Анатолий Бернацкий - Яды на Земле. В природе и жизни людей

Какие же процессы привели к появлению этого черноморского феномена? Отвечать на этот вопрос начнем с хорошо известного факта, что кислород может проникнуть в морскую воду из атмосферы. Кроме того, в верхних слоях океана он появляется в результате фотосинтетической деятельности водорослей.

А для того чтобы кислород попал в глубины, морская вода должна постоянно перемешиваться, то есть вертикально перемещаться. Так вот, в Черном море этот процесс происходит очень и очень медленно: нужны сотни лет, чтобы вода с поверхности достигла дна.

Но почему? Ведь в других морях такое явление отсутствует. И связано это с тем, что Черное море имеет уникальную морфологическую структуру. Дело в том, что поверхностный слой черноморской воды – примерно 100-метровой толщины – преимущественно речного происхождения. Глубины же моря заполнены более соленой, а значит, и более тяжелой водой из Мраморного моря. При этом концентрация солей в придонных слоях черноморской воды достигает 30 %.

Но и это еще не все уникальные особенности Черного моря, ставшие причиной появления в нем сероводорода. Оказывается, с глубиной свойства черноморской воды изменяются не плавно, как в большинстве морей, а скачкообразно. Так, начиная с поверхности и до глубины 50-100 метров ее соленость меняется быстро – от 17 до 21 %, а уже далее – до самого дна – увеличивается равномерно. В соответствии же с соленостью меняется и плотность воды.

Такие же скачкообразные изменения характерны и для температурного режима Черного моря. А ведь известно, что температура воды на поверхности водоема всегда определяется температурой воздуха. Это правило не нарушается и в случае с Черным морем. Но вот от поверхности до глубины 50-100 метров она, как и соленость, меняется очень быстро. А дальше круглый год остается постоянной до самого дна и равняется +8–9 градусам. Таким образом, черноморская вода четко разделяется на два слоя: поверхностный – опресненный, более легкий и близкий по температуре к воздуху, и глубинный – более соленый и тяжелый, имеющий постоянную температуру.

Между этими двумя разнородными пластами находится третий слой воды – толщиной от 50 до 100 метров. Называется он срединный, или, если более точно – холодный пограничный слой. Он всегда холоднее глубинных вод, так как, охлаждаясь зимой до 5–6 градусов, не успевает за лето прогреться. Эта граница между двумя массами черноморской воды и препятствует их перемешиванию.

Именно расслоение, или стратификация черноморской воды по солености, плотности и температуре, и лежит в основе сероводородного феномена этого водоема, так как препятствует вертикальному перемешиванию воды и обогащению глубин кислородом. К тому же все живые организмы, населяющие верхний слой воды, – планктон, кишечнополостные, рыбы, дельфины, водоросли – дышат, а значит, активно потребляют кислород. Когда же живые организмы умирают, их останки становятся пищей для бактерий, которые для утилизации мертвого органического вещества тоже используют кислород. И чем больше глубина, тем активнее происходят эти деструктивные процессы. В конце концов наступает момент, когда разрушение начинает преобладать над процессами созидания живого вещества планктонными водорослями.

Поэтому, чем глубже от поверхности моря, тем меньше остается в воде кислорода. А на глубине ниже 100 метров, то есть там, куда не проникает свет и не могут осуществляться фотосинтетические процессы, кислород уже не производится вовсе, а только потребляется. А ниже 200 метров кислорода в черноморской воде нет вообще, и поэтому живут там только анаэробные бактерии, разлагающие останки живых организмов, погружающихся из верхнего слоя моря. В результате всех этих процессов и образуется ядовитый сероводород.

Источником же серы в этих процессах служат в основном серосодержащие аминокислоты белков. В меньшей степени – сульфаты морской воды, используемые некоторыми видами бактерий для окисления органики.

В некоторых местах мощность отложений достигает 20 километров. А вот большинство водоносных горизонтов, отравленных мышьяком, залегает неглубоко: от 10 до 70 метров от поверхности. Они сосредоточены в южной и юго-восточной частях страны. Британское геологическое общество отмечает, что приблизительно 18 тысяч лет назад, когда уровень моря снизился примерно на 100 метров, реки прорезали в накопившихся наносах глубокие долины, которые покрылись серой глиной, содержащей токсичные вещества.

Увы, никто не проверил воду на содержание мышьяка. Уже в 1983 году дерматолог Кшитиш Саха из Колледжа тропической медицины, находящегося в Колкате (Калькутта, Индия), обследовал жителей штата Западная Бенгалия, расположенного на западе страны, где артезианская вода появляется из тех же водоносных пластов. Определив, что поражения кожи у некоторых пациентов вызваны отравлением, он пришел к выводу, что мышьяк содержался в воде, поступающей из скважин.

Спустя несколько лет эколог Дипанкар Чакраборти из университета Джадавпура в Колкате установил, что многие водоносные горизонты Бангладеш загрязнены мышьяком. В 1993 году Британская геологическая служба провела исследование водных ресурсов страны и заявила, что они пригодны для использования, однако при этом не были взяты пробы на мышьяк. В том же году Абдул Хан – сотрудник министерства здравоохранения Бангладеш – обнаружил опасный химический элемент в воде, бьющей из скважин, расположенных в западной части Навабганджа. Установлено, что около 30 % артезианских скважин Бангладеш содержит более 50 микрограмм мышьяка на литр воды. Однако ВОЗ недавно пересмотрела стандарт, принятый Агентством по охране окружающей среды США, и считает предельной нормой 10 микрограмм на литр.

Оказалось, что как минимум 35 миллионов человек – почти четверть населения страны – пьют воду, содержащую яд. Кроме того, мышьяк находится в зернах злаков, которые жители Бангладеш потребляют в пищу 2–3 раза в день. А в засушливые месяцы рисовые поля орошаются водой, которую выкачивают из зараженных подземных источников.

Недавно шотландские ученые из Абердинского университета обнаружили, что содержание мышьяка в рисе из Бангладеш варьирует от 50 до 150 микрограмм на литр. А в некоторых культурах, например в ямсе, содержание опасного элемента может достигать 150 микрограмм на литр.

Такая картина наблюдается и в других странах. Так, мышьяк встречается в источниках, питающих населенные пункты Индии, Непала, Вьетнама, Китая, Аргентины, Мексики, Чили, Тайваня, Монголии и США. Всего в мире более 50 миллионов человек страдает от серьезных отравлений. Таким образом, мышьяк, содержащийся в питьевой воде, – причина наиболее массовой гибели людей, произошедшей за всю историю.