Распределение и сезонность потенциально токсичных элементов (ПTE) в водах реки Негро в Манаусе, Амазонас, Бразилия

Почему эта тёмная река важна

Река Негро в Амазонии может казаться на карте удалённой, но она формирует осадки, климат и жизнь на большой территории Бразилии. Она также протекает мимо быстро растущего города Манаус, где сточные воды, промышленность и стоки с улиц и полей могут приносить в её тёмные воды смесь металлов и питательных веществ. В этом исследовании поставлен простой, но важный вопрос: как годичные подъёмы и понижения уровня воды меняют количество и виды этих веществ в воде и что это означает для людей и дикой природы, которые зависят от реки?

Год из жизни великой реки

Исследователи сосредоточились на так называемых потенциально токсичных элементах, включая алюминий, медь, цинк, марганец и фосфор, а также на других распространённых минералах, таких как кальций, натрий и калий. Они отобрали образцы воды в 60 точках вдоль реки Негро в три разные даты: в период низкой воды в январе 2023 года, в период перехода от низкой к высокой воде в сентябре 2023 года и в период более высокой воды в марте 2024 года. Все образцы обрабатывались по стандартным методам анализа воды, а команда сравнила свои результаты с бразильскими нормами качества воды, устанавливающими безопасные пределы для питьевой и экологической целей.

Что они обнаружили в тёмных водах

Среди всех измеренных веществ выделялись два: алюминий и фосфор. Их средние концентрации превышали пределы, установленные национальными нормами, во все три периода отбора проб. Уровни алюминия были особенно высоки в период низкой воды, затем снижались по мере подъёма уровня реки и разбавления воды. Фосфор также достигал пиков в более сухой период и падал в более влажные месяцы. Высокое содержание фосфора вызывает озабоченность, потому что оно может стимулировать рост водорослей и повышать риск эвтрофикации — процесса, при котором избыток питательных веществ приводит к цветению, вредящему рыбе и другой жизни. Вместе с тем авторы отмечают, что Негро — природно кислый «чёрноводный» поток, богатый гуминовыми кислотами и органическим веществом; эти условия способствуют сохранению алюминия в растворе и влияют на поведение фосфора, поэтому не все повышенные показатели однозначно указывают на загрязнение.

Чтение химических отпечатков

Команда использовала статистические методы для выявления закономерностей в длинном списке элементов. Корреляционный анализ показал, что некоторые элементы колеблются согласованно, например алюминий с фосфором, а кальций с магнием и натрием. Эти связи указывают на общие источники и пути попадания в реку — от выветренных пород и лесных почв до морской соли и пыли, принесённой ветрами из Сахары. Второй метод, называемый анализом главных компонент, сгруппировал образцы по сезонам: в январе (высокая вода) доминировали натрий, магний, кальций, алюминий, фосфор, титан и бериллий; в сентябре (более сухой период) превалировали калий, рубидий и барий; в марте наблюдался более равномерный состав, с небольшим преобладанием лития и железа. В совокупности эти закономерности свидетельствуют, что приливно-отливной режим реки — мощный фактор, формирующий химию, но и другие воздействия, особенно антропогенные, также оставляют след.

Город, фермы и леса на берегу

Хотя недавние исследования в целом оценивают качество воды реки Негро как удовлетворительное, это исследование показывает, как городская и сельская деятельность взаимодействуют с сезонными изменениями, определяя, какие элементы и когда появляются в воде. Стоки с городских улиц, неочищённые канализационные воды и удобрения с близлежащих полей могут смешиваться с природно мобилизованными минералами и органическим веществом, особенно когда сильные дожди смывают их с ландшафта. То, что максимальные концентрации алюминия и фосфора совпадают с определёнными фазами паводка, указывает на сочетание природного фона и антропогенной нагрузки, а не на единственный однозначный источник.

Что это значит для будущего реки

Авторы приходят к выводу, что загрязнение этими элементами в реке Негро имеет мультифакторный характер. Сезонные паводки и засухи задают общую картину, но рост города, промышленность и сельское хозяйство вблизи Манауса значительно корректируют окончательный состав. Хотя большинство элементов оставались в пределах, типичных для амазонских рек, постоянно повышенные уровни алюминия и фосфора требуют внимания, особенно учитывая использование реки как источника воды. Исследование является одним из первых масштабных усилий по отслеживанию этих веществ в реке Негро, и авторы предлагают, чтобы будущие работы включали осадок и водных организмов, а также расширялись в пространстве и во времени. Такое мониторинг может помочь формировать государственную политику по защите этой ключевой реки, балансируя потребности крупного города и здоровье одной из важнейших пресных водных систем Земли.

Цитирование: dos Banhos, E.F., Arcos, A.N., Oliveira, R.L.e. et al. Distribution and seasonality of potentially toxic elements (PTEs) in the waters of the Negro river in Manaus, Amazonas, Brazil. Sci Rep 16, 14836 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42500-4

Ключевые слова: река Негро, качество воды, токсичные элементы, сезонность Амазонии, городской сток