Учёные выясняют особенности переноса тяжёлых металлов в атмосфере
11 Февраля 2021

Учёные ТГУ и Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН исследуют особенности переноса тяжелых металлов и ряда других химических элементов в аэрозолях, а также накопление данных элементов в природных архивах – снежных покровах, лишайниках, донных осадках. Новые фундаментальные знания позволят оценить масштабы переноса тяжёлых металлов в бассейн реки Оби и Карское море. Наряду с этим учёные получат информацию о питании сибирских болот, поступающем из атмосферы. Проект поддержан грантом РФФИ.

– Особенности переноса аэрозолей в атмосфере изучаются давно, но понимание принципов и механизмов этих процессов пока недостаточное, – поясняет участник проекта, директор Центра коллективного пользования «Мегапрофиль» научного управления ТГУ Сергей Воробьев. – Известно, что микрочастицы накапливают загрязняющие вещества (поллютанты), в том числе тяжелые металлы, которые могут длительное время находиться во взвешенном состоянии в атмосфере и переноситься на большие расстояния. Задача этого проекта – установить, какие химические элементы попадают воздушным путём на территорию Сибири, проследить пути их переноса, выявить закономерности: откуда поступают элементы и при каких условиях происходит их осаждение.

Чтобы получить новые данные, исследователи отбирают пробы снега, мхов, лишайников, донных отложений на территории всей Западной Сибири. Как отмечают учёные, снег является хорошим хранилищем информации об атмосфере. Кроме того, важным индикатором оценки роли атмосферного переноса тяжёлых металлов и других элементов служит элементный состав лишайников и мхов. Так, лишайники получают необходимую влагу, биогенные вещества и микроэлементы преимущественно из атмосферы. Они обладают большой площадью поверхности, что делает их естественными адсорбентами. Мхи на болотах тоже имеют атмосферное питание, поэтому элементный состав лишайников и мхов может показать степень интегрального накопления загрязняющих веществ в экосистеме в результате атмосферного переноса.

Отбор проб

Собранные образцы исследуются различными методами на базе лабораторий четырёх научных центров – Института океанологии РАН, ТГУ, МГУ и обсерватории Миди-Пиренейз (Тулуза, Франция). В список анализируемых элементов входит около 50 позиций, включая тяжелые металлы, наиболее токсичные для биоты: свинец, кадмий, ртуть, мышьяк, ванадий, кобальт, цинк и другие.

– Новая информация важна как в фундаментальном, так и в практическом плане, – говорит Сергей Воробьёв. – Например, полученные данные помогут оценить питание верховых болот. Практически все важные элементы они получают с атмосферными осадками. От питания зависит, какой будет растительность на болоте. Её состояние, в свою очередь, влияет на накопление углерода – одного из основных элементов парниковых газов. Поэтому болота, аккумулирующие углерод, выполняют «охлаждающую» функцию – изымают парниковые газы из атмосферы.

Помимо этого учёные планируют выявить возможные регионы-источники, из которых микрочастицы поступают по воздуху в районы исследования. Это позволит более полно оценить роль поставки тяжелых металлов в водосборный бассейн Оби из атмосферы, насколько высока концентрация этих элементов и влияет ли она на экосистемы.

Другой возможной точкой приложения новых фундаментальных знаний, полученных в рамках проекта РФФИ (№ 19-05-50096), может стать составление прогнозов, в том числе касающихся последствий ЧС. Как показывает мировая практика, в случаях возникновения нештатных ситуаций, сопровождаемых вредными выбросами, бывает достаточно сложно просчитать, где произойдёт выпадение токсичных веществ. Понимание механизмов переноса воздушными массами аэрозолей позволит приблизиться к более точным прогнозам.