%0 
%A Стоянова, В. И.
%A Кондратов, Н. А.
%T Анализ содержания сульфат-ионов в снежном покрове г. Архангельска В 2021 - 2022 гг
%D 2023
%X Введение Изучение закисления (содержания сульфат-ионов) представляет актуальное направление исследований в экологии, химии окружающей среды, гидрометеорологии. Решение этого вопроса позволяет определить степень влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду арктического региона, принять меря к снижению загрязнения, внести в клад в повышение качества жизни местного населения. На данный момент мы располагаем ограниченной информацией по вопросу закисления Арктической зоны РФ (далее - АЗРФ). Данные Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РФ (Росгидромет) не позволяют сформировать целостную картину закисления воды и почв на данных территориях. Различные оценки состояния различны и обусловлены использованием различных подходов и методов исследования. Целью исследования является анализ содержания сульфат-ионов в снежном покрове г. Архангельска в 2021 - 2022 гг. Объекты и методы В соответствии с Указами Президента РФ 2014 - 2019 гг. к сухопутным территориям АЗРФ отнесены полностью Мурманская область, Ненецкий, Чукотский и Ямало-Ненецкий автономные округа, муниципальные образования Республики Коми, Республики Карелия, Республики Саха (Якутия), Архангельской области и Красноярского края. Арктика выполняет несколько глобальных функций в общемировой экосистеме и мировом хозяйстве, а именно: - играет важную роль в глобальных процессах, которые определяют климат планеты; - концентрирует значительные и слабоиспользуемые человеком запасы пресной воды; - является местом обитания уникальных видов растений и животных; - Северный Ледовитый океан оказывает определяющее влияние на циркуляцию воды в Мировом океане и движение воздушных масс; - в Арктике получило развитие преимущественно «тяжёлое», крупноочаговое природопользование, связанное с разработкой месторождений полезных ископаемых и их переработкой (транспортировкой). Природа Крайнего Севера и Арктики имеет высокую уязвимость. В Арктике имеет место не только выброс кислотообразующих веществ на местных предприятиях, но и трансграничный перенос загрязняющих веществ из зарубежной Европы. Главное влияние оказывает деятельность человека, а именно функционирование предприятий медно-никелевых производств в заполярных районах России (прежде всего, Кольский и Норильский центры), тепловые электростанции в урбанизированных районах [1, 2]. Среди многочисленных и актуальных проблем назовем закисление окружающей среды. Результаты и обсуждение Закисление природных сред - это снижение показателя pH, вызванное кислотными оксидами серы, азота и хлороводородом. Настоящее исследование посвящено соединениям серы. По разным данным, антропогенно-произведенные оксиды серы значительно преобладают над природными. Деятельность человека приводит к выбросам в атмосферу загрязняющих кислотообразующих веществ и газов (SO2, NO2, NO, HCl), которые конвертируются в атмосфере и экосистемах в кислоты. Основные источники попадания серы в атмосферу: - Сжигание ископаемого топлива (крупные электро- и теплоэлектростанции, а также местные котельные); - Выплавка металлов (серосодержащие руды); - Вулканическая деятельность; - Окисление продуцированного в океане диметилсульфида. Образование кислотных осадков происходит в тропосфере и стратосфере. Ядра конденсации SO2 и NOX образуются в результате возникновения сульфатных и нитратных аэрозолей. Абсорбируются газы осаждающейся влагой [3]. В зимний период на арктических территориях солнечная радиация мала, образование радикала OH в цикле серы замедляется, преобладает SO2 над SO42-. В весенне-летний период солнечная радиация усиливается, образование кислоты резко увеличивается. Таким образом, в высоких широтах кислотные осадки особо опасны в теплые периоды года и обусловлены фотохимическим механизмом. Непосредственно выпадение кислот делится на два пути: мокрое выпадение кислот и сухое осаждение газов. Наибольшее значение для Арктики имеет мокрый путь, так как этим способом кислотные соединения могут «стекать» из воздушной оболочки Земли в арктические районы, местность которых крайне удалена от антропогенных источников эмиссионных газов. Сухое осаждение происходит в условиях дефицита осадков, когда твердые и газообразные соединения адсорбируются на поверхности. В России выделяют три основных района, которые больше всех могут пострадать от закисления выпадения кислотообразующих веществ (серы и азота): Кольский, Чукотский и Норильский [2, 7]. Содержание сульфат-ионов в атмосферных осадках является косвенным показателем загрязнения атмосферы кислотными соединениями серы и может свидетельствовать об интенсивности их вклада в процесс закисления. Для определения содержания сульфат-ионов в снеге в декабре 2021 г. были отобраны образцы с 7 пробных площадей в селитебной, то есть предназначенной для расселения, проживания и работы населения, и в промышленной зонах г. Архангельска (рисунок). Выбор снега как объекта исследования обусловлен тем, что снежный покров имеет ряд свойств, делающим его удобным индикатором загрязнения сульфатами не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а в последствии почвы и воды. При формировании снежного покрова наблюдаются концентрации загрязняющих веществ на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе, из-за процессов как сухого, так и влажного осаждения. Поэтому анализ проб снега дает высокую степень надежности полученного результата, а такие методы являются более простыми в исполнении [5]. Пробоотбор осуществлялся в соответствии с Межгосударственным стандартом охраны природы [4]. Определение сульфат-ионов проводилось методом турбидиметрии и использованием гликолевого реактива. Метод основан на измерении светового поглощения суспензией сульфата бария. Находящиеся в талой воде сульфат-ионы образуют суспензию сульфата бария, которая стабилизируется гликолевым реактивом: Ba2++SO2+4 = BaSO4↓. Определение проводилось на концентрационном фотоэлектроколориметре КФК 2 по методике «РД 52.24.405-2005 Массовая концентрация сульфатов в водах. Методика выполнения измерений турбидиметрическим методом в трехкратной повторности». Полученные данные обрабатывали с использованием EXCEL. Результаты представлены в таблице. Таким образом, содержание сульфат-ионов в снеге составляет 6,5 - 12,2 мг/л. Критически высоких значений, которые позволили бы сделать вывод о сильном техногенном воздействии, не выявлено. Техногенная нагрузка на компоненты ландшафтов обусловлена деятельностью автотранспорта, Архангельской ТЭЦ. Сравнивая полученные данные с результатами ранее проведенных исследований [6] с применением этой же методики, можно предположить, что содержание сульфат-ионов в снеге снизилось. Так, в исследованиях, проведенных в 2005 - 2006 гг. среднее содержание сульфатов в снеге г. Архангельска составляло 16,8 - 20,10 мг/л. В этой работе отмечается, что на исследуемых пробных площадях содержание сульфатов имеет сходные значения. Можно предположить, что это объясняется переходом основного источника техногенной эмиссии (SO2) - Архангельской ТЭЦ - с мазута на газ. Это привело к сокращению серосодержащих выбросов в атмосферу и, как следствие, содержанию сульфатионов. Заключение Исследование содержания сульфат-ионов с целью выявления вклада серосодержащих соединений в закисление снеговых осадков в г. Архангельске в 2021 - 2022 гг. показало незначительное их влияние. Вместе с тем в условиях глобального изменения климата проведение дальнейшей работы в области изучения кислотности атмосферных осадков представляется актуальным и необходимым. Понижение рН может оказывать токсикологическое действие на живые организмы. Главным источником закисления в г. Архангельске определена антропогенная деятельность. Вместе с тем показано, что человек способен минимизировать собственное влияние на окружающую среду. Необходимо проводить регулярные наблюдения за составом атмосферных осадков, расширить количество проверяемых компонентов в пробе, чтобы была возможность комплексно оценивать их состояние. Необходимо ограничить и минимизировать выбросы кислотообразующих газов. Данная практика поможет замедлить и прекратить закисление Арктики.
%U https://rep.herzen.spb.ru/publication/819