Среди разных видов ракетного топлива (горючее на основе гидразина — гидразин, несимметричный диметилгидразин или гептил, монометилгидразин; жидкий кислород и водород; азотные окислители, такие, как азотная кислота, азотный тетраксид; пероксид водорода; углеводородное горючее; твердое горючее (перхлорат аммония, октоген, алюминий, горючесвязующие вещества) наибольшую экологическую опасность представляют несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и его производные.
НДМГ относится к группе канцерогенных и мутагенных веществ, установлено его токсическое воздействие на печень, нервную и иммунную системы человека. Летальная доза для животных при пероральном введении НДМГ составляет < 50—200 мг/кг. Для микроорганизмов и растений НДМГ и его производные малотоксичны. Содержание до 1 мг/кг почвы оказывает стимулирующий эффект на рост и развитие растений и микроорганизмов. У растений в этих случаях наблюдается увеличение фотосинтетиеского потенциала. Фитотоксическое действие загрязняющего вещества проявляется при более высоких концентрациях (>20 мг/кг).
НДМГ попадает в природную среду с отделяющимися ступенями ракет. Площадь районов падения составляет:
Россия — 20 млн га;
Казахстан — 46 тыс. км2;
Туркменистан — 12 тыс. км2;
Узбекистан — 1,7 тыс. км2.
Изучение экологических последствий падения остаточных частей ракет, запускаемых с космодрома Байконур, проводятся в Казахстане, Республиках Алтай, Тува, Хакасия и Саха, а также в Омской, Новосибирской и Томской областях России. Только над алтайскими территориями средний ежегодный уровень поступления НДМГ составляет 2,24 т, что приводит в некоторых случаях к превышению (до 15 раз) предельно допустимого уровня (ПДУ) этого вещества в почвах, равного 0,1 мг/кг (Панин, 2002).
При поступлении в природную среду НДМГ окисляется и разлагается. Продуктами его трансформации являются диметиламин (ДМА), нитрозодиметиламин (НДМА), метилендиметилгидразин (МДМГ), тетраметилтетразен (ТМТ), формальдегид (СН2O), синильная кислота (HCN), а также вода, углекислый газ и молекулярный азот.
В природных водах наиболее интенсивно процесс окисления НДМГ происходит в течение первых 7—10 сут. после его попадания.
В почвах также происходят процессы окисления и трансформации НДМГ. Наиболее интенсивно они протекают в течение первых нескольких суток после попадания загрязняющего вещества в почву.
Степень разложения НДМГ до его производных зависит от многих условий, в том числе от исходной концентрации загрязняющего вещества и свойств почвы. С увеличением содержания НДМГ уменьшается степень его разложения. Максимальная степень разложения НДМГ отмечается в поверхностном горизонте почвы (Панин, 2002).
В то же время есть данные о том, что НДМГ может длительное время (месяцы и годы) сохраняться в почве, в которой гидразиновое горючее и продукты его трансформации могут достаточно прочно связываться органо-минеральной частью. Большую сорбционную емкость по отношению к НДМГ проявляют почвы тяжелого гранулометрического состава.
НДМГ и его производные благодаря высокой растворимости и относительной стабильности могут активно мигрировать вниз по почвенному профилю. Его обнаруживали на глубине 200 см (Панин, 2002). Миграционная способность НДМГ зависит от его концентрации и природных факторов (химических, физических и биологических свойств почвы, погодных условий и т. д.). Наиболее интенсивно загрязняющие вещества мигрируют в песчаных почвах. В этих случаях не исключается попадание НДМГ и его производных в фунтовые воды.
Наряду с процессами трансформации, поглощения и мифации НДМГ происходит его испарение с поверхности почвы. Поэтому воздействие на растения загрязняющее вещество оказывает не только через корневую систему, но и аэрально.
Исследования, проведенные в Ценфальном Казахстане (Ворожейкин и др. 2001, Панин, 2002), показали, что наиболее часто встречающиеся концентрации НДМГ в растениях в районах падения остаточных частей ракет составляют 0,2—0,3 мг/кг и редко превышают 0,6 мг/кг. Ореолы распространенности загрязнения растений значительно шире по площади, чем почв, что связано с аэральным (фолиарным) поглощением НДМГ растениями. Выявлено наиболее интенсивное поглощение НДМГ растениями из семейства маревых и сложноцветных.
Поскольку не регламентировано содержание НДМГ в продуктах питания и продовольственном сырье (для НДМА допустимая конценфация не должна превышать 0,002 мг/кг), а часть гидразинового горючего загрязняет сельскохозяйственные районы, экологические последствия, в том числе и отдаленные, этого процесса пока невозможно предусмотреть.
Данные медицинских исследований свидетельствуют о том, что в районах падения ступеней ракет достоверно возрастают случаи возникновения новообразований у детей, а также случаи врожденных аномалий. Данный факт может быть обусловлен присутствием в среде обитания диметилнитрозоамина.
Литература
1. Ворожейкин А. П., Королева Т. В., Проскуряков Ю. В., Пузанов А. В. Поведение несимметричного диметилгидразина в ландшафтах районов падения остаточных ракет-носителей, стартующих с космодрома «Байконур» // Сибирский экологический журнал. 2001/№ 2. С. 167—174.
2. Курочкина Г. Н., Тайдалович В. Г., Пинский Д. Л. Анализ изменения парамагнитной активности гумуса почв, загрязненных несимметричным диметилгидразином // Сб. материалов 11 Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв». М., 2007. Т. 1. С. 392—395.
3. Панин М. С. Химическая экология. Семипалатинск. 2002.
4. Панин М. С., Безель B. C. Экотоксикология. Алматы: Раритет, 2008.