employee
Moscow, Russian Federation
Moskva, Moscow, Russian Federation
Moscow, Russian Federation
student
Moskva, Moscow, Russian Federation
UDK 50 Общие вопросы математических и естественных наук
GRNTI 87.01 Общие вопросы охраны окружающей среды и экологии человека
OKSO 05.03.06 Экология и природопользование
BBK 201 Человек и окружающая среда. Экология человека. Экология в целом. Охрана природы
TBK 6211 Химические элементы и их соединения
TBK 6362 Экология человека. Безопасность жизнедеятельности
TBK 6367 Экология и экономика природопользования
TBK 6414 Общая экология
The problem related to urban districts’ ecological and geochemical assessment due to the growth of environment’s technogenic pollution is becoming more and more important. The urban population is practically not protected from the constantly increasing exposure to toxic elements coming from solid, liquid and gaseous wastes of the city transport and manufactures located both in Moscow and in Moscow Region. Soils and snow samples on the territory of natural reserve «The Setun River’s Valley» have been analyzed with the aim of determining the contents of rare-earth elements and heavy metals by the method of inductively coupled plasma mass spectrometry. Variations in concentrations of rare-earth elements, heavy metals and indicator relationships of elements in soil samples and in snow’s solid fractions have been revealed. Has been established a chaotic distribution of rare-earth elements and heavy metals in soils, as well as a decrease of some elements’ content in snow’s solid fractions at the northeastern direction. The level of seasonal atmospheric pollution for the investigated territory has been estimated, and its possible source has been identified.
pollution, environment, heavy metals, soil samples, snow samples, natural reserve, urban territory.
1. Введение
Воздушное загрязнение городских районов имеет первостепенное значение, прежде всего потому, что твердые частицы, содержащие токсичные элементы и проникающие при дыхании непосредственно в человеческий организм, чрезвычайно вредны для здоровья. Необходимы данные об интегральном уровне атмосферного загрязнения природного осадка за определенный отрезок времени. Идеальным осадком является снег, который захватывает пылевидные частицы, как в период выпадения, так и в течение длительного времени при ветровом разносе, обладая при этом исключительно чистой фоновой матрицей. Настоящая работа посвящена рассмотрению результатов комплексного анализа содержания токсичных тяжелых металлов и индикаторных редкоземельных элементов (далее — РЗЭ) в пробах почв и снега, определенных высокочувствительным (10–9–10–12г/т) методом массспектрометрии с индуктивно связанной плазмой.
2. Методика исследования
В качестве полигона исследований выбрана особо охраняемая территория природного заказника «Долина реки Сетунь», расположенная в юго-западной части Москвы. Взяты 8 проб на различных ландшафтных участках(на разном удалении от транспортных магистралей), расположенных между Московской кольцевой автомобильной дорогой (МКАД) и Воробьевыми горами (рис. 1). Отбирали количество снега, необходимое для получения раствора объемом 0,5 литра. Отбор, пробоподготовку и анализ проб снега осуществляли по методике, описанной в [1]. Пробы почвы отбирали методом конверта [2] и массой не менее 500 г. Для перевода в пригодную для анализа форму использовали методику кислотного разложения, разработанную в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН. Элементный состав определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП МС) на приборе XIIICP-MSThermoScientific в аналитической лаборатории ИГЕМ РАН.
1. Vinokurov S. F., Tarasova N. P., Trunova A. N., Sychkova V. A. Doklad AN [AN Report]. 2017, V. 475, I. 1, pp. 76-80. (in Russian)
2. GOST 17.4.4.02-84 Okhrana prirody. Pochvy. Metody otbora i podgotovki prob dlya khimicheskogo, bakteriologicheskogo, gel’mintologicheskogo analiza [GOST 17.4.4.02-84 Protection of nature. Soil. Methods of selection and preparation of samples for chemical, bacteriological, helminthological analysis]. (in Russian)
3. Ermakov A. A., Karpova E. A., Malysheva A. G., Mikhaylova R. I., Ryzhova I. N. Monitoring khimicheskogo sostava zagryazneniy snegovogo pokrova na territorii Moskovskoy oblasti [Monitoring the chemical composition of snow cover contamination on the territory of the Moscow Region]. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 2014, I. 5, pp. 88-94. (in Russian)
4. Nesterov E. M., Zarina L. M., Piskunova M. A. Monitoring povedeniya tyazhelykh metallov v snezhnom i pochvennom pokrovakh tsentral’noy chasti Sankt-Peterburga [Monitoring of the behavior of heavy metals in the snow and soil cover of the central part of St. Petersburg]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo oblastnogo universiteta. Seriya Estestvennye nauki [Bulletin of the Moscow State Regional University. Series of Natural Sciences]. 2009, I. 1, pp. 27-34. (in Russian)
5. Babkina A. A., Zubkova A. A. Monitoring soderzhaniya tyazhelykh metallov v snezhnom pokrove pochv Tverskoy oblasti [Monitoring the content of heavy metals in the snow cover of soils of the Tver region]. Nauchnye issledovaniya: ot teorii k praktike [Scientific research: from theory to practice]. Cheboksary: TsNS «Interaktiv plyus» Publ., 2016, V. 2, I. 4 (10), pp. 99-102. (in Russian)
6. Boev V. A., Lezhnina A. A. Tyazhelye metally v snezhnom pokrove Tyumenskogo rayona Tyumenskoy oblasti [Heavy metals in the snow cover of the Tyumen region of the Tyumen region]. Vestnik Tyumenskogo gosudarstvennogo universiteta. Sotsial’no-ekonomicheskie i pravovye issledovaniya [Bulletin of the Tyumen State University. Socio-economic and legal research]. 2012, I. 7, pp. 41-48. (in Russian)
7. Stepanova N. V., Khamitova R. Ya., Petrova R. S. Otsenka zagryazneniya gorodskoy territorii po urovnyu soderzhaniya tyazhelykh metallov v snezhnom pokrove [Assessment of urban pollution by the level of heavy metals in the snow cover]. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 2003, I. 2, pp. 18-21. (in Russian)
8. Yanchenko N. I., Yaskina O. L. Osobennosti khimicheskogo sostava snezhnogo pokrova i atmosfernykh osadkov v gorode Bratske [Features of the chemical composition of the snow cover and atmospheric precipitation in the city of Bratsk]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta [Izvestiya Tomsk Polytechnic University]. 2014, I. 3, pp. 27-35. (in Russian)
9. Andrukhova T. V., Bukatyy V. I., Sutorikhin I. A. Monitoring elementnogo sostava aerozol’nykh zagryazneniy snegovogo pokrova g. Barnaula za period 2002-2011 gg. [Monitoring of elemental composition of aerosol contamination of the snow cover in Barnaul for the period of 2002-2011]. Polzunovskiy vestnik [Polzunovsky Herald]. 2011, I. 4-2, pp. 86-89. (in Russian)
10. Chagina N. B., Ayvazova E. A., Ivanchenko N. L., Varakin E. A., Sobolev N. A. Issledovanie soderzhaniya tyazhelykh metallov v snegovom pokrove g. Arkhangel’ska i otsenka ikh vliyaniya na zdorov’e naseleniya [Investigation of the heavy metal content in the snow cover in Arkhangelsk and assessment of their impact on public health]. Arctic Evironmental Research [Arctic Evironmental Research]. 2016, I. 4, pp. 57-68. (in Russian)
11. Li X, Jiahg F, Wang S, Turdi M, Zhang Z. Spatial distribution and potential sources of trace metals in insoluble particles of snow from Urumqi, China. EnvironMonitAssess. 2015. 187(1). P. 414-418.
12. Vinokurov S. F., Petrenko D. B., Sychkova V. A., Tarasova N. P. Raspredelenie redkozemel’nykh elementov v probakh snega - chuvstvitel’nyy pokazatel’ zagryazneniya okruzhayushchey sredy [Distribution of rare earth elements in snow samples is a sensitive indicator of environmental pollution]. Doklady Akademii Nauk [Reports of the Academy of Sciences]. Moscow, 2014, V. 456, I. 3, pp. 320-325. (in Russian)
13. Bau M., Dylski P. Anthropogenic Origin of Positive Gadolinium Anomalies in River Water // Earth and Planet Sci. Lett. 1996. V. 143. P. 245-255.
14. Zhang J., Liu C. Q. Major and Rare-Earth Element in Rainwater from Japan and East China Sea: Natural and Anthropogenic Sources // Chem. Geol. 2004. V. 209. P. 315-326.
15. Kulkarni P., Chellam S., Fraser M. P. Lanthanum and Lanthanides in Atmospheric Fine Particls and Its Apportionment to Refinery and Petrochemicas Operations in Houston (TX) // Atmos. Environ. 2006. V. 40. P. 508-520.
16. Lyubomirova V., Djingova R., van Elteren J. T. Fractionation of Traffic - Emitted Ce, La and Zr in Road Dusts // J. Environ. Monitoring. 2011. C. 13. P 1823-1830.
