Сайт СФУ
Сибирский форум. Интеллектуальный диалог
сентябрь / 2020 г.

Наука должна вернуться на Север

Дизельное топливо из резервуара Норильской ТЭЦ-3 вылилось 29 мая, а 3 июня сотрудники Сибирского федерального университета уже были на Таймыре. Прилетели вместе с МЧС и приступили к работе. И уже сейчас понятно, что это надолго. В чём же эта работа заключается, кто в ней принимает участие и каковы первые результаты? На эти и другие вопросы отвечает директор Института экологии и географии СФУ Руслан ШАРАФУТДИНОВ.

— Исследования только начаты, а потому о результатах говорить рано. Но о том, как эту работу планируется организовать, поговорить уже можно, — делится Руслан Аглямович. — Осуществляться она будет в рамках трёхлетней программы по изучению последствий разлива нефтепродуктов, которая финансируется правительством Красноярского края. К работе привлечены сотрудники не только нашего института, но и Института фундаментальной биологии и биотехнологии, Института нефти и газа. Экспедиции будут проводиться два раза в год — в начале лета и в конце, когда идёт миграция животных. А ботаники будут ездить в середине лета.

Надо сказать, СФУ был выбран не случайно. Наши учёные многие годы занимались изучением этой территории и имеют исходную информацию. А это очень важно. Северные территории не только обширны, но и значительно менее изучены, чем южные. И там нет и никогда не было никаких научных стационаров. Даже в окрестностях Норильска. А потому опыт и исходную информацию, собранную сотрудниками СФУ за многие годы в проводимых на Таймыре исследованиях, трудно переоценить. Понять, как развиваются процессы, можно только при сопоставлении того, что есть, с тем, что было.

А что и как было, наши учёные знают. Среди них орнитологи, биологи, ботаники, гидробиологи, зоологи. Задолго до этой аварии они занимались биологическими объектами и озера Пясино, и реки Амбарной, и реки Далдыкан. Занимались перелётными птицами, мигрирующими животными. В первую очередь северным оленем, который служит основой хозяйственной жизни коренных народов.

В августе согласно экспедиционной программе в загрязнённой после аварии зоне были проведены комплексные исследования. Суммарная протяжённость лодочных и пеших маршрутных учётов составила более 550 километров. Был собран материал на пятнадцати ключевых участках на озере Пясино, озере Лебяжье, в поймах рек Амбарная и Пясина. Дополнительный сбор данных выполнен на отдельных участках рек Далдыкан, Норильская, Вертлявый, Таловая.

— Наверное, там и до аварии не всё было благополучно?

— Конечно, когда мы говорим о территориях, где находятся предприятия, которые работают на Таймыре с конца тридцатых годов, а это огромные предприятия, надо понимать, что они уже давно сформировали техногенные ландшафты. Так что там целый комплекс проблем был и до разлива топлива. И это всё усложняет. Сказать, как будут развиваться события в условиях дополнительного техногенного прессинга, очень непросто. То, что сейчас лежит на поверхности, — это не только продукт сегодняшнего дня. И реакция природы, много лет существующей в условиях постоянного прессинга, при внезапном появлении нового фактора может быть неоднозначной. Трёхлетняя программа и рассчитана на то, чтобы это прояснить.

На месте катастрофы

В первую очередь прояснить, что будет с животными. Особенно мелкими, которые, в отличие от оленей, не могут далеко убежать. Например, с мышевидными грызунами. Уже не говорю о растениях, которые вообще перемещаться не могут. Только в рамках столетних циклов, через семена. Так что они первые принимают удар. Но если случится массовая гибель мелких млекопитающих, а они станут пищей для более крупных хищников, то произойдёт загрязнение и в более высоких уровнях пищевой цепи. Наша задача это оценить. Для этого в течение трёх лет мы должны будем делать несколько срезов в год, чтобы получить прогноз. Но мониторинг — это всего лишь инструмент. Конечная цель — сделать так, чтобы ускорить процесс восстановления экосистемы до состояния, близкого к исходному.

— А что предполагается брать за исходное состояние?

— Это тоже большой вопрос, что считать исходным состоянием. То, что было до строительства комбината в тридцатые годы прошлого века? Наверно, это не совсем корректно. Но надо стремиться приблизиться к показателям тех сегодняшних фоновых экосистем, которые не попали в зону загрязнения во время последней аварии на ТЭЦ-3. И здесь возникает ещё одна задача — посмотреть и фоновые территории, которые мы будем сравнивать с загрязнёнными.

— Как долго в условиях Арктики может восстанавливаться экосистема до исходного состояния? И возможно ли это?

— Пока рано об этом говорить. Скажу только, что в первое время на водных объектах концентрация дизельного топлива была достаточной для деградации гидробиологического комплекса. Молодь рыбы, которая зайдёт в озеро Пясино, может остаться без еды, поскольку не все элементы пищевой цепи, начиная с бактерий и заканчивая различными рачками, смогут сохраниться. А если кормовая база пострадала, то столько рыбы, сколько было до аварии, озеро прокормить уже не сможет.

Впрочем, того загрязнения водных объектов, что было сразу после аварии, в настоящий момент уже нет. Дизельное топливо с поверхности испаряется довольно быстро. К счастью, повезло с погодой. Дни стояли благоприятные, температуры были положительными, и над озером дул сильный ветер. Сотрудники Института нефти и газа, которые производили расчёты, определили, что при таких условиях при значимой толщине плёнки топлива с одного гектара поверхности озера Пясино могло испаряться до десяти тонн в сутки.

А вот та часть дизельного топлива, которая осталась в почвах, в условиях тундры может сохраняться длительное время. В этих почвах биологическая активность замедлена. При серьёзных концентрациях (выше 5-10 г на кг почвы) топливо будет разлагаться долго. Ожидать, что быстро произойдёт самовосстановление, не стоит. Тем более что дизельное топливо — это не нефть. На живые организмы оно оказывает совершенно другое влияние. Во-первых, оно обладает выраженной токсичностью, и у него хорошая проницаемость в почву. На некоторых участках почвы загрязнены на 50 сантиметров.

Надеяться, что в условиях анаэробиоза там всё быстро разложится, не приходится. Дело в том, что в нижних горизонтах с кислородом плохо, и там живут анаэробные бактерии, которые менее активны. Например, на чернозёмах при концентрации сырой нефти пять граммов на килограмм через год от неё и следа не останется. Бактерии всё съедят, и получится чуть ли не удобрение. Но в условиях тундры 5 г на кг — это много. А в нашем случае есть и 30 граммов на килограмм. К тому же, повторюсь, это не нефть.

То, что касается верхних горизонтов, то они в летнее время будут очищаться быстрее. Но здесь надо учитывать, что в Арктике период вегетации короток, грунты оттаивают долго, и активность биоты невысока. Повторится ли нынешнее лето, когда дневная температура до сентября держалась в пределах двадцати градусов? Северянам в этом году с погодой очень повезло. Мы приехали третьего июня, а там уже жарки цвели. Обычно в это время ещё снег пробрасывает.

А теперь впереди долгая зима. Почва замёрзнет, и обменные процессы прервутся. Конечно, с наступлением морозов прекратится процесс перераспределения топлива в загрязнённых почвах и грунтах. Но имеются обоснованные опасения, что далеко не на всех загрязнённых участках удастся ликвидировать последствия загрязнения, некоторая часть топлива в долине реки Амбарной может остаться. В начале лета 2020 года паводок способствовал загрязнению почвенного покрова на некотором удалении от русла реки. В результате в районе устья реки Амбарной низкие пойменные элементы, старичные комплексы были в разной степени загрязнены. Картина загрязнения, конечно, не сплошная, очень пёстрая. Остатки дизельного топлива весной, при таянии снега, оттаивании деятельного горизонта, будут выноситься в реку Амбарную, Далдыкан, откуда могут попасть в озеро Пясино. Чтобы этого не произошло, необходимо уже в конце весны устанавливать сорбирующие боновые заграждения в устье реки Амбарной.

— Значит, говорить о каких-то прогнозах можно будет в лучшем случае через год?

— Все будет зависеть от того, насколько качественно подрядные организации, которые занимаются устранением последствий аварии, справятся с участками, на которых загрязнение почвы достигает высоких значений. И если по результатам их деятельности на отдельных участках загрязнение достигнет 2-3 грамма на килограмм почвы, то с ним природа справится за 3-4 года.

И тут возникает вопрос. Стоит ли промывать почву на отдельных участках, если концентрация там не очень высока? А тем более снимать почвенный покров, который затем будет восстанавливаться столетиями. Может, на таких участках лучше оставить всё как есть и только немного помочь природе? По этому вопросу мы в рамках межведомственной комиссии довольно плотно общались с сотрудниками МГУ и пришли к мнению, что препарат, который разработан ими (модифицированные гуминовыми кислотами бентонитовые глины), можно инъекциями вводить в почву, закрепив этим топливо, что не позволит ему поступать в реки в летнее время. Сделать так можно там, где концентрация невысока. Ущерб в этом случае будет меньше, чем пригнать технику и всё снять. Но там, где концентрация очень высока, например, 30-35 граммов на килограмм, придётся промывать.

— Руслан Аглямович, будут ли использоваться новые методики, технологии и материалы? В том числе и разработанные учёными СФУ?

— Если говорить о новых методах, то планируется проведение молекулярного генетического анализа бактериопланктона, который в мировой практике применяется относительно недавно. Об этом вам лучше спросить у специалистов в области биофизики водных систем Владимира Иннокентьевича КОЛМАКОВА или Михаила Ивановича ГЛАДЫШЕВА, которые также принимали участие в экспедиции.

Что касается материалов, то разработанные университетом сорбенты для связывания нефтепродуктов не вполне подходят для Арктики. Особенно когда мы говорим о пойменных экосистемах. Например, есть «Унисорб-Био», разработанный в Институте нефти и газа, который уже производится промышленно и успешно применяется. Но он не рассчитан, на мой взгляд, на применение в условиях поймы, когда уже через несколько дней может оказаться под водой.

Основа этого сорбента — вспененный особым способом карбамид (мочевина). В обычных условиях он сам по себе может быть минеральным удобрением. Но при попадании в северные водоёмы может спровоцировать цветение воды, послужив питательной средой для бактерий. Т.е. привести к перестройке в том числе и альгологического комплекса (альгология — раздел биологии, изучающий водоросли — ред.). Тем не менее эти сорбенты были применены; посмотрим, что получится. Думаю, от восьми тонн, которые были использованы, ничего страшного в такой большой водной системе не произойдёт. Гидробиологи скажут детальней, когда обработают результаты и сопоставят их с тем, что было несколько лет назад.

— Какие-то не требующие длительных исследований рекомендации наука готова дать уже сегодня? Вообще, можно ли если не сократить количество катастроф, то хотя бы научиться адекватно на них реагировать? Похоже, к этой аварии предприятие было не готово.

— Да, к таким масштабам готово не было. Как выяснилось, план ликвидации аварийного разлива топлива был рассчитан на то, что ни при каких обстоятельствах оно не попадёт в водные объекты. Запасы всего необходимого на случай аварии не были рассчитаны на такие масштабы. Пришлось по всей стране собирать и сорбенты, и боны, и прочее.

Сейчас планы на случай аварий по всем предприятиям должны быть пересмотрены. Университет получил запрос на разработку документа, который можно использовать при разработке таких планов. В них, в частности, должны быть разделы, определяющие мероприятия, направленные на сохранение объектов животного мира. В первую очередь к таким мероприятиям относится отпугивание. Это установка чучел, сирены, гудки. Такие рекомендации мы разработали и передали их в министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края. Надеюсь, они попадут в планы предприятий со значительными объёмами нефтепродуктов, что поможет при авариях сохранить животных. Так что эту часть мы сделали.

Что касается мероприятий, направленных на рекультивацию, то мы вносили предложения вневедомственной группе, которая собиралась в Москве. Часть предложений была принята и в настоящее время компанией реализуется. Например, по сбору топлива. Вообще, там рассматривалось много вариантов. Начиная с того, что топливо можно сделать частью бурового раствора, до сжигания в установках, которые для этой цели придётся привозить. Мы же предлагали (и это частично реализуется) собранное топливо отделить от воды и использовать с той же целью, для какой оно хранилось. Считается, что 99,9% воды отделить от топлива возможно. А этого вполне достаточно. Тогда зачем его просто сжигать в тундре?

Вообще, работа впереди большая. Надо сказать, что помимо нас организована достаточно представительная группа из более десятка специализированных институтов. Сейчас по результатам уже проделанной ими работы готовятся отчётные документы. Надеюсь, это будут открытые материалы, которые смогут увидеть все. И уже по итогам двухлетнего мониторинга можно будет делать выводы и принимать решения. А сегодня можно определённо сказать только одно: наука должна вернуться на Север.

Разговор о работе учёных университета был продолжен с доктором биологических наук, профессором Владимиром Иннокентьевичем КОЛМАКОВЫМ, который рассказал о своём участии в экспедиционной программе и видении проблемы.

— В Норильском промышленном районе я работал в составе гидробиологической группы ещё в начале двухтысячных годов. Экспедиции проводились ежегодно. Мы бывали и в так называемых фоновых зонах, и в зонах потенциального загрязнения. Работали и в том районе, где произошла авария.

В этот раз перед нами была поставлена конкретная задача — изучить ситуацию с биотой после разлива дизельного топлива. Изучить, что произошло с зоопланктоном, фитопланктоном, бактериопланктоном. Это те организмы, которые человек, придя на водоём, и не замечает. Но именно они определяют функционирование всей экосистемы. Без них она исчезает, превращаясь в техногенный водоём. По сути, в отстойник.

Наша задача была собрать пробы по разработанной схеме согласно техническому заданию министерства экологии края. Всё это выполнено, и сейчас идёт обработка проб, которая продлится до декабря. Полученные данные могут повлиять и на оценку ущерба, и на восстановительные мероприятия. Важно, чтобы эти мероприятия были правильно проведены. А потом надо смотреть, как это искусственное восстановление происходит. Биота на эти мероприятия откликается или нет?

Для получения ответов на эти и другие вопросы существуют разные методы. В частности, под руководством члена-корреспондента РАН Михаила Ивановича ГЛАДЫШЕВА планируется применить один из новейших методов — молекулярный генетический анализ бактериопланктона. Это даст возможность определить видовой состав гидробиоты в реке Пясине и других загрязнённых водоёмах. И позволит понять, как влияет разлив нефтепродуктов на видовой состав бактерий и какие из бактерий являются нефтеразрушающими.

— Владимир Иннокентьевич, исследования предполагают и изучение фоновых территорий. А они там ещё существуют?

— Чистые территории есть. И, что важно, даже вблизи Норильска. Это плато Путорана, это озеро Кутарамакан. Совершенно чудное озеро, надо сказать. Конечно, в эти места и добраться сложно. Эти фоновые участки мы как раз и используем для того, чтобы сравнить и понять, как техногенное влияние изменило водоёмы, которые тоже когда-то были чистыми.

Там есть ещё одна проблема. Этот район исключительно богат металлами. А потому подходить к оценке загрязнения территории, опираясь не общероссийские ПДК, не совсем верно. Там фоновые показатели значительно больше. Такие участки как раз помогают оценить техногенное влияние.

Я бывал и на плато Путорана, и несколько раз на Кутарамакане. Скажу прямо — там побываешь и рад тому, что живёшь в России. Такие места мало кто имеет. Вообще, на Таймыре есть что беречь. А потому в промышленно опасных местах нужно проводить постоянное наблюдение за почвой, за донными отложениями, за биотой водоёмов. Такие работы у нас систематически никогда не велись. Сейчас правительство края предлагает в Норильске организовать что-то вроде филиала краевого министерства экологии и создать лабораторию, которая будет осуществлять мониторинг в местах расположения потенциально опасных промышленных объектов.

Освоение Севера будет продолжаться. Но, надеюсь, уже не так, как прежде. Вообще, с самого начала тридцатых годов никто не оценивал, как осваивался Север. То же озеро Пясино потеряло своё рыбопромысловое значение еще в начале пятидесятых годов.

— А случались ли такого масштаба катастрофы именно в Арктике? Или это первая?

— Сейчас говорят, что она самая крупная из всех, что случались. Но это далеко не так. Даже среди известных (а мы, понятно, знаем не обо всех) эта авария не самая разрушительная. В 1994 г. в Республике Коми разлилось нефти в шесть раз больше. И тоже в условиях Заполярья. Так что аварии были, но такого внимания к ним не было никогда. Впервые к экологической катастрофе отнеслись именно как к катастрофе. Правительство России, правительство края, «Норникель» привлекли огромное число учёных из многих научных организаций, чтобы дать точную оценку тому, что произошло.

Остаётся надеяться, что их взаимодействие позволит в будущем быстрее и точнее реагировать на аварии. Совсем избежать их, к сожалению, невозможно. Но определённый разворот в сознании и власти, и контролирующих органов, и учёных уже произошёл. И это вселяет надежду.

Галина ДМИТРИЕВА