Окраина болотного массива в Северной тайге

Процесс пробоотбора

Высокая пойма реки Обь

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, 21 марта 2023 (minobrnauki.gov.ru)

Ученые обнаружили, что весной, вместе с тающим снегом, в речной сток Оби попадает большое количество свинца, меди, кадмия, цезия, цинка, хрома, селена, сурьмы и кобальта. Результаты исследования позволят оценивать состояние реки и своевременно отслеживать в ней повышение концентрации тяжелых металлов. Работа выполнена сотрудниками подведомственных Минобрнауки России Томского государственного университета (ТГУ) и Института океанологии (ИО) имени П. П. Ширшова РАН.

Снежный покров часто используется как показатель загрязненности атмосферы. До наступления весеннего снеготаяния химические вещества консервируются в нем, что позволяет точнее оценивать уровень загрязненности территории, с которой пробы снега были собраны. Основные источники загрязнения снега — это антигололедные средства и выбросы автотранспорта, промышленности и энергетики.

Проведенный исследователями анализ химического состава проб снега, лежащего в пределах водосборного бассейна Оби, показал, что содержащиеся в нем высокие концентрации многих элементов, включая тяжелые металлы, могут влиять на состав речного стока в период оттепели.

«В частности, выяснилось, что более половины кадмия, цинка, свинца, цезия и сурьмы в речном стоке может быть обеспечено таянием снега. При этом в снегу отмечается довольно высокое содержание коллоидных форм (мельчайших частиц) элементов, которое может составлять от 30 до 80 процентов. Среди них сульфаты железа, ванадила, алюминия, цезия, сурьмы, иттрия, циркония, свинца и меди — вредные для окружающей среды и человека», — говорит сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ Иван Крицков.

Кроме того, исследование проб, отобранных неподалеку от крупных промышленных предприятий и в зоне присутствия факельных хозяйств нефтегазодобывающих компаний, выявило высокую концентрацию цинка, кобальта, кадмия, никеля.

«Ряд микроэлементов-загрязнителей — хром, никель, цинк, кадмий — продемонстрировали существенную связь, ярко выраженную на первых 20 километрах от локального источника загрязнения. Некоторые элементы — фосфор, магний, цинк и барий — тоже показали увеличение их концентраций в коллоидной фракции (мельчайших частицах почвы) вблизи очагов загрязнения, возможно, отражая поступление из промышленных центров и факелов сжигания попутного газа. Среди локальных источников загрязнения — также крупные города и автомобильные дороги с высоким трафиком движения», — говорит заместитель директора ИО РАН Владимир Шевченко.

Ученые отмечают, что на севере исследуемой территории концентрация железа, марганца, оксида углерода, никеля и кадмия в талом снеге значительно ниже. По их мнению, это связано с более низкой плотностью населения и меньшим количеством промышленных предприятий относительно южных регионов.

Данные о химическом составе снега важны с точки зрения миграции элементов, понимания их переноса с водами Оби в Карское море и Северный Ледовитый океан. Например, в исследовании впервые продемонстрировано недооцененное ранее значение коллоидных форм токсикантов и геохимических элементов в снеговой воде и их вклад в общий речной сток. Так, раньше ученые думали, что концентрация веществ, поступающих с реки при таянии снега, незначительна, но она оказалась намного серьезнее.

По словам ученых, это первые фактические данные, полученные для самой протяженной реки России. Их наличие позволит вести мониторинг (раньше сравнивать было не с чем) и оценивать состояние реки, являющейся очень важной экосистемой. Кроме того, вдоль Оби много населенных пунктов, люди питаются рыбой, пойманной в реке. Благодаря исследованиям, которые специалисты намерены продолжать, можно будет своевременно заметить изменения в элементном составе воды, например повышение концентрации каких-то тяжелых металлов, и принимать меры. Общая протяженность маршрута исследований составила 2800 километров.

В ближайших планах научного коллектива узнать, какой вклад атмосферные осадки вносят в миграцию микро- и макроэлементов, осуществляемую континентальными водами. Для этого они будут изучать не только снеговую, но и дождевую воду.

Результаты работы опубликованы в одном из международных научных изданий.

Krickov I.V., Lim A.G., Vorobyev S.N., Shevchenko V.P.,Pokrovsky O.S. Colloidal associations of major and trace elements in the snow pack across a 2800-km south-north gradient of western Siberia // Chemical Geology. 2022, Volume 610, 5, 121090  DOI:10.1016/j.chemgeo.2022.121090