Геохимическая характеристика снежного покрова Тюмени

В статье изложены результаты исследований снежного покрова г. Тюмень (Западная Сибирь), отражающие его геохимические особенности за зимний период 2019–2020 гг. На территории города и прилегающих фоновых участках проведена оценка пылевой нагрузки, определены физико-химические показатели снеготалых вод, оценено содержание макро- и микроэлементов в твердофазных выпадениях и вычислены показатели имиссии. Фоновое содержание нерастворимых частиц в снеге варьировало от 4,1 до 10,9 мг/л, пылевая нагрузка составила 5,5 мг/м² в сутки и была на среднем уровне по сравнению с незагрязненными участками в Томской, Новосибирской и Омской областях. В городе отмечено значительное подщелачивание снеготалых вод (в среднем на 1,6 ед. рН), рост их минерализации и увеличение пылевой нагрузки в среднем до 20 мг/м² в сутки. Величина пылевой нагрузки варьирует от 5,4 дo 94 мг/м² в сутки. По этому показателю Тюмень уступает городам с более интенсивным промышленным производством. Повышенное содержание ионов Na⁺ и Cl^– выявлено вблизи основных автодорог, где под влиянием противогололедных реагентов гидрокарбонатно-кальциевые воды переходят в гидрокарбонатно-натриевые и хлоридно-натриевые. Подсчеты коэффициентов концентрации показали, что в ассоциацию элементов-загрязнителей в Тюмени входят Mn, Ni, Co, W, Sb, Cr, Cd, Pb и Cu. Вблизи автодорог в твердофазных выпадениях повышено содержание Ni, Co, Mn, W. Высокое содержание свинца, в 37 раз превышающее фоновый уровень, отмечено вблизи аккумуляторного завода. В зоне одноэтажной застройки повышено содержание Cd, что связано со сжиганием бытовых отходов и печным отоплением. Подсчеты показателей суммарного загрязнения и имиссии показали, что при высоком содержании металлов и металлоидов в твердофазной составляющей общий поток поллютантов невелик из-за относительно небольшой пылевой нагрузки.

1. Аэрозоли Сибири / отв. ред. К.П. Куценогий. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. 548 с. (Интеграционные проекты СО РАН; Вып. 9).

2. Боев В.А., Лежнина А.А. Тяжелые металлы в снежном покрове Тюменского района Тюменской области // Вестник Тюменского гос. Ун-та. Экология и природопользование. 2012. № 7. С. 41–48.

3. Василевич М.И., Безносиков В.А., Кондратенко Б.М. Химический состав снежного покрова на территории таежной зоны Республики Коми // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 4. С. 494–506.

4. Гарманова Т.В., Ларина Н.С. Мониторинг загрязнения снежного покрова пылеаэрозолями в городе Тюмень // Вестник Тюменского гос. Ун-та. Экология и природопользование. 2012. № 7. С. 55–62.

5. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.

6. Гайнутдинова В.В., Кравчук А.Ю., Шигабаева Г.Н. Мониторинг аэрозольного загрязнения и распределения тяжелых металлов в снежном покрове города Тюмень // Экологический мониторинг и биоразнообразие: материалы Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции. Ишим, 25–26 декабря 2018 г. / отв. ред. А.Ю. Левых; Изд-во ИПИ им. П.П. Ершова (филиал) ТюмГУ, 2018. С. 14–17.

7. Германова Т.В., Керножитская А.Ф. К вопросу экологической оценки транспортной системы на урбанизированных территориях (на примере г. Тюмень) // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16. № 1(6). C. 1713–1716.

8. Григорьев Н.А. Распределение химических элементов в верхней части континентальной коры. Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 382 с.

9. Гусейнов А.Н. Экология города Тюмени: состояние, проблемы. Тюмень: Слово, 2001. 176 с.

10. Гусейнов А.Н., Карабатов П.А., Лысова Г.В., Панфилова Л.А. Эколого-геохимический мониторинг на территории вокруг теплоэлектроцентралей г. Тюмени // Теплоэнергетика. 1997. № 12. С. 31–36.

11. Гусейнов А.Н., Могутова Л.М., Губарева Н.Н., Московченко Д.В. Нефтепродукты и 3,4-бензпирен в почвах г. Тюмени // Экология и промышленность России. 2000. № 7. С. 31–34.

12. Дорожукова С.Л. Эколого-геохимические особенности нефтегазодобывающих районов Тюменской области: автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. М., 2004. 25 с.

13. Ермолов Ю.В., Смоленцев Н.Б. Зимний фоновый сток примесей атмосферы на юго-востоке Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 1(372). С. 75–81.

14. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Власов Д.В., Терская Е.В. Геохимия снежного покрова в Восточном округе Москвы // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. Геогр. 2012. № 4. С. 14–24.

15. Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М.: АПР, 2016. 276 с.

16. 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.

17. Ларина Н.С., Куранова М.Н., Палецких Н.С. Химико-экологический мониторинг снегового покрова города Тюмени. Успехи современного естествознания. 2006. № 11. С. 38–41.

18. Литау В.В., Таловская А.В., Язиков Е.Г., Лончакова А.Д., Третьякова М.И. Оценка пылевого загрязнения атмосферы г. Омска по данным снеговой съемки // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. № 3. С. 256–259.

19. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами / Б.А. Ревич, Ю.Е. Сает, Р.С. Смирнова, Е.П. Сорокина. М.: ИМГРЭ, 1982. 112 с.

20. Московченко Д.В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: эколого-геохимический анализ Тюменской области. Новосибирск: Наука; Сиб. предприятие РАН, 1998. 112 с.

21. 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.

22. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 2. Многолетние данные. Вып. 17. Тюменская и Омская области. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. 702 с.

23. 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 // Сиб. экол. журнал. 2014. Т. 21. № 6. С. 1025–1037.

24. Петухов А.С., Кремлева Т.А., Хритохин Н.А., Петухова Г.А., Кайдунова П.И. Содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Fe, Mn, Pb, Cd) в почвах г. Тюмени // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2020. № 1. С. 127–134.

25. Рапута В.Ф., Ахматова Н.П., Ярославцева Т.В. Реконструкция поля аэрозольных выпадений примеси от совокупности источников // Оптика атмосферы и океана. 2015а. Т. 28. № 6. С. 564–568.

26. Рапута В.Ф., Леженин А.А., Ярославцева Т.В., Девятова А.Ю. Экспериментальные и численные исследования загрязнения снежного покрова г. Новосибирска в окрестностях тепловых электростанций // Известия Иркутского гос. Ун-та. Серия: Науки о Земле. 2015б. Т. 12. С. 77–93.

27. Регионы и города России: интегральная оценка экологического состояния / под ред. Н.С. Касимова. М.: ИП Филимонов М.В., 2014. 560 с.

28. Скипин Л.Н., Берсенева А.Г. Экологическая оценка урбаноземов на примере территорий города Тюмени // Аграрный вестник Урала. 2014. № 2(120). С. 71–73.

29. Сысо А.И., Артамонова В.С., Сидорова М.Ю., Ермолов Ю.В., Черевко В.С. Загрязнение атмосферы, снегового и почвенного покрова г. Новосибирска // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 8. С. 663–669.

30. 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. Т. 27. № 6. С. 491–495.

31. Таловская А.В. Геохимическая характеристика пылевых атмосферных выпадений на территории г. Томска // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23. № 6. С. 519–524.

32. Холодова М.С., Пастухов М.В., Полетаева В.И. Особенности минерально-вещественного состава твердофазных выпадений снегового покрова территории г. Свирска // Известия Сибирского отделения РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 4(57). С. 109–118.

33. Шевченко В.П., Лисицын А.П., Штайн Р., Горюнова Н.В., Клювиткин А.А., Кравчишина М.Д., Кривс М., Новигатский А.Н., Соколов В.Т., Филиппов А.С., Хаас Х. Распределение и состав нерастворимых частиц в снеге Арктики // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 1(75). С. 106–118.

34. Экогеохимия городских ландшафтов / под ред. Н.С. Касимова. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1995. 336 с.

35. Язиков Е.Г., Таловская А.В., Жорняк Л.В. Оценка эколого-геохимического состояния территории г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей и почв: монография. Томск: Изд-во Томского политех. Ун-та, 2010. 264 с.

36. Ярославцева Т.В., Рапута В.Ф. Закономерности длительного загрязнения атмосферы и снежного покрова г. Новосибирска // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. Т. 4. № 2. С. 28–33.

37. Konstantinova E., Minkina T., Sushkova S., Antonenko E., Konstantinov A. Levels, sources and toxicity assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in urban topsoils of an intensively developing Western Siberian city, Environ. Geochem. Health, 2019, DOI: 10.1007/s10653-019-00357-9.

38. Shevchenko V.P., Pokrovsky O.S., Vorobyev S.N., Krickov I.V., Manasypov R.M., Politova N.V., Kopysov S.G., Dara O.M., Auda Y., Shirokova L.S., Kolesnichenko L.G., Zemtsov V.A., Kirpotin S.N. Impact of snow deposition on major and trace element concentrations and elementary fluxes in surface waters of the Western Siberian Lowland across a 1700 km latitudinal gradient, Hydrol. Earth Syst. Sci., 2017, vol. 21, p. 5725–5746.

39. Архив погоды в Тюмени // Расписание погоды. URL: https://rt5.ru/ (дата обращения 02.08.2020).

40. Население // Тюменская область. Портал органов государственной власти. URL: https://admtyumen.ru/ogv_ru/about/cities/tyumen/population.htm/ (дата обращения 02.08.2020).