Каток против природы

История ледовых катков

Как отмечает издание Inhabitat, сведения об основании первого конькобежного клуба зафиксированы в Эдинбурге (Шотландия) в 1642 году. Распространение этого вида спорта вдохновило изобретателей на создание искусственных ледяных поверхностей: так каток перестал зависеть от погоды. В 1843 году журнал Pinch рассказал о первом катке с искусственным льдом, сделанным «не из замерзшей воды, а из смеси химических веществ, включая свиное сало и расплавленную серу, которая пахла отвратительно». В 1880-х годах популярным стал хоккей, что увеличило спрос на строительство катков.

Химия льда

Для производства льда и содержания катков нужно специальное оборудование, оно потребляет большое количество энергии и производит охлаждающие вещества — хладагенты, которые вызывают загрязнение окружающей среды. По последним подсчетам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), углеродный след Национальной хоккейной лиги США и Канады составил 530 тыс. т парниковых газов, что соответствует годовой эмиссии от 110 тыс. автомобилей.

Основные хладагенты, производимые ледовым оборудованием, включают хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), гидрофторуглероды (ГФУ), углеводороды, аммиак и диоксид углерода. ХФУ и ГХФУ — это синтетические газы, вызывающие разрушение озонового слоя. ГФУ усиливают парниковый эффект, углекислый газ способствует глобальному потеплению, а пропан и изобутан провоцируют образование смога. В качестве основного хладагента может выступать аммиак, вдыхание которого вызывает необратимое повреждение дыхательных путей. Часто вещество используют в растворе: для повышения охлаждающих свойств в жидкость добавляют соль, которая может загрязнять окружающую среду. Как отмечает научное издание Wondergy, в современные катки вместо соли добавляют этиленгликоль — токсичный антифриз, утечка которого отравляет живые организмы, их среду обитания и экосистемы.

Информацию об этом подтвердила Plus-one.ru магистр химического факультета ННГУ им. Лобачевского, победитель XXI Всероссийской конференции молодых ученых-химиков Сакина Зейналова, напомнив, что этиленгликоль относится к третьему классу опасности.

«На данный момент есть альтернатива этиленгликолю, его более безвредный гомолог — пропиленгликоль. Однако его использование до сих пор не носит массовый характер. По поводу всевозможных хладагентов: есть данные о том, что при утечке, неправильной эксплуатации и прочих условиях они могут наносить серьезный ущерб окружающей среде и становиться дополнительным источником вредных испарений. На данный момент активно внедряются более безопасные и экологичные хладагенты, например R410A, R134А», — рассказала эксперт.

По мере развития технологии производства катков от многих хладагентов поэтапно отказываются из-за условий Монреальского протокола. Документ ратифицирован большинством стран ООН и предлагает снятие с производства химических веществ, разрушающих озоновый слой. Уже сегодня многие катки используют системы охлаждения на основе диоксида углерода в качестве основного хладагента. Углекислый газ — более безопасная альтернатива по сравнению с ГФУ и другими фторсодержащими газами, но он провоцирует глобальное потепление.

Это еще не весь список вредных выбросов. EPA также предупреждает о высоких содержаниях в воздухе на катках диоксида азота и твердых частиц (PM), которые попадают в атмосферу вместе с выхлопными газами от работающих ледяных комбайнов. В исследовании Фонда защиты окружающей среды (EDF) говорится, что почти 40 % обследованных катков во всем мире могут превышать рекомендованное Всемирной организацией здравоохранения значение воздействия диоксида азота в воздухе помещений в течение 1 часа. Катки в США превышают это значение на 55 %, в Канаде — на 46 %. Высокие уровни диоксида азота могут вызвать респираторные проблемы в виде кашля, боли в груди и отека легких. В свою очередь, угарный газ может привести к головным болям, тошноте и снижению работоспособности. «При уровне содержания угарного газа, обычно обнаруживаемом на катках в помещении, учащенное дыхание от катания на коньках или хоккея может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья», — предупреждает EDF.

Однако Сакина Зейналова считает, что негативное воздействие катков на экологическую обстановку и здоровье человека сильно преувеличено. Химик обращает внимание, что в 2019 году в России было зарегистрировано чуть больше 600 крытых катков, тогда как автомобильных заправок насчитывается около 26,6 тыс.

«Испарения от машин и автомобильных заправок наносят куда больший урон окружающей среде, если мыслить глобально. Даже от ферм по выращиванию животных выделяется намного больше СО, СO₂ и СН₄. Но если абстрагироваться и рассматривать только катки (в основном крытые), то стоит признать, что имеющиеся исследования действительно указывают на повышенные содержания оксидов углерода и азота в воздухе в помещении крытых катков. Негативные эффекты от таких повышенных концентраций описаны верно», — резюмирует Сакина Зейналова.

Синтетический лед: экологичная альтернатива?

Существенными преимуществами синтетического льда является то, что для его производства и обслуживания не нужна вода и электроэнергия. Такие катки можно использовать 7 дней в неделю, 24 часа в сутки без необходимости повторной обработки поверхности. Важным преимуществом синтетического покрытия считается то, что оно не выделяет СO₂ в атмосферу. Однако синтетический лед состоит в основном из полиэтилена высокой плотности, то есть из пластика. Это означает, что альтернативное покрытие угрожает окружающей среде загрязнением микропластиком, который образуется, когда коньки разрушают поверхность такого катка. Эту проблему, по мнению Сакины Зейналовой, решить проще, чем пытаться улавливать газы и испарения от катков с хладагентами.

«Лично мне, как ученому, специализирующемуся на полимерах, очень нравится идея с заменой обычного льда на пластины из полиэтилена высокой плотности. Он прочен, прост в эксплуатации и не выделяет вредных газов при аналогичных температурах использования. Кроме того, это экономически выгоднее и не требует использования водных ресурсов», — считает Зейналова.