Человек не виноват
Авачинская бухта на Камчатке — вторая по размеру бухта в мире после Сиднейской. Прекрасное место для дайвинга и для любителей серфинга. Здесь на каждом камне обитали десятки животных. Актиниевые сады сменялись лугами, на которых паслись морские ежи. По дну ползали волосатые и каменные крабы, а также раки-отшельники. Туда-сюда суетились фиолетово-розовые холодноводные креветки. Здесь обитали 32 вида рыб, в том числе камбала, бычки, терпуги. В бухте жили нерпы, сюда заходили сивучи и касатки.
Осенью 2020 года воды Авачинской бухты опустели. На дне повсюду лежали мертвые полихеты — многощетинковые черви, которых обычно не видно: они прячутся среди водорослей. Исчезли рыбы. У морских ежей выпали иголки. Погибли губки, актинии, двустворчатые моллюски...
Что же убило биосферу залива? Внезапная массовая гибель морских организмов в Авачинской бухте немедленно вызвала подозрение экологов: виновата человеческая деятельность! Утечка жидких радиоактивных отходов из подземного хранилища? Ракетное топливо (несимметричный диметилгидразин) и продукты его распада, через подземные воды вынесенные в океан? Нефтепродукты, пролившиеся с проходившего мимо корабля?
Начинаем с воды
После того как известие об экологической катастрофе на Камчатке широко распространилось, в Москву из пострадавшего района привезли 20 проб воды. В лабораториях провели анализы в поисках нефтепродуктов, ракетного топлива и радиоактивных веществ. Были обнаружены фенолы (признак разлива нефти), но в концентрации, недостаточной для массовой гибели живых организмов.
В одной из 20 проб нашли следы окисления одного из главных токсичных компонентов ракетного топлива — несимметричного диметилгидразина. Однако делать выводы об отравлении ракетным топливом было бы преждевременно, потому что несимметричный диметилгидразин при окислении образует огромное количество соединений, а в той единственной пробе обнаружили только два из них, причем не самые стойкие: тетраметилтетразен и нитрозодиметиламин. Более того, последний может быть продуктом разложения многих органических веществ, поэтому необязательно имеет антропогенное происхождение.
После первого анализа вопросы остались без ответов. Чтобы принять или отвергнуть антропогенные версии, нужны были дополнительные исследования.
Спускаемся на дно
Через несколько дней на Камчатку отправилась экспедиция телеканала Life. Дайверы собрали образцы погибших бентосных организмов: морских ежей, крабов и раков-отшельников. Затем автор фильма «Ядовитый океан» Александра Ли приехала в ИФХЭ РАН и попросила проверить эти образцы на нитрозодиметиламин и диметилгидразон формальдегида. Если бы эти вещества были найдены в пробах тканей, отравление ракетным топливом можно было бы считать доказанным.
Образцы поступили в лабораторию физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН.
От пробы к масс-спектру
Приборы — хромато-масс-спектрометры — работают либо с жидкими, либо с газообразными пробами. Пробы поступили в ИФХЭ РАН в замороженном виде. Здесь их заморозили еще сильнее, залив жидким азотом. При минус 196 °С пробы стали хрупкими, и образцы перетерли в порошок в химической ступке.