Ученые МГУ разработали систему эколого-геохимического мониторинга города

Новую концепцию эколого-геохимического мониторинга городской среды, успешно апробированную на территории Московского мегаполиса, предложили специалисты географического факультета МГУ, 7 сентября сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на Проектный офис Десятилетия науки и технологий в России.

Используя разработанную на основе этой концепции технологию, исследователи определили уровни содержания металлов и металлоидов в системе «атмосфера — снег — дорожная пыль — почвы — поверхностные воды» для этой территории в разные сезоны года.

Результаты исследования новой технологии авторы представили в статье «Загрязнение Московского мегаполиса: мониторинг химического состава микрочастиц в системе „атмосфера — снег — дорожная пыль — почвы — поверхностные воды“», опубликованной в журнале «Метеорология и гидрология».

Бурное развитие в Московском мегаполисе дорожно-транспортной сети и многопрофильной промышленности, а также высокие темпы застройки приводят к масштабному экологическому воздействию пыли, содержащейся в воздухе, на природные компоненты среды.

В столичном воздухе преобладают частицы, образующиеся при движении автотранспорта, в которых присутствуют черный углерод, опасные органические соединения, тяжелые металлы и металлоиды.

Решение экологических проблем загрязнения воздуха в столичном мегаполисе затрудняет многокомпонентность состава аэрозолей, возникающая вследствие множественности источников эмиссии, что осложняет оценку влияния каждого компонента на процессы осаждения и накопления в системе «атмосфера — снег — дорожная пыль — почвы — поверхностные воды».

Особенно велико накопление токсичных микрочастиц размером 10 мкм и менее (РМ10), которые способны оказывать негативное воздействие на организм человека, увеличивая риск хронических и респираторных заболеваний.

Отсюда вытекает важность исследования динамики и объема накопления наиболее вредных микрочастиц загрязняющих веществ в транзитных (атмосферные аэрозоли и осадки, речные воды и взвесь) и депонирующих (дорожная пыль, снежный покров, почвы, донные отложения) средах компонентов ландшафтов города.

На территории метеообсерватории МГУ для автоматизированного мониторинга загрязняющих микрочастиц был создан Аэрозольный комплекс. Исследователи географического факультета МГУ создали методическую базу для организации системы экологического мониторинга мегаполиса на основе сопряженного анализа химического состава микрочастиц в транзитных и депонирующих средах.

Разработанная в МГУ новая технология мониторинга включает четыре этапа: полевой, химико-аналитический, покомпонентной оценки состояния окружающей среды и сопряженного анализа микрочастиц в системе «атмосфера — снег — дорожная пыль — почвы — поверхностные воды».

Руководитель проекта, профессор кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ Наталья Кошелева рассказала о проведенной работе:

«Мониторинг микрочастиц РМ10 в Московском мегаполисе обеспечил покомпонентную оценку загрязнения и распределения загрязняющих веществ в системе „атмосфера — снег — дорожная пыль — почвы — поверхностные воды“. Исследование на базе Аэрозольного комплекса МГУ химического состава и свойств микрочастиц в атмосфере показало уровни аэрозольной нагрузки. Также были выявлены эпизоды сильного загрязнения и его потенциальные источники при варьировании метеорологических условий в разные сезоны года. Полная массовая концентрация аэрозолей и компоненты их состава отражают также изменение активности населения в периоды праздников».

Проведя анализ распределения металлов и металлоидов в микрочастицах РМ10 подсистемы «снег — дорожная пыль — почвы», исследователи смогли уточнить их источники в теплый и холодный сезоны. Ими было установлено, что в микрочастицах РМ10 снега, дорожной пыли и почв одновременно накапливаются сурьма, вольфрам, висмут, олово, кадмий, медь, свинец, молибден и цинк.

Снег и дорожная пыль аккумулируют никель, ванадий и железо, а в подсистемах «снег — почвы» и «дорожная пыль — почвы» аккумулируются хром и кальций.

Изучение микрочастиц РМ10 в подсистеме «вода — взвешенные наносы — донные отложения» показало, что воздействие Московского мегаполиса приводит к значительному обогащению этих наносов техногенными металлами, такими как свинец, медь, никель и ванадий и металлоидами, и последующему их накоплению в донных отложениях ниже по течению, что приводит к ухудшению экологии водных экосистем.

«Апробация разработанной нами системы эколого-геохимического мониторинга в Московском мегаполисе показала, что она удовлетворяет современным мировым стандартам, позволяет достоверно оценить экологическую ситуацию и обосновать мероприятия по уменьшению загрязнения городских ландшафтов и создаваемого им риска здоровью населения», — заявил профессор географического факультета МГУ, академик РАН Николай Касимов.