Архангельские учёные: Наука — это целое искусство

Заместитель директора ЦКП «Арктика», кандидат химических наук Александр Кожевников рассказал, что в основном сотрудники центра занимаются химией и экологической химией.

— Мы определяем различные экологические токсиканты и контоминанты (загрязнители) в объектах окружающей среды. Чаще всего мы анализируем морскую, питьевую и сточные воды, донные отложения, а также почву и воздух. Мы изучаем, как эти вещества распространяются в объектах окружающей среды. Так как мы работаем в арктическом университете, проводим свои исследования чаще всего в Арктике или в субарктических регионах, в том числе и в Архангельской области, — добавил Александр Кожевников.

По его словам, круг этих потенциально опасных веществ постоянно расширяется — в мире каждый день их обнаруживают все больше и больше. Кроме того, Арктика считается достаточно чистым регионом, поэтому даже если о веществе уже известно, его нужно ещё обнаружить — ведь его концентрация, скорей всего, будет ничтожно мала.

Александр Кожевников

— Это как медики и холестерин. В 20-е годы прошлого века никто не предполагал, что холестерин — жутко вредное вещество. Теперь нам известно, что видов холестерина несколько и не каждый из них вредный. Так и у нас с загрязняющими веществами. Они разделяются на две группы: неогранические и органические вещества, — отметил Александр Кожевников.

Архангельск чище Москвы и Нью-Йорка

В первой группе контоминантов чаще всего исследуются тяжёлые металлы. Здесь ситуация достаточно изучена — например, о свойствах мышьяка и ртути учёные знают давно, а их распространение широко изучено. А вот второй класс — органические загрязнители (то есть соединения), достаточно обширный и пока изучен не так хорошо.

Многообразие этих органических соединений неисчислимо, и тут есть два пути: в первом случае вещество уже известно — например бензопирен (продукт, который образуется при сгорании топлива) в таких случаях учёные исследуют, как оно распространяется или разрабатывают новые методики определения его наличия; во-втором — ищут новые, пока неизученные вещества, делают так называемый нецелевой скрининг (обнаружение).

Пробы в лаборатории ЦКП «Арктика»

— Кстати, по безнопирену мы проводили исследования даже с нашими студентами — брали пробы на каждом перекрёстке в Архангельке и определяли, какие вещества из группы загрязнителей там содержатся, а так же соотношение бензопирена. Результаты исследований мы сравнили с данными из других агломераций — Москвы и Нью-Йорка. В этой работе, кроме наших студентов, пришлось привлечь и международные связи, и радостно, что они у нас есть и хорошо налажены. В итоге мы выяснили, что ситуация у нас гораздо лучше, чем в мегаполисах, а бензопирен составляет всего 5% от всех загрязняющих веществ. Сейчас я делаю ещё одну работу по этой теме — с одной из своих дипломниц изучаем, как бензопирен и подобные ему вещества распространяются относительно заправочных станций, — говорит Александр.

Подобных работ в ЦКП проводится порядка 20-30 в год. Часть из них финансируется — например совместные проекты с Плавучим университетом. Сотрудники ЦКП отправляются в экспедицию, собирают пробы и, прибыв обратно, анализируют данные, чтобы представить их научной общественности. Александр подчеркнул, что мировая общественность эти данные признаёт и широко использует:

— Недавно я побывал на международном форуме экоаналитической химии, на котором из более чем 50 докладов, два было на тему распространения контоминантов в Арктике. Оба они были основаны на наших результатах исследований, — рассказал Александр.

«Драматизировать не стоит»

Ешё одно опасное вещество, которое исследуют специалисты ЦКП — это гептил (токсичная часть ракетного топлива). Учёные уже изучали пробы почвы, в том числе и торфа. И если изначально было известно об одном или двух видов гептила, а в 2006 году учёные из МГУ выяснили, что их более 20, то учёные ЦКП в торфе нашли тысячи соединений гептила.

— Может ли это представлять опасность? Конечно, может. Я давно говорю, что в местах падения ракет людям не стоит находиться, тем более небезопасно пить воду в этих местах. Но, к счастью для жителей Архангельской области, торф служит отличным абсорбентом для таких веществ, поэтому они распространяются только точечно — в слоях торфа, — пояснил Александр.

Учёный отмечает, что ситуацию с гептилом драматизировать не стоит, и сетует на недостаток финансирования столь важных исследований — ведь они напрямую влияют на жизни людей, а экспедиции к местам падения ракет получаются дорогостоящими, например, один вертолёто-час стоит более 100 тысяч рублей.

Кстати, Александр Кожевников получил грант Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), который финансировался совместно с правительством Архангельской области, за проект по исследованию содержания тяжёлых металлов в торфяных почвах:

— Мы разрабатываем специальные методики для торфа — потому что это довольно сложный материал для изучения. Правильно определять содержание металлов — это целое искусство. И мы пытаемся это искусство превратить в науку, — рассказал Александр.

Сотрудничество с лучшими учёными

Говоря о втором пути исследования органических загрязнителей (когда учёные ищут новые вещества), Александр упомянул о том, что это направление очень дорогостоящее и сложное. Такое сложное, что приходится привлекать самых лучших учёных:

— Один из проектов в этом направлении у нас возглавляет профессор Лебедев — очень известный учёный, который работает одновременно в МГУ, в САФУ и в одном из университетов США. Если быть точным, он возглавляет работу по определению новых токсикантов веществ в снеге Арктического региона. Кстати, этот проект уже получил грант от Российского научного фонда, — рассказал Александр Кожевников.

По ходу этого исследования учёные обнаружили новый класс потенциальных загрязнителей и нашли его в водопроводной воде, и причём не только в Архангельске. Кстати, статью с этими результатами опубликовал один из ведущих мировых научных журналов, посвящённых исследованиям воды — «WaterResearch».

Сергей Покрышкин

— С профессором Лебедевым мы ещё занимаемся изучением хлорирования авобензона — вещества, используемого в косметике, а точнее в солнцезащитных кремах. Это вещество может хлорироваться при условии, что вы нанесли крем и купаетесь в бассейне или воде с хлором. Мы изучаем, какие соединения при этом образуются. Кроме того, исследуем и воздействие морской воды, — рассказал научный сотрудник ЦКП «Арктика» Сергей Покрышкин.

Машина — зверь

Кстати, лаборатория ЦКП работает не только на учёных САФУ — запросы приходят и от других исследователей из различных областей науки и техники.

Никита Соболев работает с масс-спектрометром с индуктивно связанной плазмой

— Мы обладаем довольно большим парком аппаратуры и готовы выполнить самые сложные анализы. Например, в этой лаборатории у нас стоит одна из самых «топовых» машин — масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой, который определяет содержание металлов в пробах. Это самый чувствительный метод обнаружения потенциально опасных веществ и он очень востребован для различных исследований, — объяснил инженер ЦКП «Арктика» Никита Соболев.

Коробка для пиццы — источник опасных веществ?

По словам заместителя директора ЦКП «Арктика» Александра Кожевникова, вопросы учёные, занимающиеся экологической химией, ставят самые разные:

— Если говорить о применении наших исследований в быту… При отбеливании бумаги и картона с помощью хлорсодержащих соединений образуются особые загрязнители. Вопрос — могут эти загрязнители перейти из коробки в пиццу? Происходит ли это при нагревании в микроволновой печи? Такие исследования тоже проводятся, для учёных это огромный простор для творчества.

Красный снег

В 2014 году к специалистам ЦКП обратилось правительство Архангельской области (экологическая служба) и передало обращение от жителей, которые рассказали о том, что в некоторых деревнях региона выпал красный снег.

— В 2014 мы просто изучали пробы, а в прошлом году ситуация снова повторилась. Жители были обеспокоены и высказывали самые разные теории. В итоге дошло до того, что я сам поехал брать пробы в Суру и Карпогоры (именно там было замечено странное явление) и увёз их на исследование. Тут стоит отметить, что в этот раз мы заморозили красный снег в жидком азоте, а не изучали присланные, уже растаявшие пробы, как раньше, — рассказал Александр Кожевников.

У учёных было много версий,  в итоге выяснилось, что это были одноклеточные водоросли, которые распространились так быстро и широко благодаря удачно сложившимся обстоятельствам — определённой температуре и уровню влажности:

— Я обнаружил, что явление проявлялось не по всему населённому пункту, а только на некоторых крышах домов. Для нас это было удивительно, мы работали над этим целый год. Пробы, которые мы обнаружили в 2017 году, полностью изучили только сейчас. Это всё показывает, что наука — процесс сложный и долгий. Всё происходит совсем не как фильмах, никаких бурлящих колб, — подвёл итог Александр Кожевников.