Новости

V – значит ванадий: мазутные ТЭЦ оставили токсичный след в городских озерах Севера России

5 декабря 2023

Ученый из Карелии и Мурманской области исследовал химический состав донных отложений озер городов трех регионов Северо-запада России, чтобы оценить влияние ТЭЦ и котельных на водные экосистемы. Исследователь установил, что во всех городах, где работали или продолжают работать мазутные ТЭЦ и котельные, отложения озер загрязнены ванадием — токсичным тяжелым металлом. Также ученый выявил, что ванадий в отложениях городских озер тесно связан с никелем, потому что оба этих элемента входят в состав выбросов энергетических предприятий. Результаты работы опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.

Ванадий — токсичный металл, поведение которого в водных экосистемах исследовалось редко как в России, так и во всем мире. Мазутные теплоэлектростанции, включая ТЭЦ, и котельные — самый распространенный антропогенный источник ванадия. Кроме того, загрязнение этим металлом отмечается вблизи районов добычи нефти. Все дело в том, что ванадий — обычная примесь в ней и в продуктах ее переработки. Известны повышенные накопления этого металла в отложениях озер в районе добычи нефтяных песков в юге Канады, а также в районах городов Мексики, Турции и Израиля, где работали или продолжают работать ТЭЦ и котельные, использующие мазут.

Российский лимнолог из Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (Апатиты) и Института геологии КарНЦ РАН (Петрозаводск) собрал данные по геохимии донных отложений городских озер трех регионов Северо-запада России (Республика Карелия, Мурманская и Архангельская области). Ученый установил, что в городах, где работали или продолжают работать мазутные ТЭЦ и котельные, увеличено содержание ванадия в верхних слоях отложений озер. Например, в небольшом озере Ламба на окраине столицы Карелии содержание ванадия достигает 4785 мг/кг, что в 150 раз превышает фон и в 50 среднюю концентрацию элемента в земной коре. Пик выбросов Петрозаводской ТЭЦ в районе озера пришелся на 1980-90-е годы. Более 20 лет назад предприятие перешло на природный газ и выбросы сократились. Это видно и по снижению концентраций ванадия в отложениях озера Ламба.

В другом городе Северо-запада России, Мурманске, ситуация другая. Тут ТЭЦ и котельные, перейдя на мазут в 1960-е года, до сих пор работают на этом виде топлива. Самым высоким содержанием ванадия (904 мг/кг) отличается озеро Семеновское, расположенное в центре Мурманска. Ученый выявил, что из-за того, что предприятия до сих пор работают на мазуте, поступление металла в озера арктического города продолжаются. Более того, концентрации ванадия в отложениях растут. Исследователь предполагает, что в случае прекращения выбросов содержание ванадия в отложениях городских озер начнет снижаться по модели озер города Петрозаводска. Однако к фоновому уровню они придут не скоро, так как металл еще десятки лет будет поступать в водные объекты из почвы, которая также загрязнена ванадием.

«Кроме ванадия, мазутные ТЭЦ и котельные выбрасывают в окружающую среду никель. Этот металл также входит в нефтепродукты в виде примеси. Мы установили тесную корреляцию между ванадием и никелем в отложениях всех изученных городских озер, что подтверждает тезис о единстве их поступления и накопления в озерах. В озерах вне городского влияния такого феномена нет, так как выбросы от мазутных ТЭЦ и котельных разлетаются на не очень большие расстояния — до примерно 20 км. Для примера, выбросы от металлургических заводов в Мурманской области достигают сотен километров, что нам удавалось неоднократно показывать на примере исследования озер», — комментирует свою работу Захар Слуковский, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН и старший научный сотрудник Института геологии КарНЦ РАН.

Еще одним источником повышенных концентраций ванадия в отложениях озер Северо-запада России выступают уран-ванадиевые руды. Исследователь обнаружил влияние этого природного (геологического) фактора на примере озер города Медвежьегорска в Карелии. Тут нет работающих мазутных ТЭЦ или котельных, однако к югу от города поисковики разведали в советское время несколько месторождений и рудопроявлений урана, ванадия, меди и ряда других металлов. Лимнолог установил, что в отложениях озер Медвежьегорска уран и ванадий имеют повышенные по сравнению с фоном концентрации и тесную корреляцию между собой. Таким образом, городские озера Северо-запада России подвергаются риску от загрязнения ванадием не только из-за человеческой деятельности, но и вследствие специфических геологических условий региона.

Текст Ксения Матвеева