Весеннее таяние льда в субарктических озерах Канады меняет токсичность мышьяка и состав планктона

Исследование водоемов в районе закрытого золотого рудника Giant Mine выявило сложную динамику загрязнения. Талые воды могут как разбавлять концентрацию мышьяка, так и служить его источником, а приток кислорода под лед снижает долю наиболее токсичных соединений.

В журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences опубликована работа группы канадских экологов под руководством Аманды Литтл (Amanda J. Little). Ученые изучили четыре озера близ Йеллоунайфа (Северо-Западные территории), которые в середине XX века подверглись сильному загрязнению из-за выбросов триоксида мышьяка с местного золотого рудника. Основное внимание было уделено короткому, но критически важному периоду — началу весеннего таяния, когда озера еще покрыты льдом, но в них уже начинает поступать талая вода с водосбора.

Результаты показали, что влияние весеннего паводка зависит от исходного состояния озера.

• В сильно загрязненных озерах (где концентрация мышьяка достигала 350 мкг/л) приток талой воды действовал как разбавитель, снижая общую концентрацию токсина.

• В относительно чистых озерах (с концентрацией около 5,5 мкг/л) наблюдался обратный эффект: талая вода, смывающая мышьяк с загрязненных почв на берегах, повышала уровень загрязнения в воде.

Кроме того, ученые зафиксировали изменение химической формы (специации) мышьяка. Зимой подо льдом возникает дефицит кислорода, что способствует накоплению более токсичного арсенита (As III). Весенняя талая вода приносит кислород, который окисляет мышьяк до менее токсичного и менее подвижного арсената (As V).

Сравнение данных за 2022 (холодный) и 2023 (теплый) годы показало, что температурный режим зимы слабо влияет на химию мышьяка, но значим для биологии. В более теплую зиму подо льдом наблюдалось изменение структуры планктона: увеличилась доля взрослых особей зоопланктона и видов, устойчивых к конкуренции. Это открытие важно для прогнозирования состояния экосистем в условиях глобального потепления, так как подледное цветение фитопланктона задает тон продуктивности озера на весь летний сезон.

Источник: agupubs.onlinelibrary.wiley.com