Экологи и химики МГУ рассказали, как они решают самые серьезные экологические задачи


21 сентября 2021 года состоялось совещание Международного совета научно-образовательной школы МГУ «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды». Открыл заседание один из руководителей и идейных вдохновителей создания в МГУ школы такой направленности, президент географического факультета МГУ и первый вице-президент РГО академик РАН Николай Касимов.

    Как отметил первый докладчик, проректор МГУ Юрий Мазей, Международный совет создан, чтобы скорректировать видение будущего у участников школы и наметить наиболее перспективные пути исследования для достижения максимальных результатов. Проректор также подчеркнул, что это один из важнейших этапов развития научно-образовательных школ Московского университета.

    Также члены Международного совета заслушали несколько докладов об уже проделанной учеными школы работе.

    Профессор кафедры метеорологии и климатологии географического факультета МГУ д.геогр.н Наталья Чубарова рассказала совету о методах экологической диагностики городской среды и некоторых выводах, сделанных учеными Московского университета. Прежде всего, отметила профессор, экспериментальные данные по влиянию парниковых газов находятся в полном соответствии с теоретическими моделями. Особенно важно то, что ученые смогли выстроить модели зависимости «колебание среднегодовой температуры – концентрация парниковых газов» с учетом естественных выбросов (как будто человека и его влияния не существует) и с учётом антропогенного воздействия. Сочетание метеорологических и химических методов анализа в системе COSMO(Ru7)-ART, а также возможностей нового аэрозольного комплекса МГУ и созданной при помощи AERONET системы потокового сбора данных позволили показать картину происходивших климатических изменений в Москве в период локдауна. Например, среднесуточная температура в январе-марте 2020 года была стабильно на 5-7 градусов выше, чем в период 1954-2013, а с апреля стала такой же, как и в период сравнения. Зато осадков в мае-июне выпало почти втрое больше. При этом концентрация частиц размером до 10 микрон в воздухе сократилась вдвое. Также снизилась концентрация оксидов азота.

    Метеорологи также отметили, что после снятия локдауна концентрация сажи в воздухе резко повысилась почти вдвое. Кроме того, возросла концентрация озона. В осадках резко повысилось содержание множества элементов.

    Сотрудница Биологического факультета МГУ Олеся Васильевна Ильина рассказала о собранных биологами данных по нескольким научным направлениям, одно из которых - загрязнение водных экосистем микропластиком. В этом плане исследовано состояние прибрежных поверхностных вод озера Байкал, а также начаты работы по мониторингу пластикового загрязнения в акваториях Белого и Баренцева морей. Для четырех станций озера Байкал, соответствующих плотно населенным участкам побережья, было показано присутствие частиц пластика в количестве от 19 тысяч до 75 тысяч частиц на квадратный километр поверхностных вод при среднем показателе 42 тысячи частиц или 6.7 грамма на квадратный километр. Эти показатели соответствуют достаточно высокой степени пластикового загрязнения, однако они значительно ниже известных максимальных значений, описанных для океанских пятен пластика.

    В обследованных поверхностных водах северных морей России высокие концентрации пластика, по предварительным данным, наблюдаются в Баренцевом море (в бухте Опасова), в пробах, собранных на минимальном удалении от берега. Эти показатели составили около 500 тысяч частиц или около 170 грамм на квадратный километр: они на порядок превышают концентрации, полученные при анализе проб, собранных в северной части Белого моря.

    Исследователи объясняют это различие поступлением пластиковых поллютантов в Баренцево море извне, в результате заноса океаническими течениями, а также вторичным загрязнением прибрежных вод микропластиком, поступающим с береговой линии, однако отмечают необходимость дальнейших исследований в этом направлении.

     Наряду с изучением пластикового загрязнения водных экосистем ведутся работы по выделению культур морских микроорганизмов и тестированию их способности к биодеградации пластиковых материалов. Еще одним направлением работы биологов является изучение влияния последствий глобального изменения климата на обитателей морских экосистем, в частности - на кораллы. Для этого на Биологическом факультете МГУ был создан морской аквариальный лабораторный комплекс, управляемый в полуавтоматическом режиме. Установлено, что как недостаток света, так и его избыток негативно влияют на динамику роста кораллов. Отмечено также как краткосрочное, так и долгосрочное негативное влияние повышенной температуры на жизнедеятельность изученных видов кораллов. В плане изучения антропогенного влияния на речные экосистемы впервые была исследована численность планктонных вирусных частиц в реке Москве. В загрязненных водах численность вирусов оказалась в 1,2 - 1.4 раза выше, чем в чистых.

    Декан химического факультета МГУ член-корреспондент АН Степан Калмыков рассказа про разработку высокоинформативных и высокотехнологичных методов химического анализа для обеспечения экологической безопасности. В частности, речь зашла о работе химиков МГУ над анализом содержимого более чем 300 объектов накопленного экологического вреда, включенных в Федеральный реестр, а также над методами их обеззараживания и утилизации. Как отметил Степан Калмыков, каждый из этих объектов уникален, поэтому для них нет какого-то единого стандартного подхода, и поэтому работа по каждому – это отдельная и комплексная задача. Например, для изучения «Черной дыры» в Нижегородской области пришлось применить около 15 самых современных методов анализа, таких как газовая хроматография с масс-спетрометрией, рамановская спектроскопия, ядерный магнитный резонанс и многое многое другое. В Норильске применяется созданная химиками система на основе бентонита и гумусовых кислот для быстрой сорбции больших по площади, но супертонких нефтяных пятен, которые остались после механической очистки от нефти, а в Красноярске идет работа по анализу воздушных потоков. Кстати, химики МГУ разработали систему сенсорных датчиков на парниковые газы, такие как углекислый газ, метан, оксиды азота, а также чувствительные биосенсоры на фенолы и органические пероксиды.

     Отдельную работу факультет ведёт по разработке полимерных биодеградируемых комплексов, способных защитить почву от ветровой и водяной эрозии. Эти комплексы уже успешно применялись для фиксации поверхностных слоев почвы. Как отметил декан, полимерное покрытие выдерживает ветер, дующий со скоростью 90 км/ч, поток воды, текущий со скоростью до 30 см/с, при этом не мешает прорастать траве, а со временем полностью биодеградирует, оставляя после себя покрытый растительностью (то есть, укрепленный) слой почвы.

   Отдельно декан остановился на разработках факультета в области аккумуляторов. Ученые факультета занимаются усовершенствованием материалов для литий-ионных аккумуляторов, а также методами рециклинга уже отработавших своё аккумуляторов. При этом химики разработали новый тип – литий-воздушные аккумуляторы, а также серьёзно продвинулись в создании материала для натрий-ионных аккумуляторов, которым в скором будущем пророчат лидирующее положение на рынке.

    Декан факультета почвоведения член-корреспондент РАН Павел Красильников рассказал Международному совету о новом проекте по созданию в России сети так называемых «карбоновых» полигонов, к которому недавно присоединился Московский университет. Полигоны должны стать экспериментальными площадками по отработке методик связывания парниковых газов. Сеть раскинется по всей стране, от Калининграда до Сахалина, от Чеченской республики и Краснодара до Ямало-Ненецкого автономного округа. Но первый из них появится в Подмосковье. Над проектом постоянно работают ученые биологического, географического, почвенного, химического факультетов и факультета наук о материалах МГУ. Также планируется привлечь на разных этапах специалистов ещё как минимум трёх факультетов. Технологическим партнером проекта стала компания «Яндекс». Как отметил Павел Красильников, для решения таких междисциплинарных задач и появилась школа.

     В заключение научного блока профессор географического факультета МГУ Сергей Чалов рассказал об оценке учеными Московского университета экологических и социально-экономических последствий от деятельности человека для Арктики. В частности, профессор Чалов отметил, что степень оледенения Арктики за последние 70 лет снизилась, а среднегодовая температура в регионе растёт быстрее, чем в среднем по миру.

     Методы ученых включают не только измерения метеорологических параметров, оценку морской биоты и состава океанической воды. Большое внимание уделяется также состоянию больших сибирских рек. Это прежде всего Обь, Енисей, Лена и Колыма. Внимание ученые также приковывает Селенга, которая подпитывает воды Байкала всем, что успевает собрать в монгольских степях.

    Члены Международного совета одобрили участие МГУ в перечисленных проектах и высказали несколько идей по их дальнейшему развитию.

Смотреть запись мероприятия можно здесь

Сергей Ивашко,

руководитель пресс-службы
Химического факультета МГУ