Том 39, номер 06, статья № 7

Аннотация:

Атмосферный перенос является важным механизмом поставки рассеянного осадочного вещества (нерастворимых микро- и наночастиц), включая антропогенные загрязнители, в моря и океаны, а также на их водосборные территории. Большое значение имеет изучение рассеянного осадочного вещества в снежном покрове – природном архиве вещества, поступившего из атмосферы, поскольку он служит индикатором состояния зимней атмосферы, когда атмосферный канал становится преобладающим путем поступления веществ. В статье обобщены результаты десятилетних исследований рассеянного осадочного вещества в снежном покрове водосборного бассейна Двинского залива Белого моря в 2016–2025 гг. Снег отбирали в конце зимы, растапливали в лаборатории и фильтровали через ядерные фильтры с порами диаметром 0,45 мкм, состав частиц изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа VEGA 3 SEM (Tescan) с микрозондовым анализатором INCA Energy (Oxford Instruments). Обнаружено, что в фоновых районах концентрации нерастворимых частиц в снеге варьировались от < 1 до 10 мг/л; значительно более высокие концентрации частиц были зафиксированы в Архангельске и его окрестностях, а также на участках, расположенных менее чем в 100 м от автомобильных дорог. Пылевая нагрузка как в фоновых точках, так и в северной части г. Архангельска оказалась значительно ниже, чем во многих городах России. В фоновых районах рассеянное осадочное вещество снега представлено в основном биогенными (растительные волокна, споры и пыльца, створки диатомовых водорослей) и литогенными частицами; вблизи Архангельска преобладают сажа и частицы летучей золы. Результаты работы предназначены для оценки влияния воздушного переноса рассеянного осадочного вещества на состояние экосистем водосборного бассейна Двинского залива и могут быть использованы для геоэкологического мониторинга.

Ключевые слова:

атмосфера, рассеянное осадочное вещество, снежный покров, водосборный бассейн Двинского залива, Белое море, сканирующий электронный микроскоп, микрозондовый анализатор, литогенные частицы, биогенные частицы, антропогенные частицы

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 181 с.
2. Dibb J.E. Overview of field data on the deposition of aerosol-associated species to the surface snow of polar glaciers, particularly recent work in Greenland // Chemical Exchange between the Atmosphere and Polar Snow / E.W. Wolff, R.C. Bales (eds.). Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1996. P. 249–274.
3. Шевченко В.П., Алиев Р.А., Бобров В.А., Гордеев В.В., Горюнова Н.В., Демина Л.Л., Замбер Н.С., Коробов В.Б., Котова Е.И., Кузнецов О.Л., Макаров В.И., Новигатский А.Н., Покровский О.С., Попова С.А., Романенко Ф.А., Стародымова Д.П., Субетто Д.А., Филиппов А.С. Эоловый материал в природных архивах // Система Белого моря. Т. II. Водная толща и взаимодействующие с ней атмосфера, криосфера, речной сток и биосфера / А.П. Лисицын, И.А. Немировская (ред.). М.: Научный мир, 2012. С. 70–107.
4. Shevchenko V.P., Vorobyev S.N., Krickov I.V., Boev A.G., Lim A.G., Novigatsky A.N., Starodymova D.P., Pokrovsky O.S. Insoluble particles in the snowpack of the Ob River basin (Western Siberia) a 2800 km submeridional profile // Atmosphere. 2020. V. 11. DOI: 10.3390/atmos11111184.
5. Новигатский А.Н., Лисицын А.П. Район Северного полюса. Первые данные о седиментосистеме: снег – дрейфующий лед – подледная вода // Докл. Академии наук. 2018. Т. 483, № 4. С. 447–451.
6. Mori T., Goto-Azuma K., Kondo Y., Ogawa-Tsukagawa Y., Miura K., Hirabayashi M., Oshima N., Koike M., Kupiainen K., Moteki N., Ohata S., Sinha P.R., Sugiura K., Aoki T., Schneebeli M., Steffen K., Sato A., Tsushima A., Makarov V., Omiya S., Sugimoto A., Takano S., Nagatsuka N. Black carbon and inorganic aerosols in Arctic snowpack // J. Geophys. Res.: Atmos. 2019. V. 124. P. 13325–13356. DOI: 10.1029/2019JD030623.
7. Kavan J., Láska K., Nawrot A., Wawrzyniak T. High latitude dust transport altitude pattern revealed from deposition on snow, Svalbard // Atmosphere. 2020. V. 11, Article 13218. DOI: 10.3390/atmos11121318.
8. Vasilevich M.I., Vasilevich R.S., Shmarikova E.V. Input of pollutants with winter precipitation onto Vorkuta agglomeration territory // Water Res. 2018. V. 45, iss. 3. P. 338–347. DOI: 10.1134/S0097807818030156.
9. Митяев М.В., Герасимова М.В., Рыжик И.В., Ишкулова Т.Г. Нерастворимые фракции аэрозолей и тяжелых металлов в свежевыпавшем снеге на северо-западе Кольского полуострова в 2018 г. // Лед и Снег. 2019. Т. 59, № 3. С. 307–318. DOI: 10.15356/2076-6734-2019-3-386.
10. Митяев М.В., Герасимова М.В., Дружкова Е.И., Ишкулова Т.Г., Меньшакова М.Ю. Твердые атмосферные осадки в г. Мурманске и его окрестностях // Тр. Кольского научного центра РАН. Сер.: Естественные и гуманитарные науки. 2023. Т. 2, № 3. С. 51–67. DOI: 10.37614/2949-1185.2023.2.3.007.
11. Ермолов Ю.В., Смоленцев Н.Б. Зимний фоновый сток примесей атмосферы на юго-востоке Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 1. С. 75–81. DOI: 10.15372/AOO20200111.
12. Московченко Д.В., Пожитков Р.Ю., Соромотин А.В. Геохимическая характеристика снежного покрова г. Тобольск // Изв. Том. политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332, № 5. С. 156–169. DOI: 10.18799/24131830/2021/05/3195.
13. Опекунов А.Ю., Опекунова М.Г., Кукушкин С.Ю., Янсон С.Ю., Арестова И.Ю., Шейнерман Н.А., Спасский В.В., Папян Э.Э., Елсукова Е.Ю. Минералого-геохимическая характеристика снежного покрова в районах горнорудного производства // Геохимия. 2021. Т. 66, № 7. С. 659–672. DOI: 10.31857/S0016752521060078.
14. Чагина Н.Б., Айвазова Е.А., Иванченко Н.Л., Варакин Е.А., Соболев Н.А. Исследование содержания тяжелых металлов в снеговом покрове г. Архангельска и оценка их влияния на здоровье населения // Вестн. Северного (Арктического) фед. ун-та. Сер.: Естественные науки. 2016. № 4. С. 57–68. DOI: 10.17238/issn2227-6572.2016.4.57.
15. Evangeliou N., Shevchenko V.P., Yttri K.E., Eckhardt S., Sollum E., Pokrovsky O.S., Kobelev V.O., Korobov V.B., Lobanov A.A., Starodymova D.P., Vorobiev S.N., Thompson R., Stohl A. Origin of elemental carbon in snow from western Siberia and northwestern European Russia during winter–spring 2014, 2015 and 2016 // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 963–977. DOI: 10.5194/acp-18-963-2018.
16. Зыкова Е.Н., Яковлев Е.Ю., Дружинин С.В., Бедрина Д.Д., Зыкова А.С. Сравнение нерастворимой и растворимой формы тяжелых металлов в снеге вокруг Северодвинского промышленного района // Успехи современного естествознания. 2020. № 1. С. 26–30.
17. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Котова Е.И. Дальний атмосферный перенос пыли из Прикаспия в Арктическую зону европейской части России в декабре 2023 года // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2024. Т. 519. № 2. С. 133-140. DOI: 10.31857/S2686739724120171.
18. Starodymova D.P., Kotova E.I., Shevchenko V.P., Titova K.V., Lukyanova O.N. Winter atmospheric deposition of trace elements in the Arkhangelsk region (NW Russia): Insights into environmental effects // Atmos. Pollut. Res. 2024. V. 15, N 12. P. 102310. DOI: 10.1016/j.apr.2024.102310.
19. Котова Е.И., Стародымова Д.П., Лохов А.С., Нецветаева О.П. Состав взвеси в снежном покрове западного сектора российской Арктики // Лед и снег. 2024. № 4. С. 591–601. DOI: 10.31857/S2076673424040097.
20. Состояние окружающей среды в муниципальном образовании «Город Архангельск» в 2015 г. Архангельск: «Правда Севера», 2016. 72 с.
21. Василевич М.И., Василевич Р.С., Габов Д.Н., Кондратенок Б.М. Оценка аэротехногенного загрязнения вблизи промышленных предприятий в тундровой зоне (на примере г. Воркуты) // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2019. № 6. С. 94–105. DOI: 10.31857/S0869-78092019694-105.
22. Макаров В.Н., Торговкин Н.В. Геохимия взвешенных веществ в зимней атмосфере Якутска (по снежному покрову) // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 10. С. 765–768. DOI: 10.15372/AOO20211003.
23. Moskovchenko D.V., Pozhitkov R.Y., Soromotin A.V. Snow contamination by metals and metalloids in a polar town: A case study of Nadym, Russia // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2024. V. 86. P. 304–324. DOI: 10.1007/s00244-024-01057-x.
24. Тигеев А.А., Аксенов Н.В., Московченко Д.В., Пожитков Р.Ю. Оценка пылевого загрязнения атмосферы наземными и дистанционными методами (на примере г. Тобольска) // Географический вестник. 2021. Т. 57, № 2. С. 121–134. DOI: 10.17072/2079-7877-2021-2-121-134.
25. Таловская А.В., Симоненков Д.В., Филимоненко Е.А., Белан Б.Д., Язиков Е.Г., Рычкова Д.А., Ильенок С.С. Исследование состава пылевого аэрозоля на фоновой и городской станциях наблюдения в Томском регионе зимой 2012/13 г. // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 999–1005.
26. Захарченко А.В., Тигеев А.А., Пасько О.А., Колесниченко Л.Г., Московченко Д.В. Региональный и локальный геохимические переносы веществ, депонированные в снеговом покрове // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2020. № 6. С. 41–53. DOI: 10.31857/S0869780920060119.
27. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Власов Д.В., Терская Е.В. Геохимия снежного покрова в Восточном округе Москвы // Вестник Московского ун-та. Сер. 5. Геогр. 2012. № 4. С. 14–24.
28. Таловская А.В., Язиков Е.Г., Филимоненко Е.А. Динамика загрязнения снегового покрова микроэлементами в окрестностях теплоэлектростанции (на примере Томской ГРЭС-2) // Вестн. Забайкальского гос. ун-та. 2019. Т. 25, № 2. С. 44–53. DOI: 10.21209/2227-9245-2019-25-2-44-53.
29. Новикова В.Д., Таловская А.В., Язиков Е.Г. Динамика пылевой нагрузки и химического состава снегового покрова в районе расположения предприятий теплоэнергетики и коксохимии на примере г. Кемерово) // Изв. Том. политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2025. Т. 336. № 3. С. 193–207. DOI: 10.18799/24131830/2025/3/984.
30. Blissett R.S., Rowson N.A. A review of the multi-component utilization of coal fly ash // Fuel. 2012. V. 97. P. 1–23. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.03.024.
31. Rose N.L. Spheroidal carbonaceous fly ash particles provide a globally synchronous stratigraphic marker for the anthropocene // Environ. Sci. Technol. 2015. V. 49. P. 4155–4162. DOI: 10.1021/acs.est.5b00543.