«Плавучий университет»: как нижегородские ученые решают экопроблемы Волги

«Плавучий университет Волжского бассейна» – это нижегородский научный проект, в рамках которого ученые и студенты региональных вузов могут проводить исследования воды в реальных условиях. Первый рейс состоялся еще в 2015 году, а всего их было более девяти. Как ведутся исследования в «полевых условиях» и какие экологические проблемы решает программа, выясняла корреспондент сайта pravda-nn.ru в рамках авторского проекта «Homo Sapiens нижегородский».

Две тысячи километров плавания ежегодно. Более 120 научных публикаций. Ежегодные научные конференции. Таковы они из итогов «Плавучего университета» за девять лет.

Идея о подобном исследовательском проекте родилась еще в 2015 году. Тогда ученые Волжского государственного университета водного транспорта (ВГУВТ) и Института прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) вышли на собственном судне в Горьковское водохранилище, провели небольшие исследования и затем подали заявку в Русское географическое общество (РГО), чтобы получить грант на реализацию проекта.

Инициативу нижегородских ученых там оценили и выделили финансирование на дальнейшие экспедиции. Проект поддерживался рублем ежегодно вплоть до 2023 года. Сегодня в нем участвуют ученые, аспиранты и студенты ВГУВТ, ИПФ РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, ННГУ им. Н.И. Лобачевского, НГПУ им. Козьмы Минина, Приволжского федерального университета (Казань).

Пётр в помощь

«Плавучий университет» задумывался как проект, который позволит изучать состояние воды в Волге и Горьковском водохранилище и определять уровень и источники ее загрязнения. Главная особенность таких исследований – комплексность: в работах участвуют биологи, географы, экологи и гидрофизики, которые одновременно ведут исследования и могут выявить связи между разными факторами. Среди них – как опытные ученые, так и студенты-первокурсники, которые готовят свои первые научные работы и постигают основы выбранной профессии.

За девять лет участники выезжали на Горьковское, Чебоксарское и Куйбышевское водохранилища, а также на такие реки, как Ока, Керженец, Кудьма, Сура, Ветлуга, Свияга, Казанка и др.

Совершать такие длительные рейсы – а порой они длились до двух недель – удалось на судне «Петр Андрианов»: на нем ученые жили, работали и бороздили речные просторы. В работах, в частности, на Горьковском водохранилище, использовали и плавучую гидрофизическую лабораторию «Геофизик» — небольшой катамаран, длиной семь метров, на котором базируется исследовательское оборудование.

«Я, наверное, не преувеличу, если скажу, что это одно из самых хорошо оборудованных подобных научных плавсредств. Там установлены разные датчики, радиолокаторы, гидролокаторы, акустический звуковой измеритель скорости ветра, измеритель скорости течений, погружаемые зонды, которые измеряют концентрацию водорослей, температуру, мутность, в общем, много чего», — отметил руководитель проекта, зав. отделом радиофизических методов в гидрофизике ИПФ РАН и зав.кафедрой гидродинамики, теории корабля и экологической безопасности судов ВГУВТ Станислав Ермаков.

Волга под микроскопом

Подобные судна позволяют уходить в плавания на несколько недель. В них, как правило, участники экспедиции следуют рабочему графику: с утра подъем, завтрак и “на поля” – изучать речную фауну, течения, ветер и волны, а также наличие вредных примесей в воде. Работы продолжаются целый день, а иногда, если требуется, и без перерыва на обед. Бывали случаи и ночных «вылазок».

Исследователи берут пробы воды на различные характеристики, изучают концентрацию водорослей, количество фитопланктона или уровень мутности – это позволяет понять, с какой скоростью и куда именно переносится загрязнение. При этом, как подчеркивают ученые, изучение “цветения воды” – одно из важнейших направлений исследований в рамках проекта. Дело в том, что быстрое размножение планктона в почти стоячей воде в водохранилищах ведет к ухудшению качества питьевой воды, снижению уровня кислорода и заморам рыбы. Особенно опасны при этом сине-зеленые водоросли, которые, как показали исследования, начинают цвести с середины лета, выделяя различные токсины. Даже купание в такой “цветущей воде” небезопасно из-за возможных аллергический реакций и кожных раздражений.

Обращают внимание исследователи и на поверхность воды. Как пояснил руководитель проекта, водоросли выделяют жироподобные вещества, которые всплывают на поверхность и образуют тончайшие пленки. Они являются хорошим индикатором биологической активности в толще воды, которая может быть и аномальной в периоды катастрофического цветения. При этом изучать “пленочные отпечатки” можно с помощью спутниковых снимков водоемов.

«Фитопланктон является хорошим индикатором экологического состояния воды, потому что, грубо говоря, «абы где» он жить не будет: либо вымрет, либо мигрирует в другие области с более чистой и подходящей водой для жизни», — пояснил ученый.

Бутерброд всегда падает маслом вниз

С пустыми руками из рейсов исследователи никогда не возвращаются. Часто бывает, что два дня хорошо поработали, а потом наступает непогода – и все исследования приостанавливаются. Тогда участники экспедиции буквально вынуждены “ждать у моря погоды”. Скорость ветра, течения, осадки – все это приходится учитывать в работе, но никогда не знаешь, откуда ждать беды.

«Когда я начал свою научную деятельность и первый раз поехал в экспедицию на Чёрное море, потом второй раз, третий и так далее, то вывел для себя, так сказать, некую статистику. Если из месяца два-три дня удачные, рабочие, то можно считать, что экспедиция удалась. Жизнь так устроена, что вот вы готовитесь, всё наладили, измерения готовы, а за несколько минут погодная ситуация полностью меняется – и все приходится сворачивать, — рассказал Станислав Ермаков. – Это закон Мерфи, или, как говорят, бутерброды всегда падают маслом вниз».

Экокультура в массы

Работа с полученными во время экспедиций данными продолжается и вне плавательного сезона. Так, по итогам выездов участники – с осторожным оптимизмом – пришли к выводу, что экологическая ситуация Волги и ее притоков не ухудшается: об этом говорит, например, то, что концентрация водорослей за последние годы снизилась, если не считать отдельные экстремальные вспышки “цветения”. Связывают это со снижением поступаемых в воду биогенов – веществ, содержащих соединения азота, фосфора и др., которые поступают с сельскохозяйственных угодий и образуются из-за разложения остатков речных организмов – например, того же планктона.

Другой аспект проекта – это обращение к экологическим проблемам. Своей работой исследователи пытаются привлечь внимание общественности к вопросу загрязнения рек и водоемов, а также повысить экологическую культуру нижегородцев. Один из главных, но в то же время простых выводов – не надо мусорить.

«Когда я иду, например, в магазин за продуктами, у меня всегда есть в кармане полиэтиленовый пакет. Я новый не покупаю не потому, что у меня денег не хватит купить, а потому, что, если я куплю новый, значит, старый я выкину. Он куда пойдет? В этот самый Волжский бассейн, а потом с речным стоком в океан, в конце концов. Так что неизбежно приходишь к простому выводу – надо меньше мусорить», — подчеркивает Станислав Ермаков.

Взгляд в будущее

Продолжить «Плавучий университет» организаторы намерены и в этом году. Они уже подали заявку в Русское географическое общество на грант. Если же получить его не получится, то реализовывать экспедиции ученые намерены в чуть меньшем масштабе – например, только на территории Нижегородской области.
При этом сам проект планируется буквально «углубить» новым направлением работы. Ученые намерены начать исследовать речное дно и иловые отложения, которые там образуются. Ранее такой работой они еще не занимались.

«Почему это важно? Допустим, те же водоросли появляются где-то в июне-июле, идет цветение, а дальше они пропадают, отмирают и оседают на дно – все это иловые отложения. Оттуда, естественно, идут процессы гниения, возникают и те же самые жироподобные вещества. Все это необходимо изучать», — заключил исследователь.

Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что ученые научились определять предрасположенность человека к разным видам спорта.