Трансформация природных и техногенных систем в условиях перехода к низкоуглеродному развитию экономики и изменяющегося климата Арктической зоны Российской Федерации (на примере Мурманской области)

Развитая деятельность предприятий минерально-сырьевого комплекса в АЗРФ приводит к значительной нагрузке на окружающую природную среду, что обуславливает необходимость проведения исследований, направленных на минимизацию масштабов таких воздействий в условиях перехода к низкоуглеродному развитию экономики и изменяющегося климата. Важность исследований в АЗРФ, в частности, в Мурманской области обусловлена уязвимостью северных экосистем, которые чувствительны к внешним воздействиям и зачастую необратимо деградируют. В этой связи возникает необходимость в создании и внедрении принципиально новых природоподобных технологий переработки природного и техногенного сырья, биоремедиации нарушенных территорий, очистки сточных вод. Создание таких инновационных технологий, основанных на воспроизводстве принципов живой природы, позволит перейти на более экономичные и безопасные способы потребления природных ресурсов АЗРФ. Для достижения этой цели актуальным является исследование свойств новых экстремофильных организмов, обладающих уникальным метаболическим потенциалом и способных выживать в экстремальных условиях природных и техногенных ландшафтов Арктики, включая отходы горнопромышленного производства и сточные воды предприятий. Возрастает потребность в разработке комбинированных обогатительно-металлургических технологий вовлечения в переработку некондиционных руд и техногенного сырья, в частности, отходов обогащения, содержащих цветные металлы, редкие и рассеянные элементы. Актуальной представляется проблема загрязнения атмосферного воздуха минеральными пылевыми частицами, которые в значительных количествах образуются в процессе добычи и переработки полезных ископаемых и способны мигрировать с воздушными потоками, представляя опасность для экосистем и здоровья человека. Частицы PM10 и PM2.5 воздействуют на дыхательную систему, и, проникая глубоко в легкие, вызывают или обостряют респираторные заболевания. В этой связи очень важны оценка и прогноз загрязнения приземного слоя атмосферы при различных состояниях атмосферы с учетом потоков радиации и влажности воздуха в районе расположения хвостохранилищ, в том числе с учетом развития хвостовых хозяйств предприятий, а также определение нагрузки минеральных частиц на приземный слой атмосферного воздуха в черте города (на примере г. Апатиты Мурманской области) и поверхностные воды. По-прежнему актуальной является проблема очистки сточных вод горных предприятий от тяжелых металлов, нефтепродуктов. ПАВ, взвешенных веществ, сульфатов, фтора. Отметим также, что сброс промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в поверхностные водоемы приводит к их эвтрофированию. Возникает необходимость создания биотехнологий очистки воды от биогенных элементов (азота и фосфора), в основе которых лежит способность высших растений, водорослей и бактерий накапливать и трансформировать эти соединения. Для профилактики неблагоприятного воздействия химических элементов на организм человека необходимо, прежде всего, выяснить пути и источники их поступления. Основным путем попадания химических элементов, в частности тяжелых металлов, в организм является пероральный путь с питьевой водой. Содержание химических элементов в водах региона фактически определяет их концентрацию в крови населения. Среди городов и районов Мурманской области по заболеваниям органов пищеварения, костно-мышечной системы и мочекаменной болезни выделяются города Кировск, Апатиты и Ловозерский район, население которых используют воду, формирующуюся в пределах гигантских щелочных массивов – Хибинского и Ловозерского, содержащих оксиды стронция и бария, редкоземельных элементов, урана, тория и фтор. Кроме того, Ловозерский район является сельскохозяйственной территорией, произведенная здесь мясная и молочная продукция употребляется населением Мурманской области. Поступление в организм человека осуществляется по цепочке: вода-порода/почвы – растения – домашние и дикие животные – человек. Поэтому актуальной задачей для решения предлагаемой проблемы является установление закономерностей накопления и распределения редкоземельных элементов, стронция и бария, урана и тория в воде, почвах, растениях и животных в Ловозерском районе Мурманской области. Прогнозирование устойчивого функционирования отраслей промышленности в АЗРФ, включая Мурманскую область, требует развития многофакторных и междисциплинарных исследований процессов трансформации природных и техногенных систем при различных сценариях изменения климата. Для осуществления достоверного прогноза приобретает актуальность реконструкция изменений климата на основе региональных палеоклиматических (дендрохронологических) данных. Охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности наряду с задачами социально-экономического и инфраструктурного развития входят в число основных государственных императивов развития российской Арктики. Этот тезис определяет необходимость приоретизации природоохранной тематики при разработке и реализации в Арктике комплексных планов развития отраслей и секторов экономики, принятии решений о запуске отдельных инвестиционных проектов, а также в рамках текущей операционной деятельности всех хозяйствующих субъектов. Многообразие типов и групп стейкхолдеров, действующих в Арктике, на фоне сложности и многоаспектности современных задач развития АЗРФ актуализирует задачу разработки научно обоснованного теоретического базиса и методологических подходов к формированию сбалансированной экологической политики, ориентированной на гармонизацию экономического роста и решения природоохранных задач. Анализ итогов многолетней работы института с крупными горнопромышленными предприятиями региона показал, что существующая система экологического нормирования, заложенная в действующем законодательстве РФ, имеет значительные пробелы и неточности, которые непосредственно и косвенно влияют на эффективность природоохранной деятельности как самих предприятий, так и всей системы правового регулирования природоохранной деятельности государственных органов власти в регионе. Любые решения в области индустриального развития в Арктике должны приниматься с учетом понимания базовых основ концепций экологической безопасности, ESG, зеленой и низкоуглеродной экономики. Для разработки таких решений должны проводиться междисциплинарные эколого-экономические исследования. Поэтому актуально создание моделей потенциальных угроз экологической безопасности критически важных объектов региональных эколого-экономических систем, перечня мер по обеспечению экологической устойчивости природно-промышленных систем АЗРФ, в том числе новых стандартов классификации промышленных объектов по степени воздействия на окружающую среду и оценки системных рисков возникновения критических ситуаций природного и техногенного характера в этих системах. Тематика исследований соответствует направлениям фундаментальных научных исследований в соответствии с Программой фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021-2030 годы): 1.5.7 Горные науки, 1.5.10 География, геоэкология и рациональное природопользование, 1.6.6 Функциональная микробиология и вирусология.