Ртуть – тяжелый металл, представляющий серьезную угрозу для здоровья человека и окружающей среды. Его токсичность особенно ощутима в форме метилртути, которая накапливается в организмах рыб и других водных биоресурсах, становясь причиной интоксикации при употреблении пищи. Реки играют ключевую роль в глобальном круговороте ртути, служат транспортной артерией, переносом вещества из суши в океаны. В последние два века с начала промышленной революции наблюдается стремительный рост концентраций ртути в речных системах, что связано с активным вмешательством человека в природные процессы. Чтобы понять масштабы и причины этих изменений, учёные разработали специальные модели, учитывающие естественные и антропогенные источники ртути, особенности эрозии почв, гидрологические характеристики рек и влияние инженерных сооружений, таких как плотины.
Естественные источники ртути в речных экосистемах включают вулканическую активность, выветривание горных пород, биогеохимические циклы в почвах и растительности. Главным транспортером ртути в реках является взвешенный донный ил, адсорбирующий вещества и переносящий их в нижние течения. До эпохи индустриализации эрозия почв была основным фактором поступления ртути в речные потоки. Однако с бурным развитием угольной энергетики, металлургии, добычи золота и другой промышленной деятельности антропогенные выбросы ртути резко увеличились, превзойдя природные объемы. Значительная часть ртути поступает в реки с промышленными сточными водами и оседает в затопляемых зонах и пресноводных поймах, создавая долгосрочные экологические очаги загрязнения.
Современные глобальные исследования показывают, что в среднем в условиях доиндустриальной эпохи в мировые океаны ежегодно поступало около 390 мегаграммов ртути, транспортируемой речными системами. Сегодня этот показатель возрос в два-три раза, что свидетельствует о масштабном воздействии хозяйственной деятельности. Географически максимальные нагрузки ртути фиксируются в регионах с интенсивными осадками и значительной эрозионной активностью, таких как субтропические пояса, горные системы Гималаев, Анд, Восточной Африки, а также в плотных речных бассейнах Амазонки, Нила, Янцзы и Ганга. Малая и средняя реки горных районов, несмотря на ограниченную площадь водосбора, вносят значительный вклад за счет высокой скорости стока, несущего богатые ртутью породы. Плотины и водохранилища частично изменили природное движение донных осадков и связанных с ними загрязнителей.
Например, три крупнейшие плотины на реке Янцзы и Асуанская плотина на Ниле задерживают до половины наносов, что сказывается на изменении геохимии рек и устьевых экосистем. Отложения, накопленные за дамбами, нередко содержат значительно повышенный уровень ртути, что создает потенциальные вторичные источники загрязнения при возможном перемещении осадков. В то же время постоянное строительство гидротехнических сооружений и регулировка стока приводят к неоднородности и снижению количества ртути, транспортируемой к океанам в некоторых регионах. Одним из значимых источников загрязнения является артельное и мелкомасштабное золотоискательство (АСГМ), распространенное в странах Южной Америки, Южной и Юго-Восточной Азии и Африки. Использование металлической ртути для добычи золота сопровождается массовым сбросом токсичных соединений прямо в водные объекты, что увеличивает концентрации ртути до уровней, опасных для местного населения и экологии.
АСГМ считается самым крупным современным антропогенным источником ртути, превосходящим выбросы многих промышленных производств. Моделирование экологических процессов позволяет оценить влияние различных факторов на динамику содержания ртути в реках. В частности разработка интегрированной модели MOSART-Hg с учетом механики водотока, параметров почвенной эрозии, концентраций ртути и воздействия антропогенных источников внесла значительный вклад в понимание процессов. Анализ показывает, что повышение уровня ртути в речных осадках за последние 150–170 лет связано не только с выбросами из промышленных и горнодобывающих сектором, но и с изменениями землепользования, такими как обезлесение Амазонского басейна, приведшее к усугублению эрозии. Реки становятся не только транспортерами ртути, но и индикаторами состояния окружающей среды.
Концентрации ртути в речных наносах служат важным маркером степени загрязнения и эффективности экологического контроля. С момента принятия Минатама Конвенции по ртути, направленной на снижение выбросов и использование ртути, наблюдаются первые позитивные сдвиги, однако в отдельных регионах рост загрязнения продолжается, что требует усиления международного сотрудничества и контролирующих мер. Глобальная геоэкологическая задача состоит в восстановлении баланса ртути в водных системах и снижении риска для здоровья человека и биоразнообразия. Водоемы, являются средой обитания для множества видов, особенно чувствительных к токсинам, а также источниками пищевых ресурсов для человечества. Необходим постоянный мониторинг, развитие научных моделей и применение инновационных технологий очистки, а также комплексный подход к управлению земельными ресурсами, препятствующий усилению эрозионных процессов.
