Тема пандемии в последнее время была практически снята с повестки дня. Однако режим самоизоляции, введённый в большинстве крупных городов мира, предоставил уникальную возможность оценить последствия сокращения антропогенных выбросов, влияющих на состояние окружающей среды. Учёные Московского государственного университета вместе с зарубежными коллегами впервые изучили изменение физико-химических свойств, ионного состава и концентраций потенциально токсичных элементов в атмосферных осадках Москвы весной и летом 2020 года — в период ограничительных мер для борьбы с распространением COVID-19.
Уже опубликованные научные работы подтвердили уменьшение уровня запылённости воздуха и его загрязнения газами, более частые встречи с певчими птицами, уменьшение уровня шума и светового загрязнения (особенно в центрах городов), а также другие положительные результаты локдаунов. С другой стороны, многие исследования показали усиление воздействия на окружающую среду из-за более интенсивного сжигания бытовых отходов в частном секторе, ускоренного образования озона, быстрого роста массы медицинских отходов и использованных средств личной гигиены и т. д. Однако до сих пор оставалось неясным, менялся ли химический состав атмосферных осадков в российских городах в период пандемии и насколько велики были эти изменения. Ответы на эти вопросы важны для понимания вклада осадков в очищение атмосферы от газообразных загрязнителей и твёрдых частиц при одновременном снижении антропогенного воздействия.
Москва-Сити. Фото: Яна Буракова, участница конкурса РГО "Самая красивая страна"
В работе, опубликованной в журнале Urban Climate, впервые рассматривается содержание основных ионов и потенциально токсичных элементов (ПТЭ) в осадках самого высокоширотного мегаполиса мира — Москвы — до, во время и после режима самоизоляции зимой и летом 2020 года. Исследованы две фазы осадков: нерастворённая (взвешенная), представленная твёрдыми частицами (диаметром крупнее 0,45 мкм), которые остаются на фильтре при фильтровании пробы, а также растворённая (жидкая), проходящая через фильтр.
Нерастворённая фаза попадает в осадки в основном при вымывании взвешенных в подоблачном слое атмосферных частиц. Химический состав жидкой фазы является хорошим индикатором загрязнения осадков во время их образования внутри облаков (так называемые внутриоблачные процессы вымывания).
— Наше исследование показало неоднозначность влияния локдауна на химический состав атмосферных осадков в Москве. С одной стороны, уровень загрязнения осадков уменьшился в результате снижения антропогенной активности, в первую очередь из-за резкого падения интенсивности движения транспорта на автодорогах. С другой стороны, в отдельные периоды зафиксирован рост загрязнения осадков отдельными токсичными элементами, — рассказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ Дмитрий Власов.
Снижение загрязнения осадков потенциально токсичными элементами (на 10–99% растворёнными и на 9–61% нерастворёнными ПТЭ) обусловлено не только уменьшением антропогенных выбросов, но также очищением атмосферы от аэрозолей при их длительном вымывании атмосферными осадками, поскольку конец мая и июнь 2020 года были одними из самых дождливых за 200 лет наблюдений в Москве. В это же время перемещение воздуха в столицу из пригородов, где во время локдауна в апреле сжигались древесина, уголь, бытовые и сельскохозяйственные отходы, способствовали росту загрязнения осадков нерастворимыми P, Pb, Cd, растворимыми P, Ag, Pb, Sb, As, Cd, а также ионами хлора и калия.
Впервые для Москвы определён и вклад различных источников в химический состав атмосферных осадков. Снятие ограничительных мер снизило вклад промышленных источников в содержание растворимых потенциально опасных элементов с 38–66% до 6%. Это произошло за счёт увеличения вклада дорожной пыли и невыхлопных выбросов транспорта при истирании тормозных механизмов и шин, а также выдувания почвенных частиц, сжигания отходов и топлива, выбросов транспортных средств.
Главное здание МГУ в Москве. Фото: Павел Водопьянов, участник конкурса РГО "Самая красивая страна"
— Полученные результаты выявили необходимость дальнейших исследований химического состава и свойств атмосферных осадков города в аналогичные периоды для корректного разделения влияния социальных, экономических, эмиссионных, метеорологических и физико-химических факторов на содержание и соотношение форм ПТЭ в дождях, — отметил Дмитрий Власов.
Одним из авторов работы выступил Первый Вице-президент РГО, председатель Учёного и Экспертного советов РГО, академик РАН Николай Касимов. Исследование поддержано грантом Минобрнауки в рамках реализации национального проекта "Наука и университеты".