Оттаивание «вечной мерзлоты» может увеличивать поступление перфторалкильных кислот в реки и другие поверхностные воды высоких широт. К такому выводу пришли китайские ученые, опубликовавшие результаты своего исследования в Communications Earth & Environment.
Перфторалкильные кислоты относятся к большой группе PFAS — чрезвычайно стойких фторорганических соединений. Их использовали при производстве покрытий, тканей, упаковки и противопожарных пен. В удалённые северные районы эти вещества могут переноситься с воздушными массами и затем накапливаться в снеге, льду и почве.
Пока грунт остаётся замёрзшим, часть накопленных соединений сохраняется в мерзлоте. При потеплении увеличивается глубина сезонного оттаивания, а вода начинает проникать в ранее замёрзшие слои. Вместе с поверхностным стоком и материалом разрушающихся берегов загрязнители могут попадать в водоёмы.
Лена и Колыма попали в зону повышенного риска
Исследователи объединили собственные наблюдения на Тибетском плато с ранее опубликованными данными по высокоширотным территориям. В анализ вошли 168 точек отбора проб.
На их основе была построена модель, учитывающая состояние мерзлоты, климат, растительность, характеристики почв и антропогенную нагрузку.
Среди территорий с повышенной расчётной вероятностью присутствия перфторалкильных кислот в поверхностных водах оказались северо-запад Тибетского плато, Монголия и арктические районы, включая Сибирь.
Для бассейна Колымы средняя расчётная вероятность превышения выбранного исследователями уровня составила 0,42, для Лены — 0,39.
Авторы использовали порог 1 нанограмм на литр, соответствующий медианному значению в их выборке. Это технический показатель модели, а не российский санитарный норматив и не оценка вероятности вреда для здоровья.
Чем глубже оттаивает грунт, тем выше риск переноса
Для арктических территорий одним из наиболее значимых факторов оказалась глубина сезонно оттаивающего слоя.
При его увеличении вода получает доступ к более глубоким горизонтам почвы, где загрязняющие вещества могли накапливаться в течение длительного времени. Затем они могут переноситься в речную сеть.
Другой механизм связан с береговой эрозией. В районах с высоким содержанием льда оттаивание снижает устойчивость грунта, приводит к обрушению берегов и переносу почвенного материала непосредственно в реки и прибрежные воды.
Для Лены и Колымы этот процесс имеет дополнительное значение из-за их связи с Северным Ледовитым океаном: соединения, высвобождающиеся в пределах речных бассейнов, могут переноситься дальше по течению.
К 2060 году картина может измениться
Авторы также рассчитали возможные изменения к 2060 году при четырёх климатических сценариях.
Наиболее заметное увеличение модельного риска пришлось на полосу от Монголии до северо-восточного Китая. В высокоширотной Арктике рост оказался менее выраженным.
Исследователи связывают это с несколькими встречными процессами. С одной стороны, активный слой становится глубже. С другой — проседание богатого льдом грунта и изменение растительного покрова могут влиять на сток и эрозию, частично меняя характер переноса загрязнителей.
Для Сибири нужны прямые измерения
Работа основана преимущественно на моделировании и не определяет фактические объёмы поступления PFAS в Лену или Колыму.
По данным авторов, точность модели составляет около 75%, однако 168 точек наблюдения недостаточно для детального описания всей зоны многолетней мерзлоты.
Поэтому полученные карты прежде всего показывают территории, где имеет смысл усилить полевой мониторинг.
Для проверки результатов в Сибири потребуются анализы воды, донных отложений, прибрежных грунтов и мерзлых почв на разной глубине. Такие измерения должны показать реальные концентрации соединений, сезонные изменения и вклад различных источников загрязнения.
