О том, как ученые и инженеры борются за снижение концентрации вредных веществ в выхлопных газах автомобилей, все мы читали и слышали десятки, а то и сотни раз. Бензиновые двигатели сегодня в обязательном порядке оборудуются катализаторами, дизельные - фильтрами. Но едва ли многие из нас задумывались над тем, что гораздо более существенным фактором загрязнения атмосферы являются морские суда. Вдоль основных судоходных путей густые облака выхлопных газов тянутся на сотни километров, их отчетливо видно с самолетов и спутников. Какая уж тут морская романтика!

Один паром чадит, как 500 000 грузовиков

Крис Ли-Джоунз (Chris Leigh-Jones), глава британской компании Krystallon из Литлгемптона, специализирующейся на поставках комплектующих для судостроительной промышленности, говорит: "Если вы измерите, например, выбросы паромов, курсирующих через Ламанш, то увидите, что один такой паром выбрасывает в атмосферу столько же двуокиси серы, сколько полмиллиона грузовиков". Но двуокисью серы дело не ограничивается. "Выхлопные газы судов содержат и окислы азота, и окислы серы, и мелкодисперсную пыль, и озоноразрушающие вещества, и летучие органические соединения", - добавляет Фолькер Маттиас (Volker Matthias), сотрудник Института по изучению побережья при Исследовательском центре имени Гельмгольца в Гестахте близ Гамбурга.

Морские суда издавна являются злостными загрязнителями атмосферы, и на то есть ряд причин, - говорит Фолькер Маттиас: "Во-первых, это связано с тем, что судовые двигатели очень мощные и потребляют огромное количество топлива. Во-вторых, это топливо - мазут, дешевое горючее с высоким содержанием серы, представляющее собой, по сути дела, отходы нефтепереработки. А в-третьих, морские суда, в отличие от автомобилей или электростанций, не оборудованы системами очистки выхлопных газов, поскольку этой проблеме до сих пор не уделялось должного внимания".

Главный вред - от твердых частиц

Получить конкретные цифры, отражающие вклад морских судов в загрязнение атмосферы в регионе Северного моря, - такую задачу поставили перед собой Фолькер Маттиас и его коллеги. "В первом нашем исследовании мы посмотрели, как выхлопные газы судов распределяются в атмосфере над акваторией Северного моря и прибрежными территориями, - говорит руководитель проекта. - Особое внимание при этом мы уделили твердым частицам". С этой целью была разработана сложная компьютерная модель. Необходимые для расчетов данные собирались на протяжении всего года.

"Мы учитывали каждое судно, перемещавшееся в Северном море, время его выхода из порта отправления и время прибытия в порт назначения, а затем рассчитывали выбросы, исходя из расхода топлива, - говорит Фолькер Маттиас. - Полученные данные мы задавали в модель, которая отражает как распространение этих выбросов в атмосфере, так и их влияние на ее химический состав".

Оказалось, что окислы азота и двуокись серы концентрируются, прежде всего, в непосредственной близости от источников выбросов и накапливаются вдоль судоходных маршрутов. То есть их воздействие на окружающую среду носит более или менее локальный характер. А вот мелкодисперсная пыль ведет себя иначе. "В Дании и по всей северной Германии в прибрежной полосе шириной до 300 километров главным фактором негативного воздействия судовых выхлопов на окружающую среду являются именно твердые частицы, - объясняет ученый. - Они загрязняют атмосферу на гораздо более обширных территориях, чем все прочие ингредиенты судовых выхлопов".

О Рейне и Эльбе говорить пока рано

Наиболее заметен этот эффект в Дании: согласно расчетам, здесь на долю судовых выхлопов приходится до 50 процентов содержания некоторых видов твердых частиц в атмосфере. Правда, установленные законом предельно допустимые показатели не превышены, но это слабое утешение, - говорит исследователь: "Следует иметь в виду, что мелкодисперсная пыль опасна для здоровья в любой концентрации. То есть нельзя представлять себе дело так, будто твердые частицы вредны, только если их содержание превышает предельно допустимое значение".

Но если столь тревожное положение сложилось даже на морском побережье, где суда едва видны на горизонте, то какова же ситуация вдоль берегов крупных рек вроде Эльбы или Рейна, где баржи, паромы и контейнеровозы курсируют буквально под носом у жителей многочисленных городов и деревень? "Этот вопрос мы пока не изучали, - признается Фолькер Маттиас. - Для этого у нашей модели недостаточно высокое разрешение. Но в октябре мы запустили новый проект, в рамках которого постараемся довести разрешение нашей модели до нескольких километров. Это позволит нам дать точный ответ на вопрос, как обстоит дело в бассейне Эльбы".

Впрочем, ученый уже сегодня склонен полагать, что в некоторых портовых городах уровень загрязнения атмосферы судовыми выхлопными газами окажется весьма высоким - а возможно, даже слишком высоким. В этом случае придется принимать неотложные меры.

С мазута на дизельное топливо - и обратно

Некоторые эксперты видят панацею в отказе от высокосернистого мазута и переходе на более качественное - дизельное - топливо, содержащее меньше серы. Но не все так просто. Крис Ли-Джоунз из компании Krystallon, хоть и считает такой переход шагом в верном направлении, подчеркивает, что он не станет окончательным решением проблемы. Ведь если все суда перейдут на дизельное топливо, то спрос на него повысится, а нефтеперерабатывающие заводы имеют ограниченные производственные мощности, так что цены полезут вверх. И в этих условиях станет рентабельнее вернуться к мазуту, но уже оборудовав суда скрубберами, то есть системами очистки выхлопных газов.

Конечно, это потребует значительных дополнительных расходов (цена одного комплекта такого оборудования может достигать 2-3 миллионов долларов), но они могут быстро окупиться. Скрубберы, разработанные компанией Krystallon, основаны на том же принципе, который используется в фильтрах многих заводов и электростанций, расположенных на морском побережье. В этих фильтрах газы очищаются с помощью морской воды. В результате, как цверяют представители фирмы, система удаляет из выхлопных газов практически всю двуокись серы и примерно 80 процентов твердых частиц".

Либо скруббер, либо природный газ

Принцип работы фильтра состоит в том, чтобы пропустить выхлопные газы судового двигателя сквозь забортную морскую воду. Морская вода содержит соли кальция, которые практически нейтрализуют двуокись серы. Сера при этом связывается, образуя сульфат кальция - проще говоря, гипс. Использованная вода сбрасывается обратно в океан без каких бы то ни было негативных последствий для окружающей среды, ведь морская вода изначально содержит сульфат кальция, и фильтрация выхлопных газов судового двигателя не может сколько-нибудь существенно повлиять на его природную концентрацию.

Впрочем, ученые предлагают и иные рецепты. "Надо бы задуматься над тем, можно ли снизить эмиссию вредных веществ, изменив нынешнюю систему энергоснабжения судов, стоящих в порту у причала, - говорит Фолькер Маттиас. - Ведь сегодня для этого порой используются все те же судовые двигатели, и работают они сутками напролет без перерыва. А ведь можно подавать электричество с берега. Но главное, пора внедрять альтернативные судовые приводы - например, на природном газе. В Норвегии первый пилотный проект по переводу паромов на сжиженный природный газ уже запущен, и там это дало весьма заметный положительный эффект".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман