Затонувшие корабли в Северном море отравляют воду тротилом: результаты исследования

Международная группа исследователей изучила влияние взрывчатых веществ с затонувших кораблей времён мировых войн на морскую экосистему Северного моря.

Учёные оценили уровень загрязнения и его воздействие на морских организмов.

Фотографии размещения и извлечения мидий и пассивных пробоотборников у объекта UC‑30.

Коротко о главном

• В Северном море находятся сотни затонувших кораблей времён Первой и Второй мировых войн, содержащих боеприпасы — из‑за коррозии в воду поступает тротил (ТНТ) и другие токсичные вещества.
• Учёные под руководством Ромины Шустер изучили три объекта: KW58 HENDRICUS, SMS MAINZ и UC‑30 — и зафиксировали максимальное загрязнение у подлодки UC‑30 (до 72,6 нг/л ТНТ и его метаболитов).
• Мидии Mytilus edulis, размещённые рядом с затонувшими судами, накопили ТНТ и его производные; у них выявлены нарушения клеточного метаболизма: снижение активности защитных ферментов, накопление пигмента старения и падение уровня гликогена почти вдвое.
• Исследование впервые показало, что даже нанограммовые концентрации ТНТ при длительном воздействии вызывают сублетальные эффекты у морских организмов — это опаснее, чем считалось ранее.
• Только в немецких водах Северного и Балтийского морей находится около 1,6 миллиона тонн боеприпасов; необходим постоянный мониторинг таких объектов для защиты морских экосистем.

Затонувшие военные корабли представляют долгосрочную экологическую угрозу для морских экосистем из‑за постепенного выщелачивания взрывчатых веществ.

В водах Северного моря находятся сотни затонувших кораблей — свидетелей сражений Первой и Второй мировых войн. Многие из них до сих пор содержат полный боекомплект: от артиллерийских снарядов до морских мин и торпед. Из‑за коррозии в агрессивной солёной среде токсичные вещества, в первую очередь 2,4,6‑тринитротолуол (тротил, ТНТ), поступают в окружающую воду. Международная группа исследователей под руководством Ромины Шустер из Института Альфреда Вегенера провела полевой эксперимент, чтобы оценить масштабы этой угрозы.

Объекты исследования и методика

Учёные выбрали три затонувших корабля с разным уровнем сохранившегося боезапаса: голландское рыболовное судно KW58 HENDRICUS (затонуло в 1944 году с минами и миномётами на борту), немецкий лёгкий крейсер SMS MAINZ (потоплен в 1914 году, на борту оставалось от 1,5 до 3,4 тонн взрывчатки) и немецкая подводная лодка UC‑30 (затонула в 1917 году с примерно 3–4,8 тоннами взрывчатых веществ).

Рядом с каждым объектом на несколько недель помещали клетки с особями мидий Mytilus edulis — классических биоиндикаторов, фильтрующих большие объёмы воды.

«Мы хотели выяснить, оказывают ли взрывчатые вещества, выделяющиеся с затонувших кораблей, измеримое негативное воздействие на морские организмы в реальных концентрациях, которые измеряются нанограммами на литр, а не миллиграммами, как в лабораторных экспериментах», — поясняет Шустер.

Результаты анализа

Анализ воды и донных отложений показал, что наибольшее загрязнение зафиксировано у подлодки UC‑30 — до 72,6 нг/л ТНТ и его метаболитов. На месте крушения SMS MAINZ взрывчатых веществ в пробах не обнаружили — этот корабль использовали в качестве условного эталона.

В тканях мидий, выдержанных у UC‑30 и KW58, нашли накопление ТНТ и его производных — 4‑аминодинитротолуола и 2‑аминодинитротолуола.

Биохимический анализ выявил серьёзные нарушения у мидий с этих двух кораблей. Активность ферментов антиоксидантной защиты (каталазы и глутатион‑S‑трансферазы) была значительно ниже, чем у «контрольных» особей с крейсера SMS MAINZ, — это говорит об истощении защитных механизмов клеток в ответ на хронический окислительный стресс.

Кроме того, в пищеварительных железах моллюсков накапливались липофусцин (пигмент старения) и нейтральные липиды — признаки повреждения лизосом и нарушения клеточного метаболизма. Содержание гликогена (основного источника энергии) у мидий, подвергшихся воздействию загрязнителей, было почти вдвое меньше, чем у «контрольных» особей. Это означает, что животные тратят жизненно важные ресурсы на борьбу с токсинами, лишая себя энергии для роста и размножения.

Значение исследования

Ранее большинство исследований токсичности взрывчатых веществ проводили в лабораториях с высокими, нереалистичными концентрациями. Новое полевое исследование впервые показало, что даже нанограммовые уровни ТНТ, поступающие в воду длительное время, вызывают у морских обитателей устойчивые сублетальные эффекты на клеточном уровне.

«Длительное воздействие низких концентраций загрязнителей может быть таким же опасным, как и кратковременное воздействие высоких доз. Мидии показали нам, что “медленные катастрофы”, вызванные коррозией затонувших кораблей, уже сейчас оказывают заметное влияние на экосистему», — отмечает один из авторов исследования, профессор Эдмунд Мазер.

Масштаб проблемы

По оценкам учёных, только в немецких водах Северного и Балтийского морей находится около 1,6 миллиона тонн обычных боеприпасов, большая часть которых была намеренно затоплена после Второй мировой войны. Взрывчатка на военных кораблях часто остаётся открытой и продолжает выщелачиваться, в отличие от боеприпасов, захороненных в специальных зонах и покрытых толстым слоем осадка.

Исследователи подчёркивают: для объективной оценки рисков нужен постоянный мониторинг таких объектов с применением комплексных биомаркерных подходов.

«Наши данные — это тревожный сигнал. Мы должны выработать стратегии по обращению с этим наследием войн, чтобы защитить морские экосистемы не только в Северном море, но и во всём мире», — резюмирует Шустер.

Результаты работы опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.

Источник: ecoportal.su