Под живописными горными пейзажами Чеченской Республики, под кажущейся тишиной возрождающегося региона, скрывается давняя и серьезная проблема – нефтяные загрязнения экосистем. Многолетние, порой невидимые глазу, последствия аварий и прошлых технологических процессов оставили глубокие «раны» на почве. Однако эта проблема не остается без внимания. В авангарде борьбы за экологическое благополучие региона стоит наука, в частности, Передовая инженерная школа ГГНТУ имени академика М.Д. Миллионщикова.
Среди тех, кто посвятил свою жизнь сложной работе восстановления плодородия почвы — ведущий научный сотрудник Института нефти и газа ГГНТУ, почвовед-эколог, микробиолог и биотехнолог Мария Юрьевна Маркарова. Являясь лауреатом Премии Правительства РФ в области науки и техники, с опытом в 35 лет, охватывающим исследования от Крайнего Севера до Дальнего Востока, последние несколько лет она сосредоточила свои усилия на Чеченской Республике.
«ЭкоТРИЗ-2030»: наука на службе природы
Работа Марии Маркаровой и её команды ведется в рамках масштабного проекта «ЭкоТРИЗ-2030» передовой инженерной школы. Его основная цель – разработка критических технологий, направленных на повышение эффективности эксплуатации нефтяных скважин и, что особенно важно, на восстановление земель, пострадавших от нефтяных загрязнений:
— Мы занимаемся обоснованием и разработкой технологий восстановления земель, пострадавших в результате аварийных разливов нефти и других техногенных нарушений. В частности, в Чеченской республике в последние четыре года, и более направленно в последние полтора года, с того момента, как у нас была организована Передовая инженерная школа, проводим исследования процессов и закономерностей восстановления экосистем в аридных условиях.
Предварительно изучив объекты исторических загрязнений, мы пришли к выводу, что для поиска эффективных технологий восстановления земель, пострадавших в результате нефтяных загрязнений, необходимы многолетние исследования в полевых стационарных опытах. Цель — найти наиболее оптимальные способы восстановления земель из множества, предлагаемых современным научным сообществом.
Чеченская специфика: экстремальные условия и наследие прошлого
Чеченская Республика, по словам специалиста, представляет собой уникальный и сложный объект для исследований.
— Загрязнений может быть и не так много накопилось в сравнении с другими российскими регионами, – отмечает Мария Юрьевна. – Но в связи с известными историческими событиями, накопилось очень много объектов накопленного ущерба. И поскольку никто не занимался этим в силу понятных объективных причин, сейчас стал вопрос о том, чтобы эти земли не просто восстановить, а именно вернуть их в хозяйственный оборот.
Особенно остро стоит проблема в условиях местного климата.
— Мы исследуем разные методы биовосстановления почв, чтобы выявить наиболее подходить для климата, характеризующегося высокими температурами и низким уровнем увлажненности, – объясняет ученый. – В таких условиях проводить восстановление земель гораздо тяжелее, чем делать это, допустим, на Крайнем Севере, где низкие температуры и высокий уровень влажности. В Чеченской Республике природные условия для восстановления земель чрезвычайно экстремальные.
Высокие концентрации загрязнения здесь встречаются часто. Из-за засухи подавляется биологическая активность почвы – микроорганизмы, отвечающие за эффективное нефтеокисление и самовосстановление, работают гораздо медленнее. Недостаток увлажнения приводит к тому, что восстановление идет крайне тяжело и медленно: "На поверхности нефть как бы припекается, а то, что осталось под этой коркой, вообще не разрушается, то есть как туда проникло, так там и остается как бы законсервированным".
Активировать саму почву
Основная задача ученых – не просто очистить землю, но и вернуть ее жизненные функции.
— Технологические приемы должны решать ряд задач. Во-первых, разрушить эти корки – этого легко достичь механическими методами. Но самое главное – разбудить саму почву, чтобы она задышала, чтобы она начала жить, чтобы там появилась жизнь, – подчеркивает эксперт.
На вопрос о том, как происходит эта «активация», Мария Маркарова поясняет: «В первую очередь, после загрязнения почва становится достаточно плотной, и мы ее разрыхляем. Для этого у нас есть отходы сельхозпроизводства, например, солома или прелое зерно, которое недосушили, которое уже является отходом». Использование местных, доступных ресурсов – важный аспект в разработке устойчивых и экономически целесообразных решений. Это вполне отвечает современным требованиям к экотехнологиям, например в части разработки технологий замкнутого цикла и поиска методов по природоподобному принципу - то есть принципу природных аналогий.
Заложенный многолетний опыт будут продолжать отслеживаться даже по завершении работы Передовой инженерной школы.
— Важно довести до конца исследование в части закономерностей и направленности восстановления почвенно-растительного покрова, микробиома, почвенной микро- и мезофауны до уровня, который был изначально, до загрязнения, – добавляет Мария Юрьевна.
Эта кропотливая, но жизненно важная работа ученых ГГНТУ дает надежду на то, что пострадавшие от нефтяных загрязнений земли Чеченской Республики не только будут очищены, но и полноценно вернутся в хозяйственный оборот, вновь обретя плодородие и жизнь. Это вклад в экологическое будущее региона, основанный на глубоких научных знаниях и многолетнем опыте.
Нефтяной парадокс
Мария Маркарова объясняет противоречивые свойства черного золота: на первый взгляд, нефть – это природное вещество, формирующееся в глубоких недрах земли в результате сложных биологических и физико-химических процессов. Она – часть планеты. Однако стоит этому «природному» веществу оказаться на поверхности, как оно мгновенно превращается в чужеродный и потенциально вредный фактор. Этот парадокс становится ключевым в понимании проблемы нефтяных загрязнений, с которыми сегодня активно борются ученые.
— Нельзя сказать, что само по себе нефтяное загрязнение – катастрофа в глобальном смысле, если это, конечно, не разлив танкера или не какой-то очень крупный разлив. Крупные разливы территории Чеченской республики не свойственны, – успокаивает Мария Юрьевна. Однако это не значит, что проблемы нет.
Нефтедобывающая отрасль по своей сути всегда сопряжена с рисками. Строительство скважин, эксплуатация нефтепроводов – все эти технологии далеки от совершенства во всем мире.
— Добыча нефти всегда будет связана с большими либо малыми нефтяными загрязнениями. И к этому надо относиться спокойно, как к данности, – считает эксперт. – Если мы хотим (а мы хотим, поскольку этой неотъемлемая часть технологического развития общества) продолжать добывать нефть и получать топливо, полимеры, ряд жизненно важных материалов нефтехимической промышленности,мы должны быть готовыми к тому, что есть риски загрязнения окружающей среды и к тому, чтобы решать экологические проблемы также успешно, как проводится добыча и переработка углеводородного сырья.
В нашем регионе загрязнения связаны, как и везде, с добычей, переработкой и транспортировкой нефти. Но есть и своеобразный трагический аспект.
— Во время военных действий кто угодно мог провести несанкционированную врезку в скважину, не заботясь о том, потечет нефть после этого на ландшафт или нет. Никто об этом не заботился, привлечь за это некого, потому что это стихийные вещи, они связаны с человеческим фактором, – объясняет Мария Юрьевна.
Именно такие «объекты накопленного ущерба», оставшиеся от сложного военного прошлого, сейчас требуют первоочередного внимания и восстановления.
От хаоса к системе
К счастью, сегодня ситуация кардинально отличается от той, что была 30-40 лет назад.
— В современном мире с нефтяными загрязнениями в разных регионах как России, так и в мире борются достаточно успешно, – отмечает Мария. – Накоплены и значительный опыт, и технологические решения, разработаны биотехнологические и агрохимические приемы, десятки биопрепаратов, и нормативная база, на которые можно опираться, чтобы разрабатывать проекты по восстановлению и рекультивации земель.
Все это означает, что даже самые сложные случаи загрязнений, будь то техногенного, стихийного или обусловленного человеческим фактором во время военных действий, теперь «решаемы и решаемы в достаточно короткие сроки».
Два этапа возрождения
Когда речь заходит о сроках и методах рекультивации, важно разделить два понятия. Процесс восстановления земли после нефтяного загрязнения состоит из двух ключевых этапов. Первый из них- активация процесса восстановления.
— На это обычно хватает одного, максимум двух полевых сезонов, – говорит Мария Юрьевна. – Сначала идет снижение избыточных концентраций токсичных углеводородов, дальше – активизация естественного очищения и восстановления почвенно-растительного покрова. Это занимает один-два года.
На этом этапе главная задача рекультивации считается выполненной – участок доведен до такого состояния, при котором дальнейшее вмешательство человека не требуется.
— А дальше начинается процесс самовосстановления природы, в который не надо вмешиваться, – добавляет эксперт. Этот естественный процесс может занимать гораздо больше времени, но он уже не требует активного участия человека. И здесь «важно не переборщить».
Мария Маркарова приводит пример из опыта работы на северных территориях, но проблема актуальна и для нашей республики:
— Говорят, что если есть загрязненный слой, его надо снять и увезти. Куда его увозить? Сгребая и увозя его каждый раз, мы образуем новый источник загрязнения под названием нефтешламовые амбары или так называемые нефтехранилища», – объясняет специалист. Для создания таких хранилищ нужна специально выделенная и оборудованная территория, их строительство само по себе становится новой проблемой. Нефтеотходы не должны храниться годами, их следует обезвреживать и утилизировать. Это еще один огромный пласт проблемы.
К сожалению, некоторые специалисты слишком буквально воспринимают нормативные документы по рекультивации земель, настаивают на уборке любого загрязненного слоя почвы и замены его на чистый грунт. Причем не разбирая, о какой концентрации нефтяного загрязнения идет речь, не учитывая пороги токсичности. Это часто контрпродуктивно. Чистый грунт тоже нужно откуда-то взять, изъять из благополучных биоценозов, иными словами еще и новую территорию привести в состояние антропогенно-нарушенной. На мой взгляд чаще всего этого делать не нужно.
Современный подход заключается не в механическом удалении, а в активации собственных биологических ресурсов почвы, чтобы она сама справилась с загрязнением, используя свои природные контрагенты – микроорганизмы. Это позволяет не только решить проблему на месте, но и избежать создания новых экологических угроз.
Нефть как удобрение
Когда речь заходит о нефтяных загрязнениях, первое, что приходит на ум большинству – это катастрофа, требующая немедленного и радикального вмешательства: изъятия загрязненного слоя, дорогостоящих химических процедур и полного искоренения следов нефти. Однако в Чеченской Республике, где Передовая инженерная школа ГГНТУ под руководством опытного почвоведа Марии Юрьевны ведет масштабные исследования, подход к проблеме значительно глубже и, возможно, революционнее. Здесь не просто стремятся очистить землю, но и вернуть ей утраченное плодородие, используя, казалось бы, парадоксальные возможности самой нефти.
Мария Юрьевна, обладающая 35-летним опытом в области рекультивации земель по всей России, от Крайнего Севера до Дальнего Востока, последние годы посвятила изучению специфики Чеченской Республики. Проект «ЭкоТРИЗ-2030» направлен на разработку технологий восстановления земель, пострадавших от аварий или иных загрязнений, и здесь команда сталкивается с уникальными вызовами.
Уроки севера и новые стандарты чистоты
Один из ключевых выводов, к которому пришли ученые, заключается в необходимости отказаться от чрезмерного рвения в очистке. "Нефть необязательно убирается изъятием загрязненного слоя", – объясняет Мария Юрьевна. Она приводит в пример Крайний Север, где традиционное сгребание загрязненной почвы обнажает вечную мерзлоту, приводя к образованию термокарстовых провалов. Эти "незаживающие раны" могут оставаться на поверхности земли столетиями, нанося больший вред, чем само загрязнение.
— Надо ли было это делать, или проще было провести рекультивацию на месте, не убирая вот этот загрязненный слой? – задается вопросом эксперт. – Это один из нюансов. Поэтому важно не переборщить, то есть не навредить.
Традиционное мышление диктует стремление довести концентрацию нефти в почве до фоновых значений, например до 100 миллиграммов на килограмм. Однако Мария Юрьевна считает это излишним: "На мой взгляд, в этом нет абсолютно никакой необходимости, так как нефть перестает быть токсичной при концентрации до 1-2 тысяч миллиграммов на килограмм почвы. Нужно дальше дать природе самовосстановиться". Это смена парадигмы, которая позволяет сохранить естественные процессы в почве и избежать нового ущерба от агрессивной очистки.
Нефть как удобрение
Самая амбициозная и, пожалуй, неожиданная задача, которую ставят перед собой ученые в Чечне, – это не просто очистить, но и сделать загрязненные почвы плодородными, даже если изначально они таковыми не были. В этом, по словам Марии Юрьевны, помогает сама нефть.
— В 60-70 гг. 20 века в ряде научных центров и регионов СССР, например в Азербайджане и в Пермской области, проводились исследования, которые касались изучения свойств нефти, как удобрения для выращивания сельхозкультур. Было доказано, что в малых концентрациях она способна выступать в качестве удобрения, – делится почвовед. В Чеченской республике исследователи идут дальше. Есть особые нюансы в технологиях, при которых нефть может в ускоренном режиме превращаться в почвенное органическое вещество, не токсичное ни для почвы, ни для растений, ни для человека, ни для животных.
Это означает, что нефть не просто исчезает из почвы, а трансформируется, обогащая ее гумусовыми веществами – ключевым компонентом плодородия.
— Одна из наших амбициозных задач – сделать именно так, чтобы почва после принятия всех необходимых мер стала не просто чистой, чтобы она стала плодородной, – подчеркивает Мария Юрьевна.
Стратегия на будущее
Проблема истощения почвенных ресурсов является глобальной, и ее решение прописывается в региональных программах по всему миру, включая Чеченскую Республику. Даже при обычном ведении сельского хозяйства почва теряет свои свойства.
— Нельзя бесконечно качать из нее питательные вещества, выращивая растительную массу в виде овощей, зерновых культур. И ей необходимо давать возможность восстановиться, – говорит ученый.
Таким образом, исследования по рекультивации нефтяных загрязнений в Чечне одновременно решают и более широкую задачу – восстановление и приумножение почвенного плодородия, несмотря на прошлые загрязнения. "И надо отметить, эта экологическая задача решаема", – с уверенностью заявляет Мария Юрьевна.
Что касается масштабов загрязнения в регионе, то, по ее словам, они имеют место, но не являются колоссальными.
—Загрязненных земель не так уж и много. Но мы работаем больше на перспективу, – уточняет эксперт. — Главная цель – не только ликвидировать существующие проблемы, но и подготовить регион к будущему. Если вдруг авария произошла, у нефтяников должен быть чёткий план и алгоритм, как они должны поступать для того, чтобы в максимально короткие сроки ликвидировать последствия загрязнения и восстановить земли. Наши исследования на это и направлены, чтобы подготовить чёткие рекомендации по возврату земли в нормальное состояние.
Научный подход, воплощаемый в жизнь Передовой инженерной школой ГГНТУ, показывает, что борьба с последствиями нефтяных загрязнений может быть не только эффективной, но и созидательной, превращая казалось бы безнадежные земли в источник новой жизни и плодородия для будущих поколений.