Биохимики Института иммунологии Федерального медико-биологического агентства России нашли способ очистки грунта вокруг российских космодромов от компонентов ракетного топлива, которые, помимо создания экологических проблем, негативно влияют и на здоровье населения. Новым средством ликвидации гептила и авиационного керосина стали микроорганизмы, которые могут эффективно использоваться на космодромах. Эксперты уверены в перспективности нового метода: в ходе испытаний микроорганизмы справились с очисткой тестовой зоны за пару месяцев.
Загрязнение компонентами ракетного топлива территории космодромов и земельных участков по пути вывода ракет на орбиту – это давняя проблема, которая влияет не только на природу, но и на здоровье человека. Не один десяток лет обсуждаются участившиеся случаи возникновения заболеваний среди проживающего близко к космодромам населения. В частности, известен феномен «жёлтых детей».
С этой проблемой учёные борются уже давно, и вот недавно биохимики Института иммунологии Федерального медико-биологического агентства России разработали новый способ.
Полезные бактерии переработают компоненты ракетного топлива
Как рассказал «Октагону» начальник отдела экологической биотехнологии НИЦ токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов, профессор Геннадий Жариков, новая методика позволит полностью очистить почву от ракетного топлива, а загрязнённая территория станет безопасной для работы и проживания там людей.
– Нам удалось выделить микроорганизмы (Pseudomonas putida 5G и Rhodococcus erythropolis 62М/3. – τ.), которые способны разрушать ракетное топливо. Они хороши тем, что разлагают и авиационный керосин, и гептил до безопасных соединений. В природе гептил разрушается при помощи кислорода, но при этом образуются опасные для природы и человека соединения.
«Такие продукты могут вызвать онкологические заболевания у проживающих рядом людей. А найденные нами микробы включают в свой жизненный цикл ракетное топливо и плавно разлагают его до безопасных соединений, – поделился соавтор изобретения».
Геннадий Жариков
начальник отдела экологической биотехнологии НИЦ токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов, профессор
Стоит отметить, что работа учёных находится не на последнем месте. Этой проблемой в институте занимаются с 2010 года. В частности, специалисты посещали космодром Байконур, где 2 июля 2013 года произошла авария ракеты-носителя «Протон-М». Ракета взорвалась и упала на первой минуте полёта, что привело к попаданию топлива и окислителя в почву. Тогда биохимики взяли пробы загрязнённого грунта и работали с ними все эти годы.
2 июля 2013. Космодром Байконур. Крушение ракеты-носителя «Протон-М». Источник: YouTube
По словам учёных, они уже предложили новый способ очистки земли властям Казахстана, но получили вежливый отказ.
– Нам объяснили, что в Алма-Ате есть институт, который тоже занимается рекультивацией почв. Однако, к сожалению, у местных учёных ничего не получилось. А мы продолжили разработки, потому что в России много космодромов. ФМБА решило использовать этих микробов на Восточном для очистки почвы, загрязнённой токсическими химическими веществами, – сообщил Жариков.
Мыши подтвердили безопасность разрушителей керосина
Согласно проведённым учёными тестам, штаммы Pseudomonas putida 5G и Rhodococcus erythropolis 62М/3 и их смеси снижают токсичность загрязнённой гептилом и авиакеросином почвы, а также повышают её биологическую активность. В результате исследований на лабораторных мышах, крысах и кроликах выяснилось, что микроорганизмы полностью безопасны для теплокровных животных и окружающей среды.
Как поясняют учёные, в полевых условиях суспензия микроорганизмов-деструкторов была испытана на специальном полигоне НИИХИММАШ (принадлежит «Роскосмосу») в городе Пересвете (Московская область).
«В настоящее время планируется разработка сухого биопрепарата на основе этих микроорганизмов, оценка сроков его хранения и норм применения, подготовка необходимой технической документации».
Пресс-служба ФМБА
– В дальнейшем его планируется применять для очистки загрязнённых почв на космодромах России (Восточный, Плесецк) и на Байконуре (Казахстан), в местах аварийных разливов ракетного топлива, а также для рекультивации территорий аэропортов, – заявили изданию в ФМБА.
Впрочем, эксперты не исключают, что новая разработка учёных будет востребована и в Алтайском крае, который находится прямо под траекторией полёта ракет, запускаемых с космодрома Байконур. На земли региона падают топливные баки и пустые ракеты-носители, а из-за того, что в баках остаётся несколько тонн гептила, это сильно загрязняет почву. Попавшим в эту зону людям и животным грозит смертельная опасность.
Микробы могут очистить грунт космодрома за два месяца
Гептил используется в качестве ракетного топлива для вывода на орбиту космических кораблей типа «Протон», «Циклон», «Космос», «Рокот», «Стрела» и искусственных спутников Земли. В свою очередь, авиакеросин применяется в пилотируемых космических кораблях типа «Союз».
Видеодосье. Гептил @octagon.media, 2023
В качестве окислителя в ракетных двигателях часто используется азотный тетраоксид – летучая жидкость жёлтого или красного цвета с резким запахом. Он крайне опасен для живых организмов: при вдыхании в первую очередь нарушается деятельность органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Отдалёнными последствиями острых и хронических отравлений может быть развитие хронического бронхита и склероза лёгких.
Сегодня для рекультивации земель, пропитанных гептилом и авиакеросином, как правило, используют химические средства. Но это дорого, экологически вредно и приводит к потере плодородия почв. Новый способ может быть более дешёвым и менее разрушительным.
В ходе исследований в Институте иммунологии в загрязнённый гептилом грунт вносили суспензию штамма Pseudomonas putida 5G из расчёта 1 литр на квадратный метр почвы. После месяца наблюдений оказалось, что степень разложения компонента ракетного топлива в земле, обработанной штаммами этих бактерий, в среднем была на 50 процентов выше по сравнению с контрольной группой. Аналогичные результаты получены для почв, пропитанных авиакеросином. Степень разложения компонента горючего в обработанном микробами грунте за 30 суток была на 70 процентов выше по сравнению с контрольным образцом.
70 процентов — степень разложения горючего за 30 суток
Стоит отметить, что сейчас разработчики нового способа очистки космодромов занялись исследованиями токсичности и генотоксичности почв отечественных аэродромов. Для этого в Институте иммунологии созданы биотесты и взяты пробы земли и воды на территории Шереметьева, Домодедова и Салехарда. Учёные завершили работы по оценке общей токсичности, в ходе которых были использованы дождевые черви, аквариумные рыбки, дафнии, хлорелла (род одноклеточных зелёных водорослей) и семена растений. А в этом году запланированы исследования на генотоксичность – тест Эймса, микроядерный тест, ДНК-анализ.
Космические масштабы
На территории России действуют четыре космодрома: Восточный, Капустин Яр, Плесецк и Ясный. Также Россия использует (арендует до 2050 года) старейший космодром мира Байконур в Кызылординской области (Казахстан) между городом Казалинском и посёлком Жосалы, вблизи посёлка Тюратам. Численность населения города Байконура в 2020 году составляла 76 019 человек. Площадь его территории – более 6,7 тыс. квадратных километров.
Восточный (Амурская область, общая площадь – около 700 квадратных километров) открыт в 2016 году рядом с городом Циолковским (численность населения – 7194 человека, по данным 2021 года), в 45 километрах севернее города Свободного. Имеет одну стартовую площадку для запусков ракет-носителей «Союз-2». В 2016 году с космодрома вышли на орбиту три искусственных спутника Земли.
Космодром Капустин Яр, или 4-й Государственный центральный межвидовой полигон России, основан в 1947 году. Его использовали как для запуска и испытаний ракет, так и для вывода на околоземную орбиту спутников оборонного и научного назначения. Он расположен в Астраханской области, около одноимённой железнодорожной станции. Административно-жилой центр полигона – город Знаменск (ЗАТО) с численностью населения 24 628 человек, по данным 2021 года. Общая площадь полигона, который сегодня предназначен для запусков космических объектов в интересах Ракетных войск стратегического назначения, войск ПВО и испытаний образцов вооружения, составляет около 650 квадратных километров.
Космодром Плесецк (общая площадь – 1762 квадратных километра) основан в 1957 году в 180 километрах от Архангельска как первая отечественная ракетная база. Сегодня там расположены стартовые комплексы всех типов отечественных ракетоносителей: «Ангара-1.2», «Союз-2.1в», «Рокот», «Союз-2.1а», «Союз-2.1б», «Ангара-А5». Численность персонала и населения города Мирного, где находится комплекс, около 30 тысяч человек.
Космодром Ясный находится на территории позиционного района Домбаровский РВСН в Ясненском районе (численность населения – 3251 человек, по данным 2021 года) Оренбургской области. Он использовался для запуска космических аппаратов ракетами-носителями «Днепр» с 2006 года. Первой стала РС-20 «Воевода», которая вывела на околоземную орбиту американский спутник Genesis.
18 октября 2022