Том 36, номер 11, статья № 2

Аннотация:

Для оценки состояния воздушной среды центральной части арктической зоны России изучен химический состав аэрозоля в атмосфере научно-исследовательского стационара «Ледовая база „Мыс Баранова“» (арх. Северная Земля), отобранного на фильтры в 2017–2022 гг. Проанализирована межгодовая и сезонная динамика ионов и микроэлементов в составе аэрозоля. Прослежено увеличение в 1,5 раза средней годовой суммы ионов, рост которой происходил в основном за счет ионов морского происхождения Nа⁺ и Cl^- с минимальным содержанием летом и высоким – зимой. Изменчивость концентрации ионов неморского происхождения NH₄⁺, K⁺, Ca²⁺, F^-, NO₂^– и NO₃^– отличалась от сезонного хода концентрации ионов Nа⁺ и Cl^- и заключалась в снижении при переходе от зимнего сезона к весеннему и росте летом с последующим снижением осенью на фоне увеличения суммы ионов за счет ионов морского происхождения. Формирование ионного состава аэрозоля зависело от переноса воздушных масс, влияния подстилающей поверхности и поступления дымов от лесных пожаров.
Среди микроэлементов преобладали Fe, Al, Zn, Mn, Sn, Cr, Cu с высокими концентрациями осенью и зимой. На основе коэффициентов обогащения выделены элементы терригенного (Al, Ti, Mn, Fe, Th, U), смешанного терригенного и нетерригенного (Li, Be, V, Co, Sr, Ba) и нетерригенного происхождения (Ni, Cu, Zn, Cr, Mo, W, Ag, Tl, Pb, As, Se, Cd, Sn, Sb). В зимний и осенний периоды среди терригенных элементов наибольший вклад в загрязнение воздуха вносили Fe и Mn, весной и летом Fe и Be. Среди нетерригенных элементов во все сезоны повышенный вклад вносили Cu, Sn, Zn, Se и Ni. Согласно комплексному индексу загрязнения атмосферы, уровень загрязнения воздуха в районе стационара «Ледовая база „Мыс Баранова“» микроэлементами низкий.

Ключевые слова:

Арктика, аэрозоль, ионы, микроэлементы

Список литературы:

1. Шевченко В.П. Влияние аэрозолей на среду и морское осадконакопление в Арктике. М.: Наука, 2006. 226 с.
2. Виноградова А.А. Сезонные и долговременные вариации индексов атмосферной циркуляции и перенос воздуха в Российскую Арктику // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 6. С. 463–472.
3. Радионов В.Ф., Кабанов Д.М., Полькин В.В., Сакерин С.М., Изосимова О.Н. Характеристики аэрозоля над арктическими морями Евразии: результаты измерений 2018 года и среднее пространственное распределение в летне-осенние периоды 2007–2018 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. № 4. С. 405–421. DOI: 10.30758/0555-2648-2019-65-4-405-421.
4. Popovicheva O. New research aerosol stations in the Russian Arctic // PEEX Arctic-Boreal Hub Newsletter, 2019. URL: https://www.uarctic.org/news/2019/12/peex-arctic-boreal-hub-december-newsletter-now-available (last access: 3.07.2023).
5. Исследование природной среды высокоширотной Арктики на НИС «Ледовая база „Мыс Баранова“» / под общ. ред. д-ра физ.-мат. наук А.П. Макштаса и В.Т. Соколова. СПб.: ААНИИ, 2021. 260 с.
6. Голобокова Л.П., Круглинский И.А., Почуфаров А.О., Маринайте И.И., Онищук Н.А., Кравчишина М.Д., Флинт М.В., Шиховцев М.Ю., Хуриганова О.И. Химический состав атмосферного аэрозоля арктических районов в летний период 2021 года // Лед и снег. 2022. Т. 62, № 4. С. 607–620. DOI: 10.31857/S2076673422040155.
7. Поповичева О.Б., Персианцева Н.М., Ситников Н.М., Киреева Е.Д., Тимофеев М.А., Шония Н.К., Мовчан В.В. Арктический аэрозоль на архипелаге Северная Земля: наблюдения и анализ состава и микроструктуры // Исследование природной среды высокоширотной Арктики на НИС «Ледовая база „Мыс Баранова“». СПб.: ААНИИ, 2021. С. 48–59.
8. Barrie L.A., Fisher D., Koerner R.M. Twentieth century trends in Arctic air pollution revealed by conductivity and acidity observations in snow and ice in the Canadian high Arctic // Atmos. Environ. 1985. V. 19. P. 2055–2063.
9. Русина Е.Н., Радионов В.Ф. Оценка «доиндустриальной» оптической толщины атмосферы при полярной дымке в Арктике и современного вклада антропогенных выбросов // Метеорол. и гидрол. 2002. № 5. C. 35–39.
10. ARL NOAA Atmospheric Resource Laboratory NOAA. URL: http://www.arl.noaa.gov (last access: 7.07.2023).
11. Sirois A., Barrie L.A. Arctic lower tropospheric aerosol trends and composition at Alert, Canada: 1980–1995 // J. Geophys. Res. 1999. V. 104, N D9. P. 11599–11618.
12. Fenger M., Sørensen L.L., Kristensen K., Jensen B., Nguyen Q.T., Nøjgaard J.K., Massling A., Skov H. Becker T., Glasius M. Sources of anions in aerosols in northeast Greenland during late winter // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13. P. 1569–1578.
13. Сакерин С.М., Голобокова Л.П., Кабанов Д.М., Калашникова Д.А., Козлов B.С., Круглинский И.А., Макаров В.И., Макштас А.П., Попова C.А., Радионов В.Ф., Симонова Г.В., Турчинович Ю.С., Ходжер Т.В., Хуриганова О.И., Чанкина О.В., Чернов Д.Г. Результаты измерений физико-химических характеристик атмосферного аэрозоля на научно-исследовательском стационаре «Ледовая база „Мыс Баранова“» в 2018 г. // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 6. С. 421–429; Sakerin S.M., Golobokova L.P., Kabanov D.M., Kalashnikova D.A., Kozlov V.S., Kruglinsky I.A., Makarov V.I., Makshtas A.P., Popova S.A., Radionov V.F., Simonova G.V., Turchinovich Yu.S., Khodzher T.V., Khuriganowa O.I., Chankina O.V., Chernov D.G. Measurements of physicochemical characteristics of atmospheric aerosol at research Station Ice Base Cape Baranov in 2018 // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 5. P. 511–520.
14. Chang R.Y.-W., Leck C., Graus M., Muller M., Paatero J., Burkhart J.F., Stohl A., Orr L.H., Hayden K., Li S.-M., Hansel A., Tjernstrom M., Leaitch W.R., Abbatt J.P. Aerosol composition and sources in the central Arctic Ocean during ASCOS // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11. P. 10619–10636. DOI: 10.5194/acp-11-10619-2011.
15. Quinn P.K., Bates T.S., Schulz K., Shaw G.E. Decadal trends in aerosol chemical composition at Barrow, Alaska: 1976–2008 // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9. P. 8883–8888.
16. Голобокова Л.П., Ходжер Т.В., Чернов Д.Г., Сидорова О.Р., Хуриганова О.И., Онищук Н.А., Жученко Н.А., Маринайте И.И. Химический состав приземного атмосферного аэрозоля в Баренцбурге архипелаг Шпицберген) по результатам многолетних исследований // Лед и Снег. 2020. Т. 60, № 1. С. 85–97. DOI: 10.31857/S2076673420010025.
17. Виноградова А.А., Смирнов Н.С., Коротков В.Н., Романовская А.А. Лесные пожары в Сибири и на Дальнем Востоке: эмиссии и атмосферный перенос черного углерода в Арктику // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 6. С. 512–520; Vinogradova A.A., Smirnov N.S., Korotkov V.N., Romanovskaya A.A. Forest fires in Siberia and the Far East: Emissions and atmospheric transport of black carbon to the Arctic // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 566–574.
18. РИА Новости «Крупные лесные пожары в России в 2017–2022 годах». URL: https://ria.ru/20220823/pozhary-1811555622.html (дата обращения: 9.06.23).
19. Полькин В.В., Щелканов Н.Н., Голобокова Л.П., Панченко М.В. Сравнение методик оценки вклада континентальных и морских источников в ионный состав приводного аэрозоля Белого моря // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 1. С. 23–26.
20. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // Treatise on Geochemistry. 2003. V. 3. P. 1–64.
21. Xu G., Gao Y. Atmospheric trace elements in aerosols observed over the Southern Ocean and coastal East Antarctica // Polar Res. 2014. V. 33. P. 23973. DOI: org/10.3402/polarv.33.23973.
22. Sakerin S.M., Bobrikov A.A., Bukin O.A., Golobokova L.P., Pol’kin Vas.V., Pol’kin Vik.V., Shmirko K.A., Kabanov D.M., Khodzher T.V., Onischuk N.A., Pavlov A.N., Potemkin V.L., Radionov V.F. On measurements of aerosol-gas composition of the atmosphere during two expeditions in 2013 along the Northern Sea Route // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 5. P. 12413–12443. DOI: 10.5194/acp-15-12413-2015.
23. Виноградова А.А., Котова Е.И., Иванова Ю.А. Тяжелые металлы и черный углерод в атмосфере над акваторией Баренцева моря: концентрации и потоки на поверхность // Система Баренцева моря / под ред. акад. А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. С. 142–152. DOI: 10.29006/978-5-6045110-0-8.
24. Zielinski T., Bolzacchini E., Cataldi M., Ferrero L., Grassl S., Hansen G., Mateos D., Mazzola M., Neuber R., Pakszys P., Posyniak M., Ritter C., Severi M., Sobolewski P., Traversi R., Velasco-Merino C. Study of chemical and optical properties of biomass burning aerosols during long-range transport events toward the Arctic in summer 2017 // Atmosphere. 2020. V. 11, N 1. P. 84. DOI: 10.3390/atmos11010084.
25. Экологический мониторинг: Методические указания к самостоятельной работе студентов по направлению «Техносферная безопасность» (20.03.01) / Г.В. Маврин, Р.М. Падемирова, Д.А. Харлямов (сост.). Набережные Челны: ИНЭКА, 2015. 61 с.
26. Горюнова Н.В., Шевченко В.П. Исследование аэрозолей и нерастворимых частиц в снежном покрове на дрейфующих льдах западной части российской Арктики в августе-сентябре 2006 г. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2008. Т. 78, № 1. С. 112–117.