Ученые Лавёровского центра исследовали распределение и состав хлорорганики в торфяных залежах Поморья
26 сентября 2025 г.
Сотрудники лаборатории болотных экосистем ФИЦ комплексного изучения Арктики им. академика Н. П. Лавёрова 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 счет 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 трех 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 нем, например, содержатся такие хлорорганические соединения, как гексахлорбензол, пентахлорфенол, диоксины.
Еще 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.
Ученые лаборатории болотных экосистем ФИЦКИА изучали торфяники в так называемых фоновых зонах, удаленных от непосредственных источников загрязнений, промышленных предприятий. Впрочем, и на таких территориях может обнаруживаться хлорорганика, переносимая из промзон вместе с воздушными массами (аэроперенос). Коллектив другой лаборатории ФИЦКИА – лаборатории экоаналитических исследований – провел 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 удален от Архангельска, Новодвинска и Северодвинска примерно на 25 км. Здесь мы регулярно ведем работу. А сейчас в числе прочего мы, например, выполнили исследования изменений концентрации хлорорганики и ее состава в зависимости от глубины залежи», – объясняет старший научный сотрудник лаборатории болотных экосистем Лавёровского центра И. Н. 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 емкостью верхового торфа.
Также ученые выяснили, что концентрация хлорорганических соединений коррелирует с зольностью торфа. Зольность торфа – содержание в нем 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 И. Н. 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 загрязненных участках, в районах некогда работавших промпредприятий, концентрации могут достигать 500 нанограмм на грамм сухого торфа.
Как подчеркивают ученые, 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 И. Н. Зубов.
Говоря о рисках повышения концентрации СОЗов, ученый 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.
Источник: ФИЦКИА УрО РАН.