Изменение климата может оказать комплексное влияние как на перемещение, так и на поведение загрязнителей в Баренцевом море. Повышение температуры, изменение системы ветров и океанских течений, изменение режима осадков, таяние морского льда, ледников и ледовых шапок, а также таяние вечной мерзлоты окажет влияние на перенос, осаждение, ремобилизацию и перемещение загрязнителей между воздухом и водой, а также стабильность окружающей среды, структуру экосистемы, биодоступность, бионакопление, биомагнификацию, трансформацию, деградацию и токсичность (Macdonald et al., 2005; Noyes et al., 2009; UNEP/AMAP, 2011; Kallenborn et al., 2012; Moe et al., 2013; Stahl et al., 2013).
Повышение температуры, осадки, таяние льда и ремобилизация загрязнителей
Ожидается, что температура в Арктике будет расти в два раза быстрее среднемировой (Trenberth et al., 2007). В связи с этим в будущем повторное улетучивание может стать значительным источником вторичных выбросов. Считается, что постоянный ледовый покров в центральной Арктике играет особенно важную роль, препятствуя испарению летучих соединений, таких как ГХЦГ и ГХБ из вторичных источников, таких как морская вода. Временной ряд данных о концентрации СОЗов в воздухе свидетельствует о том: что отступление морского льда и повышение температуры приводит к ремобилизации СОЗов, в том числе слаболетучих, в воздух Арктики (Ma et al., 2011). В пределах Баренцевоморского региона рост концентраций ГХБ в атмосферном воздухе наблюдалось на Цеппелине, Ню-Олесунн (арх. Шпицберген с 2004 г., и этот рост, вероятно, вызван повышением температуры (Hung et al., 2010; Becker et al., 2012). Так, повышение температуры на 1°C приведет к повышению летучести полулетучих СОЗов, таких как ПХБ, приблизительно на 10-15% (UNEP/AMAP, 2011).
Сокращение вечной мерзлоты, снежного покрова и ледникового льда вместе с усиливающейся эрозией приведут к увеличению объема загрязнителей, попадающих в воздушные и водные системы (Kallenborn et al., 2012). Подобные сценарии ожидаются повсеместно в Арктике, где относительно высокое содержание современных пестицидов (СП) было зарегистрировано в верхних слоях ледников на Шпицбергене (Hermanson et al., 2005; Ruggirello et al., 2010). СП могут быть высвобождены из верхних слоев ледников при таянии льда. Было высказано мнение, что таяние вечной мерзлоты в России объясняет повышенный уровень ПХБ и свинца в организмах коренных народов Арктики (Chashchin, 2010). Повышение температуры вероятно вызовет более активный распад загрязнителей в почве и морской воде. Их более активный распад повысит образование метаболитов с неизвестной токсической активностью. Ожидается, что добыча полезных ископаемых, таких как минеральное сырье, нефть и газ будет становиться более экономически целесообразной по мере уменьшения ледового покрова. Более активная деятельность человека также считается новым источником загрязнения (UNEP/AMAP, 2011).
Повышение температуры, изменение режима осадков и изменения, затрагивающие наличие снега, льда и воды, могут также повлиять на перенос радиоактивных веществ и в особенности траекторию их распространения в Баренцевом море (AMAP, 2010). Рост количества осадков может вызвать ускоренное вымывание загрязнителей, которые в настоящее время присутствуют в окружающей среде. Таяние морских льдов может привести к высвобождению в окружающую среду радиоактивных веществ, содержащихся в морском льде (Olseng et al., 2009). Сокращение ледового покрова, особенно в летний период, приведет к уменьшению значимости морского льда как средства переноса радионуклидов из атмосферных осадков и из содержащихся в нем примесей. Это вероятно приведет к уменьшению оттока радионуклидов и к тому, что большая их часть будет оставаться в пределах Северного Ледовитого океана. Что касается радионуклидов, принесенных из морей Северной Европы, то ожидаемое усиление вертикального перемешивания и конвекции в Северном Ледовитом океане может привести к увеличению содержания радионуклидов на средних глубинах. Это увеличит время их нахождения в Арктике по сравнению с поверхностным переносом (AMAP, 2010).
Влияние изменений в режиме ветров и циркуляции, вызванных изменением климата, на перенос загрязнителей
Изменения в циркуляции морей и морском льде могут оказать влияние на траекторию распространения радиоактивных веществ в морской среде. Ожидается, что скорость их переноса как в Баренцево море, так и из него возрастет (AMAP, 2009). Увеличение объемов переноса в Баренцево море, ожидаемое в XXI веке, увеличит обмен между районами шельфа и глубоководными бассейнами. Ожидается, что этот обмен будет еще более активен за счет усиленного ветрового апвеллинга и даунвеллинга на границе шельфа частично из-за сильных ветров и частично из-за более коротких периодов с сезонным ледовым покровом (Carmack and Chapman, 2003; ACIA, 2005). Эти процессы имеют отношение к переносу радионуклидов, поступающих с юга с атлантическими водами, а также поступающих непосредственно в район шельфа с речным стоком или же из мест сброса отходов в Карском море (JRNC, 1993; IAEA, 1999).
Погодные катаклизмы, такие как сильные наводнения в районах с накопленными в почве загрязнителями, приводят к ремобилизации и высвобождению загрязняющих веществ в реки и воздух в странах южной Европы (Kallenborn et al., 2012). Подобные сценарии ожидаются и в северных районах, и они могут оказать значительное влияние, например, на некоторые реки Севера России.
Более частые шторма и большая площадь открытой акватории могут привести к усилению вертикального перемешивания и усилению повторного взвешивания осадков, последствием чего является ремобилизация радионуклидов с осадками или из осадков в жидкую среду (Schiedek et al., 2007). В этом контексте важными являются места сброса отходов в заливах архипелага Новая Земля (Harms and Povinec, 1999) бывшие ядерные испытательные полигоны, такие как губа Черная (Smith et al., 2000). Мобилизация радионкулидов из осадков также зависит от солености среды (Oughton et al., 1997).
Влияние изменения климата на биоаккумуляцию и биомагнификацию
Считается, что характеристики изменения климата окажут влияние на токсикологию и токсическое воздействие на биоту (Noyes et al., 2009). Изменения в пищевых сетях, вызванные повышением температур, уже были зарегистрированы в некоторых морях Арктики. Это может изменить трофические структуры и биоразнообразие, источники пищи и характер миграции, повлияв таким образом на биоаккумуляцию и биомагнификацию загрязнителей в пищевых сетях, а также на биологический перенос загрязнителей между различными широтами (UNEP/AMAP, 2011).
Попытки предсказать вызванные изменением климата изменения в биоаккумуляции загрязнителей в пищевой сети Баренцева моря демонстрируют, что на биодоступность может оказывать влияние величина первичной продукции (Borga et al., 2010). Количество частиц органического углерода, соответствующее первичной продукции и поступлению с суши, может быть важным для фактического поведения гидрофобных химических веществ (Amitage and Wania, 2013). Кроме того, исследования животных подтверждают точку зрения, что изменчивость климата может оказать влияние на транспорт и поведение СОЗов и, как следствие, регулировать временную динамику СОЗов в окружающей среде (Bustnes et al., 2010).
В результате повышения температуры и вызванных им несоответствия пространственного и временного распределения хищников и жертв доступность пищи для некоторых видов может стать недостаточной. Ожидается, что некоторые виды будут голодать. Сообщается, что в северных широтах гаги метаболизируют большее количество липидов и выделяют большее количество загрязнителей в кровь в инкубационный период, чем гаги из более южных широт (Bustnes et al., 2012). Ожидается, что полярные медведи в Баренцевом море также будут испытывать периоды голода и повышенного выделения загрязнителей из подкожных запасов жира; подобная ситуация ранее наблюдалась в популяции Гудзонова залива, где климатические воздействия на шаг опережают Европейскую Арктику (UNEP/AMAP, 2011). Кроме того, было показано, что иммунная система чувствительна к воздействию загрязнителей (Bustnes et al., 2004; Lie et al., 2004; Lie et al., 2005); в средах, где ожидается увеличение имеющихся и появление новых патогенов, это может представлять серьезную проблему в будущем.
Биодоступность радионуклидов в морской среде, очевидно, тесно связана с последствиями изменения климата (AMAP, 2010). Радиоактивные вещества, которые вновь попадают в морскую среду в результате таяния льда могут стать биодоступны для морских организмов. Изменения температуры также могут привести к изменениям в интенсивности обмена радионуклидов у холоднокровных животных, таких как рыбы. Необходимы дальнейшие исследования для изучения связи и суммарного влияния различных химических, физико-химических и биотических факторов, которые влияют на поглощение и биоаккумуляцию радионуклидов морскими биологическими видами (AMAP, 2009).