Разлив нефтепродуктов в Черном море: от прогнозов перемещения до способов ликвидации загрязнителей

В Морском гидрофизическом институте РАН в Севастополе прошел круглый стол, посвященный проблеме распространения мазута в Черном море после аварии на судах «Волгонефть».

Алёна Мотрой

Мазут добрался и до Севастополя. На протяжении нескольких месяцев волонтеры очищали береговую линию от пятен нефтепродуктов. Фото: ТГ-канал губернатора М. Развожаева

31 октября отмечается Международный день Черного моря. Этот праздник появился в 1996 г., когда специально созданная комиссия из представителей шести причерноморских государств приняла план по его спасению. После 2014 г., а особенно после 2022 г., когда началась СВО, международное сотрудничество в рамках этой комиссии постепенно сошло на нет, но российские ученые продолжили изучать и контролировать состояние Черного моря. На прошлом неделе специалисты в области морской экологии, химии и биологии обсудили, насколько опасны выбросы мазута в Черном море после аварии на судах «Волгонефть», каковы прогнозы по их ликвидации и как минимизировать последствия попадания нефтепродуктов в воду.

Крупнейшая экологическая катастрофа в истории Азово-Черноморского региона

В декабре 2024-го из-за сильного шторма потерпели крушение два судна «Волгонефть», в воду попало около 2,5 тыс. тонн топочного мазута. Это не первая подобная катастрофа: в 2007 году из аналогичных танкеров вытекло 7,5 тыс. тонн мазута. Но интернет и блогерство 18 лет назад не были так развиты, поэтому многие тот инцидент даже не заметили. Кроме того, попавший в воду мазут течением отнесло в индустриальную зону Керченского пролива, а состояние Черного моря не вызвало обеспокоенности у ученых: уже на третий год после аварии микробиологические сообщества приспособились перерабатывать углеводороды.

Декабрьскую катастрофу проигнорировать не удалось. И дело не только в том, что о ней рассказывали во всех СМИ, телеграм-каналах и соцсетях. Южный ветер и высоченные (до 5 метров) волны разбросали мазут на 800 км береговой линии. Плюс топочный мазут - тяжелое химическое соединение, которое не испаряется, волнами не разрушается, и его сложно ликвидировать. И это вещество попало на популярный семейный и детский курорт Анапа. Мазут был не только на поверхности воды и дне, он был на берегу и даже под толстым слоем песка.

Все эти факторы позволяют назвать разлив мазута в декабре, последствия которого фиксируются до сих пор, в том числе и в Севастополе (вторичное загрязнение зафиксировано в начале октября), крупнейшей экологической катастрофой в истории Азово-Черноморского региона, подчеркнул замдиректора Морского гидрофизического института (МГИ) РАН Арсений Кубряков.

Арсений Кубряков объяснил, почему мазут из танкеров «Волгонефть» не ушел в сторону Крыма Фото: Морской гидрофизический институт РАН

Властям и практикам - помощь, ученым - оценка моделей прогнозирования

Авария произошла 15 декабря, а уже с 18-го Морспасслужба и МЧС ежедневно получали от группы ученых МГИ РАН во главе с Кубряковым прогнозы, куда дальше распространится мазут.

Предполагалось, что в сторону Крыма, на запад. Но математические модели, которые учитывают множество факторов, включая температуру воды, уровень ее солености, направление ветра и вихревые потоки, показывали, что мазут распространится в противоположную сторону, на восток, в район Краснодарского края. Так и случилось.

На базе прогнозов МГИ РАН регулярно готовились информационные справки для премьер-министра и президента. Но главное - благодаря им удалось предупредить загрязнение новых территорий: мазут проще собрать на воде, чем потом на суше или дне, где он перемешивается с песком и мелкими ракушками или может распластаться тонким слоем, который невозможно собрать.

Траектория перемещения мазутных загрязнений. Иллюстрация из доклада А. Кубрякова

Тем временем ученые говорят, что для них такая катастрофа - природный эксперимент, во время которого появилась возможность проверить точность существующих моделей прогнозирования. Они показали на практике свою эффективность: прогнозы давались на 25 дней вперед, и все они подтверждались. А это значит, с помощью имеющихся моделей расчетов можно прогнозировать и моделировать состояние не только Черного моря, но и всего мирового океана.

Микроорганизмы «едят» мазут, но им надо помогать

По словам сотрудника Института биологии южных морей (ИНБЮМ) РАН Сергея Алемова, нефтепродукты - основной загрязнитель акватории Черного моря, и чем больше нефтетерминалов будет построено причерноморскими странами, тем выше угроза загрязнения.

Ежегодно в водосборный бассейн Черного моря попадает 340 тыс. тонн нитратов, 55 тыс. тонн фосфатов и 270 тыс. тонн нефти. То есть доля постоянных загрязнений нефтепродуктами доходит до 80-90%, а аварийные - занимают всего 10-20%. Поэтому природа придумала способ самоочищения: в поверхностном слое воды и в донных отложениях живут бактерии, которые окисляют углеводороды. Но скорость их работы очень невысокая: в год они «съедают» всего около 4 тыс. тонн нефтепродуктов, и им понадобится много лет, чтобы «переварить» то, что выбрасывает человек за год.

Сотрудник ИНБЮМ Сергей Алемов рассказал о механизмах самоочищения Черного моря от нефтепродуктов. Фото: архив "КП"

Фото: Алёна Мотрой. Перейти в Фотобанк КП

Поэтому после аварий разлитые нефтепродукты надо непременно собирать, а там, где человек не может это сделать, специалисты ИНБЮМ предлагают устанавливать искусственные гидробиологические системы. Они создают благоприятные условия для развития микроорганизмов, которые участвуют в окислении загрязнителей. Но процесс это небыстрый: пока новые колонии разовьются и начнут поглощать больше углеводородов, пройдет полгода-год.

Кстати, подобная система в 1989-1990 гг. стояла в Артбухте Севастополя. Установка имела площадь 60 кв. м. и отфильтровывала около 2 тыс. тонн воды в сутки, рассказал Сергей Алемов.

Но очевидно, что в экстренных ситуациях такие гидробиологические системы не спасут. Тут нужно подключать других «помощников». В Институте физической химии и электрохимии (ИФХЭ) РАН предложили использовать природный сорбент - гумино-минеральный комплекс на основе штаммов бактерий Pseudomonas sp. Как объяснил сотрудник института Сергей Остах, на этих бактериях остановились из-за их способности окислять широкий круг углеводородов и их производных. Во время культивирования колонии ученые выяснили, что микроорганизмы легко активируются, не обладают дополнительными свойствами, не содержат других колоний. Кроме того, сорбент на их основе легко переходит в сухую форму, а значит, его можно использовать как в водных средах, так и на почвах и песках.

Сотрудники ИФХЭ протестировали полученный сорбент на двух площадках в Анапе - в промышленной зоне (хутор Вознесенский) и на центральном пляже. Итоги: чистый песок, грунтовые массы остаются на месте, отделенная углеводородная фракция в дальнейшем может стать сырьем для получения битума. И никаких отходов при применении таких бактерий нет, все утилизируется.

35 лет назад в Артбухте пробовали в действии первые искусственные гидробиологические системы, разработанные сотрудниками ИНБЮМ. Фото: ТГ-канал губернатора М. Развожаева

В свою очередь сотрудник Института нефтехимического синтеза РАН Роман Борисов подчеркнул, что любые способы очистки моря необходимо начинать с изучения самого загрязнителя и источника распространения мазута. А чтобы его найти, используется особый метод - газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС). Он основан на нескольких маркерах, при сравнении которых можно понять, относятся ли загрязнители к одной и той же группе.

В случае с аварией в декабре оба танкера заправлялись на одном нефтетерминале, поэтому в пробах, взятых в нескольких местах в Анапе, Керчи и Севастополе, загрязнитель был один и тот же, а значит, при наличии выбранного метода уборки или ликвидации последствий разлива можно использовать его на всех территориях. Но были образцы нефтепродуктов, происхождение и состав которых отличались. И в таком случае, возможно, нужны другие способы очистки, подчеркнул Борисов.

Ученые признали: уже через год, максимум два никто не вспомнит про аварию в конце 2024 г. Но работу по изучению состояния Черного моря надо продолжать, чтобы отреагировать на следующую экстренную ситуацию оперативнее.