Атомные бомбы оставили свой след в Уругвае: сегодня страна борется с последствиями загрязнения воды

На дне уругвайских водохранилищ, озёр и плотин скрывается невидимый след холодной войны. Это радиоактивные частицы, оставшиеся после ядерных испытаний, проводившихся в 1950-х — 1970-х годах — за тысячи километров от страны, которые сегодня используются в качестве инструмента для датировки отложений и реконструкции динамики загрязнения в Уругвае. Этот метод также позволяет воссоздать картину изменений водосборных бассейнов с течением времени и предоставить ключевую информацию для понимания процессов, влияющих на качество воды — проблема, которая приобрела особую актуальность после кризиса с обеспечением питьевой водой, пережитого страной в 2023 году. На основании наличия этих радионуклидов ученые факультета естественных наук Университета Республики могут датировать различные слои отложений и реконструировать динамику загрязняющих веществ, таких как пестициды, антибиотики и тяжелые металлы, связанных с изменениями в землепользовании и урбанизацией. Соединенные Штаты, Советский Союз и Франция взорвали около 2 000 атомных бомб в ходе ядерных испытаний, проводившихся в период с 1950-х по 1970-е годы. Радиоизотопы, образовавшиеся в результате этих взрывов, поднялись в верхние слои атмосферы и, обогнув планету, вернулись на поверхность, перенесенные дождями. Это явление, известное как радиоактивный осадок, оставило обнаруживаемый след в почвах и отложениях по всему миру, включая Уругвай. «Этот материал не является загрязнением в том смысле, что он может нанести вред. Это очень небольшие, но обнаруживаемые количества», — пояснил Маркос Тассано, научный сотрудник Лаборатории радиохимии Центра ядерных исследований факультета естественных наук. Следы, оставленные этими взрывами, служат своего рода хронологической меткой. Поскольку точно известно, когда проводились ядерные испытания, исследователи могут выделять различные горизонты в отложениях и присваивать им дату. Но есть ещё один поразительный факт. Анализ отложений в водохранилищах Ринкон-дель-Бонете, Пальмар и Сальто-Гранде показывает, что примерно половина отложившегося в них радиоактивного материала поступила в результате ядерных испытаний, проведённых Францией во Французской Полинезии; остальная часть в основном относится к испытаниям США и бывшего Советского Союза. Как это можно установить? Потому что каждая ядерная программа оставила свой уникальный изотопный «след». Французские устройства генерировали характерное соотношение между изотопами плутония-240 и плутония-239, отличающееся от того, что регистрировалось в американских бомбах. Измерив это соотношение, учёные могут определить происхождение радиоактивного материала. Плутоний — не единственный временной маркер, который используют исследователи. Также используются свинец-210 — природный радионуклид, позволяющий оценить возраст отложений, накопившихся примерно за последнее столетие, — и цезий-137 — искусственный изотоп, выброшенный в ходе атмосферных ядерных испытаний, пик глобального осаждения которого пришелся на 1960-е годы. Сочетание этих показателей позволяет построить высокоточную хронологическую модель и определить возраст каждого слоя отложений. Каждый слой отложений анализируется на наличие пестицидов, гербицидов, фунгицидов, металлов и других загрязнителей, чтобы восстановить, когда они появились, как менялись их концентрации и какое влияние на них оказали изменения в сельскохозяйственной деятельности, произошедшие в водосборных бассейнах за последние десятилетия. Результаты показывают, что эта реконструкция совпадает с историей регулирования использования различных пестицидов в Уругвае. Их концентрации возрастают после разрешения их импорта и начинают снижаться, когда эти продукты запрещаются, что подтверждает, что отложения служат надежным историческим архивом загрязнения окружающей среды. Первые результаты уже преподнесли сюрприз. В водохранилищах Ринкон-дель-Бонете, Пальмар и Сальто-Гранде исследователи обнаружили повторное появление ДДТ — инсектицида, запрещенного в Уругвае уже несколько десятилетий. Однако эта находка не означает, что данное соединение вновь стало использоваться. По мнению Тассано, наиболее вероятное объяснение заключается в другом: на протяжении многих лет ДДТ задерживался в почвах, на которые его вносили. С расширением сельского хозяйства и изменением режима землепользования усилилась эрозия, и часть этих отложений вновь начала перемещаться в реки и водохранилища, унося с собой остатки инсектицида. «Это свидетельствует о том, что то, что мы выбрасываем в окружающую среду, может вновь перемещаться и появляться спустя много лет», — отметил исследователь. Помимо реконструкции прошлого, цель состоит в том, чтобы установить собственные базовые показатели для уругвайских водосборных бассейнов. Это позволит сравнивать будущие измерения с местными историческими данными — а не со значениями, полученными в других странах, — чтобы оценить, удается ли политике управления окружающей средой эффективно снижать загрязнение или же концентрация определенных соединений вновь растет. Сейчас команда стремится применить ту же методологию к еще более амбициозной задаче: реконструировать историю использования антибиотиков в бассейне реки Санта-Лусия и проанализировать, сопровождалась ли эта эволюция появлением генов антимикробной резистентности в отложениях. Этот выбор не случаен. Водосборный бассейн реки Санта-Лусия обеспечивает питьевой водой большую часть населения страны и в то же время является центром интенсивного молочного животноводства, где ветеринарные антибиотики часто применяются для лечения инфекций у скота. Существует гипотеза, что часть этих антибиотиков попадает в окружающую среду через сточные воды и откладывается в отложениях. Там также могут сохраняться следы так называемого «резистома» — совокупности генов, позволяющих бактериям противостоять действию антимикробных препаратов. «Устойчивость к антибиотикам возникает не только в больницах. Часть её может возникать в окружающей среде, где циркулируют антибиотики, бактерии и гены резистентности», — пояснил Тассано. Исследователь предупреждает, что, если эта гипотеза подтвердится, её последствия выйдут за рамки экологии. «Возможно, человек очень старается не использовать слишком много антибиотиков, чтобы не вызвать резистентность, но оказывается, что просто из-за того, что он живёт в этой среде, он приобретает резистентность к антибиотикам», — отметил он. Эта гипотеза будет изучаться в рамках проекта посредством анализа экологической ДНК и генов резистентности, присутствующих в отложениях. «Вода — это связующее звено, которое объединяет всё», — резюмировал Тассано. Эта идея отражает подход «Единое здоровье», в рамках которого проводится исследование: понимание того, что здоровье окружающей среды, здоровье животных и здоровье человека являются частью одной системы. То, что происходит в почве, может оказаться в воде; то, что циркулирует в воде, может повлиять на животных и, в конечном итоге, вернуться к людям. В рамках проекта соберутся специалисты по радионуклидам, экологической химии, микробиологии и генетике из Научно-исследовательского института «Una Salud» Университета Республики. Идея заключается в том, чтобы объединить хронологию, полученную на основе анализа отложений, с анализом экологической ДНК, чтобы восстановить, когда начали появляться эти гены устойчивости и как они эволюционировали на фоне изменений в производственной деятельности бассейна. Если стратегия сработает, отложения перестанут быть лишь архивом прошлого. Они также смогут превратиться в инструмент для прогнозирования экологических рисков, оценки воздействия политики управления водосборными бассейнами и получения научных данных, необходимых для предотвращения новых случаев ухудшения качества воды, подобных тому, с которым Уругвай столкнулся во время водного кризиса 2023 года.