AIR TECHNOGENIC POLLUTION OF THE WHITE SEA CATCHMENT MIRES (EXAMPLE OF THE ARKHANGELSK REGION)
DOI:
https://doi.org/10.17072/2079-7877-2021-2-135-150Keywords:
long-range atmospheric transport, aerogenic pollution, heavy metals, trajectory statistics method, Arkhangelsk region mires, environmental monitoringAbstract
The work investigated the influence of atmosphere circulation processes on the level of Arkhangelsk region mires pollution with heavy metals. The aim of the work was to study long-term patterns of air traffic (data for 20 years, from 2001 to 2020 were analysed) and to compare these data with the main Russian emission sources of heavy metals and the quantity of metals in atmosphere and on the mires surface. There were three objects of study located in Archangelsk region – Ilas bog (Primorskij region), Bol'shoj moh bog (Onezhskij region) and Trofimovskoe bog (Mezenskij region). The inverse trajectory statistics method using the HYSPLIT model was applied to study air mass patterns. Quantitative assessment of pollution was carried out for Pb, Cd, As, Zn, Ni, Cr and Cu based on official data on pollutants emissions into the atmosphere in cities and regions of the Russian Federation. Maximum heavy metal concentrations for the three mires were found to be expected in winter due to the meteorological characteristics of the season. This indicates an increase in anthropogenic pressure on the mires and related watercourses during snowmelt. It was revealed that Cu, Ni and Cr have the highest concentrations in air and surface fluxes and the quantitative distribution of elements varies between the three mires significantly. Murmansk region is the major emission source of Cu and Ni towards our objects of study. The inverse trajectory statistics method can be used both to identify pollution sources and to predict and prevent possible environmental disasters.References
Боч М.С., Мазинг В.В. Экосистемы болот СССР. СПб.: Наука, 1979. 188 с.
Виноградова А.А., Пономарева Т.Я. Источники и стоки антропогенных микроэлементов в атмосфере Арктики: тенденции изменения с 1981 по 2005 г. // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 6. С. 471–480.
Виноградова А.А. Дистанционная оценка влияния загрязнения атмосферы на удаленные территории // Геофизические процессы и биосфера. 2014. Т. 13. № 4. С. 5–20.
Виноградова А.А., Иванова Ю.А. Загрязнение воздушной среды в Центральной Карелии при дальнем переносе антропогенных примесей в атмосфере // Известия РАН. Серия географическая. 2013. № 5. С. 98–108.
Виноградова А.А., Иванова Ю.А. Тяжелые металлы в атмосфере над северным побережьем Евразии: межгодовые вариации зимой и летом // Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15. № 4. С. 5–17. doi: 10.21455/GPB2016.4-1.
Виноградова А.А., Котова Е.И. Вклады источников Европы в загрязнение свинцом и кадмием северных районов Европейской России // Живые и биокосные системы. 2018. № 23. URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-23/article-2 (дата обращения: 15.02.2021).
Виноградова А.А., Максименков Л.О., Погарский Ф.А. Атмосферный перенос антропогенных тяжелых металлов с территории Кольского полуострова на поверхность Белого и Баренцева морей // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2008. Т. 44. № 6. С. 812–821.
Виноградова А.А., Пономарева Т.Я. Атмосферный перенос антропогенных примесей в Арктические районы России (1986–2010 гг.) // Оптика атмосферы и океана. 2012. № 6. С. 475–483.
Волкова Е.М., Горелова С.В., Музафаров Е.Н. Биомониторинг антропогенного загрязнения Тульской области на основе анализа накопления тяжелых металлов в торфяных залежах болот // Известия Тульского государственного университета. 2012. Вып. 2. С. 253–263.
Вомперский С.Э., Сирин А.А., Сальников А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А. Оценка площади болотных и заболоченных лесов России // Лесоведение. 2011. № 5. С. 3–11.
Голубева Н.И., Бурцева Л.В., Матишов Г.Г., Ильин Г.В. Результаты измерений тяжелых металлов в атмосферных аэрозолях в открытых районах арктических морей в 2009–2010 гг. // Доклады Академии Наук. 2013. Т. 453. № 1. С. 72–75. doi: 10.7868/S0869565213230175.
Дубинкина Е.С. Моделирование аэрозольных полей на основе совместного анализа данных солнечной фотометрии и информации о динамике атмосферы: дис. … канд.физ.-мат. наук. Екатеринбург, 2015. 131 с.
Ежегодник выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов и регионов Российской Федерации за 2010 год / ред. А.Ю. Недре. СПб.: НИИ Атмосфера, 2011. 560 с.
Королева Ю.В. Биоиндикация атмосферных выпадений тяжелых металлов на территории Калининградской области // Вестник Российского государственного университета им. И. Канта. 2010. Вып. 7. С. 39–44.
Костарева Т.В. Учет влияния метеорологических факторов при разработке схем прогноза загрязнения воздуха в городах Пермского края // Географический вестник. 2017. № 2(41). С. 91–99. doi: 10.17072/2079-7877-2017-2-91-99.
Кузнецова И.А., Ларионов Н.С. Химический состав и сорбционные свойства торфа – основа ресурсного потенциала типичных верховых болот Северо-Запада России // Успехи современного естествознания. 2018. № 7. С. 165–170. doi: 10.17513/use.36820.
Ларионов Н.С., Боголицын К.Г., Богданов М.В., Кузнецова И.А. Характеристика сорбционных свойств верхового торфа по отношению к d- и p-металлам // Химия растительного сырья. 2008. № 4. С. 147–152.
Овсепян А.Э., Масык А.Н. Распределение и содержание ртути в почвах Иласского болотного массива Архангельской области // Болота и биосфера. Томск: ТПГУ, 2010. С. 218–222.
Орлов А.С., Пономарева Т.И., Селянина С.Б., Труфанова М.В., Парфенова Л.Н. Структура и сорбционные свойства верхового торфа при арктических территорий // Успехи современного естествознания. 2017. № 1. С. 18–22.
Пожитков Р.Ю., Московченко Д.В., Тигеев А.А. Элементный состав торфяных отложений верхового типа Пур-Тазовского междуречья // Географический вестник. 2020. № 1. С. 154–165. doi: 10.17072/2079-7877-2020-1-154-165.
Потапова Т.М., Новиков С.М. Оценка антропогенных изменение химического состава болотных вод и стока растворенных веществ с территории естественных и мелиорированных верховых болот // Вестник СПбГУ. 2006. Вып. 2. С. 85–95.
Северное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. URL: http://www.sevmeteo.ru/files/arh-nao.pdf (дата обращения: 18.03.2021).
Стародымова Д.П., Виноградова А.А., Шевченко В.П., Захарова Е.В.,Сивонен В.В., Сивонен В.П. Влияние антропогенных источников на формирование микроэлементного состава приземного аэрозоля побережья Белого моря // Успехи современного естествознания. 2016. № 11. С. 407–410.
Тарханов С.Н., Прожерина Н.А., Коновалов В.Н. Лесные экосистемы бассейна Северной Двины в условиях атмосферного загрязнения: диагностика состояния. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 333 с.
Шевченко В.П., Кузнецов О.Л., Политова Н.В., Зарецкая Н.Е., Кутенков С.А., Лисицын А.П., Покровский О.С. Поступление микроэлементов из атмосферы, зарегистрированное в природном архиве (на примере Иласского верхового болота, водосбор Белого моря) // Доклады Академии наук. 2015. Т. 465. № 5. С. 587–592.
Шевченко В.П., Лисицын А.П., Алиев Р.А., Виноградова А.А., Замбер Н.С., Кузнецов О.Л., Новигатский А.Н., Политова Н.В., Филиппов А.С. Атмосферный перенос вещества (включая экотоксиканты) в Белое море и на его водосбор // Биологические ресурсы белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. С. 633–637.
Шевченко В.П., Филиппов Д.А., Гордеев В.В., Демина Л.Л. Содержание тяжелых металлов в сфагновых мхах Вологодской области // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 4. С. 51–58.
Air Resources Laboratory. URL: https://www.ready.noaa.gov/HYSPLIT_traj.php (дата обращения: 15.02.2021).
Hansson S., Bindler R., De Vleeschouwer F. Using Peat Records as Natural Archives of Past Atmospheric Metal Deposition // Environmental Contaminants. Developments in Paleoenvironmental Research. 2015. Vol 18. Springer, Dordrecht. doi:10.1007/978-94-017-9541-8_12.
Laing J.R., Hopke P.K., Hopke E.F., Husain L., Dutkiewicz V.A., Paatero J., Viisanen Y. Long-term particle measurements in Finnish Arctic: Part I – Chemical composition and trace metal solubility // Atmospheric Environment. 2014. V. 88. P. 275–284. doi: 10.1016/j.atmosenv.2014.03.002
Schröder W., Pesch R., Hertel A., Schonrock S., Harmens H., Mills G., Ilyin I. Correlation between atmospheric deposition of Cd, Hg and Pb and their concentrations in mosses specified for ecological land classes
covering Europe // Atmospheric Pollution Research. 2013. V. 4. P. 267–274. doi: 10.5094/APR.2013.029.
Stein A.F., Draxler R.R., Rolph G.D., Stunder B.J.B., Cohen M.D., Ngan F. NOAA’s HYSPLIT Atmospheric Transport and Dispersion Modeling System // Bulletin of the American Meteorological Society. 2015. Vol. 96. P. 2059–2077. doi: 10.1175/BAMS-D-14-00110.1.
