Химическое оружие на дне моря

Лисичкин Г.В.
(«ХиЖ», 1994, №6)

pic_1994_06_16.jpg

Места затопления химических боеприпасов в Балтийском море после Второй мировой войны

Безбрежность океана, недосягаемость морских глубин издавна превратили моря и океаны в хранилище всевозможных тайн. Не будет преувеличением сказать, что одна из таких тайн для человечества важнее, чем все другие секреты, погребенные в морских глубинах,— цена ее может оказаться куда больше стоимости всех сокровищ, скрытых на погибших кораблях. Это тайна затопленного химического оружия.


Концы в воду

Чего только не выбрасывают в море! Северный берег Кольского полуострова, например, представляет собой протянувшуюся на сотни километров свалку разнообразных предметов, принесенных сюда Гольфстримом,— от бревен, пластмассовой и деревянной тары, полиэтиленовой пленки до плавучих мин.

Все это мусор, который не тонет в воде. Но не меньше отбросов остается на морском дне. Чтобы убедиться в этом, необязательно спускаться под воду — достаточно взять любую морскую навигационную карту: такие карты пестрят предупреждениями о свалках грунта, шлака, металлолома, взрывчатых веществ и т. п., загромождающих фарватеры и делающих многие районы моря опасными для плавания.

Экологическая опасность замусоривания Мирового океана стала всерьез обсуждаться лишь в 1970-х гг., да и то главным образом в связи с катастрофами танкеров и нефтяным загрязнением моря. А раньше никто не считал зазорным использовать морские акватории для захоронения всего ненужного.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что вскоре после окончания Второй мировой войны руководство стран антигитлеровской коалиции приняло решение затопить в море и захваченное в качестве трофея химическое оружие фашистской Германии.

Полагаю, что вряд ли было бы справедливо винить союзное военное командование за то, что оно приняло такое варварское, на взгляд современного человека, решение. Действительно, химическое оружие необходимо было как можно скорее уничтожить, чтобы ни у кого не возникло искушения его использовать. Способа же сделать это в заводских условиях, с соблюдением всех норм безопасности, тогда не существовало. Даже теперь, полвека спустя, нет отработанных в широком масштабе и полностью безопасных технологий промышленного уничтожения боевых отравляющих веществ, а сжигание их, как и захоронение в глубоких шахтах, заведомо вреднее для природы и человека, чем затопление на больших глубинах. Надо помнить еще и о том, что германские склады химического оружия располагались в густонаселенных районах Европы. Так что избранный способ избавиться от химических боеприпасов был в то время, по-видимому, лучшим из возможных.


Что там, на дне?

Трофейное химическое оружие представляло собой несколько сотен тысяч тонн различных отравляющих веществ: иприта и его разновидностей, мышьяксодержащих (люизит и др.), хлорсодержаших (фосген), синильной кислоты, фосфорорганических (табун). Оно хранилось в нескольких арсеналах на территории всех зон оккупации Германии как в виде уже снаряженных боеприпасов — авиабомб, снарядов, мин,— так и в бочках и барабанах.

Было принято решение, по которому военная администрация каждой из оккупационных зон самостоятельно уничтожает химическое оружие, обнаруженное на ее территории. Больше всего его оказалось на территории, занятой британскими войсками. В советской зоне находилось около 40 тыс. тонн боевых отравляющих веществ.

Предполагалось, что химические боеприпасы будут сброшены в Атлантическом океане на глубинах не менее 1000 м. Но у союзников, к сожалению, не оказалось под руками надежных транспортных средств, приспособленных для длительного плавания с десятками тысяч тонн боевых отравляющих веществ на борту. Поэтому руководители операции смягчили требования к глубине, уменьшив ее до 100 м, что позволило ограничить район затопления Балтийским морем. Англичане загрузили химические боеприпасы в трюмы старых судов, забетонировали палубы и затопили эти суда в проливах Малый Бельт и Скагеррак у побережья Норвегии, на глубине около 600 м. Советская же часть химических трофеев была затоплена россыпью в двух районах Балтики: недалеко от острова Борнхольм и между Лиепаей и шведским островом Готланд.

В последнее время высказываются предположения, что химическое оружие затапливали и в других акваториях — Бискайском заливе, Белом море, Северном Ледовитом океане и т. д. Кроме того, некоторые авторы утверждают, что СССР до 1989 г. сбрасывал в Балтийское море свое собственное, ставшее ненужным химическое оружие («Химия и жизнь», 1993, № 7). Однако пока никаких официальных подтверждений таких фактов нет: российские военные химики во всех своих публикациях говорят только о затоплении трофейного германского химического оружия и только в Балтийском море.


ОВ в морской среде

Проблема обезвреживания и уничтожения химического оружия в последние годы привлекает немалое внимание. Вполне естественно, что она волнует не только специалистов, но и общественность: очень важно, чтобы ключевые решения здесь принимались гласно. Столь же естественно и участие в этой кампании некоторых лиц и организаций, стремящихся использовать ее ради собственной рекламы. Еще одна категория борцов против химического оружия — представители военно-промышленного комплекса, оказавшегося сейчас на мели: поскольку химическое разоружение должно финансироваться государством, многие предприятия ВПК готовы взяться за любые работы в этом направлении, в том числе и за глобальную очистку всего Мирового океана от каких угодно загрязнений.

Что же касается затопленного химического оружия, то в газетах и журналах периодически появляются статьи, утверждающие, будто это настоящая экологическая мина замедленного действия, до взрыва которой остались считанные месяцы. Действительно, если тысячи химических бомб и снарядов одновременно разрушатся в результате коррозии и сотни тысяч тонн боевых отравляющих веществ попадут в морскую воду, а потом и в атмосферу, погибнет все живое на десятках тысяч квадратных километров. Опубликованы, правда, и более умеренные прогнозы, однако в любом случае затопленное химическое оружие — вполне реальная угроза человечеству, и в первую очередь той его части, что живет по берегам Балтийского моря,— а это около 50 млн. человек.

Но попробуем разобраться в проблеме спокойно и непредвзято.

Прежде всего надо принять во внимание, что морская среда — именно среда, а не просто вода — чрезвычайно агрессивна по отношению ко всем попадающим в нее посторонним объектам, будь то корабельное днище, волнолом или картофельные очистки, выброшенные с борта лайнера. Основные факторы воздействия морской среды — мощная химическая и электрохимическая коррозия, химическое окисление растворенным в воде кислородом, микробиологическое окисление и деструкция, гидролиз, фотоокисление под действием солнечной радиации, наконец, действие гидробионтов, например, организмов-обрастателей. Именно эта агрессивность морской среды — причина того, что человек вынужден постоянно изыскивать способы защитить творения своих рук от разрушающего действия моря.

Отравляющие вещества тоже сами по себе достаточно реакционноспособны — иначе они не действовали бы на живые организмы. Поэтому при контакте с агрессивной морской средой они неминуемо начинают трансформироваться, превращаясь во все более простые и в конечном счете — нетоксичные соединения. Весь вопрос в том, насколько быстро такая трансформация происходит. Если яды будут разрушаться медленно, они успеют погубить множество гидробионтов, а за ними, следуя по пищевым цепям, и обитателей суши.

Ясно, что особенно страшными последствиями грозит воздействие химического оружия на шельфе и мелководье, где сосредоточена основная масса морских жителей. Понятно также, что многое будет зависеть от исходной локальной концентрации отравляющих веществ в морской воде и от наличия течений, разносящих и разбавляющих яды. Одномоментное попадание большого количества отравляющих веществ в неглубокое внутреннее море со слабой циркуляцией воды действительно может привести к катастрофе.

Увы, Балтийское море как раз и относится к внутренним, с преобладающими глубинами всего 40—100 м. Кроме того, Балтика и без всякого химического оружия подвергается значительному антропогенному загрязнению. Приходится лишь пожалеть о том, что после войны у победителей фашизма не нашлось сил и средств, чтобы оттащить транспорты с химическими боеприпасами к глубинным разломам Атлантического океана.


Сценарии катастрофы

Вот уже полвека на дне Балтики идет коррозия емкостей, в которых находятся отравляющие вещества. Продолжительность коррозионного разрушения тонкостенных барабанов, бочек со стенками потолще и еще более толстых корпусов авиабомб, естественно, различна. Надо учесть различия и в качестве металла, а также то, что одни боеприпасы оказались погребенными под слоем осадков, другие попали на илистый грунт и частично утонули в нем, третьи легли на твердое дно и находятся под воздействием постоянных течений, ускоряющих коррозию.

По оценке академиков А. Д. Кунцевича и И. Б. Евстафьева и их сотрудников, к настоящему времени в результате коррозии должны быть разгерметизированы 100 % барабанов, 2 % бочек и лишь единичные авиабомбы. Вывод ясен: одновременная разгерметизация всех емкостей с отравляющими веществами уже невозможна.

А что происходит при нарушении герметичности такой бочки, лежащей на дне?- Если отравляющее вещество жидкое, то по образующимся коррозионным трещинам, на первых порах очень тонким, начнется взаимная диффузия ОВ из емкости и морской воды навстречу ему. На начальном этапе скорость истечения ОВ будет невелика, и яд, попадая в большой объем воды, будет подвергаться гидролизу. Если поврежденную бочку омывает течение, яд сравнительно быстро вытечет и разрушится. Так, иприт — он малорастворим в воде — при 10° за 5 часов на 99 % превращается в слаботоксичный тиодигликоль:


pic_1994_06_19.jpg





Скорость гидролиза растворимых в воде фосфорорганических ОВ еще выше.

До сих пор речь шла о жидких ОВ. Но часто яды находятся внутри боеприпасов в виде гелей. Во многие ипритные рецептуры изначально добавляли загустители, а технический иприт сам по себе постепенно загустевает из-за процессов поликонденсации. При коррозионном разрушении емкости, содержащей высоковязкое или желеподобное ОВ, заражение морской среды происходит в меньшей степени: большая часть яда остается внутри оболочки вплоть до полного ее разрушения. Проникновение воды в сгусток приводит к образованию менее токсичных, а главное, менее подвижных олигомеров по всей массе отравляющего вещества, что еще больше его стабилизирует.

Такие сгустки содержат, правда, и некоторое количество растворенного в них ОВ- мономера. Начиная с 60-х гг. воды Балтики стали во время шторма выбрасывать на берег куски ядовитого студня. Изредка такой студень попадал и в донные тралы рыбаков. К счастью, смертельных отравлений до сих пор зафиксировано не было. Тем не менее предусмотрительные датчане построили на острове Борнхольм установку для уничтожения остатков отравляющих веществ.

Можно полагать, что значительная часть иприта и его аналогов, содержавшихся в боеприпасах, после коррозионного разрушения их оболочек окажется на морском дне в виде пятен желе или даже твердых осадков. По мере того как такие пятна и осадки покрываются донными отложениями, скорость гидролиза ОВ уменьшается, но зато в работу вступают микроорганизмы. Известно довольно много видов микробов, способных питаться ядовитыми для человека веществами. В 1991 г. НАТО даже провело научную конференцию, посвященную биологической дегазации отравляющих веществ. В одном из докладов на этой конференции сообщалось, что в донном иле Мексиканского залива обнаружено два вида псевдомонад, способных полностью разлагать иприт.

Итак, гидролиз, поликонденсация и микробиологическое разрушение — вот те природные процессы, которые способны в естественных условиях, без вмешательства человека, обезвредить затопленное химическое оружие. Можно думать, что именно такими соображениями, а также отсутствием тяжелых случаев поражения людей объясняется довольно-таки флегматичное отношение правительств и общественности развитых балтийских государств — Швеции, Норвегии, Дании, Финляндии и Германии — к проблеме затопленных боеприпасов.

Справедливости ради следует отметить, что специалисты этих стран уже немало сделали для выяснения ситуации. Так, финны собрали огромную информацию по загрязнению Балтийского моря и по методам" анализа морской среды — итогом этой работы стало издание многотомного фундаментального справочника. Норвежцы провели сонарное сканирование морского дна в проливах и установили, в каком состоянии находятся затопленные суда с химическими боеприпасами. Шведы выполнили большое число химических анализов морской воды и морских организмов в нескольких местах захоронения ОВ.

Однако, как показали многочисленные обсуждения и дискуссии на сессиях Хельсинкской комиссии по Балтийскому морю, наши соседи отнюдь не склонны немедленно выделять значительные суммы на финансирование крупномасштабных проектов очистки Балтийского моря.

Но если уж датчане и шведы, 100 % которых живет в бассейне Балтики, ведут себя так сдержанно, не означает ли это, что нечего беспокоиться и нам, поскольку наши контакты с Балтийским морем ограничиваются теперь лишь петербургским «окном в Европу» да Калининградской областью?

Увы, оснований для тревоги все же более чем достаточно.

Представим себе, что в силу каких- нибудь случайных причин, например от сильного удара или взрыва, произойдет мгновенная разгерметизация хотя бы одного из тысяч крупных контейнеров, содержащих чистый иприт или, к примеру, табун. Практика показала, что такие ОВ с добавками стабилизаторов, будучи упакованы в герметичную тару, могут без изменений храниться десятилетиями.

Оценку последствий подобного вполне реального события провел недавно профессор С. С. Юфит. По его данным, если в морскую воду попадет сразу 100 кг табуна, то при скорости придонного течения 1—5 м/мин окажется весьма сильно зараженным стометровый слой воды на площади 100 км2. При этом концентрация ОВ в непосредственной близости от места разгерметизации в тысячи раз превзойдет непереносимую и будет в начальный период существенно выше, чем ЛД100 (та концентрация, при которой гибнут 100 % подопытных животных). Разумеется, эти цифры носят оценочный характер, но вряд ли точные расчеты приведут к качественно иным результатам.

С ОВ, содержащими мышьяк,— это преимущественно люизит, адамсит и кларк-1 — дело обстоит несколько иначе, но не лучше. Продукты их гидролиза малорастворимы, а главное — сами весьма ядовиты. Поэтому в случае попадания таких ОВ в морскую среду из мест захоронения большие пространства дна вокруг этих мест окажутся отравлены высокотоксичными веществами, вплоть до неорганических соединений трехвалентного мышьяка. Жизнь на всех этих пространствах станет невозможной.

Получается, таким образом, что пассивное ожидание момента, когда грянет гром,— не лучшая стратегия поведения.


Поднимать или не поднимать?

Означает ли все вышесказанное, что надо, не дожидаясь катастрофы, заняться подъемом и ликвидацией затопленного химического оружия, чтобы раз и навсегда очистить от него Балтийское море, а потом, возможно, и все другие акватории, куда его сбрасывали? Именно такой путь предлагают некоторые специалисты. Но давайте попытаемся представить себе, как будут выглядеть такие работы.

Прежде всего, надо будет подготовить не менее десятка экспедиционных судов разных классов для детальной разведки морского дна. Их необходимо оборудовать точнейшими навигационными системами, которые позволят нанести на карту все опасные объекты, вплоть до отдельно лежащих снарядов и бомб, с точностью до нескольких метров. Кроме того, на них должна быть аппаратура, способная «увидеть» затопленные боеприпасы не только на поверхности дна, но и под слоем донных отложений. Итогом этого этапа работ должна стать детальнейшая карта Балтики с указанием всех или почти всех лежащих на дне химических авиабомб, снарядов, мин, контейнеров с ОВ и т. п. Неясно, правда, как, находясь на борту экспедиционного судна, узнать, содержит ли какая-нибудь полузанесенная металлическая емкость ОВ или это просто пустая бочка из-под машинного масла, выброшенная за борт нерадивым боцманом, насколько значительны коррозионные повреждения этой бочки, произошло ли в ней застудневание ОВ или оно находится в жидком состоянии. Конечно, у нас на борту будут круглые сутки, в четыре вахты, . работать газовые хроматографы, анализирующие поднятую батометрами воду, но точные ответы на подобные вопросы мы сможем получить, очевидно, лишь в редких случаях.

Следующий этап проекта — оснащение судов, предназначенных для подъема боеприпасов, техническими устройствами, способными извлекать с поверхности дна, а чаще из-под слоя осадков емкости с ОВ, по большей части изъеденные коррозией. При этом должна быть категорически исключена возможность пролива ОВ при подъеме и контакта с ним моряков на палубе судна. Заметим, что момент подъема имеет ключевое значение и с позиций экологической безопасности. Никаких случайностей здесь быть не должно: разгерметизация емкости с ОВ при подъеме и есть то зло, для предотвращения которого мы и затеваем весь проект. Другими словами, надежность при подъеме должна быть стопроцентной. Бывает ли такое в жизни, а тем более на море?

Технических средств для безопасного подъема химических боеприпасов пока не существует. Есть, правда, интересные идеи, связанные с применением замораживания. Но надо иметь в виду и то, что такое оборудование не может быть унифицированным: поднимать предстоит и отдельные снаряды, и бочки, и сорокаметровые баржи.

Теперь попробуем прикинуть, сколько времени займет подъем боеприпасов, затопленных, например, у Борнхольма. По архивным данным, их не менее 35 000 штук. Если считать, что на подъем одного снаряда или бомбы хватит двух часов, то судно, занимающееся подъемом, должно будет работать непрерывно в течение восьми лет…

Но допустим, что боеприпасы удалось без происшествий поднять на борт. К этому времени на суше должны быть построены терминалы для их приемки с судов и заводы для их безопасного уничтожения. Здесь, конечно, тоже неизбежны сложности. Если не строить специального порта для столь специфических грузов, то причалы для них, а главное, заводы для их уничтожения придется сооружать, скорее всего, вблизи Санкт-Петербургского и Калининградского портов. Не уверен, что местное население с восторгом воспримет эту идею. К тому же начало технологической цепочки на таком заводе будет не совсем обычным: он должен быть готов принимать нестандартное сырье — любые виды ОВ, в любом состоянии, да еще в поврежденных оболочках.

Вообще говоря, современное состояние науки и техники в принципе позволяет осуществить подобную операцию. Однако, если мы хотим достигнуть высокого (не стопроцентного, конечно,— он невозможен!) уровня безопасности, стоимость ее будет огромна — не менее 100 млрд. долларов, а продлится операция лет пятнадцать.

Подводя итог, можно заключить, что затевать подъем химического оружия определенно не следует. И главный аргумент здесь для меня — даже не высокая стоимость работ и не их большая длительность, а мой личный опыт участия в нескольких проектах, связанных с морем, флотом, химией и сложной техникой. Этот опыт однозначно свидетельствует о колоссальном риске, с которым неизбежно будет связана реализация идеи подъема химического оружия.

Следует ли из всех этих соображений, что автор считает проблему затопленного химического оружия безнадежной и что нам остается лишь уповать на судьбу? Нет, возможны и другие, безопасные и гораздо более дешевые способы существенно снизить угрозу отравления Балтики. Для этого надо помочь морю самому как можно быстрее расправиться с чуждыми ему веществами.

Одна из таких возможностей состоит в ускорении гидролиза ОВ. Хорошо известно, что в щелочной среде гидролитическая детоксикация их идет в сотни и тысячи раз быстрее, чем в нейтральной. Поэтому можно засыпать подводные «месторождения» ОВ каким-нибудь твердым щелочным реагентом, который создаст в зоне нахождения боеприпасов щелочную среду. Требования к такому реагенту довольно-таки просты. Он должен быть очень мало растворим в морской воде, иметь значительную удельную поверхность (желательно не менее 50 м2/г) с ярко выраженными щелочными свойствами, быть нетоксичным, недефицитным и дешевым — вот, пожалуй, и все. Читающие эту статью химики-технологи силикатных производств, металлурги, сорбционщики уже, вероятно, смекнули, что перечисленным требованиям удовлетворяет немало широко известных материалов, в том числе и некоторые промышленные отходы.

Итак, конструктивная программа действий по спасению Балтийского моря, по разумению автора, должна выглядеть примерно так.

Прежде всего необходимо немедленно принять все возможные меры, чтобы исключить опасность случайного вскрытия захоронений боеприпасов. В районах затопления ОВ должны быть безусловно запрещены международным соглашением использование донных тралов, постановки на якорь, всякие геологоразведочные работы, подводные взрывы, укладка подводных лодок на грунт.

Далее нужно рассекретить и опубликовать все имеющиеся архивные материалы о затоплении химического оружия с указанием координат, дат затопления, видов и количества боеприпасов, марок ОВ, их состояния на момент затопления.

После этого необходимо организовать экспедиции для обследования мест затопления ОВ, чтобы за один-два года создать подробные карты их и прилегающих к ним районов. Поскольку поднимать каждый отдельный боеприпас мы в этом случае не собираемся, такие карты могут быть не столь детальными, как говорилось выше.

Параллельно с этим нужно на основании лабораторных опытов и натурных испытаний разработать рецептуры активных композиций, которые могут быть применены для химической нейтрализации и изоляции боеприпасов.

И наконец, после завершения всех предварительных этапов «месторождения» химического оружия должны быть засыпаны выбранными реагентами — на это понадобится два-три года.

Таким образом, есть возможность примерно за пять лет избавить и нас, и наших потомков от опасного наследия войны. Стоимость работ при этом составит примерно сотню миллионов долларов — на такую сумму вполне по силам «скинуться» десяти странам Балтийского моря.

Разные разности

03.12.2019 18:00:00

...43 астронома из восьми стран описали характеристики межзвездной кометы 2I/Borisov, открытой астрономом-любителем Геннадием Борисовым...

...анализ воздуха из антарктических ледяных кернов возрастом до 1,5–2 млн лет показывает, что увеличение длительности ледниковых циклов в последний миллион лет не было вызвано длительным снижением содержания СО2 в атмосфере...

...полностью парализованный человек с электродами, вживленными в мозг, с помощью искусственного интеллекта может управлять воображаемым карандашом...

>>
02.12.2019 18:00:00

Исследователи из Дании, Австралии и США открыли необычную особенность половой жизни пчел: после спаривания с трутнем зрение матки может катастрофически ухудшиться

>>
26.11.2019 17:00:00

Группа исследователей из Массачусетского технологического института проанализировала, как меняется научный ландшафт после внезапной смерти кого-то из столпов науки.

>>
15.11.2019 15:30:00

8 ноября в МИА «Россия сегодня» состоялась торжественная церемония награждения лауреатов Всероссийского конкурса «ПРО Образование 2019». Журнал «Химия и жизнь» стал лауреатом в номинации «Лучшие публикации ПРО химическое образование».


>>
06.11.2019 18:00:00

…почти полный череп высшего примата, найденный в Эфиопии, идентифицирован как Australopithecus anamensis; возраст его составляет около 3,8 млн лет…

…создана электронная перчатка на протезную руку, которая обеспечивает реалистичный внешний вид, мягкость, тепло, а также восприятие давления, температуры и влажности…

…антипрививочники начинают терпимее относиться к вакцинации, когда вспышка инфекционной болезни происходит недалеко от места их проживания…


>>