Пресные водоемы по всему миру сталкиваются с тревожным явлением: уровень растворенного кислорода в них систематически падает. Этот процесс, получивший название деоксигенация, ставит под удар рыбные запасы и биоразнообразие. Однако исследование, проведенное китайскими учеными, показало, что ситуацию можно развернуть вспять. Оказалось, что грамотное управление сточными водами способно восстановить экосистемы даже на фоне глобального потепления.

 

Почему кислород исчезает из рек и озер

Кислород — это фундамент жизни в воде. Его нехватка, или гипоксия, приводит к массовой гибели обитателей рек и образованию так называемых мертвых зон. Долгое время считалось, что этот процесс неизбежен из-за роста промышленности и изменения климата. Теплые воды хуже удерживают газ, а органические загрязнения «съедают» остатки кислорода в процессе гниения.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, группа специалистов под руководством профессора Чжоу Юнцяна проанализировала данные за 18 лет. Они изучили состояние 972 рек и 354 озерных участков. Результаты оказались неожиданными: вопреки прогнозам, количество кислорода в водах Китая начало расти.

 

Рост показателей на фоне глобального потепления

Главный парадокс исследования заключается в том, что вода в изучаемых регионах нагревалась очень быстро — на 1,2 градуса за десятилетие. Это в два раза выше среднемировых показателей. Обычно такое потепление должно приводить к резкому падению уровня кислорода.

Однако факты говорят об обратном:

• в реках концентрация растворенного кислорода выросла на 0,93 миллиграмма на литр за каждые десять лет;
• в озерах показатель увеличился на 0,38 миллиграмма на литр за то же время;
• количество зафиксированных случаев кислородного голодания (гипоксии) сократилось с 170 до 25 в период с 2005 по 2022 год.

Профессор Чжоу Юнцян отмечает важный нюанс. Температура воды остается важным фактором, влияющим на растворимость газов. Но снижение нагрузки от загрязнений оказалось настолько мощным, что «перевесило» негативные эффекты от потепления. Это доказывает: человечество способно управлять состоянием природы.

 

Роль очистных сооружений в возрождении экосистем

Многие могли бы предположить, что кислород вырос из-за бума водорослей, которые выделяют его при фотосинтезе. Однако анализ данных это опроверг. Ученые использовали алгоритмы машинного обучения для поиска причин. Выяснилось, что решающую роль сыграло снижение уровня органических загрязнений.

Ключевым фактором стало сокращение следующих показателей:

1. Биохимическое потребление кислорода (БПК). Это индикатор того, насколько сильно сточные воды «перегружают» экосистему органикой.
2. Содержание аммония и химическое потребление кислорода (ХПК). Эти вещества крайне токсичны и активно поглощают кислород в процессе распада.
3. Концентрация азота и фосфора. Снижение этих элементов предотвращает цветение водоемов и их последующее «замораживание».

Благодаря масштабным вложениям в экологию, охват населения услугами по очистке стоков в Китае вырос с 34 до 98 процентов. Инвестиции в охрану природы за 22 года увеличились в десять раз. Это и стало главным драйвером восстановления.

 

Где восстановление прошло успешнее всего

Исследователи обратили внимание на то, что процессы восстановления идут не везде одинаково. Быстрее всего «задышали» малые реки и ручьи в верховьях, а также водоемы в умеренных широтах центральной части страны. Здесь вода обновляется быстро, и накопленные в донных отложениях загрязнения не успевают так сильно отравлять среду, как в глубоких озерах.

Сложнее всего дело обстоит в регионах, где основным источником загрязнения является не городская канализация, а сельское хозяйство. Удобрения и стоки с полей разносятся дождями по огромным территориям. Этот тип загрязнения, называемый диффузным, гораздо труднее поддается контролю, чем точечные выбросы заводов или городских очистных сооружений. Несмотря на трудности, общий вектор движения остается положительным.

 

Уроки для всего мира

Работа китайских специалистов дает надежду другим странам. Она доказывает, что деоксигенация — это не фатальный приговор, предписанный самой природой. Это следствие конкретных антропогенных нагрузок, которые можно регулировать. Связь между инвестициями в канализационную инфраструктуру и восстановлением кислорода в воде оказалась прямой и очень сильной.

Ученые подчеркивают: эффективное управление качеством воды работает даже тогда, когда климат продолжает меняться. Это дает время на адаптацию и защищает водные организмы от губительного стресса. Пример Китая показывает, что технологический и финансовый ресурсы, направленные на экологию, дают измеримый результат в кратчайшие сроки.

Подробнее с деталями исследования можно ознакомиться на страницах профильного издания Phys.org, где опубликованы выводы группы профессора Чжоу Юнцяна.

Масштабное исследование китайских ученых перевернуло представление о том, что разрушение водных экосистем неизбежно. Оказалось, что жесткий контроль за сточными водами и снижение органической нагрузки способны победить даже негативные эффекты глобального потепления. Опыт Китая доказывает: если системно подходить к очистке стоков, реки и озера начинают восстанавливаться, возвращая жизнь в «мёртвые» зоны. Это открывает путь к спасению пресноводных ресурсов по всему земному шару.