Ученые МГУ выяснили, как COVID-19 повлиял на московские дожди
Ученые МГУ совместно с зарубежными коллегами впервые изучили изменение физико-химических свойств, ионного состава и концентраций потенциально токсичных элементов в атмосферных осадках Москвы весной-летом 2020 г. в результате введения ограничительных мер для борьбы с распространением COVID-19. Результаты исследования, поддержанного мегагрантом Минобрнауки №075–15–2021–574 в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты», опубликованы в журнале Urban Climate.
Тема COVID-19 в последнее время была практически снята с повестки дня. Однако для ученых, изучающих проблемы окружающей среды, режимы самоизоляции, введенные в большом числе крупных городов мира, предоставили уникальную возможность оценить влияние сокращения антропогенных выбросов на состояние окружающей среды. Многочисленные работы подтвердили мнение горожан об уменьшении уровня запыленности воздуха и его загрязнения газами, о более частых встречах с певчими птицами, уменьшении 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 интенсификации 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 не ясным, изменяется ли химический состав атмосферных осадков в российских городах во время локадуна и насколько. Это важно для дальнейшего понимания того, насколько хорошо осадки могут очищать атмосферу от газообразных загрязнителей и твердых частиц при одновременном снижении антропогенного воздействия.
Ученые МГУ совместно с зарубежными коллегами впервые изучили содержание основных ионов и потенциально токсичных элементов (ПТЭ) в осадках самого высокоширотного мегаполиса мира – Москвы – до, во время и после режима самоизоляции зимой-летом 2020 года.
Исследованы две фазы осадков: нерастворенная (взвешенная), представленная твердыми частицами (диаметром крупнее 0,45 мкм), остающимися на фильтре при фильтровании пробы, и растворенная (жидкая), проходящая через фильтр. Нерастворенная фаза попадает в осадки в основном при вымывании взвешенных в подоблачном слое атмосферных частиц, в то время как 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», – рассказывает один из авторов исследования, старший научный сотрудник кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ Дмитрий Власов.
Снижение загрязнения осадков ПТЭ (на 10–99% растворенными и на 9–61% нерастворенными ПТЭ) обусловлено не только уменьшением антропогенных выбросов, но также очищением атмосферы от аэрозолей при их длительном вымывании атмосферными осадками, потому что конец мая и июнь были одними из самых дождливых за 200 лет наблюдений за осадками в Москве. В это же время адвекции воздуха в Москву из пригородов, где в апреле сжигались древесина, уголь, бытовые и сельскохозяйственные отходы во время локдауна, способствовали росту загрязнения осадков нерастворимыми P, Pb, Cd, растворимыми P, Ag, Pb, Sb, As, Cd, а также ионами хлора и калия.
Впервые для Москвы определен вклад различных источников в химический состав атмосферных осадков с помощью анализа главных компонент с последующей множественной линейной регрессией (метод PCA-MLR). Снятие ограничительных мер снизило вклад промышленных источников в содержание растворимых ПТЭ (с 38–66% до 6%) за счет увеличения вклада дорожной пыли и невыхлопных выбросов транспорта (истирание тормозных механизмов, шин), выдувания почвенных частиц, сжигания отходов и топлива, а также выбросов транспортных средств.
«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», – добавил Дмитрий Власов.
2022-2031 годы объявлены в России Десятилетием науки и технологий. Среди задач тематического Десятилетия – привлечение в сферу исследований и разработок талантливой молодежи, содействие вовлечению исследователей и разработчиков в решение важнейших задач развития общества и страны, а также повышение доступности информации о достижениях отечественных ученых и перспективах развития науки в стране.