На дворе первый зимний месяц. Снег уже покрыл улицы городов, леса, лед покрывает реки. Причем здесь наука, спросите, вы? Все просто — снеговой покров за счет своей высокой сорбционной способности – наиболее информативный объект при выявлении техногенного загрязнения атмосферы. Команда ученых из Института географии СО РАН занимается исследованиями как раз в этой области и точно знает, где в Сибири снег чистый, а где не очень. Как меняется ситуация с годами и что влияет на загрязнение.
Ирина Александровна Белозерцева — заведующая лабораторией, ведущий научный сотрудник геохимии ландшафтов и географии почв Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, к.г.н. Всего в этой лаборатории 13 человек. А Ирина Белозерцева, кроме научной деятельности, также преподает в Иркутском госуниверситете.
Сотрудники лаборатории изучают загрязнение снега, почв, воды в озере Байкал. Исследования ученые ведут не только в кабинетах. Все начинается с экспедиций.
«Летом в основном мы кочуем, проживаем в палатках, а зимой базируемся на туристических базах, деятельность которых (в том числе воздействие на окружающую среду) также изучаем. У института имеются научные стационары, на территории которых находятся небольшие строения, вода, электричество, мелкое научное оборудование».
Вообще интерес к исследованиям по загрязнению снега и поверхностных вод Байкальского региона, как и в стране в целом, стал появляться с конца 60-х – начала 70-х годов, в связи с интенсивным развитием промышленного комплекса и необходимостью вести мониторинг снежного покрова и вод. Начало детальных и массовых исследований снежного покрова приходится на 80-е, 90-е годы.
Ирина Белозерцева рассказала нам, что за годы работы уже выявлена временная динамика состояния среды в крупных городах, таких как Иркутск, Ангарск или Шелехов.
«В «постперестоечный» период с середины – конца 90-х годов наблюдалось существенное уменьшение концентрации загрязняющих веществ и элементов в снежном покрове из-за закрытия предприятий и снижения объемов производства на других. Например, по содержанию техногенной «пыли» (твердого остатка) в снеге вблизи Иркутского алюминиевого завода фиксировалось уменьшение более чем в два раза, по сравнению с началом 90-х годов Однако, несмотря на модернизацию систем очистки и оснащением заводов новейшим оборудованием, с 2000-х годов, особенно в последние 10 лет наблюдается рост концентрации химических элементов в снеге Байкальского региона, что связано с возрастанием объемов производства ведущих отраслей промышленности».
Где самый грязный снег
Мы попросили дать ответ на вопрос о снеге не только в нашем регионе, но по всей Сибири. Ученый сообщила, что согласно литературным данным самый загрязненный город – это Норильск (Норникель). Также снег сильно загрязнен в районе воздействия промышленных предприятий городов: Новосибирск (основной вклад в загрязнение вносит Новосибирский оловокомбинат и др.), Кемерово (химические, теплоэнергетические и коксохимические предприятия), Омск (сжигание угля, транспорт), Новокузнецк (предприятия черной и цветной металлургии), Тюмень (Тюменский аккумуляторный завод, автотранспорт), Барнаул (автотранспорт, ТЭЦ), и другие». Об этом свидетельствуют исследования не только института географии, но и материалы ученых МГУ, Института геологии и минералогии СО РАН, Томского политехнического университета и других учреждений.
Что касается Байкальской природной территории, по результатам исследований Института географии, а также Лимнологического, ИГХ, ИГУ и других, больше всего вредных веществ в снеге (ТМ, нефтепродукты, фенолы и др.) содержится также вблизи крупных населенных пунктов и промышленных предприятий: Иркутск, Братск, Ангарск, Шелехов, Улан-Удэ, Чита. Местами концентрация токсичных веществ превышает санитарно-гигиенические нормативы в десятки, а то и в сотни раз.
На побережье Байкала снег намного чище. Однако и здесь в крупных населенных пунктах есть превышение концентрации токсичных элементов. Это Байкальск, Слюдянка, Северобайкальск, Нижнеангарск, Листвянка, Култук, Сарма.
Но есть и места, которые остаются нетронутыми промышленностью или другими крупными объектами:
«Более 50 % территории побережья Байкала мало освоено и не освоено, из-за труднодоступного рельефа местности. Основная часть территории западного побережья занята хребтами, и только небольшая ее часть приходится на узкую низменную полосу в устьях рек, где плотно сосредоточена рекреационная нагрузка. Восточное побережье Байкала со стороны Бурятии освоено более равномерно, чему способствует более выровненный рельеф. Северо-Восточное побережье практически не освоено».
Чиста ли вода в Байкале
Сотрудники института проводят детальные исследования экологического состояния вод Байкала с конца 80 — начала 90-х годов. Но еще до этого и до сих пор исследованиями химического состава воды занимается Лимнологический институт СО РАН.
«Сравнивая данные химического состава воды озера разных лет, выявлено, что химический состав воды литоральной зоны Байкала к счастью существенно не меняется. Однако, в последние десятилетия наблюдается загрязнение вод прибрежной зоны вблизи населенных пунктов и рекреационно освоенных территорий побережья. Мы выявили локальные участки с высоким содержанием свинца, фосфатов и аммонийного азота (превышающие санитарно-гигиенические нормы) в прибрежных водах вблизи населенных пунктов Северобайкальск, Нижнеангарск, Сарма, Байкальск, Усть-Баргузин и др».
Кстати, повышенные концентрации фосфатов и аммонийного азота (одни из основных элементов питания растений) способствуют процессам цветения воды мелководий. Также ученые выявили высокое содержание меди и цинка в береговых водах, превышающее фоновые концентрации около Ольхонских ворот, Горячинска, Выдрино, поселков Бабушкин, Листвянка, Большое Голоустное.
Что касается рек, то в Селенге, Баргузине, Кичере, Верхней Ангаре и Тые также превышено содержание токсических элементов, в частности, свинца, фосфатов, фторидов и нефтепродуктов. А в воде колодцев в Листвянки обнаружены токсичные микроорганизмы фекального происхождения.
Научный труд
Мы также попросили рассказать о том, как выглядит работа ученых, что представляет из себя их лаборатория, какие инструменты используются для исследований.
Ирина Белозерцева рассказывает, что работа научного сотрудника начинается с полевых работ, экспедиций — летом, зимой, весной и осенью. В экспедициях специалисты берут пробы снега, воды, почв и растительности, готовят описание состояние всех компонентов ландшафтов. Далее приступают к химическим анализам, причем некоторые из них проводят прямо на местах.
Летом у некоторых сотрудников полевые работы занимают до 30 % рабочего времени. В советское время в поле выезжали на пол года, в «дикие» таежные места с брезентовой палаткой и ватным спальником, скромным набором продуктов (тушенка и т.д.), лошадью, иногда с проводником и ружьем (с разрешением на него). Сейчас одна экспедиция длится не больше месяца с современным туристическим и научным оборудованием. В экспедициях географы из лаборатории прошли весь Байкал с юга до севера. Проводили исследования также в Бурятии и Забайкальском крае, в Хакасии.
Вернувшись из полей, сотрудники продолжают работу в Иркутске.
«В институте имеется техническое подразделение — лицензированный Химико-аналитический центр. В дальнейшем сотрудники обрабатывают полученные результаты полевых и экспериментальных данных, сравнивают их с предыдущими исследованиями, если имеются, с исследованиями на соседних территориях, или в районах схожих антропогенных и природных условий».
Все сотрудники участвуют в работе над государственными проектами НИР, над грантами, а также по заказами минприроды России.
«Результаты научной деятельности мы публикуем в научных журналах различного рейтинга, книгах и других изданиях, чтобы в дальнейшем другие ученые могли прочитать наши труды, сравнить их со своими, дополнить, использовать в своих наработках (делая ссылки на предшественников). Так наука и продвигается … В итоге может произойти у кого-то прорыв в научных познаниях окружающей среды по мере накопления практических и теоретических знаний».
Отметим, что в лаборатории, как и в институте, существует своя школа, старшие сотрудники передают все свои знания молодым. Есть аспирантура.
Лаборатория оснащена такими приборами, как стандартная измерительная техника (весовая, потенциометрическая, электрофотоколориметрическая), также высокотехнологичными: оптический эмиссионный спектрометр с индукционной плазмой — Optima 2000 DV; атомно-эмиссионный спектрометр; флюорат 02-2М; пламенный фотометр; система капиллярного электрофореза 3D CE для анализа вещественной структуры природных и техногенных сред.
Что нас ждет?
Ирина Белозерцева отмечает, что прогнозы экологии Байкала, к сожалению, не утешительны. И не только из-за деятельности человека, но и изменений климата.
«Увеличится содержание токсических веществ в прибрежных водах. Будет наблюдаться периодическое цветение вод мелководной части побережья. Чтобы избежать всего этого, необходимо регламентировать (нормировать) и рассредоточить по территории рекреационную нагрузку. Проводить постоянный мониторинг за экологической ситуацией на побережье и акватории Байкала. Выявлять очаги загрязнения, нарушения в использовании вод, земель и т.д. Подсчитывать наносимый ущерб, ввести штрафы. Навести в использовании природных ресурсов Байкальского региона порядок. Со временем никому уже не захочется «гадить» на побережье Байкала».
Анастасия Украинская, «Иркутск Сегодня»