Экология

В 2021 году, объявленном Годом науки и технологий, специалисты Тобольской комплексной научной станции Уральского отделения Российской академии наук изучали состояние лесных экосистем в районе действующего производства компании СИБУР — ООО «ЗапСибНефтехим» (далее комплекс), одного из ведущих в мире объектов нефтехимии по глубокой переработке углеводородного сырья. Эта работа тобольских биологов явилась продолжением долговременных наблюдений за биотой в период строительства комплекса и освоения его проектной мощности в 2015–2020 годы, а результаты выполненных работ по экологическому мониторингу ежегодно получали оценку аудиторов Международной финансовой корпорации по обеспечению экологической и социальной устойчивости.

По словам руководителя проекта, исполняющего обязанности директора ТКНС УрО РАН кандидата биологических наук Станислава Козлова, программа текущего экомониторинга включает работы по изучению биоразнообразия не только на шести выбранных импактных мониторинговых площадках, расположенных в лесных массивах возле комплекса, и на шести фоновых мониторинговых площадках, удаленных от него на 5–7 км, но и на маршрутах экологической тропы Сибура. Площадь каждой мониторинговой площадки составила 400 м². «Согласно календарному плану-графику все работы по экологическому мониторингу проводятся в шесть этапов, до 30 ноября 2023 года, — отметил он. — Ученыме изучают химический состав почв, видовой состав сосудистых растений, грибов, фауны позвоночных и беспозвоночных животных.

В ушедшем году ученые ТКНС УрО РАН выполнили два этапа запланированных работ из шести, включавших оценку состояния почвенного покрова и изучение таксономического состава растений, грибов, беспозвоночных животных, птиц, млекопитающих, а также оценку состояния популяций редких и охраняемых видов биоты на исследуемых площадках. «В ходе наблюдений наши ботаники в 2021 году отметили положительную динамику радиального прироста деревьев на большинстве мониторинговых площадок, что указывает на благоприятные условия произрастания», — подчеркнул Станислав Козлов.

В престижном международном журнале “Frontiers in Microbiology” сотрудники лаборатории экотоксикологии популяций и сообществ Института экологии растений и животных УрО РАН Владимир Микрюков, Олеся Дуля, Игорь Бергман и Анжелика Логинова опубликовали статью, где описали один из механизмов поддержания разнообразия и функционирования лесных экосистем вблизи металлургических предприятий. Авторы выяснили, что убежищем для почвенных грибов, спасающим их от загрязнения тяжелыми металлами, могут служить валежные стволы хвойных деревьев. Об этой работе «НУ» рассказал кандидат биологических наук Владимир Микрюков:

— Несмотря на использование очистных сооружений, все еще обширные регионы планеты подвержены загрязнению выбросами промышленных предприятий, в результате чего повышаются кислотность почвы и содержание в ней меди, цинка, кадмия, свинца и других тяжелых металлов. Вблизи заводов концентрации загрязняющих веществ могут превышать допустимые показатели в десятки и сотни раз. Из-за высокой токсичности почвы исчезают травянистые растения, дождевые черви, моллюски, насекомые, а разложение растительных остатков сильно тормозится. Остро стоит проблема деградации природных экосистем из-за выбросов металлургических предприятий в промышленно развитом Уральском регионе.

В лесах ключевую роль в разложении растительных и животных остатков играют грибы, разнообразие которых исчисляется тысячами видов в пределах одного квадратного метра. Особенно они обильны в верхнем почвенном горизонте — в лесной подстилке. Разнообразие грибов во многом определяет почвенное плодородие, а значит, и здоровье леса.

В ходе проведенных ранее исследований в окрестностях старейших и крупнейших в России предприятий цветной металлургии (Среднеуральского и Карабашского медеплавильных заводов) сотрудники нашей лаборатории установили, что разнообразие подстилочных сапротрофных грибов — основных агентов разложения мертвого органического вещества в лесу — сильно снижается с приближением к заводам. В отличие от них к загрязнению устойчивы эктомикоризные грибы, вступающие в симбиоз с корнями деревьев и получающие от них основную часть углеводов, а также обитающие повсеместно виды, большинство из которых — это известная всем плесень. Можно сказать, что на загрязненных территориях формируется не лучший состав команды для поддержания почвенного плодородия.

Для восстановления нарушенных экосистем, а также уменьшения ущерба при планировании новой хозяйственной деятельности логично использовать естественные механизмы поддержания биоразнообразия, в том числе почвенных грибов. В реализации одного из таких механизмов особую роль играют крупные древесные остатки (валежные стволы), в которых некоторые почвенные организмы способны переживать неблагоприятные периоды, например, засуху или паводки. Структура древесины валежных стволов по мере их разложения постепенно приближается к лесной подстилке (фото слева вверху), поэтому такие стволы могут быть населены подстилочными грибами. Однако до сих пор было многое не ясно. На каких стадиях разложения древесина становится привлекательным субстратом для подстилочных сапротрофов? Насколько древесина насыщена токсикантами по сравнению с лесной подстилкой на загрязненных территориях? И способна ли она в этих условиях поддерживать разнообразие подстилочных сапротрофов?

В конце минувшего года в Екатеринбурге прошел пятый конгресс с международным участием «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований» — Техноген-2021. Форум организован Институтом металлургии УрО РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, Правительства Свердловской области, Российской академии наук, Уральского отделения РАН, Уральской горно-металлургической компании, Трубной металлургической компании, Уралмеханобра.

Более 220 участников, представлявших академические институты, НИИ, вузы, предприятия и административные органы многих российских регионов, а также Казахстана и Узбекистана, обсудили результаты исследований структуры и физико-химических свойств твердых, жидких и газообразных продуктов промышленных производств, технические решения по утилизации техногенных отходов с максимальным извлечением компонентов и организацией безотходного производства, современные технологии очистки газов, сточных вод, переработки зол от сжигания углеродсодержащего топлива, радиоактивных, органических отходов, утилизации твердых коммунальных отходов, проблемы переработки красных шламов. Работа конгресса проходила преимущественно в очном формате, часть сообщений заслушали онлайн с возможностью задать вопросы докладчикам и подискутировать с ними.

Проблема сбора, утилизации и переработки твердых бытовых отходов — одна из самых острых на сегодняшний день. И едва ли не чаще прочих в этом контексте упоминается широко используемый в быту пластик, с наибольшим трудом поддающийся утилизации. Настоящим прорывом в этой области может стать создание саморазлагающихся по истечении определенного срока годности материалов.

В России уже несколько лет проводит исследования и разрабатывает технологии производства биоразлагаемых полимеров (БРП) научный консорциум, объединивший МГУ им. Ломоносова, Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН и научно-производственную компанию «НИКА-Петротэк». Авторы располагают образцами полимерных пакетов, одноразовой посуды и упаковочных материалов, которые разлагаются на воду и углекислый газ в срок от трех месяцев до двух лет. Такой пластик, по утверждению создателей, как и человек, имеет ограниченный срок жизни: рождается, живет, принося пользу людям, и умирает, превратившись в углекислый газ и воду. При этом решается одна из важнейших мировых задач — утилизация твердых коммунальных отходов.

48,5 млн тонн твердых бытовых отходов (ТБО) образовалось в России за 2020 год — в среднем по 450 кг на каждого россиянина. Большая часть этого мусора, 75%, было захоронено на свалках и полигонах. Но в стране постепенно внедряются новые подходы к утилизации отходов, среди которых наиболее активно развивается мусоросжигание. Молодой ученый из Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН (г. Ижевск) кандидат физико-математических наук Артем Шаклеин на фундаментальном уровне изучает процессы, протекающие в реакторах для сжигания ТБО, чтобы понять, как можно повысить эффективность таких технологий. Проект поддержан грантом РНФ. Наш корреспондент побеседовал с Артемом об этой работе.

— В прошлом году в России был объявлен амбициозный план по запуску 25 мусоросжигательных заводов в десятках регионов. Артем, в чем, по вашему мнению, привлекательность этого способа утилизации отходов?

— Не секрет, что проблема утилизации твердых бытовых отходов остро стоит на всей планете. Так, к 2016 году объем их образования в мире превысил 1,3 млрд тонн, из них на США пришлось свыше 260 млн тонн, на Европу — около 250 млн тонн, на Россию — около 50 млн тонн. С каждым годом уровень потребления, и, соответственно, количество производимых человечеством отходов возрастают. И в нашей стране проблема утилизации ТБО все чаще выходит на передний план. Президент РФ в своем послании к Федеральному Собранию в 2019 году отметил, что в России необходимо сформировать цивилизованную, безопасную систему обращения с отходами, повысив долю переработки с 8–9% до 60%.

29 мая в Оренбургской области отмечается День степи. Инициатором этого праздника в 2012 году стал академик Александр Чибилёв, вице-президент РГО, научный руководитель Института степи УрО РАН. Почти везде в России, от Крыма и Ростова до Забайкалья, этот день можно было бы отмечать как один из главных национальных экологических праздников. Потому что большая часть населения нашей страны живет в степи и лесостепи. Даже там, где их уже нет. А вот почему так происходит и что с этим делать — на эти вопросы ученые во главе с академиком Чибилёвым ищут ответы в ходе степных экспедиций РГО.

Движение весны

— Александр Александрович, в мае завершился весенний этап десятой по счету экспедиции. Чем она была примечательна?

— Обычно больших степных экспедиций две в году: весенняя и летняя. Весенняя — особенная. Потому что весной степь проявляет свои наивысшие эстетические качества, и именно в это время здесь происходят самые большие и интересные изменения. В этом году весенний этап экспедиции был проведен на юге Европейской России после перерыва прошлого года. И нам важно было зафиксировать изменения, произошедшие за два года.

— Каков был маршрут?

— Мы начали с Ростовской области. Там ежегодно проходит фестиваль экологического туризма «Воспетая степь». Мы на нем ни разу не были, хотя регион объехали вдоль и поперек. Поэтому я решил нынче отправиться туда. И сам собой вырисовался маршрут экспедиции: Ростовская область — Калмыкия — Ставропольский край — Дагестан — Астраханская область — Волгоградская область. Фенологически весна у нас наступает с запада на восток (в большей степени) и с юга на север. Поэтому было логично посетить эти регионы вслед за движением весны.

Специалисты Тобольской комплексной научной станции Уральского отделения РАН участвуют в долгосрочном проекте по оценке численности сибирского осетра в динамике. Партнером проводимых на территории Уватского района Тюменской области исследований выступает крупнейшая отечественная нефтегазохимическая компания СИБУР.

По словам научного руководителя проекта, старшего научного сотрудника группы экологии гидробионтов отдела экологических исследований ТКНС УрО РАН, кандидата биологических наук Андрея Чемагина, оценка средней плотности осетровых рыб, в том числе сибирского осетра, в акватории зимовальных ям проводится гидроакустическим методом — без изъятия рыбы из естественной среды обитания. Устанавливается также численность молоди этих рыб на основе размерного ряда, зарегистрированного дистанционным эхометрическим зондированием водной толщи. «В процессе проведения исследований, — поясняет ученый, — мы можем по соотношению размерных групп учитываемых рыб определить долю молоди». Помимо практической значимости полученных результатов, исследования важны и для общества в целом: «В рамках этого проекта можно было бы говорить о результативности заводского воспроизводства сибирского осетра, о том, насколько эффективно человек участвует в восстановлении ценных пород рыб». Но из-за отсутствия специализированной генетической лаборатории и квалифицированных специалистов, что позволило бы с точностью разграничить молодь естественного нереста и заводского разведения в русловой зимовальной яме, об этом говорить пока не приходится.

Прошлым летом Архангельским представительством WWF России (Всемирный фонд дикой природы) была организована экспедиция, в ходе которой специалисты изучали биоразнообразие самого крупного в Европе массива девственных старовозрастных лесов, расположенного в Лешуконском районе Архангельской области. Основу экспедиционного отряда составили сотрудники Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН. Об уникальности территории ученые рассказали съемочной группе документального фильма «Лешукония. Ускользающая красота». Видео, демонстрирующее первозданные леса во всей красе, доступно на интернет-ресурсе WWF России.

В экспедиции приняли участие сотрудники лаборатории биоресурсов и этнографии Виктор Мамонтов и Елена Чуракова, сотрудник лаборатории экологической радиологии Видас Кряучюнас и сотрудник лаборатории болотных экосистем ФИЦКИА УрО РАН Иван Зубов, а также доцент кафедры ботаники и физиологии растений Петрозаводского госуниверситета Виктория Тарасова и доцент кафедры биологии Санкт-Петербургской государственной академии ветеринарной медицины Павел Амосов.

В самом конце минувшего года состоялась презентация коллективной монографии сотрудников Института химии твердого тела УрО РАН «Зеленая книга». Представленные в монографии статьи посвящены в основном поиску путей решения экологических проблем Уральского промышленного региона. На основе фундаментальных исследований предложены способы утилизации техногенных энергетических отходов теплоэлектростанций, сжигающих мазут нефтяных месторождений Поволжья, Урала, Сибири и сохранения живой зоны в районах ТЭС. Представлена проблематика, связанная с утилизацией красных шламов — отходов переработки бокситов при производстве алюминия, разработаны технологические схемы извлечения многих ценных соединений — оксидов титана, ванадия, ниобия, циркония, металлов — алюминия, галлия, скандия, иттрия, лантаноидов. Ряд статей посвящен чрезвычайно важным и масштабным проблемам г. Карабаша. Длительная разработка медно-колчеданных месторождений на Урале и последующая ликвидация рудников и шахт в 1990-е годы привели к обострению экологической обстановки.

Проведенный и представленный в «Зеленой книге» мониторинг уровня загрязнений кислых рудничных вод наглядно свидетельствует о масштабе экологического неблагополучия нарушенных кислыми водами земель вблизи промышленных объектов и мест проживания людей и животных. Показано, что только нейтрализация и очистка вод, комплексная переработка техногенных отходов рудной переработки могут быть положены в основу реабилитации территорий, прилегающих к г. Карабашу. Часть статей носит более академический характер. Это лабораторные исследования по обезвреживанию токсичных хлор- и мышьяксодержащих агентов, разработка бактерицидных серебросодержащих материалов, получение биоматериалов, совместимых с живыми тканями человека и животных.

Собранная в книге информация о результатах многолетних исследований сотрудников ИХТТ УрО РАН адресована сотрудникам НИИ, государственных, промышленных и коммерческих структур для совместного поиска путей решения экологических проблем Уральского региона.

Сотрудники лаборатории популяционной радиобиологии Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН под руководством доктора биологических наук В.Н. Позолотиной подвели итоги исследования популяций подорожника большого (Plantago major L.) в зонах Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) и Карабашского медеплавильного завода.

Выявлены, как отмечают авторы, специфические эффекты на физиолого-биохимическом уровне у растений из зон радиоактивного и химического загрязнения. Однако их последствия в дальнейшем компенсируются и не приводят к существенным изменениям жизнеспособности семенного потомства, что позволяет популяциям стабильно существовать в зонах техногенного стресса.

Ученые Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН исследуют методы утилизации твердых бытовых и промышленных отходов в тепловом реакторе. Цель работы — дать обоснованную оценку, насколько разные методики высокотемпературного пиролиза и дожигания продуктов сгорания способствуют снижению вредных выбросов в окружающую среду и увеличению количества вырабатываемой энергии.

Научная новизна проекта состоит в комплексном исследовании влияния внешнего источника тепловой энергии, в рамках которого рассматривается не только термическое разложение твердых органических материалов и горение продуктов пиролиза, но и вся система сжигания в целом. Данный подход позволяет оценивать эффективность каждого отдельного решения по функционированию общей системы утилизации.

— Проект фундаментальный, ориентирован на теоретическое изучение процессов горения твердых материалов, в частности полимеров, в реакторе, разработку математических моделей и проверку гипотез о влиянии дополнительного источника энергии на состав продуктов сгорания, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории физико-химической механики центра, молодой ученый Артем Шаклеин (на фото). — Подход предполагает учет максимально возможного количества основополагающих факторов, определяющих закономерности рассматриваемого процесса.

Задача экологически безопасного сжигания мусора — многоплановая, в ходе ее решения формулируются математические модели и вычислительные алгоритмы, на их основе создаются прикладные программные комплексы для расчета параметров процесса термической утилизации твердых бытовых отходов.

В серии «Научные доклады» издательства Федерального исследовательского центра Коми НЦ УрО РАН отдельным изданием опубликовано сообщение коллектива специалистов Института биологии «Риски от размещения полигонов твердых коммунальных отходов на слабовосстанавливающихся территориях Севера России (на примере станции Шиес, Архангельская область)».

В 2018 году ОАО «Российские железные дороги» передало в аренду земельный участок площадью 44 га рядом со станцией Шиес компании ЭкоТехноПарк «Шиес», еще 15 га были переданы Министерством природных ресурсов и лесопромышленного комплекса Архангельской области в безвозмездное пользование компании «Автомобильные дороги». На образовавшейся территории были вырублены деревья, завезены грунт и гравийная отсыпка, и начаты работы по строительству полигона твердых производственных и бытовых отходов. Местные экоактивисты решительно выступили против, отстаивая право на чистоту окружающей среды, получение достоверной информации о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного здоровью или имуществу людей. Общественное движение, многомесячное противостояние граждан и властей Архангельской области остановили строительство и вызвали широкий общественный резонанс в масштабах страны.

Биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (Архангельск) обнаружили чужеродные виды гигантских моллюсков, угрожающих экосистемам нижней Волги. Инвазивные (изначально не принадлежавшие данной экосистеме) двустворчатые моллюски родом из Китая сильно преобразовали донные сообщества, вытесняя местные виды. Это чревато резким сокращением рыбных ресурсов. Локальные очаги распространения этих моллюсков обнаружены также на Оби и Енисее.

Исследование проводилось в рамках российско-французской партнерской программы Юбера Кюрьена «Колмогоров», реализуемой при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Министерства Европы и иностранных дел Франции и Министерства высшего образования и научных исследований Франции. Его результаты опубликованы в научном журнале BioInvasion Records, входящем в международные системы цитирования Web of Science и Scopus (https://www.reabic.net/journals/bir/2020/Accepted.aspx, https://www.reabic.net/journals/bir/2020/Accepted/BIR_2020_Kondakov_etal_correctedproof.pdf).

Речь идет о беззубках из рода синанодонта (научные названия — Sinanodonta lauta и Sinanodonta woodiana), чьи раковины могут достигать размеров суповой тарелки (20–25 см в диаметре).

О том, насколько актуальна проблема обезвреживания полихлорированных бифенилов (ПХБ) — стойких органических загрязнителей и как эту проблему решают уральские химики-органики в сотрудничестве с коллегами-микробиологами, мы подробно писали полтора года назад (см. «НУ», 2018, № 24). Напомним, что хлорорганические соединения синтетического происхождения, «запасы» которых в мире составляют сотни тысяч тонн, относятся ко второму классу опасности (высокоопасные) и входят в так называемую «грязную дюжину». Даже в крайне низких дозах они вызывают рак и другие нарушения в организме человека и животных. По решению Стокгольмской конвенции ПХБ с 2001 г. запрещены к производству, до 2015 должны быть изъяты из эксплуатации и до 2028 г. уничтожены. Российская Федерация подписала конвенцию в 2002 г., в 2011 ратифицировала ее.

Хлорароматические отходы (такие смеси, как «Трихлорбифенил», «Совол», «Делор», «Ароклор» и др.) накоплены не только в емкостях, но давно попали в окружающую среду и прочно там осели. Более того, трансграничный перенос на пылевых частицах привел к тому, что ПХБ обнаруживаются в таких районах планеты, где они никогда не производились и не применялись, например, в Сахаре и Антарктиде.

В лаборатории региональной геологии и геотектоники Института геологии и геохимии УрО РАН почти десять лет исследуют минералогию металлургических шлаков. Инициативная группа, в которую входят кандидаты геолого-минералогических наук В.С. Пономарев, П.С. Козлов, Л.В. Леонова и ведущий инженер А.В. Захаров, исследуют минералогию шлаков из различных металлургических предприятий Среднего Урала. Изучаются как старинные шлаки демидовских заводов, так и современных гигантов (СУМЗа, НТМК и др.). Цель изучения – выявить экологические проблемы этих промышленных отходов и найти возможности дальнейшего использования шлаков. Наш корреспондент побеседовал об этом с руководителем группы, ведущим научным сотрудником ИГГ, кандидатом геолого-минералогических наук Юрием Ерохиным.

— Почему вы выбрали такую тему? Неужели в Уральских горах нечего больше изучать и приходится заниматься минералами в заводских отвалах?

— Вы не правы. Металлургические шлаки — рай для минералога. Наш регион уже более 300 лет известен как металлургический центр России. Еще в эпоху правления Петра I при заводчиках Демидовых (отце и сыне) количество выплавленного уральского железа (а тогда это были верхотурские, невьянские, нижнетагильские и другие среднеуральские заводы) составляло 2/3 объема от всего российского производства. И сегодня в Свердловской области сохранились крупные металлургические заводы: Среднеуральский, Нижнетагильский, Каменск-Уральский, Полевской и многие другие. Они стабильно работают, служа экономическими локомотивами нашей областной промышленности.

Дикие кабаны, обитающие на большей части Евразии, на территории Ханты-Мансийского автономного округа подходят к северной границе своего ареала, где выживание животного осложнено условиями среды. Ученые Института экологии растений и животных УрО РАН проанализировали данные о появлении диких кабанов в Югре с 1984 по 2019 годы, основываясь на собственных полевых наблюдениях и архивных материалах. Эта информация позволила рассчитать модель, объясняющую распространение вида в зависимости от различных факторов. О том, где кабану лучше и почему его «тянет» в город, рассказал старший научный сотрудник лаборатории экологии охотничьих животных ИЭРиЖ кандидат биологических наук Николай Марков.

— Николай Ильич, насколько вольготно себя чувствует кабан на северной границе своего ареала?

— Чувствовать себя вольготно на границе ареала животное по определению не может. Если у него все хорошо, то вид увеличивает численность и распространение — никакой границы здесь тогда быть не может. Если говорить о границе распространения в Югре, надо понимать, что ХМАО — большой регион, превосходящий по площади некоторые европейские государства. Природные условия в округе, в разных его частях, различаются. На юге региона вид обитает вполне устойчиво. Его численность, по имеющимся данным, не растет, но при этом она достаточно стабильна, как и область распространения вида. Но и здесь не могу как ученый использовать слово «вольготно» — употребил бы термин «стабильно». С такой характеристикой эта территория входит в ареал вида.

Нынешним летом в Пермском государственном национальном научно-исследовательском университете прошла крупная международная конференция «Шахтная вода: технологические и экологические проблемы». Эта, на первый взгляд, узкоспециальная тема, о которой не слишком часто говорится в публичном пространстве, актуальна для всей планеты. За свою историю человечество, все больше нуждающееся в полезных ископаемых, настолько часто вторгалось в недра Земли и искусственно нарушало подземные водные горизонты, что вопрос — как быть с загрязненной водой из шахт, особенно отработанных и закрытых, попадающей в чистые источники и в конечном итоге влияющей на здоровье людей и природы, — везде стоит очень остро. Неслучайно сорок лет назад, в 1979 году, в Гранаде (Испания), была создана IMWA (International Mine Water Association) — Международная ассоциация шахтных вод, организующая в разных странах ежегодные международные форумы, посвященные различным аспектам проблемы. Россия по разным причинам попала в число таких стран впервые, зато с полным на то основанием: во-первых, одним из создателей ассоциации был российский ученый профессор Эрнест Кипко; во-вторых, недропользование у нас, сообразно масштабам, требует особых внимания и опеки; в-третьих, научные силы и свежие идеи для такой опеки в нашей стране вполне на мировом уровне, что для многих иностранных участников форума стало открытием. Пермь, Западный Урал занимают здесь особое место. Пермский край — это Кизеловский угольный бассейн, где в середине прошлого века добывалось до 12 млн тонн угля в год, действовало 37 шахт, но к началу 2000-х добыча полностью прекращена и теперь шахты, прошедшие так называемую «мокрую ликвидацию», в критическом состоянии; это «Уракалий» — крупнейший в мире производитель калийных удобрений с соляными рудниками в Березниках и Соликамске, работа которых обременена в том числе и гидрологическими сложностями. Преодолевать их «по науке» помогают на геологическом и других факультетах старейшего на Урале Пермского университета, принимавшего конференцию IMWA. Наконец, в Перми с 1987 года работает уникальный Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, ныне входящий в состав Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН — единственное академическое учреждение этого профиля в огромном Приволжском федеральном округе, обеспечивающее фундаментальной поддержкой добычу ископаемых в регионе. 

Обь — крупнейшая река в России по площади бассейна. Ее ресурсы используются для водоснабжения, судоходства, рыболовства, туризма и отдыха. В пределах бассейна проживает около 22 миллионов человек — 15% от всего населения страны. Но мощная река, дающая жизнь нескольким крупным российским регионам, находится под угрозой загрязнения радионуклидами. На берегах рек, входящих в огромную Обь-Иртышскую речную систему, расположены предприятия атомной отрасли.

Более 28 лет ученые Института экологии растений и животных УрО РАН занимаются мониторингом радиоэкологической обстановки в бассейне Оби, поднимаясь от Южного Урала к северным участкам речной сети. Их нынешнее исследование охватывает территорию полуострова Ямал в границах Ямало-Ненецкого автономного округа.

Рыбный край

Ямало-Ненецкий автономный округ больше известен как регион с крупнейшими запасами природного газа и нефти, но его рыбное богатство не менее значительно. В пресных водах Ямала обитает 37 видов рыб, из них промысловых — 26. Каждый год в Оби добывается от 11 до 12 тысяч тонн ценных сиговых рыб: пеляди, муксуна, нельмы, пыжьяна, чира, омуля, тугуна и ряпушки. А рыбную продукцию старейшего Салехардского комбината можно встретить на полках супермаркетов во многих крупных городах России, в том числе и в Екатеринбурге.

Повышенный уровень радиации — одна из основных потенциальных угроз современного человечества. Внимание к ней то зашкаливает в связи с такими событиями, как Чернобыльская катастрофа или авария на японской Фукусиме, то сходит на нет, лишь иногда возбуждаясь экологическими активистами, причем далеко не всегда в благородных целях. В то время как главный вероятный источник угрозы, атомная промышленность, продолжает активно функционировать, без нее человечество уже себя не мыслит, и она требует постоянного и объективного контроля, который обеспечить не так-то просто. Этой проблемой давно и серьезно занимаются в Институте промышленной экологии УрО РАН. Последнее достижение ученых — технология полного обновления системы радиационного мониторинга на всех российских атомных электростанциях. Об этом, и не только, мы поговорили с директором института, доктором технических наук Михаилом Жуковским и ведущим научным сотрудником радиационной лаборатории кандидатом физико-математических наук Алексеем Екидиным.

— Как родилась идея обновления?

М. Жуковский: В наших головах она витала давно. Мы всегда понимали, что прежняя система контроля на отечественных АЭС (подчеркну: речь идет об их работе в штатном, а не в аварийном режиме) несовершенна и нуждается в модернизации. До недавнего времени в выбросах наших атомных электростанций официально контролировалось три интегральных показателя: суммарная активность альфа излучающих, бета излучающих радионуклидов (группы атомов, обладающих свойством радиоактивности — ред.), суммарная активность инертных радиоактивных газов и четыре отдельных радионуклида, которые не входят в число основных «дозообразующих». 

В Екатеринбурге недавно вышла книга Т.И. Горбуновой, М.Г. Первовой, В.И. Салоутина и О.Н. Чупахина «Химическая функционализация полихлорированных бифенилов: новые достижения». Несмотря на чисто научное название, она посвящена суперактуальной практической проблеме обезвреживания стойких органических загрязнителей (СОЗ) — хлорароматических отходов. Об этой проблеме и способах ее решения мы поговорили с одним из авторов книги старшим научным сотрудником лаборатории фторорганических соединений Института органического синтеза УрО РАН доктором химических наук Татьяной Горбуновой.

— Что это за вещества — полихлорбифенилы и чем они опасны?

— Сегодня полихлорированные бифенилы (ПХБ) — самый масштабный класс антропогенных отходов. Даже малые их количества способны нанести значительный вред живым организмам и нарушить существование исторически сложившихся экосистем. Эти хлорароматические соединения относятся ко второму классу опасности (высокоопасные) и входят в так называемую «грязную дюжину». По решению Стокгольмской конвенции (2001) они должны быть изъяты из эксплуатации до 2015 г. и уничтожены до 2028 г. Российская Федерация подписала конвенцию в 2002 г., в 2011 г. ратифицировала ее.

Ученые Института экологии растений и животных УрО РАН участвуют в подготовке новой редакции Красной книги Свердловской области. Она будет значительно отличаться от прежней, которая была издана 10 лет назад и содержание которой существенно устарело. О том, как формируется новая Красная книга региона, корреспонденту «НУ» рассказал заведующий лабораторией экологии охотничьих животных ИЭРиЖ доктор биологических наук Николай Корытин.

— Николай Сергеевич, как проходит подготовка нового издания Красной книги Свердловской области?

— Сейчас идет составление списка редких и исчезающих видов животных, растений и грибов, встречающихся на нашей территории. Затем этот перечень утверждает правительство области и только после этого региональное Министерство природных ресурсов и экологии, которое отвечает за издание книги, объявляет конкурс или аукцион. Победившая организация и будет делать книгу.

Запасы углеводородов — одно из главных богатств нашей страны, однако их добыча нередко не только дает экономические дивиденды, но и наносит непоправимый ущерб природе, за который придется расплачиваться будущим поколениям. В Институте степи УрО РАН (Оренбург) на материале конкретных территорий этой проблемой занимаются давно и серьезно. Предлагаем читателю статью о результатах исследований ученых.

Процессы добычи нефти и газа сопровождаются многообразным негативным воздействием на ландшафты степной зоны и являются наряду с сельскохозяйственным производством одной из основных причин нарушения экологического равновесия экосистем и потери биоразнообразия. Большая часть степной зоны России представлена ландшафтами, так или иначе измененными сельскохозяйственной деятельностью, однако внедрение в сложившиеся агростепные системы техногенных блоков нефтегазодобычи существенно изменяет структуру землепользования, нарушает сложившийся баланс и оказывает значительное негативное влияние на состояние степного биоразнообразия.

«Под занавес» уходящего года в пресс-центре информационного агентства «Интерфакс-Урал» в Екатеринбурге состоялась пресс-конференция по итогам комплексного исследования причин и путей распространения грязи на улицах областного центра. В 2016–2017 гг. наша газета уже писала о планах и первых шагах сотрудничества администрации города, Уральского отделения РАН и нескольких вузов в этом направлении (последнюю публикацию см: «НУ». 2017, № 7). 25 декабря журналистам ведущих СМИ региона были представлены результаты более чем года работы — прежде всего ученых, но также и городских служб, ответственных за чистоту в городе.

Основным на пресс-конференции стал доклад председателя рабочей группы научных сотрудников — заместителя директора Института промышленной экологии, кандидата физико-математических наук И.В. Ярмошенко «Муниципальный контракт на определение источников и причин загрязнения городской территории». В сжатой форме он представил круг проблем, цели, направления и методы исследования, после чего последовало немало вопросов от представителей прессы, показавших, какие именно аспекты «проблемы грязи» волнуют жителей и гостей города больше всего.

1–5 октября в поселке Партизанский Бузулукского района Оренбургской области, на территории национального парка «Бузулукский бор» прошла XXI совместная сессия Объединенного научного совета по фундаментальным географическим проблемам при Международной ассоциации академий наук и Научного совета РАН по фундаментальным географическим проблемам, посвященная Году экологии в России и 100-летию отечественного заповедного дела. Заседания сессии проходят с 1997 г. ежегодно в разных городах стран СНГ и переросли в общепризнанный регулярный форум в сфере фундаментальных географических исследований и проблем географического образования. Тема нынешней сессии — «Охрана природы и региональное развитие: гармония и конфликты». Кроме названных советов, ее организаторами выступили Федеральное агентство научных организаций России, Институт географии РАН и Институт степи УрО РАН. Программный комитет возглавили научный руководитель Института географии, почетный президент Русского географического общества академик В.М. Котляков и директор Института степи, вице-президент Русского географического общества академик А.А. Чибилев.

В работе сессии участвовали более 50 членов названных научных советов, а также ученые, представляющие ведущие географические учреждения России, Беларуси и Дании, представители руководства Оренбургской области, города Бузулук и Бузулукского района, общественных организаций, бизнеса, средств массовой информации, студенты и преподаватели вузов — всего около 300 человек. На открытии после официальных лиц собравшихся приветствовали юные экологи, ведущие свои первые научные изыскания под руководством председателя Бузулукского отдела Оренбургского отделения Русского географического общества Л.Г. Сокол и опекаемые сотрудниками Института степи УрО РАН. Неформальное выступление детей создало атмосферу праздника, не помешавшую дальнейшему обсуждению серьезных вопросов.

Всего на сессии были представлены 23 доклада по широкому спектру проблем, касающихся заповедного дела в странах и регионах Северной Евразии, устойчивого развития регионов России, эколого-географических исследований на заповедных территориях, природно-ресурсных, экологических и социально-экономических проблем охраны окружающей среды в регионах России и странах СНГ.

Ученым-естественникам свойственно защищать свой объект исследований: орнитологи ревностно настаивают на охране редких птиц, ботаники берегут каждую травинку редкого вида, тундроведы требуют неприкосновенности уязвимой поверхности тундры, лесоведы обосновывают критическую значимость лесов — такого рода примеров можно привести массу. Мы, степеведы, не являемся исключением и стремимся защитить степи (вернее то, что от них осталось) от окончательного исчезновения. Вот почему зерновое хозяйство степной зоны — главный потребитель и, к сожалению, главный истребитель степей — было и остается в фокусе нашего внимания.

Со всей ясностью осознавая исторически сложившуюся экономическую и общественную значимость зернового хозяйства в степной зоне, оренбургская школа степеведения с самого своего основания ищет возможности взаимоприемлемого сосуществования степной природы и зернового хозяйства. Мы ищем оптимальное пространственное распределение зерновых полей в степной зоне и их соотношение с другими видами сельхозугодий, сенокосно-пастбищными, допускающими и, более того, поддерживающими существование степей.

Год экологии для Российского Севера, полуострова Ямал ознаменовался двумя крупными событиями. Во-первых, 9 марта губернатор Ямало-Ненецкого автономного округа Д.Н. Кобылкин подписал указ о создании государственного природного заказника Сынско-Войкарский общей площадью 2,92 тысячи квадратных километров, где отныне официально и бессрочно охраняются естественные условия жизнеобеспечения коренных народов, которые требуют защиты флоры и фауны. А во-вторых, на ямальской реке Собь, в поселке Харп введен в эксплуатацию суперсовременный завод по производству ценных видов рыб — пеляди, чира, муксуна, стерляди и осетра, популяции которых в последние годы критически сократились. Теперь ежегодно 134 миллиона мальков будут выпускаться в реки Обского бассейна. К обоим этим событиям самое прямое отношение имеют Институт экологии растений и животных УрО РАН (Екатеринбург) и лично его директор, авторитетный ихтиолог, член-корреспондент В.Д. Богданов, с которым мы обсудили экологическую ситуацию на Ямале и не только.

— Уважаемый Владимир Дмитриевич, прежде всего, примите поздравления…

— Спасибо, и, конечно, поздравить надо всех коллег, которые шли к этим решениям долгие годы. Особая благодарность — губернатору Ямало-Ненецкого автономного округа Дмитрию Николаевичу Кобылкину, настоящему патриоту своего края, и всей администрации округа. Без их доброй воли, энергии никаких решений не было бы. Кроме того, должен сказать, что произошедшее — лишь начало нового этапа огромной работы, которую всем нам предстоит продолжать.

Год назад, в пору очередной весенней распутицы на дорогах и во дворах  Екатеринбурга вновь встал вопрос о причинах преобладания в городском пейзаже жирной, зачастую черной грязи — на асфальте, газонах, постройках, корпусах автомобилей…  В мае 2016 г., после совещания за круглым столом, мэр Екатеринбурга Е.В. Ройзман и председатель Уральского отделения РАН академик В.Н. Чарушин создали рабочую группу «по вопросам выработки и реализации программы по снижению загрязнений в г. Екатеринбурге». Курирует ее Объединенный ученый совет по междисциплинарным проблемам УрО РАН.  Ядро коллектива составили специалисты академических институтов.

Однако только к настоящему моменту в бюджет города на 2017 г. заложены расходы на оплату научных исследований. Муниципальный контракт с Институтом промышленной экологии в качестве подрядчика составляет 1,89 млн руб. Предполагается продолжить наблюдения и изучение проб грунта (что в течение прошедших месяцев уже делалось на шести улицах в различных районах) с тем, чтобы выяснить происхождение и состав почв и других субстанций, развозимых в период таяния снега по всему городу, и по результатам их изучения составить рекомендации для городских служб. По итогам прошедшей в агентстве «Интерфакс Урал» совместной пресс-конференции ученых и представителей администрации города мы поговорили с руководителем названной рабочей группы заместителем директора ИПЭ УрО РАН по научной работе, кандидатом физико-математических наук И.В. Ярмошенко.

— Илья Владимирович, какие организации, кроме Института промышленной экологии, на сегодняшний день участвуют в проекте?

— Институт экологии растений и животных, Ботанический сад, Институт геологии и геохимии УрО РАН, а также минералоги Уральского государственного горного университета, лаборатории УрФУ, с которыми мы сотрудничали и прежде. Уже не первое десятилетие мы так или иначе работаем для города, все результаты сохраняются в архивах.

Не так давно в жизни коллектива  Тобольской комплексной научной станции Уральского отделения Российской академии наук (ТКНС УрО РАН) произошло знаковое событие. Проект станции «Сохранение биоразнообразия и численности ареалов редких и охраняемых видов флоры при строительстве комплекса «ЗапСибНефтехим» получил премию имени В.И. Вернадского.

Национальная экологическая премия Вернадского — возможно, самая значимая российская награда в своей сфере. Она учреждена неправительственным  экологическим фондом имени великого ученого и ориентирована на выявление и поощрение практически полезных оригинальных проектов в области энерго-, ресурсосбережения, чистых производств, сохранения благоприятной окружающей среды и обеспечения экологической безопасности, экологического образования и просвещения. Премия присуждается победителям в 10 номинациях, среди которых «Наука для экологии», «Экологические инициативы», «Энергетика будущего», «Экология города», «Инновационные экоэффективные технологии в промышленности» и другие.

В этом году экспертное жюри фонда рассмотрело 247 проектов, присланных на конкурс более чем из 50 субъектов Российской Федерации, выбрав наиболее новаторские, практикоориентированные и отвечающие целям достижения устойчивого развития. Тобольский проект признан победителем в номинации «Экологические инициативы». Уникальность и значимость его в том, что ученым ТКНС УрО РАН совместно с компанией СИБУР при строительстве комплекса «ЗапСибНефтехим»  удалось сохранить редкие и «краснокнижные» виды растений, грибов и лишайников в надежде видеть их в живой природе и сберечь для будущих поколений. Комплекс этот создается на тобольской промышленной площадке СИБУРа для глубокой переработки углеводородного сырья в полиолефины, его проектная мощность — 2 млн тонн полимеров в год (полиэтилен и полипропилен). 

2017-й год объявлен в России годом экологии. Цель акции — привлечь внимание общества к проблемам в этой сфере. Но если охране растительности, животного мира и водных объектов традиционно уделяется большое внимание, то вопрос защиты почв зачастую обходится стороной. О значении этого компонента экосистемы, губительном влиянии на него «открытой» добычи полезных ископаемых, а также о прогрессивном опыте охраны почв пермских властей корреспондент «НУ» побеседовал с почвоведом, старшим научным сотрудником Института экологии растений и животных УрО РАН кандидатом биологических наук Светланой Юрьевной Кайгородовой.

— Почва значима не только для сельского хозяйства — она поддерживает нормальное состояние биосферы в целом. У почвы масса экологических функций — как глобальных, так и частных. Среди первых, например, участие в регуляции газового состояния атмосферы и биохимических потоках. К частным функциям относится обеспечение условий для жизни растительности. Для многих животных и микроорганизмов почва служит домом и механическим убежищем. Помимо этого она отдает организмам питательные элементы и что-то получает взамен. В целом почва обеспечивает многие компоненты экосистемы необходимыми жизненными благами.

В июле-августе нынешнего года сотрудники Института промышленной экологии УрО РАН кандидат физико-математических наук Ю.И. Маркелов и А.Г. Буевич продолжили мониторинг парниковых газов на острове Белый (Ямало-Ненецкий автономный округ). Сейчас идет обработка массива полученной летом информации, в которой участвуют зав. лабораторией устойчивого развития территорий ИПЭ кандидат физико-математических наук К.Л. Антонов, ведущий научный сотрудник лаборатории атмосферы кандидат физико-математических наук В.А. Поддубный и аспирант А.А. Шинкаренко.

Впервые ученые установили лазерный газоанализатор на самой северной территории ЯНАО летом 2015 года и в течение месяца в непрерывном режиме фиксировали содержание в атмосфере оксида углерода, углекислого газа, метана и паров воды. По их данным, в 2016 году уровень концентрации метана остался прежним, а содержание CO₂ увеличилось по сравнению с прошлым годом с 388 до 393 ppm. В целом на нашей планете ежегодный прирост этого показателя колеблется около 2 ppm: в 1990 году он составлял 354 ppm, в 2015 — 400. На севере повышение содержания углекислого газа в атмосфере, как и другие глобальные процессы, происходит значительно быстрее — это известное явление арктического усиления. В нынешнем году ускорение процессу придало еще и аномально теплое лето: в середине июля в течение недели на острове Белый температура держалась выше 20°С, 16 июля достигла 26°С — невиданного значения для этой широты, а вода в Карском море вместо обычных 4–6 прогревалась до 10°С.