Учёные Лавёровского центра исследовали распределение и состав хлорорганики в торфяных залежах Поморья

Сотрудники лаборатории болотных экосистем ФИЦКИА УрО РАН изучили особенности вертикального распределения и качественного состава хлорорганических загрязнителей в торфяных залежах верховых болот Европейского Севера России. Исследование проводилось в течение двух лет за счёт средств гранта Российского научного фонда. Работа является важной как с точки зрения фундаментальной науки, так и для перспектив реализации проектов на базе межвузовского кампуса «Арктическая звезда», где запланировано создать профильную лабораторию физики и химии торфа. 

 

Хлоорганические загрязнители относятся к группе стойких органических загрязнителей (СОЗ). Эти соединения, имеющие как техногенное, так и естественное происхождение, накапливаются, трансформируются и оказывают негативное воздействие на все компоненты экосистем, в том числе на живые организмы. В 2001 году был принят международный природоохранный документ – Стокгольмская конвенция о СОЗ, где было выработано решение о запрете их использования и экологическом мониторинге мест загрязнений. Договор вступил в силу в 2004 году. Изначально в список входило 12 соединений, к текущему моменту перечень опасных веществ расширился до трёх десятков. 

 

Архангельская область – регион с развитой лесоперерабатывающей  промышленностью. В раннесоветские годы его называли всесоюзной лесопилкой. Для сохранения продукции в то время лесозаводы применяли антисептик пентахлорфенолят натрия. Пиломатериалы обрабатывались этим веществом, что гарантировало защиту от гниения и насекомых-вредителей. Однако пентахлорфенолят натрия высокотоксичен. В нём, например, содержатся такие хлорорганические соединения, как гексахлорбензол, пентахлорфенол, диоксины.

 

        

 

Ещё одним техногенным источником подобного рода загрязнений является сжигаемое топливо. К источникам природного происхождения можно отнести, например, лесные пожары. В зимний период вредные соединения могут накапливаться в снежном покрове и после оттаивания залпово уходить в торфяную залежь. Торфяники выступают в роли уникальной летописи техногенных загрязнений прошлых лет. 

 

Учёные лаборатории болотных экосистем ФИЦКИА изучали торфяники в так называемых фоновых зонах, удалённых от непосредственных источников загрязнений, промышленных предприятий. Впрочем, и на таких территориях может обнаруживаться хлорорганика, переносимая  из промзон вместе с воздушными массами (аэроперенос). К слову, коллектив другой лаборатории ФИЦКИА – лаборатории экоаналитических исследований – провёл исследование, в ходе которого было установлено, что хлорорганические соединения могут переноситься на огромные расстояния. В частности, они были отмечены в пробах грунта с арктических островов, где их, казалось бы, не должно быть.

 

– Мы взяли в качестве модельного объекта исследований Иласский болотный массив. Он удалён от Архангельска, Новодвинска и Северодвинска примерно на 25 км. Здесь мы регулярно ведём работу. А сейчас в числе прочего мы, например, выполнили исследования изменений концентрации хлорорганики и её состава в зависимости от глубины залежи, – объясняет старший научный сотрудник лаборатории болотных экосистем Лавёровского центра Иван Зубов.  

 

Торфяная залежь – естественное напластование отдельных видов торфа от поверхности до минерального дна болота или подстилающих органо-минеральных отложений. Мощность залежей в нашем регионе варьируется от 0,5 до 10 метров – в зависимости от возраста болота и скорости накопления органики.

 

Исследование показало, что основная часть СОЗов (пентахлорфенол, пентахлорбензол и гексахлорбензол) концентрируется в верхнем 20-сантиметровом слое торфа. Фактически это слой, который формировался в течение последних 80–100 лет. То есть СОЗы, поступая в залежь, как правило, связываются и не уходят в нижние торфяные слои, что обусловлено высокой сорбционной ёмкостью верхового торфа. 

 

Также учёные выяснили, что концентрация хлорорганических соединений коррелирует с зольностью торфа. Зольность торфа – содержание в нём минеральных веществ, получаемых в виде несгораемого остатка после прокаливания торфа. Уровень зольности зависит от типа и происхождения торфа. Зольность необходимо учитывать при определении возможных направлений переработки торфа. Как отмечает Иван Зубов, установленная корреляция между содержанием  хлорорганики и зольностью, свидетельствует о том, что СОЗы поступали на поверхность болота в результате аэропереноса вместе с пылевыми частицами. 

 

         

 

Концентрация хлорорганических веществ в пробах, отобранных на Иласском болотном массиве, оказались невысокими: они не превышают 10 нанограмм на грамм сухого торфа. Для сравнения: на загрязнённых участках, в районах некогда работавших промпредприятий, концентрации могут достигать 500 нанограмм на грамм сухого торфа.
Как подчёркивают учёные, такие концентрации СОЗ не должны сказаться на процессе переработки торфа регионе и получения из него широкого спектра продукции. 

 

– Кроме того в ходе подготовки торфяной залежи к добыче, как правило, снимается верхний 50-сантиметровый слой содержащий живую биомассу растений и большое количество корней деревьев и кустарничков. Как раз в этом слое сконцентрирована основная масса этих токсичных соединений. А для добычи используются более низкие слои. В идеале после разработки торфяного месторождения верхний слой желательно возвращать на место, а затем вновь обводнять использованный участок, что будет способствовать восстановлению системы, – пояснил Иван Зубов.

 

Говоря о рисках повышения концентрации СОЗов, учёный подчеркнул, что к такому развитию ситуации могут привести лесные и торфяные пожары, риск возникновения которых могут возрастать при массовом  осушении болот. Поэтому в случае разработки торфяных месторождений в Поморье планируемая к созданию лаборатория физики и химии торфа на базе кампуса «Арктическая звезда» должна будет предложить способы переработки торфяных ресурсов региона, а лаборатория болотных экосистем ФИЦКИА УрО РАН – проведение мониторинговых работ.

 

Фото из архива Лавёровского центра