Сотрудники Института промышленной экологии Уральского отделения РАН (Екатеринбург) усовершенствовали простой метод оценки состояния городского воздуха по составу снега. Подход, основанный на комплексном химическом анализе, позволяет точно определить, какие тяжёлые металлы и в каких количествах содержатся в атмосфере, и тем самым выявить потенциальные риски для здоровья населения.
Методика будет полезна при мониторинге экологического состояния малых городов России, особенно с развитыми горнодобывающей и металлургической отраслями. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) и правительством Свердловской области, опубликованы в журнале Geography, Environment, Sustainability.
В городах с развитой промышленностью и транспортом в воздух активно попадают загрязняющие вещества — твёрдые частицы от сжигания топлива, разрушения шин и строительных материалов, а также тяжёлые металлы. Проникая в лёгкие и накапливаясь в организме человека, они могут вызывать болезни дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Поэтому в крупных городах проводится государственный мониторинг, а в небольших населённых пунктах состояние воздуха контролируют градообразующие предприятия. Однако данные их исследований не попадают в открытый доступ, и отследить, как меняется городская среда, оказывается практически невозможно. Из-за этого сложно понять, в каких населённых пунктах нужны или в скором времени могут понадобиться меры по минимизации загрязнения воздуха.
Сотрудники ИПЭ УрО РАН (Екатеринбург) предложили определять атмосферное загрязнение в жилых районах малых и средних промышленных городов по химическому составу снега.
Качканар. Отбор проб снега. Видны следы атмосферной пыли
«За зиму в снегу накапливаются загрязняющие вещества — частицы пыли, тяжёлые металлы и так далее. Они слой за слоем оседают из воздуха по мере увеличения снежного покрова. Это особенно заметно весной, когда снег тает и обнажает все накопившиеся в нём загрязнения. Поэтому по содержанию таких загрязнителей потенциально можно оценивать состояние городского воздуха за весь холодный период года — в России в среднем за 5–6 месяцев», — поясняет руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ и правительством Свердловской области, Андриан Селезнев, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории урбанизированной среды ИПЭ УрО РАН РАН.
Исследователи протестировали такой подход в четырёх населённых пунктах Свердловской области — Качканаре, Серове, Верхней Пышме и Алапаевске. Первые три — промышленные города с развитой промышленностью. Алапаевск, где осталась только лёгкая промышленность, авторы использовали в качестве контрольного города, в котором практически нет влияния предприятий.
Отбор проб снежного покрова в частном секторе в Алапаевске
Специалисты взяли 40 образцов снега в жилых многоэтажных кварталах и частном секторе городов в марте 2024 года. К этому времени снег успел накопить в себе загрязняющие вещества за всю зиму.
Снег растопили и разделили на две части: талую воду и твёрдые частицы. Специалисты определили химический состав жидкой и твердой составляющих снега. Оказалось, что наибольшее количество загрязнителей, в первую очередь тяжелых металлов — ванадия, хрома, меди, мышьяка, цинка и других, — накапливается на твёрдых частицах.
Более того, анализ показал, что состав снега напрямую отражает то, чем «дышит» город. В Качканаре, где работают заводы по добыче и переработке железных руд, концентрации ванадия и железа в снегу оказались в 46–68 раз выше, чем в «чистом» Алапаевске.
Серов. Отбор пробы ненарушенного снега на территории жилого квартала с многоэтажной застройкой
Снег из Верхней Пышмы содержал в 41 раз больше меди, чем в Алапаевске, и в 8 раз больше мышьяка — элементов, характерных для предприятий цветной металлургии. В Серове зафиксировано значительное загрязнение хромом (в 25 раз выше, чем в Алапаевске), связанное с производством стали.
«Предложенный нами подход действительно подтвердил связь загрязнения снега с промышленной деятельностью городов. Он не требует специального оборудования и прост в реализации. Благодаря этому с его помощью можно будет регулярно отслеживать состояние атмосферы в небольших городах с развитой промышленностью по всей стране. В дальнейшем мы планируем на основе полученных результатов разработать универсальную методику экологического мониторинга жилых зон города на основе современных пылегрязевых осадков и компонентов окружающей среды, сопряженных с ними», — рассказывает Андриан Селезнев.
Ранее определили, что загрязнённость городской среды также можно оценивать по химическому составу снегогрязевой пульпы. Это смесь снега, дорожной пыли и грязи, которая накапливает тяжелые металлы и другие опасные вещества, поступающие не только из воздуха, но и с дорожных покрытий.
Источник: пресс-служба РНФ.