Что может угрожать Байкалу?
Выявление потенциальных источников загрязнения озера Байкал
Темы
- Озеро Байкал
- Центральная экологическая зона Байкальской природной территории
- Территория исследования
- Типы источников загрязнений
- Примеры комплексных источников загрязнений
АО «Терра Тех» продолжает серию отчетов по экологическому мониторингу природных и антропогенных объектов по всей территории России. Ранее были освещены масштабы выбросов метана в России, рекультивация территории Усольехимпрома, распространение токсичных микро-водорослей в Приморье, масштабы процессов опустынивания, загрязнение рек при добыче угля на Кизелбассе, рекультивация полигонов ТБО по всей России.
Озеро Байкал
Озеро Байкал — одно из величайших озер нашей планеты. В 1996 году комитет по всемирному наследию ЮНЕСКО признал его примером выдающейся пресноводной экосистемы.
Байкал обладает совокупностью природных особенностей, благодаря которым он по праву считается уникальным явлением природы мирового значения.
К примеру, Байкал:
- самое глубокое озеро в мире — глубина достигает 1642 м;
- самое древнее озеро на Земле — возраст исчисляется десятками миллионов лет;
- самый большой резервуар пресной воды — объем воды 23 615 км3, что составляет 20% от всего незамерзающего запаса поверхностных вод Земли
Водные массы озера в летний период года прогреваются до значительных глубин и выполняют роль аккумулятора тепла, согревая окружающую атмосферу в холодный период года. Этому также способствует расположение озера в своеобразной котловине, со всех сторон окружённой горными хребтами и сопками. Байкал окружают хребты: Приморский, Байкальский, Хамар-Дабан, Улан-Бургасы, Баргузинский, Верхне-Ангарский и Делюн-Уранский.
Совокупность этих факторов формирует уникальную хрупкую природную геосистему. Вокруг Байкала созданы благоприятные условия для обитания многочисленных представителей флоры и фауны. Большая часть из них — эндемики и больше не встречаются нигде на планете. Самые известные из них: байкальская нерпа, байкальский омуль, байкальская эпишура, байкальские губки.
Байкальская нерпа
Байкальский рачок эпишура на фоне Байкальских губок
Центральная экологическая зона Байкальской природной территории
Для сохранения многообразия флоры и фауны Байкала распоряжением Правительства России от 27 ноября 2006 г. №1641-р. была сформирована центральная экологическая зона (ЦЭЗ) Байкальской природной территории. Ее площадь около 90000 км². В состав входит само озеро Байкал, водоохранная зона водоема, особо охраняемые природные территории и буферная зона в 200 км на запад и северо-запад от Байкала.
В пределах центральной экологической зоны ограничиваются определенные виды деятельности. В частности, те, которые можно отслеживать при помощи данных дистанционного зондирования Земли:
- проведение сплошных рубок лесов
- проведение рубок кедровых лесов
- заготовка древесины, за исключением некоторых случаев
- разведка и разработка новых месторождений полезных ископаемых, ранее не эксплуатируемых
- добыча сырой нефти и природного газа, радиоактивных и металлических руд
- строительство объектов капитального строительства
- строительство автомобильных и железных дорог, для сооружения которых требуются перевод лесных земель лесного фонда в нелесные земли и изъятие их из лесного фонда
- сброс сточных и иных вод, обращение с вновь образуемыми отходами производства и потребления
Территория исследования
Озеро Байкал располагается на территориях Иркутской области и республики Бурятия, которые относятся к высокоразвитым промышленным субъектам России. Промышленная специализация влечет за собой значительную экологическую нагрузку на геосистемы.
Негативное антропогенное воздействие на озеро Байкал могут оказывать многие источники. В первую очередь, к ним относятся объекты и населенные пункты непосредственно на берегу водоема.
Загрязнение озера также может происходить опосредованно: через воздушный перенос, миграцию веществ с поверхностными и подземными водами. Эти пути привноса загрязнителей обуславливают широкую зону внимания исследователей Байкала.
В данном отчете не рассматривается воздушный перенос, только миграция веществ с поверхностными и подземными водами. В той или иной степени она возможна от истоков всех рек, впадающих в Байкал. Часть таких рек — к примеру, Селенга с притоками — берет свое начало в Казахстане. Поэтому область изучения включает в себя центральную экологическую зону и водосборный бассейн впадающих в Байкал рек на территории Российской Федерации.
Типы источников загрязнений
Тенденция к увеличению антропогенного воздействия на природу может привести к серьезным негативным изменениям в хрупкой природной системе озера.
Сотрудниками АО «Терра Тех» при помощи современных инструментов дешифрирования космических снимков был выполнен анализ группы факторов загрязнения озера Байкал.
К основным источникам загрязнения относятся объекты добычи полезных ископаемых, промышленные центры и их карты-отстойники, свалки и полигоны ТБО.
Разработка и эксплуатация карьеров оказывают множественное негативное воздействие на прилегающие экосистемы:
- Химическое загрязнение окружающих территорий
Ближайшие водотоки являются естественными приемниками растворов из карьеров и несут загрязненные воды вниз по течению. Огромное количество пыли из самих разрезов и отвалов переносится на значительные расстояния.
- Механические нарушения территорий
Провоцируют уничтожение почвенного покрова, активизацию эрозии, нарушение баланса подземных вод.
- Шумовое загрязнение от работающей техники, взрывов меняет ареалы обитания множества животных и птиц.
С помощью нейросетевых алгоритмов проанализированы космические снимки территории исследования на наличие карьеров. Вокруг Байкала выявлены карьеры по добыче различного сырья: функционирующие угольные, строительные, рудные карьеры и дражные разработки, заброшенные карьеры.
Дражные разработки вынесены отдельно ввиду значительно отличающегося способа их разработки. Она сопряжена с масштабным преобразованием рельефа речных долин и значительным загрязнением вод. АО «Терра Тех» ранее проводил масштабное исследование распространения и негативного влияния дражных разработок на территории России.
К строительным карьерам в данном исследовании отнесены месторождения, на которых добываются полезные ископаемые для нужд строительства: песок, гранит, известняк и т.д.
Разработка каждого вида карьеров имеет свои негативные последствия для окружающей среды. Например, добыча угля открытым способом провоцирует выбросы метана, закисление рек и озер, их загрязнение тяжелыми металлами и твёрдыми частицами. А добыча металлических руд сопряжена с загрязнением всех компонентов окружающей среды, включая воду, тяжелыми металлами, выбросами в атмосферу углерода, серы, оксидов тяжелых металлов, метана.
В основном добыча металлических руд в регионе исследования специализируется на извлечении свинца, цинка, стронция, молибдена и вольфрама.
При этом часть рудных и угольных карьеров после утверждения правительством России ЦЭЗ была заброшена. Но даже после прекращения эксплуатации и особенно после затопления угольные и рудные карьеры могут поставлять в окружающую среду загрязняющие химические вещества.
По результатам дешифрирования данных ДЗЗ на исследуемой территории выявлены все виды карьеров: угольные, рудные, строительные, заброшенные карьеры и дражные разработки. Всего обнаружено 415 карьеров.
При этом на территории центральной экологической зоны Байкала нет угольных карьеров и дражных разработок. Один рудный карьер расположен в северной части Байкала, вблизи Северобайкальска. На территории ЦЭЗ найдены 58 строительных и 10 заброшенных карьеров. Наибольший строительный карьер площадью 108 га расположен на южном берегу Байкала, второй по площади (69 га) на водотоке Большая речка вблизи станции Посольская. В основном же площади строительных карьеров составляют единицы га, их средняя площадь 6,7 га.
Карьеры в окрестностях Бабушкина
К примеру, в пределах ЦЭЗ Байкала к юго-западу от города Бабушкина обнаружены два небольших строительных карьера для добычи песка. Их площадь в сумме составляет 1 га.
Карьеры в пределах рассматриваемого водосборного бассейна вне границ ЦЭЗ представлены всеми видами разработок. Всего из 346 карьеров 11 угольных, 6 рудных, 86 заброшенных, 205 строительных карьеров и 38 дражных разработок. Вне территории ЦЭЗ обнаружены карьеры значительного размера: максимальная площадь среди угольных карьеров 365 га, среди заброшенных — 140,3 га, среди дражных разработок — 125,8 га.
Суммарная площадь нарушенных земель в результате дражных разработок достигает 1023 га, при разработке угля — 909 га, а при добыче строительных материалов — 923,4 га.
Серьезную нагрузку для окружающей среды представляют свалки. Их опасность заключается в химических реакциях между компонентами отходов и в биохимических процессах. В процессе таких реакций выделяются опасные вещества. Отходы зачастую содержат суперэкотоксиканты: диоксины, полихлорированные бифенилы, галогенсодержащие вещества, свинец, ртуть и т.п.
Все скопления мусора подразделяются на несанкционированные свалки и легитимные полигоны ТБО.
В случае с оборудованными по правилам полигонами ТБО
загрязнение минимизируется и ограничивается только выбросами в атмосферу. Несанкционированные свалки влекут за собой также отравление почв и рек, просачивание токсичных соединений в подземные воды. Все это приводит к загрязнению значительных площадей вокруг.
Полигоны ТБО представляют собой специальное сооружение с инженерной инфраструктурой, где предусмотрена изоляция отходов от грунтовых вод, сбор и фильтрация стоков, удаление образующегося свалочного газа.
По результатам обработки данных дистанционного зондирования за 2023 год выявлены легитимные полигоны ТБО и несанкционированные свалки. Исследовались территории не далее 70 км от береговой линии Байкала, находящиеся в основном в пределах ЦЭЗ.
Всего было обнаружено 60 точек складирования отходов средней площадью 1,55 га. Максимальная площадь полигонов ТБО — 6,8 га.
Места складирования бытовых отходов локализованы преимущественно вблизи крупных рек и населенных пунктов у побережья озера. Наибольшие скопления отмечаются в южной части побережья, в северной части около Северобайкальска и вдоль реки Селенги, от города Селенгинска до уникальной дельты. Дельта реки Селенги является крупнейшей пресноводной в мире. Считается, что она является мощным фильтром на пути загрязняющих веществ в Байкал.
Дельта р. Селенга
Из обнаруженных 60 мест скопления мусора только 9 являются легитимными полигонами ТБО, а остальные 51 представляют собой стихийные свалки.
Среди полигонов ТБО преимущественно встречаются крупные объекты площадью в несколько гектар. Например, три полигона ТБО на рассматриваемой территории имели площадь более 6 га. И только два были меньше гектара.
Несанкционированные стихийные свалки имеют преимущественно малый размер. Половина найденных объектов — площадью менее 0,5 га. Примерно треть свалок занимают площадь более 1 га. А наибольшие места скопления мусора размером 4,5 га и 6,8 га.
Свалка в Бабушкине
Еще одним негативным фактором воздействия свалок на окружающую среду и здоровье местных жителей является загрязнение воздуха продуктами горения мусора. На свалках зачастую происходят самовозгорания из-за скопления метана, входящего в состав свалочного газа, который образуется в процессе гниения органических отходов.
На снимке ниже видно выделение плотного облака дыма над несанкционированной крупной свалкой недалеко от Селенгинска.
Крупная горящая свалка в Селенгинске
В настоящее время наблюдается тенденция к рекультивации мусорных свалок и полигонов ТБО. Работы производятся по государственной программе «Россия — чистая страна». Ранее АО «Терра Тех» уже проводили космический мониторинг состояния объектов рекультивации.
Полигон ТБО и строительный карьер
Например, рекультивируется крупнейший полигон ТБО, расположенный в районе Северобайкальска. Рядом находится строительный карьер, из которого берут песок для засыпки территории полигона.
Промышленные предприятия оказывают значительное воздействие на окружающую среду, являясь основными источниками выбросов вредных веществ в атмосферу. Также они загрязняют почвы, подземные и поверхностные воды.
Заводы генерируют большое количество промышленных отходов, которые требуют специального обращения. Эти отходы могут быть представлены растворами, суспензиями или твердыми остатками. Они остаются опасными и после завершения производственного цикла предприятия.
В городах основными источниками промышленного загрязнения являются котельные, предприятия добывающей, алюминиевой, химической и пищевой промышленности.
Потенциальную опасность представляют не только промышленные объекты внутри центральной экологической зоны, но и те, что находятся на всем водосборном бассейне Байкала, так как реки переносят загрязненные промышленными стоками и отходами воды в Байкал. Соблюдение всех необходимых мер безопасности и применение систем очистки на предприятиях в этой зоне – залог снижения техногенной нагрузки на экосистемы озера.
На карте выше представлены заводы и котельные внутри центральной экологической зоны, а также некоторые крупные промышленные объекты за ее пределами.
В результате проведенного исследования выявлены объекты машиностроения, горнодобывающего комплекса, деревообработки, строительные фабрики и предприятия пищевой промышленности. Среди объектов топливо-энергетического комплекса были выделены ТЭЦ и котельные, преимущественно располагающиеся в городах.
При этом наибольшее скопление промышленных объектов вокруг Байкала наблюдается на территории Бурятии, к югу и юго-востоку от Байкала. В пределах ЦЭЗ обнаружены котельные, ТЭЦ, объекты пищевой промышленности, строительные фабрики и деревообрабатывающее производство.
Объекты деревообработки, горнодобывающего комплекса и машиностроения располагаются за пределами ЦЭЗ, но вблизи главного притока Байкала — реки Селенги.
Например, в городе Селенгинске, крупном промышленном центре вне границ центральной экологической зоны, расположен заметный объект деревообрабатывающей промышленности – Селенгинский целлюлозно-картонный комбинат (СЦКК).
От центра Селенгинска до Байкала более 47 км. Но расположение на берегу одного из рукавов р. Селенги и протекание ее притока через центр города увеличивает потенциальный риск распространения загрязнения.
Сам СЦКК находится к северо-востоку от города и всего в 400-500 м от рукава р. Селенги. Вблизи комбината раскинулась система карт-отстойников.
Многие из сооружений СЦКК используются в работе уже не одно десятилетие и требуют ремонта. Износ оборудования способствует выбросам загрязняющих веществ в окружающую среду. Более того, отходы комбината сливаются в реку Селенгу, которая является главным притоком Байкала. Подробнее о промышленной зоне вокруг Селенгинска рассказано в следующем разделе отчета.
Для уникальной природы озера Байкал потенциально опасны очистные сооружения, расположенные в его окрестностях. Ошибки в эксплуатации и аварии на этих сооружениях могут привести к загрязнению окружающей среды.
Карты-отстойники являются неотъемлемым элементом многих видов промышленных предприятий. И если после закрытия заводов негативное воздействие от самого технологического процесса, как правило, снижается, то карты-отстойники могут представлять угрозу окружающей среде еще долгие годы.
На территории исследования обнаружены четыре системы карт-отстойников. В них скапливается большой объем промышленных отходов: древесная кора, угольная зола, лигнин и т.д. Карты-отстойники особенно опасны в период активности паводков и селей. Три из них находятся в пределах ЦЭЗ и только система СЦКК вне ее.
Карты-отстойники вышеописанного Селенгинского целлюлозно-картонного комбината
Карты-отстойники Селенгинского целлюлозно-картонного комбината крупнейшие на исследуемой территории — в сумме они занимают площадь 231 га. На втором месте карты-отстойники Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК) общей площадью около 150 га.
Наибольшая плотность потенциально опасных для Байкала объектов наблюдается в южной половине побережья вдоль Транссибирской магистрали, а также в районе Северобайкальска. Скопление таких объектов коррелирует с местами расположения крупнейших населенных пунктов.
В центральной части экологической зоны Байкала таких объектов оказалось меньше за счет расположения здесь особо охраняемых природных территорий, что делает эту область ЦЭЗ наиболее «чистой». Потенциально опасные объекты практически отсутствуют в районах Байкало-Ленского и Баргузинского заповедников, Забайкальского национального парка и Фролихинского заказника.
Примеры комплексных источников загрязнений
На прилегающих к Байкалу территориях существуют районы, в которых наблюдается скопление сразу нескольких типов источников загрязнения. Они располагаются преимущественно вокруг крупных населенных пунктов. Такое соседство увеличивает степень опасности для окружающей среды.
Одним из примеров комплексного воздействия на окружающую среду может служить Северобайкальск. Город является крупнейшим на северном побережье Байкала и одним из ключевых узлов БАМа.
Северобайкальск входит в центральную экологическую зону. Он имеет сразу несколько потенциально опасных объектов на своей территории. В Северобайкальске есть: нефтебаза, система карт-отстойников, свалки, котельная и строительный карьер.
Свалки ТБО малого и среднего размера тяготеют к северным окраинам города, а карты-отстойники к южным. Отстойники и очистные сооружения располагаются между БАМом и рекой Тыя, всего в 100 метрах от ее русла. Они загрязняют реку Тыю, впадающую в Байкал. Сброс недостаточно очищенных сточных вод приводит к загрязнению Тыи и Байкала, создает угрозу водным биологическим ресурсам, обитающим в озере. Пробы воды в зоне работы очистных сооружений показали превышения концентрации нитратов в 35 раз и концентрации ионов аммония в 18 раз. Эксперты считают, что превышение концентрации органических и неорганических веществ могло стать причиной появления и активного размножения спирогиры (нетипичной для северного побережья Байкала водоросли). Действительно, нефтебаза является источником органических загрязнителей в воде и снежном покрове, так и тяжелых металлов, таких как свинец, ванадий, медь, кадмий и др.
Северобайкальская нефтебаза, используемая для хранения нефтепродуктов (АИ-92, АИ-95 и дизельного топлива), расположена северо-восточнее города на удалении в 1 километр и также примыкает к БАМу. Всего на территории нефтебазы расположены 48 резервуаров для хранения, из них 26 наиболее крупных находятся в северо-западной части. В южной части расположена котельная, работающая на угле, о чем свидетельствуют зольные отложения.
Северобайкальская нефтебаза
С недавнего времени предпринимаются определенные шаги к улучшению экологической ситуации в городе. Располагающиеся в городе котельные, работающие на угле, власти планируют перевести на сжиженный газ. К северу от города, всего в 4 км от Байкала располагается полигон ТБО, который начали рекультивировать в 2023 году.
Одним из ярких «удаленных от Байкала» примеров является город Селенгинск. Он расположен вне Центральной экологической зоны на побережье реки Селенги. Через город проходит Транссибирская магистраль и автомобильная трасса «Байкал».
В 1973 году в 50 км от Байкала в черте города был построен Селенгинский целлюлозно-картонный комбинат (СЦКК). Предприятие прекратило сброс сточных вод в 1990 году, однако по-прежнему загрязняется атмосферный воздух и каждый год образуются новые отходы. Отходы производства и бытовые отходы помещаются в отстойники. Из таких карт-накопителей происходит просачивание в воды Селенги и далее в Байкал. Это происходит из-за того, что у отстойников отсутствует водонепроницаемое дно. Кроме того, часть веществ из отстойников попадают в реку из-за перелива после дождей.
На космоснимке в восточной части комбината заметны зольные отложения от котельной, работающей на угле.
Именно деятельностью целлюлозно-картонного комбината объясняется столь значительное количество и площадь карт-отстойников близ города Селенгинск. При этом большая их часть удалена от комбината. Наиболее крупные расположены к востоку и юго-западу от города на удалении 800 и 1500 метров соответственно. Также есть карты-отстойники средней и малой площади непосредственно к юго-западу от СЦКК на удалении 200 – 800 метров.Селенгинский ЦКК и его очистные сооружения
Помимо этого, всего в нескольких километрах от жилой застройки находится стихийная свалка без надлежащих систем изоляции и обезвреживания.
Таким образом, Селенгинск, расположенный за пределами Центральной экологической зоны, является одним из городов-загрязнителей Байкала.
Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (БЦБК) начал работу еще в 1966 году. Он расположен на самом берегу озера Байкал с его южной стороны в 1,5 км восточнее г. Байкальска. Промышленная зона занимает площадь 748,4 гектара. Комбинат производил сульфатную беленую и небеленую целлюлозу, а также сульфатную вискозную целлюлозу из хвойной древесины.
Все вредные для природы отходы комбинат перерабатывал в водяные смеси и сбрасывал в Байкал. До 2007 года завод считался основным загрязнителем озера. Когда комбинат решили закрыть, выяснилось, что концентрация загрязняющих веществ в стоках превышена в 12 раз! После этого завод перестал сбрасывать в Байкал неочищенные отходы, но работать продолжил. Окончательно комбинат закрыли в 2013 году. Несмотря на приличный срок, прошедший после закрытия предприятия, по космическим снимкам не было выявлено изменений промышленной территории в лучшую сторону.
Часть территории Байкальского целлюлозно-бумажного комбината
На космоснимке в центральной части полигона заметны зольные отложения, оставшиеся от деятельности угольной котельной. В юго-западной части комбината расположен отстойник со следами прошедшей рекультивации. При этом рекультивация карт-отстойников в юго-восточной части территории не производится.
Среди отходов БЦБК есть как промышленные, так и бытовые. Большую опасность представляет более шести миллионов кубических метров шлам-лигнина (результат обработки древесины), около двух с половиной тонн золы, а также порядка двухсот тысяч кубических метров черного щелока, который появляется в результате варки целлюлозы.
Отходы распределены между накопителями:
- канализационные очистные сооружения содержат черный щелок
- Бабхинский полигон содержит смесь золошлаков от ТЭЦ, ТКО и строительного мусора
- Солзанский полигон содержит шлам-лигнин — отход обработки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий.
Территорию Байкальского целлюлозно-бумажного комбината планируют очистить от отходов за 4 года, начиная с 2023 года. Это не первые обещания о рекультивации, но будем надеяться, что в этот раз эта потенциальная и самая резонансная опасность для Байкала будет устранена.
Выводы
Байкал – обширный резервуар пресной воды, включенный в список объектов всемирного наследия, с уникальной флорой и фауной. Антропогенное воздействие в окрестностях Байкала создает напряженную экологическую ситуацию и приносит с собой множество негативных последствий: загрязнение поверхностных и грунтовых вод, почв, нарушение целостности и естественного функционирования экосистемы.
Многие из видов человеческой деятельности были законодательно ограничены вблизи Байкальской природной территории, но некоторые объекты все еще воздействуют на экосистемы озера.
При помощи высокодетальных данных космического мониторинга было рассмотрено антропогенное влияние, несущее потенциальную угрозу Байкалу.
По результатам анализа данных ДЗЗ можно сделать вывод о том, что наибольшее число потенциально опасных для Байкала объектов расположено на южной половине побережья, в верховьях водосборного бассейна озера и вблизи Северобайкальска. В центральной и северной частях экологической зоны Байкала, в районах Байкало-Ленского и Баргузинского заповедников, Забайкальского национального парка и Фролихинского заказника таких объектов оказалось меньше, то есть эти зоны можно считать относительно свободными от негативного антропогенного влияния.
Также были обнаружены позитивные изменения потенциально опасных для Байкала объектов на территории ЦЭЗ и водосборного бассейна. В частности, значительно сокращено число несанкционированных свалок ТБО, рекультивирована часть крупных полигонов ТБО, намечены шаги к устранению наиболее важных источников потенциальной опасности и экологизации процесса жизнеобеспечения городов на побережье. Однако ряд проблем сохраняется и требует реагирования.
Данные космической съемки позволяют на основании актуальных материалов из различных источников комплексно оценить потенциальные риски и возможные пути загрязнения природных объектов.