Аквакультура загрязняет реки Чили коктейлем растворённых органических веществ

Учёные из Германии и Чили под руководством Центра экологических исследований им. Гельмгольца (UFZ) исследовали, как разведение лосося влияет на речные экосистемы Чили. Результаты, опубликованные в Scientific Reports, показывают, что сброс растворённых органических веществ (Dissolved Organic Matter, DOM) с ферм создаёт огромную нагрузку на водоёмы и меняет биологические сообщества.

Метод выращивания и источник загрязнения

Чилийские фермы воспроизводят естественный жизненный цикл лосося:

• Икра и молодь выращиваются в нескольких сотнях инкубаторов на чистых реках, стекающих с Анд.
• Подросшая рыба содержится в садках в озёрах.
• Взрослые особи — в садках у морского побережья.

В 2012 году таким методом было произведено около 820 000 тонн лосося. Однако вода, сбрасываемая инкубаторами обратно в реки, представляет собой "рыбный бульон", содержащий DOM.

Состав и объём загрязнения

DOM включает:

• Жидкие экскременты лосося.
• Растворённые остатки корма.
• Дезинфицирующие средства и антибиотики.

Объём: На каждые 50 тонн выращенного лосося в реки попадает около 40 тонн растворённых органических веществ.

Анализ и результаты

С помощью флуоресцентных измерений, масс-спектрометрии высокого разрешения и ЯМР-спектроскопии учёные проанализировали воду выше и ниже по течению от четырёх ферм.

Выводы:

1. Естественные участки рек содержат мало DOM, в основном — трудноразлагаемые соединения (гуминовые вещества в лесных районах, соединения серы в вулканических). Это малопитательные (олиготрофные) воды.
2. Ниже по течению от ферм резко возрастает концентрация легкоразлагаемых веществ: углеводов, белков, липидов. Это действует как удобрение для рек.

Воздействие на экосистему

Исследование биоплёнки на камнях показало:

• Выше ферм: В плёнке преобладают микроскопические водоросли — основа пищевой сети (производят кислород, служат пищей личинкам насекомых и моллюскам).
• Ниже ферм: Водорослей становится значительно меньше, а бактерий — больше. Это меняет всю экосистему.

Дополнительные последствия:

• Бактерии, разлагающие DOM, потребляют много кислорода, создавая угрозу для видов, адаптированных к чистой воде.
• Хотя активность бактерий очищает воду, для полного разложения загрязнений требуется значительное расстояние. Исследования показали, что летом очистка происходит на протяжении ~2.7 км ниже фермы, а зимой требуется гораздо больший участок реки, которого в коротких андийских реках может не быть.

Рекомендации учёных

1. Ввести нормативы на концентрацию DOM в сбрасываемой воде.
2. Использовать биологические фильтры (например, заполненные камнями резервуары с биоплёнкой) для очистки воды перед сбросом. Рассчитанные скорости разложения позволяют определить необходимый размер таких сооружений.
3. Не размещать новые фермы на реках. Перенос выращивания средней рыбы из озёр в реки, теоретически возможный, экологически нецелесообразен.