РЕГИОНАЛЬНЫЙ И ЛОКАЛЬНЫЙ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПЕРЕНОСЫ ВЕЩЕСТВ, ДЕПОНИРОВАННЫЕ В СНЕГОВОМ ПОКРОВЕ

© 2020 г. А. В. Захарченко^1,*, А. А. Тигеев¹, О. А. Пасько^2,**, Л. Г. Колесниченко^3,***, Д. В. Московченко^1,4,****

¹ Тюменский научный центр СО РАН, ИПОС, ул. Малыгина, 86, Тюмень, 625026 Россия
² Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, Томск, 634050 Россия
³ Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, Томск, 634050 Россия
⁴ Тюменский государственный университет, ул. Володарского, 6, Тюмень, 625003 Россия
*E-mail: avzakh@gmail.com
**E-mail: oap@tpu.ru
***E-mail: klg77777@mail.ru
****E-mail: moskovchenko1965@gmail.com 

Поступила в редакцию 06.07.2020 г.

Перемещение химических веществ в географическом пространстве – актуальный аспект научных изысканий. Цель работы – выявление геохимического трансграничного, регионального и локального переноса аэрозолей, депонированных в снеговом покрове территорий при разной степени удаленности от промышленного центра. Объектом исследования является снеговой покров Томской области. В фильтрате талого снега химико-аналитическими методами определены: pH, концентрации нитратного и аммиачного азота, фосфора, калия, кальция, магния, натрия, хлора (мг/л), а в твердом остатке – микроэлементы (Cu, Zn, Cd, Pb, Fe, Mn, Cr, Ni) с использованием атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Установлено равномерное распределение средней мощности снега на изученной территории. Показана ее годовая изменчивость. Вблизи промышленной зоны Томской агломерации отмечены повышенные значения , , щелочных и щелочно-земельных элементов. Установлена взаимосвязь между содержанием в талой воде Ca и Cl, что указывает на эрозионно-почвенный источник Cl. В лесу мощность снега, содержание пыли, NH4, P2O5, Mg в талой воде достоверно выше, чем на открытой местности. Содержание сидерофильных и литофильных микроэлементов в твердом осадке, возрастает вблизи промышленной зоны Томской агломерации и убывает с удалением от нее. В отдельно отстоящих точках (пос. Баткат, Комаровские болота), удаленных более 60 км от Сибирского химического комбината (СХК), обнаружено повышенное содержание химических элементов, схожее с загрязнением от СХК. Выдвинута объясняющая гипотеза о переносе ветрами загрязняющих веществ от периферии области пониженного давления к центру циклона при его подходе к городу с запада. 

Ключевые слова: твердые аэрозоли, снеговой покров, микроэлементы, поллютанты, циклонический перенос

DOI: 10.31857/S0869780920060119

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арбузов С.И. Металлоносность углей Сибири // Известия Томского политехнического университета. 2007. № 1. С. 77–83.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Под ред. А.И. Бусуева. М.: МГУ, 1970. 487 с.
3. Артамонова С.Ю. Оценка аэрозольного техногенного загрязнения района г. Северска с помощью геохимических и ГИС-методов. Новосибирск: ГЕОСИБИРЬ. Изд-во Сибирский государственный университет геосистем и технологий. 2011. Т. 4. С. 2542–2558.
4. Аэрозоли Сибири / Отв. ред. К.П. Куценогий. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. 548 с.
5. Бордон С.В. Формирование геохимических аномалий в снежном покрове урбанизированных территорий // Лiтасфера. 1996. № 5. С. 172–177.
6. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 185 с.
7. Ветров В.А., Кузовкин В.В., Манзон Д.А. Кислотность атмосферных осадков и атмосферные выпадения серы и азота в Арктической зоне Российской Федерации по данным мониторинга химического состава снежного покрова // Арктика: экология и экономика. 2014. № 3 (15). С. 46–51.
8. Глазовский Н.Ф. Избранные труды в двух томах. Т. 1. Геохимические потоки в биосфере. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. 535 с.
9. Ермилов О.М. Воздействие объектов газовой промышленности на северные экосистемы и экологическая стабильность геотехнических комплексов в криолитозоне / О.М. Ермилов, Г.И. Грива, В.И. Москвин. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 147 с.
10. Ермолов Ю.В., Махатков И.Д., Худяев С.А. Фоновые концентрации химических элементов в снежном покрове центрального сектора Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2014. № 9 (27). С. 790–800.
11. Козин В.В., Кузнецова Э.А. Физико-географические факторы пространственно-временной изменчивости снежного покрова нефтегазопромыслового региона. Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та, 2015. 151 с.
12. Кондратьев И.И. Атмосферный трансграничный перенос загрязняющих веществ из центров эмиссии восточной Азии на юг Дальневосточного региона России // Вестник ДВО РАН. 2008. № 1. С. 107–112.
13. Крестьянникова Е.В., Козлова В.В., Ларина Н.С., Ларин С.И. Химико-экологическая оценка загрязнения свинцом атмосферы города Тюмени // Известия Самарского научного центра РАН. 2015. Т. 17. № 5 (2). С. 679–684.
14. Московченко Д.В., Бабушкин А.Г. Особенности формирования химического состава снегового покрова на территории Ханты-Мансийского автономного округа // Криосфера Земли. 2012. Т. XVI. № 1. С. 71–81.
15. Онучин А.А., Буренина Т.А., Зубарева О.Н., Трефилова О.В., Данилова И.В. Загрязнение снежного покрова в зоне воздействия предприятий Норильского промышленного района // Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 1025–1037.
16. Робертус Ю.В., Удачин В.Н., Рихванов Л.П., Кивацкая А.В. и др. Индикация компонентами природной среды трансграничного переноса загрязняющих веществ на территорию Горного Алтая // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 9. С. 39–48.
17. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186 № 2932-83. М.: Госкомгидромет, 1991. 693 с.
18. Сергеева А.Г., Куимова Н.Г. Снежный покров как индикатор состояния атмосферного воздуха в системе санитарно-экологического мониторинга // Бюллетень патологии и физиологии. 2011. № 40. С. 100–104.
19. Суховатов К.Ю., Безуглова Н.Н. Временной ход компонент тензора коэффициентов турбулентной диффузии аэрозоля в пограничном слое атмосферы // Известия Алтайского государственного университета. 2017. № 4 (96). С. 62–66. https://doi.org/10.14258/izvasu(2017)4-10.
20. Таловская А.В., Филимоненко Е.А., Язиков Е.Г. Динамика элементного состава снегового покрова на территории северо-восточной зоны влияния Томск-Северской промышленной агломерации // Оптика атмосферы и океана. 2014. № 6. С. 491–495.
21. Таловская А.В., Язиков Е.Г., Филимоненко Е.А. Оценка загрязнения атмосферного воздуха урбанизированных районов Томской области по данным изучения снегового покрова // Геоэкология. 2014. № 5. С. 408–417.
22. Ташилова А.А. Алгоритм исследования эффекта вулканического охлаждения на фоне глобального потепления // Модели мышления и интеграция информационно-управляющих систем (ММИИУС-2018). Матер. второй Междунар. научной конф., посв. 25-летнему юбилею Кабардино-Балкарского научного центра Российской академии наук. Нальчик: КБНЦ РАН, 2018.
23. Черняева Л.Е. Химический состав атмосферных выпадений (Урал и Уральский район) / Л.Е. Черняева, А.М. Черняев, А.К. Могиленских. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 178 с.
24. Филимоненко Е.А., Таловская А.В., Язиков Е.Г., Чумак Ю.В., Ильенок С.С. Минерально-вещественный состав пылевых атмосферных выпадений в зонах воздействия промышленных предприятий г. Томска // Минералогия техногенеза. 2013. № 14. С. 191–202.
25. Шевченко В.П., Лисицын А.П., Полякова Е.И., Детлеф Д., Серова В.В., Штайн Р. Распределение и состав осадочного материала в снежном покрове дрейфующих льдов Арктики (пролив Фрама) // Доклады Академии наук. 2002. Т. 383. № 3. С. 385– 389.
26. Шевченко В.П., Лисицын А.П., Штайн Р., Горюнова Н.В. и др. Распределение и состав нерастворимых частиц в снеге Арктики // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 75. С. 106–118.
27. Янченко Н.И., Баранов А.Н., Чебыкин Е.П., Колесников С.С., Воднева Е.Н. Особенности и факторы, влияющие на распределение металлов, редкоземельных элементов, углерода и фтора в фильтрате и в твердом осадке снежного покрова города Братска // Вестник ИрГТУ. 2013. № 10 (81). С. 141–148.
28. Akba O., Kilinc E., Aydin I., Erdogan S., Aydin F., Duz M.Z., Hamamci C. Major and trace element contamination of short-term snow cover during and after a dust storm and analysis by ICP-OES // Atom. Spectros. 2013. № 34. P. 48–52.
29. Lezhenin A.A., Yaroslavtseva T.V., Raputa V.F. Monitoring of aerosol pollution of snow cover with ground based observation data and satellite information // J. Sib. Fed. Univ. Eng. technol., 2016, 9 (7), 950–959. https://doi.org/10.17516/1999-494X-2016-9-7-950-959
30. Li Z.X. and 10 others. The evolution and environmental significance of glaciochemistry during the ablation period in the north of Tibetan Plateau, China // Quat. Int., 2015. 374, 93–109. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2014.06.071
31. Pankratov F. Long-term continuous monitoring of GEM in the ambient air on the Russian Arctic. Impact of the Eyjafjallajokull and Grimsvotn volcanic eruptions in Iceland / F. Pankratov, A. Mahura, O. Katz, A. Konoplev // Synopsis and Poster, Boundary Layers in High Latitudes: Physical and Chemical Processes Including Atmosphere-Ice Chemical Interactions (AICI). European Geosciences Union General Assembly 2012. Vienna, Austria, April 22–27, 2012. V. 14. https://doi.org/10.5194/acp-2018-1228.
32. Wu G., Li P., Zhang X., Zhang Ch. Using a geochemical method of dissolved and insoluble fractions to characterize surface snow melting and major element elution // Journal of Glaciology. 2018. 64 (248). P. 1003–1013. https://doi.org/10.1017/jog.2018.87
33. Xue H., Chen W., Li M., Liu B., Li G., Han X. Assessment of major ions and trace elements in snow: A case study across northeastern China, 2017-2018 // Chemosphere. 2020. V. 251. P. 1–7.
34. Zhang N.N. and 5 others. Preliminary study of transformation of snow to ice and ion elution during ablation period at a typical temperate glacier region // J. Glaciol. Geocryol., 2010. 32 (3). P. 505–513 (in Chinese).
35. Zhang C.L. and 7 others. Distribution of major elements between the dissolved and insoluble fractions in surface snow at Urumqi Glacier No. 1, Eastern Tien Shan // Atmos. Res., 2013. № 132–133. P. 299–308. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2013.05.009