CC BY
172
УДК 502.55:504.054 Н.В. Бердников
ЗАГРЯЗНЕНИЕ р. АМУР В СВЯЗИ С АВАРИЕЙ НА ХИМИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ В г. ЦЗИЛИНЬ (КНР), 13 НОЯБРЯ 2005 г.
Экологические исследования последних лет демонстрируют, что р. Амур постоянно подвергается различного рода загрязнениям со стороны китайских территорий [1-4]. Идентифицировано большое число опасных органических и неорганических загрязнителей, однако реакция российской стороны большей частью ограничивается констатацией факта загрязнения. Такому положению способствует ряд факторов, среди которых важнейшими являются:
- отсутствие договоренностей с китайской стороной по контролю загрязнений, утвержденных процедур оценки причиненного загрязнением ущерба и взыскания компенсаций;
- недостаточная техническая оснащенность аналитических лабораторий края;
- отсутствие централизованной структуры, отвечающей за полномасштабный мониторинг качества амурской воды.
Особенно наглядно эти факторы обозначились в конце 2005 года, когда экосистема р. Амур подверглась интенсивному загрязнению, пришедшему по р. Сунгари - крупнейшему правому притоку Амура. Экологическая служба края оказалась слабо подготовлена как к идентификации всего спектра загрязнителей, так и к разработке мер, направленных на защиту систем водопотребления приамурских поселений от крупномасштабного загрязнения.
13 ноября 2005 года на химическом заводе в Цзилине, одном из крупнейших промышленных городов северо-восточных провинций Китая, произошел взрыв нескольких реакторов синтеза нитробензола. В результате этой аварии было поставлено под угрозу экологическое благополучие как самой реки Сунгари, на которой расположен Цзилинь, так и экосистемы реки Амур на
протяжении более тысячи километров от села Нижнеленинское (20 км ниже места впадения Сунгари в Амур) до его устья (Николаевск-на-Амуре). В зону загрязнения попали крупные города, расположенные в этом районе: Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре, Амурск, а также много поселений вдоль Амура.
Характеристика аварии
После аварии в Цзилине в воды Сунгари попало порядка 100 т нитробензола. Нитробензол (С6Н^02) представляет собой бесцветную или желтоватую жидкость с запахом горького миндаля. Температура плавления 5,8 °С, кипения 210,8 °С, плотность 1,208 г/см3, растворимость в воде 0,19 % при 20 °С. Относится к группе сильнодействующих ядовитых соединений. Предельно допустимые концентрации в воде централизованных систем питьевого водоснабжения составляют 0,2 мг/л [6], класс опасности III. В водоемах рыбохозяйственного назначения концентрация нитробензола не должна превышать 0,01 мг/л [5], поскольку это вещество имеет тенденцию накапливаться в тканях живых организмов. Попав в воды Сунгари, нитробензольное загрязнение приняло форму вытянутого «пятна», которое продвигалось вниз по течению. Концентрации нитробензола в области загрязнения достигали очень высоких значений. Так, по сообщению китайских исследователей в районе пос. Суцзятунь (16 км выше Харбина, порядка 200 км ниже места аварии) пиковая концентрация нитробензола 0,58 мг/л (2,9 ПДК) наблюдалась 25 ноября 2005 г.
Для синтеза указанного количества нитробензола по современным технологиям требуется примерно двойное количество концентрированных азотной и серной кислот. Соответственно, после разрушения реакторов эти кислоты также должны были попасть в реку. Смесь кислот тяжелее воды, она опускается на дно и активно экстрагирует из донных отложений в воду тяжелые металлы и токсичные элементы. Этому процессу способствовал и растворенный в воде нитробензол. Поэтому в области загрязнение наряду с нитробензолом ожидались повышенные концентрации тяжелых металлов и токсичных элементов.
По данным китайских исследователей в пределах «пятна» фиксировались также повышенные концентрации бензола, анилина и ксилола. Таким образом, к р. Амур двигалось
многокомпонентное загрязнение, влияние которого на экосистему реки и здоровье проживающего вдоль нее населения трудно поддавалось прогнозу.
Организация мониторинга качества воды
Задолго до подхода области загрязнения к российским во-дам при Правительстве Хабаровского края была создана Ко-миссия по чрезвычайным ситуациям, которая в первую очередь занялась проверкой готовности очистных сооружений водоза-боров к аномально высоким концентрациям необычных загряз-нителей. Проверялась их общая готовность работать в штатном режиме, возможность повышения их эффективности, в частно-сти, путем углевания. Был организован поиск альтернативных источников питьевого водоснабжения, перепроверены и рас-консервированы скважины, поставлены на учет малые реки и емкости, составлены схемы доставки и раздачи питьевой воды, созданы резервные запасы воды особенно для больниц, обще-пита, школ, намечены пункты раздачи чистой воды.
Для того, чтобы вовремя зафиксировать выход области загрязнения в российские воды, оценить ее потенциальную опасность, размеры и проследить ее движение по Амуру в режиме реального времени, были созданы схемы и графики отбора проб в контрольных створах, сформированы отряды отбора и доставки проб, организована работа аналитических лабораторий и проведено их дооснащение. Разработанная система информирования максимально быстро сообщала населению о движении области загрязнения и о состоянии качества воды в ее пределах.
Институту тектоники и геофизики ДВО РАН было поручено составить прогнозную схему движения «пятна». Изучение спектрозональных космических снимков Сунгари и Амура показало, что воды этих рек очень различаются по фототону. На протяжении более 200 км потоки этих вод движутся параллельно, смешиваясь лишь незначительно. Эти данные позволили сотрудникам ИТиГ построить схему распределения потоков в русле Амура, из которой стало ясно, что основной фронт загрязнения пойдет вдоль правого берега.
Схема подтвердила необходимость и эффективность гидротехнических работ в русле Амура с целью не допустить загрязненные нитробензолом воды «сунгарийской» струи к водозаборам поселений и главному водозабору питьевого
водоснабжения Хабаровска, или хотя бы разбавить их водами чистых потоков. Для этого совместно с китайской стороной была перекрыта протока Казакевичева, что исключило попадание загрязненных вод в Амурскую протоку и, далее, на водозаборы Хабаровска. Перекрытие Пемзенской протоки направило чистые воды «амурской» струи ближе к Хабаровску.
11 ноября 2005 года была подписана программа совместного российско-китайского мониторинга качества воды в Амуре после аварии. Китайская сторона крайне неохотно участвовала в этом процессе, особенно в плане доступа к правобережным водам, но, в конце концов, договоренности были достигнуты, и совместный отбор проб производился по всему профилю Амура.
Во время прохождения загрязненных вод пробы брались до восьми раз в сутки на контрольных створах около дна и у поверхности вблизи правого берега, на середине и у левого берега реки. В сложных условиях ледостава сотрудники МЧС и Центра по мониторингу окружающей среды обеспечили регулярное
поступление проб в лаборатории, что позволило вовремя
зафиксировать выход области загрязнения в российские воды и отследить ее движение по Амуру. Время между отбором проб и их анализом редко превышало 12 часов, обычно оно составляло 5-6 часов. Результаты анализов немедленно докладывались в Министерство природных ресурсов края и обобщались на
Комиссии по чрезвычайным ситуациям, то есть отслеживание ситуации происходило практически в режиме реального времени.
Исходя из предположения о том, что загрязнение может иметь отдаленные последствия, особенно весной во время таяния льда и паводка, по мере продвижения фронта загрязнения отбирались пробы донных отложений и рыбы, а после его прохождения -пробы льда.
Для выполнения задач мониторинга были мобилизованы практически все аналитические лаборатории края. В первую очередь это наиболее универсальные лаборатории МУП г. Хабаровска «Водоканал», ОАО ХабЭнерго, Центра по мониторингу окружающей среды, ИТиГ и ИВЭП ДВО РАН. Поскольку лаборатории ни технически, ни методически не были готовы в полной мере к мониторингу таких загрязнителей, руководство края закупило для них два жидкостных хроматографа, газовый хроматограф и хромато-масс-спетрометр, а также
расходные материалы. Правительство КНР в качестве
безвозмездной помощи передало краю семь газовых
хроматографов. В методическом плане большую помощь оказали коллеги из Владивостока, Санкт-Петербурга и Уфы.
Результаты мониторинга
Нитробензол оказался основным и самым опасным
загрязнителем, пришедшим в Амур из Сунгари. Мониторинг области загрязнения показал, что ПДК для питьевой воды по нитробензолу были превышены в районе Нижнеленинского, т.е. в 20 км ниже впадения Сунгари (0,209 мг/л). Вниз по течению концентрация падала, в районе Хабаровска она составила
максимум 0,05 мг/л (0,025 ПДК), к Комсомольску-на-Амуре снизилась в сотни раз. Однако ПДК по нитробензолу для рыбохозяйственных водоемов превышались на всем пути прохождения области загрязнения [6].
Оперативный анализ нитробензола в воде проводился в ИТиГ ДВО РАН на жидкостном хроматографе LC-20 (Шима-дзу, Япония), где в сжатые сроки была разработана экспресс-методика, позволяющая за 5-7 минут определить концентра-цию нитробензола в воде [7]. Эта методика использовалась и в мобильной хроматографической лаборатории, которая по ме-ре продвижения области загрязнения разворачивалась в посе-лках. На графиках распределения нитробензола поперек реки видно, что у правого (китайского) берега его всегда было бо-льше, чем у левого, но вниз по течению вследствие частичного перемешивания это различие сглаживалось. По мере продви-жения вниз по течению область загрязнения «растягивалась», концентрации нитробензола в ней снижались. Если Нижнеле-нинское и Петровское «пятно» прошло за шесть дней, то Ниж-неспасское - за семь дней, а Троицкое - уже за девять дней.
Для анализа тяжелых металлов и токсичных элементов в воде использовался масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой ICP-MS ELAN DRC II (Перкин Элмер, США). Результатами мониторинга доказано, что вместе с нитробензолом, как и предполагалось, пришло загрязнение тяжелыми металлами и токсичными элементами - Cr, Ni, Se, Co, Ag, Bi, Sn, Ba, Be, Th, которое также в основном шло вдоль правого берега.
В пределах области загрязнения выявлено увеличение концентрации хлорфенолов. Зафиксировано много пестицидов, том
числе не применяющихся в России, но широко использующихся в КНР (ацетохлор). Вероятно, это результат сброса вод из водохранилищ для «промывки» русла Сунгари. С помощью хромато-масс-спектрометрии в Амуре обнаружено более сорока других вредных органических соединений, концентрации которых в воде даже не регламентируются.
Последствия
Для оценки возможных последствий загрязнения после прохождения «пятна» было проанализировано содержание нитробензола, тяжелых металлов и токсичных элементов в воде, во льду Сунгари и Амура, а также в донных отложениях. Особенно внимательно была исследована амурская рыба.
Нитробензол в пробах воды, льда и донных отложениях не обнаружен, однако в рыбе его фиксировали достаточно часто. Так как по существующим нормам нитробензола в рыбе вообще не должно быть, принималось решение временно приостановить рыболовные работы.
Во всех пробах льда концентрация тяжелых металлов и токсичных элементов оказалось ниже, чем в воде, однако и вода, и лед в Сунгари существенно «грязнее», чем в Амуре. Донные отложения Амура после впадения Сунгари также содержат бо-льше тяжелых металлов и токсичных элементов, чем до впаде-ния. Таким образом, река Сунгари является мощным эпизоди-ческим (нитробензольное «пятно») и постоянным (тяжелые ме-таллы и токсичные элементы) загрязнителем экосистемы Амура.
Уроки аварии
Главный урок: за Амуром, который является пограничной рекой с бурно и не всегда «чисто» развивающимися провинциями Китая, надо внимательно следить. Для своевременного обнаружения загрязнений в Хабаровском крае организован постоянный мониторинг по многим компонентам. Основной исполнитель - специально созданный Краевой центр экологического мониторинга Приамурья, оснащенный современным оборудованием.
Разработана и введена в действие схема углевания питьевой воды, осваивается альтернативный источник водоснабжения Хабаровска - Тунгусское месторождение подземных вод.
Ведется большая работа с правительством КНР по совместной защите экосистемы Амура, разрабатывается система оценки
ущерба и наказания загрязнителей. Этот вопрос является наиболее важным, поскольку анализировать состояние р. Амур мы уже научились, а защищать - еще нет. Ведь что получается? Мы находим в Амуре тяжелые металлы и токсичные элементы, другие опасные загрязнители, - в ответ строим более мощные очистные сооружения, закрываем рыболовство. Находим в нем опасные бактерии - запрещаем купание. Каков следующий шаг? Оградить Амур колючей проволокой и придать ему статус сточной канавы? Видимо, выход не в этом. Нужно разрабатывать действенные методы поиска и наказания загрязнителей, как на региональном, так и на международном уровне, и не бояться претворять их в жизнь.
--------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мониторинг загрязнения экосистемы р. Амур в результате аварии на химическом заводе в г. Цзилинь (КНР): нитробензол / Н.В. Бердников, В.Л. Рапопорт, Т.И. Пелых, Г.Ф. Золотухина, В.Е. Зазулина, О.В. Рыбас // Тихоокеанская геология. - 2006. - Т. 25. - № 5. - С. 94-103.
2. Кондратьева Л.М. Трансграничное загрязнение и стабилизация экологической ситуации в Приамурье // Проблемы региональной экологии. - 2000. - № 6. -С. 114-120.
3. Кондратьева Л.М. Экологический риск загрязнения водных экосистем. -Владивосток: Дальнаука, 2005. - 299 с.
4. Влияние крупных притоков на содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях реки Амур / Л.М. Кондратьева, В.С. Канцыбер, В.Е. Зазулина, Л.С. Боковенко // Тихоокеанская геология. - 2006. - Т. 25. - № 6. - С. 103-114.
5. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. - М.: ВНИРО, 1999.
6. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: СанПИН 2.1.4. 1074-01. п.4.2.1.2.2.1.
7. Экспрессное определение нитробензола в природной воде методом ВЭЖХ / В.Л. Рапопорт, Т.И. Пелых, Г.Ф. Золотухина, Н.В. Бердников // Вестник ДВО РАН. -2007. -№ 2. -С. 146-150. ЕШ '
— Коротко об авторах -------------------------------------------
Бердников Н.В. - кандидат геолого-минералогических наук, зав. лабораторией, Институт тектоники и геофизики ДВО РАН, г. Хабаровск.
