Экологическая безопасность в условиях вечной мерзлоты

Сегодня на территориях вечной мерзлоты возникает риск таяния ввиду изменений климата и действий человека. В арктической зоне появляются сложности при планировании и строительстве инфраструктурных объектов, а также их последующей эксплуатации. Тем не менее, адаптация к изменениям и решение проблем, связанных с таянием мерзлоты, могут быть выполнены без глобальных затрат. Об экологических опасностях в арктической зоне и стратегии ее поддержания в условиях вечной мерзлоты — читайте в нашей статье.

04.07.24
449

Cодержание статьи

    Александр Шувалов
    Руководитель прогностического центра «МЕТЕО», эколог, климатолог

    Обзоры, интервью, свежие новости и изменения в законодательстве — оперативно в нашем Telegram-канале. О самых важных событиях — в нашей группе ВКонтакте.

    Экологические риски арктической зоны: предпосылки и последствия

    На протяжении десятилетий промышленное и экономическое развитие Арктики основывалось на предположении, что вечная мерзлота будет служить постоянной и стабильной платформой. Прошлая промышленная практика также предполагала, что многолетнемерзлый грунт будет служить долговременным хранилищем твердых и жидких промышленных отходов благодаря своим свойствам гидрологического барьера.

    Эта широко распространенная в Арктике практика привела к накоплению различных токсичных веществ на вечной мерзлоте и в ее толще. Известные виды промышленных отходов, заключенных в арктическом регионе, содержат:

    • отходы бурения и добычи полезных ископаемых;
    • буровые растворы и жидкости;
    • отвалы шахтных отходов;
    • тяжелые металлы;
    • разлитое топливо и радиоактивные отходы.

    Научно обоснованные методы борьбы с такими веществами в отдаленных арктических регионах на протяжении большей части XX века заключались в:

    1. создании закрытых свалок отходов в вечной мерзлоте и закрытых отстойников бурового раствора;
    2. использовании закрытых озер и бассейнов в качестве естественных полигонов и распространение веществ на большой площади для разбавления.

    На Аляске, в Канаде и России был проведен ряд экспериментов, в ходе которых токсичные жидкости и твердые вещества, включая радиоактивные отходы, намеренно помещались в вечную мерзлоту для сохранения. До настоящего времени не проводилось оценки воздействия этих мероприятий на окружающую среду Арктики в целом.

    Таяние вечной мерзлоты делает такие оценки еще более актуальными, поскольку потенциальный риск выброса токсичных веществ и их мобилизации продолжает возрастать.

    Таяние вечной мерзлоты существенно увеличит стоимость мер по смягчению последствий и адаптации, включая техническое обслуживание, замену, перемещение инфраструктуры и рекультивацию загрязненных участков.

    Определены возможные последствия промышленной деятельности в Арктике с учетом изменения климатических условий, среди них:

    • открытие мест захоронения замороженных отходов;
    • дестабилизации фундаментов и защитных сооружений;
    • усиление эрозии и увеличение бокового потока воды, что способствует рассеиванию загрязняющих веществ.

    Таяние вечной мерзлоты на промышленных объектах и выброс токсичных веществ представляют значительный экологический риск в глобальном масштабе, требующий разработки стратегий управления.

    Изменение климата, как основание для экологической катастрофы зон вечной мерзлоты

    1. Влияние на промышленные объекты, транспорт и жилую инфраструктуру

    Когда мерзлота оттаивает, почва становится мягкой, грунт проседает, формируются овраги, каньоны, появляются мелководные озёра. Земля начинает проваливаться под ногами, разрушаются дома и дороги, построенные в зоне вечной мерзлоты.

    Панельные многоэтажки, построенные в советские годы, стремительно ветшают. В Сибири в домах появились трещины, которые увеличиваются по мере того, как двигается земля. В Якутске, крупнейшем российском городе в Арктике, уже пришлось снести некоторые здания. На Аляске, где вечная мерзлота занимает почти 85% суши, таяние вызывает деформацию дорог.

    2. Биологическая опасность

    Быстрое таяние ледников в Арктике может привести к высвобождению устойчивых к антибиотикам бактерий, неизвестных нынешним ученым вирусов и даже радиоактивных отходов с подводных лодок и ядерных реакторов.

    За последние 70 лет более 1000 поселений было создано за Полярным кругом. Это и добывающие станции, военные и научные проекты, вахтовые городки. Все это увеличивает вероятность случайного контакта с высвободившимися из древних льдов опасными микроорганизмами. В настоящее время проведено мало исследований в этой области, но уже сейчас надо задуматься о разработке стратегии для смягчения опасных последствий.

    3. Усиление парникового эффекта

    Последствия от таяния вечной мерзлоты связаны с увеличением выбросов метана в атмосферу и глобальным потеплением. Постепенное повышение температуры активизирует бактерии и расщепляет древнюю биомассу, что приводит к процессу метаболизма парниковых газов — углекислого газа и метана. Все вместе это приводит к усилению парникового эффекта.

    Из-за повышения средней температуры в Арктике, вечная мерзлота начала таять. Запасы углерода, долгое время запертые во льдах, теперь просачиваются наружу. Заполярье содержит около 1700 млрд тонн органического углерода, что почти вдвое превышает количество углерода, уже присутствующего в атмосфере. Метан задерживается в атмосфере всего на 12 лет, у CO₂ этот срок может доходить до сотни лет. Однако парниковый эффект метана более мощный, примерно в 25 раз сильнее, чем у CO₂.

    Ученые предупреждают, что таяние вечной мерзлоты — это углеродная бомба замедленного действия. Среднегодовая температура в Арктике с 1971 по 2019 годы выросла на 3,1°С, тогда как на планете в целом стало теплее всего на 1°С. Об этом сообщается в Программе мониторинга и оценки Арктики. Большой проблемой вечной мерзлоты является и то, что принудительное сокращение выбросов CO₂, производимого человечеством, не в силах остановить таяние ледников и связанное с этим процессом высвобождение углерода.

    Система мониторинга вечной мерзлоты

    С увеличением числа аварий в зонах вечной мерзлоты возник вопрос о том, каким образом ведется ее мониторинг в России. До последнего времени мониторинг промышленных объектов и инфраструктуры проводился компаниями, которые обслуживают эти объекты.

    В настоящее время мониторинг температуры пород осуществляется в рамках системы Росгидромета, а также рядом академических институтов. Также ведутся комплексные исследования на геокриологических станциях и стационарах.

    Для понимания текущего состояния и динамики вечной мерзлоты необходимо сложное моделирование с использованием огромного количества исходных данных, имеющих различное пространственное разрешение.

    Отрывочные сведения о состоянии вечной мерзлоты, к тому же проводимые по различным методикам, не дают возможности составить полноценное представление о поведении этой зоны.

    Необходима единая система наблюдения, создание и внедрение которой помогло бы в предотвращении негативных последствий изменений окружающей среды в зонах вечной мерзлоты.

    В 2021 году было принято решение о создании государственной системы мониторинга вечной мерзлоты. Эта система подразумевает:

    • стандартизацию и унификацию измерений;
    • единый центр сбора и обработки данных по образу и подобию систем мониторинга климата и погоды Росгидромета.

    В мае прошлого года в Салехарде уже открылся первый пункт государственной системы мониторинга многолетней мерзлоты, а всего в рамках программы планируется развернуть сеть из 140 пунктов наблюдения к концу 2025 года.

    Стратегия обеспечения экологической безопасности в условиях изменений, происходящих в зонах вечной мерзлоты

    В 2020 году Указом Президента Российской Федерации была утверждена Стратегия развития Арктической зоны РФ до 2035 года. В этой стратегии сформулированы основные задачи в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности, в их числе:

    • адаптация экономики и инфраструктуры к изменениям климата;
    • оценка и учет накопленного вреда окружающей среде и организации работ по его ликвидации;
    • развитие единой системы государственного экологического мониторинга;
    • минимизация выбросов в атмосферный воздух и сбросов в водные объекты загрязняющих веществ при осуществлении хозяйственной и иной деятельности;
    • предотвращение негативных последствий при освоении природных ресурсов (а как известно, континентальный шельф российского сектора Арктики является стратегическим резервом минерально-сырьевой базы Российской Федерации).

    Выполнение положений данной Стратегии развития поможет если не устранить, то минимизировать экологическую опасность, которая грозит вечной мерзлоте в условиях меняющегося климата планеты.

    04.07.24
    449
    0
    Чтобы написать комментарий, авторизуйтесь
    Тут будут ваши комментарии.
    Напишите, пожалуйста