качество речных вод может ухудшиться и без сброса недоочищенных бытовых и промышленных стоков или других загрязняющих веществ по причине недостаточно обоснованного строительства различных гидротехнических сооружений. Продолжительный ледостав на водохранилищах, интенсивная переработка мерзлых береговых отложений, в результате которой в водоемы поступает масса органического материала, активно развивающиеся процессы эвтрофикации - цветение воды под воздействием высокой солнечной радиации на Севере в летний период, - все это значительно снижает возможность естественной аэрации воды, ухудшая ее качество в создаваемых водоемах.

В настоящее время у нас в стране построены и действуют первые на вечной мерзлоте Вилюйская и Хантайская

.У-Г

Аккумуляция зимнего родникового стока в виде наледного льда

Фото С. И. Серикова

ГЭС, проектируется строительство еще нескольких гидроэлектростанций на реках Севера. Сознавая большое значение для энергетики и промышленного развития северных районов этих масштабных мероприятий, необходимо сделать полный и комплексный научный анализ тех изменений природных условий, которые вызвали ГЭС, действующие уже в течение ряда лет, и на основе этого анализа разработать прогнозы влияния подобных гидротехнических сооружений на природу и воды Севера. В частности, огромный фактический материал имеется на Вилюйской ГЭС, где многолетние наблюдения за изменением мерзлотных, геотермических, гидрологических, гидрохимических и иных природных условий проводят институты Якутского научного центра СО РАН и другие научные организации нашей страны. Однако результаты этих исследований анализируются дифференцированно отдельными институтами без обобщающих сводок и комплексного подхода, что, конечно, не раскрывает в полной мере характер и масштабы тех нежелательных последствий для природы Севера, которые уже происходят и могут еще произойти.

Загрязнение поверхностных водотоков и водоемов неизбежно повлечет за собой ухудшение качества подземных вод. В условиях Севера этот процесс протекает более интенсивно.

Известно, что водообмен между поверхностными и залегающими ниже вечной мерзлоты подземными под-мерзлотными водами осуществляется лишь через незначительные по площади участки сквозных таликов, которые обычно формируются под руслами крупных рек и озер. Здесь вследствие теплового воздействия воды многолетняя мерзлота отсутствует. Однако подобных талых «окон» в общем панцире вечной мерзлоты так мало, что ощущается дефицит глубоких недр в воде. Он проявляется в том, что в некоторых районах уровень подмерз-лотных вод залегает ниже уровня мирового океана.

Вечная мерзлота обусловила существенное изменение состава подземных вод Севера. Происходящее при промерзании водосодержащих пород концентрирование и отжатие растворенных в них солей в нижезалегающие водоносные горизонты вызывает значительное увеличение минерализации подмерзлотных вод. Низкие напоры подземных вод, часто их неудовлетворительное качество, а также трудности эксплуатации глубоких водозаборных скважин в условиях значительной мощности вечной мерзлоты, - все это ограничивает возможности широкого использования подмерзлотных вод для питьевого водоснабжения в северных районах. В настоящее время для большинства действующих водозаборов на Севере используются воды таликов, формируемых под руслами рек и озерными котловинами. Запасы воды в этих своеобразных подземных емкостях значительны, а эксплуатация водозаборных сооружений не представляет особых трудностей ввиду незначительной глубины залега-

Площади и объемы наледей, формируемых в зимний период в долинах многих северных рек, могут достигать весьма значительных размеров

Фото С. И. Серикова

ния подземных вод. Однако прямая и непосредственная связь в подобных условиях подрусловых и подозерных вод с поверхностными водами приводит к тому, что малейшее ухудшение качества последних незамедлительно сказывается на загрязнении вод подземных. Необходимо отметить, что если волна случайного загрязнения речных вод может относительно быстро пройти по реке, то в водоносных подземных горизонтах даже случайное загрязнение может существовать годы и десятилетия по причине замедленного водообмена и снижения доступа кислорода. Отсюда следует, что охрану водных ресурсов Севера нельзя осуществлять отдельно, разделяя поверхностные воды от вод подземных. Её необходимо осуществлять по единой комплексной программе с учетом особенностей гидрологических и гидрогеологических условий северных территорий.

Ленский бассейн, а это огромная территория, занимающая около 2,5 млн км2, находится в наиболее сложных условиях по сравнению с бассейнами остальных крупнейших рек Сибири, в мерзлотном и климатическом отношениях. Почти вся площадь бассейна р. Лены охвачена мощной вечной мерзлотой. Здесь выпадает наименьшее количество осадков по сравнению с другими областями Сибири, наблюдаются самые низкие среднегодовые температуры воздуха, господствует суровая и продолжительная зима, вызывающая глубокое сезонное промерзание пород и поверхностных вод. Значительная часть Ленского бассейна оказывается сегодня в зоне влияния интенсивно развивающихся горно-промышленных, транспортных, строительных и перерабатывающих предприятий в Западной, Центральной и Южной Якутии. Здесь будут воздвигнуты новые поселки и города, возрастет численность населения, для которого должны

На Севере идет постоянная борьба воды с зимним холодом.

Фото С. И. Серикова

быть созданы оптимальные условия для работы, быта и отдыха. В этой связи резко возрастает не только потребность в воде, но и число потенциально возможных источников загрязнения водных ресурсов.

Уже сейчас в пределах Ленского бассейна можно насчитать несколько малых рек, где исчезла рыба из-за загрязнения или повышения мутности речных вод. Если вовремя не принять эффективных охранных мер, этот процесс «омертвения» рек приобретет характер цепной реакции, поскольку загрязнение малых водотоков ведет к постепенному ухудшению качества воды в более крупных, а также к загрязнению подземных водоисточников. Между тем на территории бассейна р. Лены имеется много населенных пунктов и крупных предприятий горнодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, которые не имеют еще очистных сооружений!

Все сказанное свидетельствует о том, что необходимо принятие экстренных и радикальных мер по предотвращению загрязнения вод бассейна р. Лены и разработке научно обоснованной схемы комплексного использования и охраны вод его территории, с учетом перспектив развития промышленности, сельского хозяйства и роста населения. Практическая реализация этой работы должна идти, на наш взгляд, по следующим основным направлениям.

1. Повышение контроля со стороны муниципальных, республиканских и федеральных органов за строгим соблюдением и выполнением законодательств, касающихся охраны природы и водных ресурсов.

Следует отметить, что принятие соответствующего законодательства еще не решает проблемы, поскольку оно не может быть выполнено автоматически. Для его реализации должен быть проведен определенный комплекс мероприятий, среди которых важнейшее значение имеет постоянный контроль на основе комплексного мониторинга.

2. Глубокий научный анализ проблемы взаимоотношения хозяйственной деятельности человека и природы Севера с разработкой различных форм и норм правильного и разумного природопользования.

Задачи охраны водных ресурсов не могут решаться изолированно от общей проблемы охраны окружающей среды, поскольку вода является связующим элементом всех звеньев сложного природного механизма. Учитывая существующие темпы промышленного освоения северных территорий и Ленского бассейна, уместно поставить вопрос о создании либо при Якутском научном центре СО РАН, либо при Академии наук Республики Саха (Якутия) Института водных проблем Севера. Этот институт мог бы осуществлять координацию исследований различных организаций и ведомств по использованию и охране природных вод северных территорий, проводить разработку природоохранных мероприятий и экспертизу фундаментальных научных и крупных научно-технических проектов.

3. Широкая пропаганда в печати, радио и на телевидении, в школах, в средних и высших профессиональных учебных заведениях значимости проблемы чистой воды на Земле, и в частности в наших северных районах.

Охрана природы и ее водных ресурсов - это не только важная научная и политическая проблема, но и задача воспитательная и просветительская. Не секрет, что у многих людей еще существует мещанская и потребительская психология по отношению к природе. Вот, например, характерный случай. Группа охотников из г. Якутска вылетела на вертолете в один из глубинных районов Якутии. Охота оказалась удачной настолько, что при возвращении из-за перегруженности вертолета пришлось с воздуха сливать горючее. 250 литров вылитого ГСМ оказалось в реке, т. е. было отравлено 20 млн л речной воды. Человек, рассказавший этот случай, был совершенно уверен, что никакого ущерба природе таким действием он не причинил. Известно немало случаев сброса в р. Лену горючего из прохудившихся и требующих ремонта емкостей, сброса бочек с отработанными маслами. Не случайно возникла необходимость уборки с островов дельты р. Лены и побережья моря Лаптевых многих сотен ржавеющих бочек из-под ГСМ. Все это свидетельствует о том, что проводимая в настоящее время пропаганда охраны природы и ее водных ресурсов недостаточно эффективна и психологический барьер между природой и человеком еще существует.

Природа щедро наделила Север различными полезными ископаемыми, но при их поисках, разработке и использовании следует помнить, что самым главным и ценнейшим минералом на Земле является чистая вода, без которой невозможно не только развитие нашей цивилизации, но и существование человека вообще.