Cтойкие органические загрязнители (СОЗ) являются устойчивыми к разложению высокотоксичными веществами, циркулирующими в природной среде. Эти соединения обладают высокой биологической активностью и могут распространяться с воздушными потоками на значительные расстояния. Они представляют опасность для здоровья человека и других живых организмов не только в местах выброса в окружающую среду, но и в удаленных районах. Например, хлорорганические загрязнители находят на арктических архипелагах Новая Земля и Шпицберген, где, казалось бы, их вообще не должно быть.

Некоторые виды СОЗ образуются в результате лесных пожаров. Однако основная их часть имеет искусственное происхождение. Как правило, это промышленные химикаты и продукты горения. Многие лесопильные заводы вплоть до 1990-х годов применяли высокотоксичные антисептики на основе пентахлорфенола. Как ранее было выявлено учеными Лавёровского центра, компоненты этих антисептиков способны накапливаться в почве и донных отложениях водоемов.

Сейчас во многих странах, включая Россию, действует конвенция о стойких органических загрязнителях, направленная на ограничения и полный отказ от использования таких веществ. Список СОЗ постоянно дополняется.

Сотрудники Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова (ФИЦКИА) УрО РАН реализуют проект «Сорбционные свойства торфа как основа геохимических барьерных функций болотных экосистем по отношению к стойким органическим соединениям», поддержанный грантом РНФ. Как пояснил руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории болотных экосистем Иван Зубов, новое исследование направлено на выявление механизмов связывания СОЗ в торфяной залежи верховых болот. Также ученые выясняют, происходят ли с этими веществами какие-либо химические трансформации.

– У нас есть площадка для работы – Иласский болотный массив. Он является модельным верховым болотом, характерным для Архангельской области в целом. Большинство исследований мы проводим сначала здесь, а в дальнейшем изучаем, сохраняются ли эти зависимости на схожих объектах, расположенных в других регионах, – объясняет ученый.

На первом этапе проекта проводится оценка количественного содержания и компонентного состава имеющихся в торфяной залежи СОЗ, а также выявлены горизонты их локализации. Ученые проведут послойный отбор проб, методом экстракции из торфа будут извлечены загрязнители. В лаборатории экоаналитических исследований будет проведена оценка, какие именно хлорорганические загрязнители присутствуют в торфяной залежи, на какой глубине и в каком количестве.

Известно, что загрязнители могут вымываться из почв осадками, талыми и подземными водами, переноситься воздушными массами вместе с пылевыми частицами, накапливаться в донных отложениях водоемов, тканях живых организмов. Однако до сих пор загадку представляет то, как они ведут себя, «законсервировавшись» в болотах.

Распределение хлорорганических загрязнителей в торфяной залежи – относительно новая тема. Исследование особенно важно для Архангельской области, где заболоченность в отдельных районах достигает 30–50 %. Торфяные залежи накапливают поступающие СОЗ, которые при изменении условий могут неконтролируемо вымываться из тела торфяной залежи.

Ученые лаборатории болотных экосистем отмечают значительное снижение уровня болотных вод в некоторых районах области в последние годы. Это приводит к усилению процессов разложения накопленных в болотах растительных остатков, а также повышению вероятности самовоспламенений торфяной залежи. Усиление скорости разложения может приводить к залповому выносу органического вещества и связанных с ним СОЗ в водные объекты.

Поэтому ученые проведут оценку взаимосвязи уровней (концентраций) СОЗ с различными характеристиками торфяной залежи (температура, уровень болотных вод, степень разложения, pH, минерализация и др.).

На втором этапе исследования будет выяснено, какие группы соединений торфа участвуют в процессах связывания. Ученые выработают рекомендации для получения сорбентов на основе торфа для сорбции таких токсичных соединений.

Планируется, что исследования лаборатории болотных экосистем Лавёровского центра послужат основой для создания в регионе еще одного подразделения с болотной тематикой – лаборатории химии и физики торфа, которая войдет в структуру создаваемого в Архангельске межвузовского кампуса «Арктическая звезда».

Сотрудники ФИЦКИА УрО РАН уже несколько лет сотрудничают с учеными САФУ в области инновационных методов использования торфа и его компонентов путем органического синтеза с получением продукта с заданными потребительскими свойствами. Результатом сотрудничества, например, стали два совместным патента и ряд статей в высокорейтинговых журналах.

По словам зав. лабораторией болотных экосистем Светланы Селяниной, в рамках кампуса ученые двух учреждений расширят возможности для совместной работы. В перспективе новая лаборатория будет заниматься технологиями получения биоактивных веществ из северного торфа, таких как сорбенты, нефтесорбенты и стимуляторы роста растений.

Источник: ФИЦКИА УрО РАН.