The “Dusty Haze” Effect in the Atmosphere of a Megapolis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Local anthropogenic sources of coarse aerosol (dust) in cities may cause a “dusty haze” effect in the territory adjacent to the source sites of such aerosol (construction objects, areas of reconstruction of roads and buildings), due to a sharp increase in the concentration of PM10 particles in the near-surface air. The paper analyzes two such episodes recorded in the center of Moscow in the summertime of 2021 and 2024. The variability of mass concentration and particle size distribution of dust aerosols under abnormally high atmospheric pollution (PM10 concentration above the maximum permissible concentration) have been studied. A comparison of the characteristics of urban construction dust and arid aerosol in the atmosphere of the desolate zones of Kalmykia showed similarities between them in the increased content of lithophilic elements (of natural origin). However, in the city, the concentrations of potentially toxic elements (heavy metals, metalloids, etc.) typical for urban dust are higher in aerosols from construction sources. The dusting of megalopolis atmosphere under the influence of intensive construction sources not only worsens visibility and creates uncomfortable conditions for population, but also creates great risks for the environment of the city and human health.

About the authors

D. P. Gubanova

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: gubanova@ifaran.ru
Moscow, Russia

A. S. Ginzburg

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: gubanova@ifaran.ru
Moscow, Russia

A. A. Vinogradova

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: gubanova@ifaran.ru
Moscow, Russia

O. G. Chkhetiani

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: gubanova@ifaran.ru
Moscow, Russia

V. A. Semenov

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences; Institute of Geography RAS

Email: gubanova@ifaran.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Kok J.F., Storelvmo T., Karydis V.A. et al. Mineral dust aerosol impacts on global climate and climate change // Nat. Rev. Earth Environ. 2023. V. 4. P. 71–86. https://doi.org/10.1038/s43017-022-00379-5
  2. Гинзбург А.С., Губанова Д.П., Минашкин В.М. Влияние естественных и антропогенных аэрозолей на глобальный и региональный климат // Российский химический журнал. 2008. Т. 52. № 5. С. 112‒119.
  3. Mahowald N.M., Kloster S., Engelstaedter S. et al. Observed 20th century desert dust variability: impact on climate and biogeochemistry // Atmos. Chem. Phys. 2010. V. 10. P. 10875–10893. https://doi.org/10.5194/acp-10-10875-2010
  4. Zhang X., Zhao L., Tong D.Q. et al. Systematic Review of Global Desert Dust and Associated Human Health Effects // Atmosphere. 2016. V. 7. 158. https://doi.org/10.3390/atmos7120158
  5. Ginoux P., Prospero J.M., Gil T.E. et al. Global-scale attribution of anthropogenic and natural dust sources and their emission rates based on MODIS Deep Blue aerosol products // Rev. Geophys. 2012. V. 50. RG3005. https://doi.org/10.1029/2012RG000388
  6. Ivaneev A.I., Brzhezinskiy A.S., Karandashev V.K. et al. Assessment of sources, environmental, ecological, and health risks of potentially toxic elements in urban dust of Moscow megacity, Russia // Chemosphere. 2023. V. 321. 138142. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138142
  7. Shukurov K.A., Simonenkov D.V., Nevzorov A.V. et al. CALIOP-Based Evaluation of Dust Emissions and Long-Range Transport of the Dust from the Aral−Caspian Arid Region by 3D-Source Potential Impact (3D-SPI) Method // Remote Sens. 2023. V. 15. 2819. https://doi.org/10.3390/rs15112819
  8. Shukurov K.A., Chkhetiani O.G. Probability of transport of air parcels from the arid lands in the Southern Russia to Moscow region // Proc. SPIE. 2017. 10466. https://doi.org/10.1117/12.2287932
  9. Gubanova D., Chkhetiani O., Vinogradova A. et al. Atmospheric transport of dust aerosol from arid zones to the Moscow region during fall 2020 // AIMS Geosciences. 2022. V. 8. No 2. P. 277‒302. https://doi.org/10.3934/geosci.2022017
  10. Gubanova D.P., Vinogradova A.A., Kotova E.I. Long-Range Atmospheric Transport of dust from the Caspian Sea region to the Arctic zone of the European part of Russia in December 2023 // Doklady Earth Sciences. 2024. https://doi.org/10.1134/S1028334X24602852 (in print)
  11. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Скороход А.И., Иорданский М.А. Аномальное аэрозольное загрязнение воздуха в Москве вблизи локального антропогенного источника в июле 2021 года // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2021. № 4 (382). С. 134‒148. https://doi.org/10.37162/2618-9631-2021-4-134-148
  12. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change, 2nd Еd. New York: Wiley, USA, 2006. 1232 p.
  13. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Лезина Е.А. и др. Условно-фоновый уровень аэрозольного загрязнения приземного воздуха в Москве и пригороде: сезонные вариации // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2023. Т. 59. № 6. С. 754‒773. https://doi.org/10.31857/S0002351523060056
  14. Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И. и др. Неблагоприятные для качества воздуха метеорологические факторы // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. 2014. № 351. С. 154‒172.
  15. Popovicheva O., Diapouli E., Chichaeva M. et al. Aerosol characterization and peculiarities of source apportionment in Moscow, the largest and northernmost European megacity // Science of The Total Environment. 2024. V. 918. 170315. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170315
  16. Kasimov N., Chalov S., Chubarova N. et al. Urban heat and pollution island in the Moscow megacity: Urban environmental compartments and their interactions // Urban Climate. 2024. V. 55. 101972. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2024.101972
  17. Губанова Д.П., Чхетиани О.Г., Кудерина Т.М. и др. Экспериментальные исследования аэрозолей в атмосфере семиаридных ландшафтов Калмыкии. 1. Микрофизические параметры и массовая концентрация аэрозольных частиц // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17. № 1. С. 5‒29. https://doi.org/10.21455/GPB2018.1-1
  18. Chkhetiani O.G., Vazaeva N.V., Chernokulsky A.V. et al. Analysis of Mineral Aerosol in the Surface Layer over the Caspian Lowland Desert by the Data of 12 Summer Field Campaigns in 2002–2020. Atmosphere. 2021. Т. 12. № 8 // Atmosphere. 2021. V. 12. 985. https://doi.org/10.3390/atmos12080985
  19. Vlasov D., Kosheleva N., Kasimov N. Spatial distribution and sources of potentially toxic elements in road dust and its PM10 fraction of Moscow megacity // Science of The Total Environment. 2021. V. 761. 143267. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143267
  20. Ivaneev A., Brzhezinskiy A., Karandashev V. et al. Nanoparticles of dust as an emerging contaminant in urban environments // Environ Geochem Health. 2024. V. 46. 367. https://doi.org/10.1007/s10653-024-02139-4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».