«Следы» в воздухе

Аспирант ТПУ выяснил, как нефтехимические производства влияют на атмосферу

КАК ОБНАРУЖИТЬ В АТМОСФЕРЕ «СЛЕДЫ» ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВ — ВЕЩЕСТВА, ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ, — ВЫЯСНЯЕТ АСПИРАНТ КАФЕДРЫ ГЕОЭКОЛОГИИ И ГЕОХИМИИ ТОМСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ТАТЬЯНА ШАХОВА. ОНА ИССЛЕДУЕТ АТМОСФЕРУ В РАЙОНЕ ЧЕТЫРЕХ КРУПНЫХ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ НА ТЕРРИТОРИИ СИБИРИ И КАЗАХСТАНА. ИССЛЕДОВАНИЯ СТАНУТ УНИКАЛЬНЫМИ И ПОЗВОЛЯТ РАЗРАБОТАТЬ НОВЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

Тайны снега и земли

— Как правило, промышленные предприятия находятся на расстоянии примерно 3–4 км от населенных пунктов. Между тем вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу, могут перемещаться на расстояния до 50–60 км от завода. Сегодня все предприятия проводят исследования состава атмосферы в пределах своей санитарно-защитной зоны, но это далеко не вся территория, которая нуждается в экологическом мониторинге. Наша задача — провести проверку за пределами санитарной зоны,— рассказывает Татьяна Шахова. И если состояние атмосферы в городах сегодня периодически проверяют, то другие территории, куда вредные вещества могут попадать, «улетая» на километры от места выброса, никто не исследует. Между тем в этих местах могут располагаться дачные участки, сельскохозяйственные угодья.

В качестве объектов исследования Татьяна Шахова выбрала четыре крупных нефтеперерабатывающих предприятия — АО «Газпромнефть-ОНПЗ» (Омский нефтеперерабатывающий завод) АО, «АНПЗ ВНК» (Ачинский нефтеперерабатывающий завод, Красноярский край), ТОО «Павлодарский нефтехимический завод» (Республика Казахстан) и ООО «Томскнефтехим». Все эти крупные заводы расположены вблизи городов.

«Cледы» веществ, плохо влияющих на экологию, политехники ищут в образцах снега и почв, собранных как вблизи заводов, так и в городах, дачных поселках и прочих населенных пунктах.

— Снеговой покров содержит в себе всю информацию о веществах, поступающих в атмосферу в зимний период, а почвенный является идеальной средой, хранящей долговременную информацию о техногенном воздействии. Поэтому их изучение необходимо проводить в комплексе, — объясняет аспирант ТПУ.

Семейная экспедиция

Забор образцов для анализа ученые ТПУ провели в прошлом году. Всего собрано порядка 82 снеговых и 70 почвенных проб. — Образцы снега мы собирали в феврале–марте. Выбирался участок, на котором, по нашим расчетам, должны быть в максимальной степени сосредоточены осадки, в составе которых содержатся вредные вещества. До нужного места добирались на лыжах. Там специальным совком «вырезали» куб снега размером 0,15 м3. На одном участке требовалось собрать порядка 20–25 образцов. В результате мы набирали мешок снега весом 15-20 кг, — рассказывает Татьяна Шахова. — На территории вблизи «Томскнефтехима» мы работали вместе с коллегами моей кафедры, а в Омск, Ачинск и Казахстан я ездила в самостоятельные недельные командировки вместе с супругом Александром, который тоже учится в аспирантуре ТПУ по направлению «Машиностроение». Где-то, например в Омске, нам помогали сотрудники местных предприятий.

Для того чтобы перевезти весь собранный снег, приходилось заказывать целую «Газель», которая доставляла его в съемную квартиру для дальнейшей растопки. Талую воду мы переливали в полуторалитровые пластиковые бутылки — именно столько требуется для дальнейшего химического анализа — и везли с собой поездом в Томск. Интервал между экспедициями в разные города составлял примерно четыре дня.

Сбор образцов почв проходил в августе–сентябре. Процесс примерно такой же, но немного проще. Собранные образцы почвы сушатся, измельчаются и направляются на анализ. В сборе образцов почв мне также помогал мой супруг. Так что моя научная работа, можно сказать, стала уже семейным делом, — смеется Татьяна.

Грант на поддержку безопасности

На проведение своих исследований в прошлом году Татьяна Шахова выиграла грант компании British Petroleum, сумма которого составила 500 тыс. рублей — На нашей кафедре имеется современное оборудование для определения различных токсичных элементов в твердых и жидких средах. Однако для некоторых видов исследований этого недостаточно. Необходимы анализы для определения летучих соединений, например такого опасного канцерогена, как бензапирен, также требуется определить широкий спектр элементов в составе проб, чтобы с точностью утверждать об источнике их поступления и степени их опасности для населения и работников завода. Для проведения таких анализов мы вынуждены обращаться в стороннюю аккредитованную лабораторию. На это требуются немалые деньги, и грант компании British Petroleum оказал нам весьма существенную поддержку, — говорит аспирант ТПУ.

«Вредные» соседи

В течение 2017 года Татьяна Шахова и ее коллеги проведут масштабный анализ полученных образцов. Результаты исследования станут известны ближе к концу года. — Данные будут уникальными — прежде такого полномасштабного изучения атмосферы на территориях вблизи производств никто не проводил. Отмечу, в некоторых случаях результаты исследований очень даже радуют — не все так плохо и страшно, как многие обыватели привыкли считать, — говорит аспирант ТПУ. — Но отдельные проблемы все же существуют — есть участки, на которых накапливаются некоторые опасные токсичные элементы.

Чтобы найти их источники, ученые проводят химический анализ собранных образцов, изучают производственные технологии нефтеперерабатывающих предприятий, исследуют качество потребляемого ими сырья. Например, все четыре предприятия используют похожую по составу нефть, добытую на западно-сибирских месторождениях, на Омском заводе используются катализаторы собственного производства, а на других изучаемых предприятиях — китайские. Эти катализаторы различаются по своему составу. Сейчас ученые ТПУ пытаются понять, какие из них более экологичны.

На данный момент, по ее словам, из всех четырех самым «чистым» можно назвать Ачинский завод. Возможно, это обусловлено эффективностью его природоохранных мероприятий, недавней модернизацией оборудования. — Впрочем, делать выводы рано. Дело в том, что завод в Ачинске — единственный не имеет под боком «вредного соседа». Рядом с другими тремя расположены ТЭЦ — мощный источник различных химических веществ, которые при накоплении в атмосфере в высоких концентрациях могут вызывать ухудшение здоровья, — поясняет Татьяна Шахова. — Такое «соседство» требует максимально точно разграничить, какие выбросы поступают в атмосферу с нефтеперерабатывающих заводов, а какие с ТЭЦ.

Теперь ученым предстоит найти в атмосфере не только «следы» вредных производств, но и их источник. Применяемый подход исследователей позволяет разрабатывать новые технологии мониторинга качества окружающей среды. В дальнейшем эта технология может использоваться для проведения подобного экологического мониторинга и на территориях других регионов, где присутствуют различные производства. Завершением экологического мониторинга станет создание предложения по природоохранным мероприятиям для исследуемых нефтеперерабатывающих предприятий. А полученные учеными данные в дальнейшем будут опубликованы, чтобы ознакомиться с ними смогли все желающие.

Виталина Михетко