Сера, ртуть, нефтепродукты и стойкие органические загрязнители

Арктика (Северный Ледовитый океан с островами, примыкающие к Северному полюсу части материков Евразии и Северной Америки и прилегающие части Атлантического и Тихого океанов) занимает 27 млн кв. км (5,3% поверхности Земли), на ее территории проживает всего около четырех миллионов человек. Регион богат природными ресурсами – там находится 13% мировых запасов нефти, 30% газа, 19% платины и палладия, 10% титана и никеля, более 3% цинка, кобальта, золота и серебра, есть запасы и других редкоземельных металлов и драгоценных камней.

Началом освоения природных ресурсов Арктики считается добыча угля на архипелаге Шпицберген норвежцами в первой половине XVII века. В России освоение полезных ископаемых в регионе началось в XVIII веке с добычи золота и серебра. В конце XIX века золото было обнаружено и на арктических территориях Канады (Юкон) и США (Аляска). В 1930 году в Республике Коми силами заключенных ГУЛАГа было открыто первое месторождение нефти. Так начиналось промышленное освоение – и загрязнение – Арктики.

Где что загрязняет

Добычей природных ресурсов (нефти, природного газа, металлов, угля) в Арктической зоне занимаются все арктические страны. Для многих регионов добывающая промышленность является основным источником дохода, на втором месте, как правило, вылов рыбы и других морепродуктов.

Характер производства определяет и виды загрязнения вокруг промышленных площадок, как прошлых, так и настоящих. Исследования загрязненных участков Аляски показали, что наиболее частым загрязнителем являются нефтепродукты (дизель, бензин, керосин, лигроин). Другие заметные загрязнители – бензол, полихлорированные бифенилы, свинец, ароматические углеводороды, мышьяк, другие стойкие органические загрязнители и ртуть.

Загрязнение российской части Арктики также сосредоточено вокруг промышленных площадок, добывающих и перерабатывающих природные ресурсы. В середине 2000-х годов в рамках программ Арктического совета были проведены оценки загрязнения арктических территорий, которые показали, что в целом природная среда Арктики все еще загрязнена и нарушена меньше, чем территории других регионов Северного полушария, и что экологические проблемы российской Арктики накоплены на ограниченных территориях, где добываются, перерабатываются и транспортируются природные ресурсы.

Крупнейшие участки сильного загрязнения и нарушения природной среды находятся в Мурманской области (Апатиты, Кировск, Ковдор, Оленегорск, Мончегорск), на севере Средней Сибири (Норильск – Талнах), на севере Якутии (Депутатский), на Чукотском полуострове (Валькумей, Певек, пос. Шмидта). Вокруг горнодобывающих районов образуются обширные зоны нарушенных земель с физической деградацией ландшафта и химическим загрязнением почв, что негативно влияет на местные экосистемы вплоть до их полного опустынивания.

В 2008 году в рамках программы ООН по окружающей среде проводился анализ самых загрязненных территорий российской Арктики, на основе которого было выделено 12 импактных районов – территорий с сильными техногенными нарушениями природной среды, пагубно сказывающимися не только на перспективах сохранения природно-ресурсного потенциала, но и на здоровье и благополучии населения.

За 15 лет ситуация с загрязнением окружающей среды в российской Арктике кардинально не улучшилась, несмотря на точечные усилия по снижению выбросов на некоторых предприятиях (например, выбросов серы на части производств «Норникеля») и очистке выборочных участков от мусора, оставшегося с советского времени (проект «Чистая Арктика»). Данные государственного доклада о состоянии и об охране окружающей среды в России за 2021 год показывают, что в промышленных арктических городах часто фиксируется превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосфере и в поверхностных водах, растет количество нефтепродуктов, попадающих в окружающую среду.

В Анадыре, Норильске и Северодвинске в 2021 году средняя концентрация взвешенных веществ в воздухе превысила ПДКс.г. в 1,3, 1,5 и 1,7 раза соответственно. Максимальные разовые концентрации взвешенных веществ составили 9,2 ПДКм.р. в Норильске, 3,4 ПДКм.р. – в Северодвинске, 1,7 ПДКм.р. – в Воркуте, 1,2 ПДКм.р. – в Новодвинске. Максимальные разовые концентрации диоксида серы превысили ПДК в Норильске в 43,9 раза и в Мончегорске в 2,8 раза. Среднегодовая концентрация диоксида серы в атмосфере Норильска превышает ПДК в 3,1 раза. В Мончегорске повышенные концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе связаны с выбросами предприятий АО «Кольская ГМК» (добыча и производство меди и никеля), в Норильске – ЗФ ПАО «ГМК «Норникель» (добыча и производство меди, никеля, кобальта, палладия и других редких металлов). В Никеле, Новодвинске, Мурманске, Мончегорске, Северодвинске, Архангельске, Воркуте, Заполярном среднегодовая концентрация формальдегида превышала ПДК в 1,3-5 раз.

Загрязнение поверхностных вод в Арктической зоне также неравномерно и особенно заметно в районах горнодобывающей промышленности. В 2021 году высокий уровень загрязнения пресных поверхностных вод был в 227 случаях на 37 водных объектах, а экстремально высокий уровень загрязнения – в 147 случаях на 31 водном объекте. За период 2014-2021 годов количество выявленных случаев высокого и экстремально высокого уровня загрязнения увеличилось на 40%.

Большинство из них наблюдалось в Мурманской области. Около 60% всех случаев в регионе связано с загрязнением поверхностных вод соединениями тяжелых металлов, максимальное содержание которых составило: меди – (800,0 ПДК) – р. Кумужья, Мончегорск; молибдена – (8,6 ПДК) – оз. Имандра, Апатиты; железа общ. (217,0 ПДК), фтора – (19,9 ПДК) – ручей без названия, Кандалакша; марганца – (61,0 ПДК) – р. Вирма, село Ловозеро, у о-ва Избяного, никеля – (120,0 ПДК), ртути – (16,2 ПДК) – р. Нюдуай, Мончегорск.

Помимо загрязнения воздуха и воды добыча природных ресурсов ведет к деградации земель и накоплению отходов производства. На конец 2021 года в Арктической зоне России было 251,5 тыс. га нарушенных земель (площадь, равная площади Москвы с территорией Новой Москвы или государства Люксембург), и только 4,2% из них были рекультивированы. Ежегодно арктическая промышленность производит порядка 462 млн тонн отходов, 0,05% из них обезвреживается, около 20% утилизируется.

Загрязнение от нефтяной промышленности носит двойственный характер. Во-первых, это непосредственные утечки нефти и нефтепродуктов в окружающую среду. По данным исследователей из Дальневосточного федерального университета России, только с речным стоком в моря Северного Ледовитого океана ежегодно выносится несколько сотен тысяч тонн нефтепродуктов. В результате концентрации нефтепродуктов во многих районах Баренцева, Белого, Карского морей и моря Лаптевых в 2-3 раза превышают норму.

Второй аспект – загрязнение воздуха продуктами горения попутного газа. Факельное сжигание является одним из основных источников загрязнения воздуха в Арктике сажей (черным углеродом). Совместное исследование норвежских, финских и российских ученых показало, что 42% всех поверхностных концентраций черного углерода в Арктике приходится на сжигание попутного газа. В мире этот показатель составляет всего 3%. В 2021 году на морской платформе «Приразломная» в России было сожжено 140,57 млн куб. м газа.

Выбросы черного углерода в Арктике оказывают сильное влияние на изменение климата. Частицы оседают на снежном и ледяном покрове, затемняют его, что увеличивает поглощение солнечных лучей и нагрев поверхности.

Отстойник для мировой промышленности

Помимо загрязнения от предприятий, расположенных на арктических территориях, в силу географического положения и особенностей перемещения воздушных и водных масс в Арктику стекаются отходы промышленности всего Северного полушария. Загрязняющие вещества, перемещаясь по рекам и с морскими течениями, поступают в Северный Ледовитый океан, передвигаются с воздушными массами из южных районов к полюсу, оседают с осадками и остаются во льдах на долгие годы.

Мониторингом и анализом состояния окружающей среды и концентраций различных загрязняющих веществ в Арктике занимаются специалисты Программы арктического мониторинга и оценки (Arctic Monitoring and Assessment Programme, AMAP), запущенной в рамках работы Арктического совета в 1991 году. Согласно их оценкам, наибольшее беспокойство вызывает загрязнение Арктики стойкими органическими загрязнителями (СОЗ) и тяжелыми металлами, в первую очередь ртутью.

СОЗ – это токсичные химические вещества, содержащиеся в пестицидах, инсектицидах, растворителях, фармацевтической продукции и продукции химической промышленности. К ним относят 12 органических соединений: альдрин, хлордан, дильдрин, эндрин, гептахлор, гексахлорбутадиен, полихлорированные дифенилы (ПХД), дихлордифенилтрихлорметилметан (ДДТ), диоксины и полихлорированные дибензофураны. Они могут переноситься на большие расстояния, в основном по воздуху, долгое время оставаться в окружающей среде в неизменном виде, накапливаться в экосистемах и оказывать значительное негативное влияние на здоровье человека и других биологических видов.

Люди подвергаются воздействию этих химических веществ различными путями, в основном через пищу и воздух. Рацион питания коренных народов Арктики почти наполовину состоит из местных продуктов питания, в первую очередь животного происхождения (киты, моржи, тюлени, олени и т.д.). Переходя вверх по пищевой цепочке, СОЗ накапливаются в жировых тканях животных и таким образом попадают к человеку.

Данные AMAP о содержании СОЗ в окружающей среде, тканях животных и людей в Арктике внесли большой вклад в переговоры о международных соглашениях по ограничению использования отдельных видов СОЗ в промышленности по всему миру. Результатом стали Протокол по стойким органическим загрязнителям к Конвенции ЕЭК ООН о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (подписан в 1998 году) и Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях (подписана в 2001 году, вступила в силу в 2004 году).

После вступления в силу этих документов уровень загрязнения многими видами СОЗ в Арктике начал заметно снижаться, в том числе и в крови жителей Арктики, хотя изменения варьируются в зависимости от региона. В некоторых районах Арктики уровни СОЗ продолжают оставаться в несколько раз выше по сравнению с неарктическими странами или неарктическими регионами арктических стран. Самые высокие концентрации большинства СОЗ у жителей Арктики были зафиксированы в Гренландии и на Фарерских островах, в Нунавике (северный Квебек, Канада) и в прибрежном районе Чукотки (северо-восток России).

Кроме уже известных СОЗ, производство которых регулируется международными документами, исследователи AMAP отслеживают и новые химические вещества, которые могут представлять опасность для окружающей среды Арктики и здоровья ее жителей. В 2016 году был выпущен отчет о химических веществах, вызывающих озабоченность в Арктике. В него вошли данные о концентрациях 25 веществ, определенных как приоритетные для мониторинга. Они были выбраны в результате скрининга примерно 150 000 химических веществ, разрешенных для торговли в Европе и Северной Америке.

После анализа их физико-химических свойств и баз данных о производстве и использовании исследователи выявили около 1200 веществ, которые могут переноситься на большие расстояния и достичь Арктики; 25 из них были определены как приоритетные по причине перспектив их распространения и пагубного влияния на здоровье животных и человека. В отличие от традиционных СОЗ, основной путь их переноса на большие расстояния – морские течения, а не воздух.

Поскольку многие из этих веществ используются в потребительских товарах (например, в электронике, одежде, мебели, пластмассах), а также в строительных и изоляционных материалах, их присутствие в Арктике может быть связано не только с переносом на большие расстояния, но и с источниками внутри региона. К местным источникам в данном случае относятся арктические города и деревни, как и места добычи и переработки природных ресурсов. В целом растущая экономическая активность в арктических регионах ведет к повышенному риску загрязнения этими химическими веществами.

Содержание тяжелых металлов снижается

Мировая промышленность приносит в Арктику не только органические загрязнители, но и тяжелые металлы. Они попадают в окружающую среду как с предприятий, расположенных в арктических регионах, так и извне, с течением рек, морскими течениями и по воздуху. Далее они попадают в организмы животных и человека, оказывая губительное влияние на здоровье. Опасность тяжелых металлов, в том числе ртути, свинца, кадмия, меди, мышьяка, кобальта, никеля, известна давно, но международные успехи по регулированию производства и обращения продукции с содержанием тяжелых металлов стали заметны совсем недавно.

В 2013 году была подписана Минаматская конвенция, которая ограничивает производство и продажу ртутьсодержащей продукции (например, люминесцентных ламп, ртутных термометров, электрических батарей и др.). После принятия конвенции концентрация ртути в воздухе Арктики начала постепенно снижаться.

Повсеместное загрязнение свинцом, в том числе в Арктике, распространялось в основном из-за использования тетраэтилсвинца в качестве добавки в автомобильное топливо. С начала 2000-х годов страны начали постепенно отказываться от этой добавки в пользу менее токсичных заменителей; полностью прекратить выпуск и использование бензина со свинцом в мире удалось к 2021 году.

Усилия стран по ограничению выбросов тяжелых металлов отразились на данных мониторинга в Арктике. Норвежская станция на Шпицбергене отмечала снижение концентрации ртути и свинца в атмосфере с начала 1990-х годов.

По данным AMAP, уровни ртути в крови беременных женщин в Арктике также снизились с 1990-х годов, хотя этот показатель в Нунавике (Канада) и Гренландии остается в 4-5 раз выше, чем в других арктических регионах. Уровни свинца в крови также в целом снизились, при этом самые высокие показатели выявляются в отдельных регионах канадской и российской Арктики. В некоторых случаях воздействие металлов может быть выше вблизи точечных источников загрязнения – например, люди, проживающие вблизи шахт и других точечных источников в Печенгском районе Мурманской области в России, имеют повышенный уровень содержания марганца, кобальта, никеля, меди, цинка, мышьяка и свинца.

Радиационное загрязнение

Отдельно стоит сказать о радиационном загрязнении Арктики. Как и другие загрязнители, радионуклиды приходят в Арктическую зону не только из локальных, но и из отдаленных источников, переносясь океанскими течениями и воздушными массами. Основное радиационное загрязнение Арктики произошло во время ядерных испытаний под открытым небом, проводившихся СССР на Новой Земле, а также СССР и другими странами – в Северном полушарии с 1945 по 1995 год. Выпадение радионуклидов после этих взрывов произошло во всех арктических регионах выше 60-й параллели, наибольшие показатели были зафиксированы в Исландии, Норвегии и Швеции.

Аварии самолета с ядерным оружием на борту у авиабазы Туле в Гренландии (1968 год), на борту атомной подводной лодки «Комсомолец» в Норвежском море (1989 год), в Чернобыле (1986 год) и на Фукусиме (2011 год) также привели к выбросу радиоактивных веществ и их переносу в Арктику. Жидкие радиоактивные сбросы заводов по переработке отработавшего ядерного топлива во Франции («Ла-Хаг») и Великобритании («Селлафилд») попадали в северо-восточную Атлантику и с течениями переносились в Северное море и дальше в Арктику.

Согласно данным мониторинга и оценкам Арктического совета, концентрации антропогенных радионуклидов в Арктике сейчас достаточно низки, и снижались они с середины 2000-х годов. Но ядерные объекты на территории российской Арктики, оставшиеся со времен СССР, продолжают нести потенциальную опасность радиационного загрязнения региону. (О состоянии этих объектов подробно рассказывается в другой статье нашего журнала – «Ядерное наследие Арктики: прибраться без международной помощи будет сложно».)

Микропластик во льдах

Ежегодно около восьми миллионов тонн пластиковых отходов оказываются в Мировом океане. Часть из них переносится с морскими течениями в Арктику, разрушается на частицы микропластика (маленькие пластиковые кусочки размером не более пяти миллиметров) и накапливается в арктических льдах. Ученые Норвежского полярного института подсчитали, что в одном литре растаявшего арктического льда можно найти до 234 частиц микропластика – это намного больше, чем в литре воды из открытого океана. То же наблюдается и в желудках птиц – количество найденных в них частиц микропластика в 2013 году было существенно больше, чем в 1970-х годах.

По данным ученых, до 80% пластиковых отходов в море возле Шпицбергена – это рыболовные сети, как местные, так и приплывшие вместе с течениями. Выбрасывать спутанные сети за борт раньше было общей практикой, но теперь все больше промысловых судов возвращают такие сети на берег, а также утилизируют и чужой пластиковый мусор, попавший в сети вместе с рыбой.

Исследований о том, как содержание микропластика в живых организмах влияет на их здоровье, пока недостаточно, но в отчете AMAP приводятся данные ученых о том, что частицы микропластика химически и физически негативно влияют на продуктивность и развитие личинок рыб. Микропластик включен специалистами Арктического совета в перечень химических веществ, для которых необходимо усилить мониторинг и разработать меры по снижению их выбросов в окружающую среду.

Станет ли Арктика чище?

Перспективы промышленного загрязнения Арктики, которые вызывают сейчас беспокойство исследователей, связаны не столько с локальной промышленностью и даже не с переносом загрязнителей из неарктических регионов, а с изменением климата. Ожидается, что повышение температуры, таяние морского льда и вечной мерзлоты может вызвать оттаивание, ремобилизацию и испарение загрязняющих веществ, «скованных» сейчас во льдах, в атмосферу и в океан в Арктике.

Исследователи из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера считают, что до конца этого столетия начнут оттаивать площадки около 1100 действующих промышленных объектов и от 3500 до 5200 загрязненных участков, расположенных в районах стабильной вечной мерзлоты. Чтобы избежать будущего вторичного загрязнения окружающей среды в Арктике, говорят ученые, необходимы долгосрочные стратегии планирования для промышленных и загрязненных территорий, которые бы учитывали последствия изменения климата.

Кроме этого, эксперты Арктического совета предупреждают, что крупные лесные пожары и сельскохозяйственные сжигания будут увеличивать перенос органических загрязнителей в Арктику. Дальнейшее развитие нефтегазовой деятельности, добыча полезных ископаемых и судоходство на Крайнем Севере также могут способствовать увеличению переноса некоторых загрязняющих веществ.