Landscape and geochemical monitoring of atmospheric precipitation in the forest-steppe zone of European Russia (using the example of Kursk Oblast)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The results of long-term geochemical monitoring of atmospheric precipitation on the territory of the Kursk Biosphere Station (KBS) of the IG RAS are being discussed. The landscapes of KBS have the status of natural landscapes. The chemical composition of snow cover has been studied since 2013, surface aerosols since 2015, and rainfall since 2017. 2020 was chosen as the main reference year for the study of liquid precipitation, during which anthropogenic activity was reduced due to COVID-19. Mineralization and pH were measured in snow and rain waters, and the geochemical composition of precipitation and aerosols was determined using ICP-MS and ICP-AES methods. The dynamics in the geochemical composition of the snow cover is considered on the basis of the identification of a series of chemical elements, the concentrations of which in the snow of the natural landscapes of the KBS show a positive trend (increase). Concentration coefficients for aerosols and rain precipitation have been calculated to reveal the intensity of the accumulation of chemical elements. The analysis of the dynamics of the geochemical composition of rainfall was carried out on the basis of calculations of the excess coefficients for each year of study and taking into account the movement of the air masses. During the study period, an increase in the contents of Na, Ca, Ti, Cd, Ni, Zn, Pb, Cu, Sb, Co, La, Mo, Sr, Li, Sn, W, Hg, S, Ag, Bi, Cr was found in snow cover, surface aerosols, and precipitation. The range of chemical elements, which detected in atmospheric precipitation, indicates the influence of regional and transboundary air masses on the geochemical composition of this precipitation. The maximum concentrations of Ni, Pb, Li, Sn and W were observed with the predominant western moving of air masses. High concentrations of Zn, Cu and Ag are associated with southeastern atmospheric invasions. The precipitation concentrations of Cd, Ni, Zn and Pb are associated with air masses coming from the north, which indicates the role of local emission sources from Kursk enterprises in the formation of the geochemical composition of the landscapes components on the KBS. The calculation results showed that a noticeable increase in the content of chemical elements in aerosols and rains is observed in May and in August—September and is due to an increase in atmospheric dust during agricultural work. Studies of the autumn-winter period revealed increased concentrations of S and Sr, probably related to the heating period (coal), as well as long-range transport of salts and dust particles. Increased concentrations of most chemical elements in precipitation and aerosols were recorded after prolonged anticyclones, which contributed to an increase in the intensity of their accumulation in the surface atmosphere.

Sobre autores

T. Kuderina

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Email: kuderina@igras.ru
Moscow, Russia

S. Suslova

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

O. Kaidanova

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

G. Shilkrot

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. Lunin

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. Kudikov

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Баранов Д.Ю., Моисеенко Т.И., Дину М.И. Геохимические закономерности формирования атмосферных выпадений в условно фоновом районе Валдайского национального парка // Геохимия. 2020. Т. 65. № 10. С. 1–16. https://doi.org/10.31857/S0016752520100039
  2. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почве / Полное собрание трудов академика А.П. Виноградова. М., 2021. Т. 4. С. 273–275.
  3. Власов Д.В., Еремина И.Д. Влияние параметров дождей на интенсивность вымывания из атмосферы потенциально токсичных элементов в Москве // Современные тенденции и перспективы развития гидрометеорологии в России: матер. III Всерос. науч.-практич. конф. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2020. С. 380–388, https://doi.org/10.26516/978-5-9624-1874-2.2020.1-465
  4. Дериглазова Г.М., Боева Н.Н. Динамика погодных условий Курской области за последние 50 лет // Вестн. Курской гос. сельско-хоз. акад. 2020. № 7. С. 15–21.
  5. Доклад о состоянии и использовании земель в Курской области за 2020 г. Курск, 2021. 119 с.
  6. Еремина И.Д. Химический состав атмосферных осадков в Москве и тенденции его многолетних изменений // Вестн. Моск. ун-та. Серия 5. География. 2019. № 3. С. 3–10.
  7. Замотаев И.В., Кайданова О.В., Кудерина Т.М., Курбатова А.Н., Суслова С.Б., Шилькрот Г.С. Динамика загрязнения тяжелыми металлами городских ландшафтов Курской области // Геополитика и экогеодинамика регионов. Симферополь: Изд-во ФГ АОУ ВО Крымский фед. ун-т, 2014. Т. 10. № 2 (13). С. 322–327.
  8. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов / Справ.: в 6 кн. / под ред. Э.К. Буренкова. Кн. 2: Главные р-элементы. М.: Недра, 1994. 303 с.
  9. Кайданова О.В., Суслова С.Б., Кудерина Т.М., Шилькрот Г.С., Лунин В.Н. Геохимическая характеристика атмосферных осадков фоновых лесостепных ландшафтов Европейской территории России // Проблемы региональной экологии. 2024. № 5. С. 72–78. https://doi.org/10.24412/1728-323X-2024-5-72-78
  10. Кайданова О.В., Суслова С.Б., Кудерина Т.М., Замотаев И.В., Кудиков А.В. Геохимический мониторинг лесостепных ландшафтов Курской биосферной станции // Проблемы региональной экологии. 2020. № 4. С. 37–42. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2020-14037
  11. Коробка О.В., Овчаренко Е.А., Эйрих А.Н., Серых Т.Г., Дрюпина Е.Ю., Папина Т.С. Химический состав атмосферных осадков города Барнаула // Ползуновский вестн. 2014. Т. 2. № 4. С. 80–83.
  12. Кудерина Т.М., Кайданова О.В., Суслова С.Б., Лунин В.Н., Шилькрот Г.С., Кудиков А.В. Геохимический мониторинг атмосферных осадков лесостепных ландшафтов на КБС в 2020 году / Тренды современной географии и географического образования: матер. V Международ. науч.-практич. конф., посвященной 90-летию Курского гос. ун-та и десятилетию науки и технологий (Курск, 19 апреля 2024 г.) / отв. ред. И.А. Гонеев, Е.А. Батраченко. Курск: КГУ, 2024. С. 191–210.
  13. Кудерина Т.М., Лунин В.Н., Суслова С.Б. Геохимический состав атмосферных осадков лесостепных ландшафтов Курской биосферной станции // Проблемы региональной экологии. 2018. № 2. С. 78–83. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2018-12078
  14. Кудерина Т.М., Суслова С.Б., Замотаев И.В., Кайданова О.В., Шилькрот Г.С., Лунин В.Н. Атмогеохимическое состояние лесостепных ландшафтов Курской биосферной станции / Ландшафтоведение: теория, методы, ландшафтно-экологическое обеспечение природопользования и устойчивого развития: матер. XII Международ. ландшафтной конф. (Тюмень–Тобольск, 22–25 августа 2017 г.) / под ред. К.Н. Дьяконова, К.А. Мерекалова, Т.И. Харитонова. Тюмень: Изд-во ТГУ, 2017. Т. 1. С. 295–297.
  15. Лобковский В.А., Куст Г.С., Андреева О.В., Лобковская Л.Г. Пути выбора индикаторов для оценки нейтрального баланса деградации земель с учетом локальных и региональных особенностей России // Экология урбанизированных территорий. 2020. № 3. С. 75–82. https://doi.org/10.24412/1816-1863-2020-13075
  16. Лукашова О.П., Дмитрова Е.С., Богатырева М.А. Особенности снежного покрова как природная предпосылка геохимии лесостепных ландшафтов Курской области / Современные проблемы ландшафтоведения и геоэкологии: матер. VI международ. науч. конф. (к 100-летию со дня рождения профессора В.А. Дементьева) (Минск, 13–16 ноября 2018 г.) / под ред. А.Н. Витченко. Минск: БГУ, 2018. С. 209–211.
  17. НСАМ № 520-АЭС/МС, Определение элементного состава природных, питьевых, сточных и морских вод атомно-эмиссионным и масс-спектральным методами с индуктивно связанной плазмой (редакция 2017 г.).
  18. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2023 год / отв. ред. Г.М. Черногаева. М.: Росгидромет, 2024. 218 с. http://downloads.igce.ru/publications/reviews/review2023.pdf
  19. Прожорина Т.И., Нефедова Е.Г. Исследование метеорологических и химических параметров атмосферных осадков в осенне-зимний период как индикатора загрязнения воздуха г. Воронежа // Вестн. Воронеж. гос. ун-та. Серия Геогр. Геоэкология. 2013. № 1. С. 145–149.
  20. РД 52.04.186–89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы (в ред. РД 52.04.667-2005, утв. Росгидрометом). М., 2006. 532 с.
  21. Робертус Ю.В., Удачин В.Н., Рихванов Л.П., Кивацкая А.В., Любимов Р.В., Юсупов Д.В. Индикация компонентами природной среды трансграничного переноса загрязняющих веществ на территорию Горного Алтая // Изв. Томск. политехнич. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 9. С. 39–48.
  22. Рыжкова И.В. Климатические особенности 2020 года на Стрелецком участке Центрально-Черноземного заповедника / Флора и растительность Центрального Черноземья — 2021: матер. межрегион. науч. конф., посвященной 50-летию Музея природы Центрально-Черноземного гос. природ. Биосферного заповедника им. проф. В.В. Алехина (24 апреля 2021 г.) / отв. ред. О.В. Рыжков. Курск: Изд. дом ВИП, 2021. С. 194–197.
  23. Свистов П.Ф., Першина Н.А., Павлова М.Т. Атмосферные осадки: химический состав и кислотность // Природа. 2015. № 6. С. 28–36.
  24. Свистов П.Ф., Полищук А.И., Першина Н.А. Фоновый уровень состояния атмосферы по многолетним данным о химическом составе атмосферных осадков. Тр. Главной геофизич. обсерватории им. А.И. Воейкова, 2009. С. 116–142.
  25. Топчая В.Ю., Котова Е.И., Чечко В.А. Вклад трансграничного атмосферного переноса тяжелых металлов в загрязнение окружающей среды Калининградской области // Успехи современного естествознания. 2021. № 9. С. 65–69. https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37687 (дата обращения 18.05.2022).
  26. Bayramoğlu Karşi M.B., Yenı̇soy-Karakaş S., Karakaş D. Investigation of washout and rainout processes in sequential rain samples // Atmosph. Env. 2018. Vol. 190. P. 53–64.
  27. Galloway J.N., Likens G.E., Kneen W.C., Miller J.M. The composition of precipitation in remote areas of the world // J. Geophys. Res. 1982. Vol. 87 (11). P. 8771–8786.
  28. Garmo O.A., Skjelkvale B.L., De Wit H.A., Colombo L., Curtis C., Folster J., Hoffmann A., Hruška J., Hogasen T., Jeffries D.S., Keller W.B., Krám P., Majer V., Monteith D.T., Paterson A.M., Rogora M., Rzychon D., Steingruber S., Stoddard J.L., Vuorenmaa J., Worsztynowicz A. Trends in surface water chemistry in acidified areas in Europe and North America from 1990–2008 // Water Air Soil Poll. 2014. Vol. 225. № 3. P. 1–14.
  29. Gubanova D.P., Chkhetiani O.G., Kuderina T.M., Iordanskii M.A., Maksimenkov L.O., Artamonova M.S. Long-term variability of the composition of near-surface aerosol over desertified and arid zones in southern Russia // Atmos. Ocean. Opt. 2022. Vol. 35. № 6. P. 680–690. https://doi.org/10.1134/s1024856022060148
  30. Kondrat’ev I.I., Kubai B.V., Semykina G.I. Impact of transboundary and natural factors on chemical composition of precipitation in the Far East of Russia // Russ. Meteorol. Hydrol. 2013. Vol. 38. № 10. P. 681–687.
  31. Kuderina T.M., Suslova S.B., Lunin V.N., Kudikov A.V. Atmospheric Moisture as a Factor of Land Degradation Neutrality in Forest–Steppe Landscapes // Arid Ecosyst. 2020. Vol. 10. № 2. P. 156–160. https://doi.org/10.1134/s2079096120020079
  32. Pang X., Li D., Peng A. Application of rare-earth elements in the agriculture of China and its environmental behavior in soil // Env. Sci. Poll. Res. 2002. Vol. 9. № 2. P. 143–148.
  33. Park S.-M., Seo B.-K., Lee G., Kahng S.-H., Jang Y.W. Chemical composition of water soluble inorganic species in precipitation at Shihwa Basin, Korea // Atmosph. 2015. Vol. 6. P. 732–750.
  34. Sadeghi M., Petrosino P., Ladenberger A., Albanese S., Andersson M., Morris G., Lima A., De Vivo B. Team Ce, La and Y concentrations in agricultural and grazing-land soils of Europe // J. Geochem. Explor. 2013. Vol. 133. P. 202–213.
  35. 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 // Bull. Am. Meteor. Soc. 2015. Vol. 96. P. 2059–2077.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».