ИСТИНА

Развитие дорожно-транспортной сети и промышленности, высокие темпы застройки в Московском мегаполисе приводят к масштабному экологическому воздействию на природные компоненты. Доминируют эмиссии от автотранспорта, в твердой фазе которых присутствуют черный углерод, опасные органические соединения, тяжелые металлы и металлоиды (ММ). Многокомпонентный состав аэрозолей и его влияние на процессы седиментации и накопления в депонирующих средах при наличии множества источников эмиссии и длительной эволюции в атмосфере под воздействием дальнего переноса создают одну из наиболее сложных проблем в современных фундаментальных исследованиях. Аккумуляция токсичных компонентов особенно велика в тонких фракциях с размером частиц менее 10 мкм (РМ10), которые негативно воздействуют на организм человека. Поэтому чрезвычайно важно проследить судьбу связанных с микрочастицами приоритетных поллютантов и оценить их накопление в компонентах городских ландшафтов. Цель данной работы – развитие технологии оценки состояния городской среды в условиях пространственно-временной изменчивости природных и антропогенных факторов и ее апробация в Московском мегаполисе на основе химического анализа микрочастиц РМ10 в системе «атмосфера–снег–дорожная пыль–почвы–поверхностные воды». В докладе обобщены результаты работ по проекту РНФ, проведенных в 2019-2022 гг. Состояние городской среды оценивается на основе сопряженного анализа микрочастиц в подсистемах с близкими характерными временами – аэрозоли и атмосферные осадки характеризуют суточную изменчивость загрязнения, снежный покров, дорожная пыль и поверхностные воды – сезонную, почвы – многолетнюю. Результаты экспериментальных исследований в пределах импактных зон г. Москвы систематизированы в виде базы данных, содержащей физико-химические показатели и массовые концентрации основных групп поллютантов в микрочастицах РМ10, выделенных из проб аэрозолей, снега, воды, дорожной пыли и почв. Измерения массовой концентрации РМ10 на Аэрозольном комплексе МГУ с последующим определением их химического состава в разные сезоны года показали, что в микрочастицах преобладают водорастворимые ионы, среди анионов – сульфаты, сопоставимая доля нитратов в эмиссиях транспорта наблюдалась в осенне-зимнее время. Сопряженный анализ микрочастиц в подсистеме «атмосфера–осадки» подтвердил существенную роль осадков в очищении атмосферы от Pb, Bi, Sb, Cd, Sn, Zn, S, Cu, Mo. Впервые идентифицированы источники, определяющие химический состав атмосферы – эмиссии транспорта, промышленности, систем отопления и пожаров вокруг Москвы. В дорожной пыли Москвы наиболее контрастные аномалии на всех типах дорог формируют Pb, Bi, Sb, Zn, W, Mo, Cu, Cd, Sn, As, фракция РМ10 является одной из важнейших фаз-носителей ММ. Исследование верхних горизонтов почв, дорожной пыли и снежного покрова в Юго-Восточном и Западном округах позволило оценить сезонную изменчивость загрязнения. Анализ трендов загрязнения почв Восточного округа в 2010-2021 гг. показал 2-кратное уменьшение накопления V, Cr, Mo, Ag, Sn, Sb, W, Bi и суммарного показателя загрязнения. Уровень загрязнения частиц дорожной пыли ММ контролируется наличием сорбционно-седиментационного, хемосорбционного, органоминерального и щелочного геохимических барьеров, уличные каньоны образуют механические барьеры. Получены данные о сезонном варьировании массовых концентраций основных компонентов микрочастиц в речных водах, которые обеспечили оценку влияния атмосферных условий на потоки загрязняющих веществ в речной сети. В зарегулированной системе р.Москвы содержание фракции PM10 и концентрации в ней ММ заметно возрастают в периоды повышенной водности, что не характерно для естественных водотоков. Воздействие мегаполиса способствует обогащению взвеси техногенными ММ.