CC BY
16
Географические науки
21
УДК 551.324.|23|
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИИ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «ПРИЭЛЬБРУСЬЕ»
Татаренко Н. В., старший преподаватель кафедры биологии, геоэкологии, и молекулярно-генетических основ живых систем,
ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова», г. Нальчик E-mail:tatarenko.nic@yandex.ru
Шагин С. И., доктор географических наук, начальник управления научных исследований и инновационной деятельности,
ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова», г. Нальчик e-mail: khiz@kbsu.ru
Машуков Х. В., начальник отдела грантов УНИИД,
ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова», г. Нальчик e-mail: khiz@kbsu.ru
В настоящей статье представлены некоторые результаты исследования химического состава снежного покрова на территории Национального парка «Приэльбрусье». Дана оценка эмиссии загрязнителей снежного покрова за счет естественных и антропогенных источников поступления на примере таких элементов, как Ni, Co, Mg, Cu. Приводятся основные источники их поступления в снежный покров в твердых осадках на южном склоне Эльбруса, ледник Гарабаши, 4000 м. над уровнем моря.
Ключевые слова: аэрозоль, микрочастицы, твердые осадки, снежный покров, фирн, лед, химический состав, высокогорье.
STUDY OF GEOCHEMICAL FEATURES OF SNOW COVER IN THE NATIONAL PARK «ELBRUS»
Tatarenko N. V., senior lecturer of the Department of Biology, Geoecology and molecular genetic foundations of living system,
FSBEI He «The Kabardino-Balkarian state university of H. M. Berbekov», city of Nalchik e-mail:tatarenko.nic@yandex.ru
Shagin S. I., doctor of geography, head of scientific research Department and innovation, FSBEI HE «The Kabardino-Balkarian state university of H. M. Berbekov», city of Nalchik E-mail: khiz@kbsu.ru
Mashukov Kh. V., research fellow, head of the Department of grants of UNIID, FSBEI HE «The Kabardino-Balkarian state university of H. M. Berbekov», city of Nalchik E-mail: khiz@kbsu.ru
This article presents some results of the study of the chemical composition of the snow cover on the territory of the national Park «Elbrus». The estimation of emissions of pollutants of snow cover due to natural and anthropogenic sources of receipt on the example of such elements as: Ni, Co, Mg, Cu is given. The main sources of their entry into the snow cover in solid precipitation on the southern slope of Elbrus, Garabashi glacier, 4000 m above sea level are given.
Key words: aerosol, microparticles, solid precipitation, snow cover, firn, ice, chemical composition, highlands.
17 • 2019 • научные известия
22
н. в. тАтАренко, с. и. шагин, х в. машуков
Актуальность исследования. На территории Кабардино-Балкарской Республики, в средне-горной и высокогорной части Центрального Кавказа, в пределах Главного и Бокового хребтов, в бассейнах рек Баксан и Малка расположен Национальный парк «Приэльбрусье».
В настоящее время Национальный парк «Приэльбрусье», является активно действующим центром развития современного туризма, альпинизма и горнолыжного спорта на территории нашей страны. Интенсивное освоение горных территорий, строительство новых баз отдыха, гостиниц, канатно-кресельных дорог, с каждым годом все больше оказывают воздействие на компоненты природной среды. Изучение факторов, приводящих к изменению состояния окружающей среды, оценка их качественного и количественного изменения приобретает особый интерес. В этом отношении особо актуальными становятся исследования высокогорных нивально-гляци-альных ландшафтов. Устойчивый химический состав компонентов природной среды ООПТ -важное условие сохранения устойчивого развития горных территорий и сохранения биоразнообразия природных экосистем. В качестве оценки за состоянием природной среды весьма эффективным способом является фоновый геохимический мониторинг снежного покрова. Это наиболее доступный способ оценки поступления поллютантов в снежный покров путем их регионального и планетарного переноса воздушными массами.
Твердые атмосферные осадки, в частности снежный покров, является важным индикатором состояния загрязнения атмосферы, оказывающим влияние на все компоненты природной ландшафтной среды.
Целью исследования является изучение загрязненности снежного покрова на территории Национального парка «Приэльбрусье» и выявление факторов его формирования.
Изучение формирования химического состава снежного покрова выступает как комплексный показатель изучения загрязнения атмосферы.
Формирования химического состава снежного покрова обуславливается взаимодействием различных факторов.
Во-первых, поступление поллютантов в снежный покров за счет естественных и антропогенных аэрозолей в атмосфере. Их перенос воздушными массами, выпадение с осадками и сухое их осаждение (седиментация).
Во-вторых, в процессе метаморфизма снежного покрова происходит изменение его первоначальных геохимических характеристик в результате таяния и замерзания, инфильтрации талой воды, испарения и конденсации водяного пара.
В-третьих, на формирования химического состава снежного покрова оказывают региональные факторы. Среди которых следует выделить учет таких факторов, как горно-долинная циркуляция, местные ветры, характер подстилающей поверхности, наличие склоновых процессов (лавины, камнепады, обвалы, ледопады), которые оказывают значительный вклад в формирование химического состава снежного покров [1].
Изучение химического состава сезонного снежного покрова открывает существенные возможности в изучении процессов самоочищения атмосферы от примесей и механизма формирования его химического состава [1, 2].
Особый интерес представляет собой изучение химического состава снежного покрова на высотах 4000 м и выше, что соответствует средней атмосфере и их фоновым концентрациям. Геохимический анализ снежного покрова высотных зон Эльбруса позволяет выявить не только региональную, но и глобальную составляющую загрязнения атмосферы.
Анализ структурно-стратиграфических и геохимических характеристик снежного покрова в зоне аккумуляции высокогорных ледников дает возможность провести химическую стратификацию в отношении основных ионов, а также выявить степень антропогенного загрязнения тяжелыми металлами.
Ранее нами проведен ряд исследований по изучению химического состава снежного покрова. В работе [3], изучен химический состав микрочастиц в снежном покрове на южном склоне Эльбруса и выявлен их вертикальный ход.
По структурно-стратиграфическим характеристикам снежно-фирновой толщи на южном склоне Эльбруса изучена взаимосвязь концентрации тяжелых металлов и мощных снегопадов за период аккумуляции 2005-2006 гг. и 2006-2007 гг. [4].
По данным авторов [5, 6] изучены параметры функции распределения концентрации ТМ во-донерастворимых частиц в твердых осадках. Определены экспериментальные и вычисленные значения аэрозольных частиц, вымытых снегом в условиях высокогорья Приэльбрусья.
исследование геохимических особенностей снежного покрова на территории национального псрка«приэльбрусье»
Химический анализ проб проводился в лаборатории ЦКП «Рентгеновская диагностика материалов» на кафедре неорганической и физической химии КБГУ. Анализ проб проводился спектральным методом, на атомно-абсорбционном спектрометре АА 6800 БЫтаЬии.
Для оценки уровня загрязненности в сезонном снежном покрове определялись следующие микро- (Ы1, Со) и макро- (Мд) элементы. Выбор таких микроэлементов, как N и Со обусловлен тем, что они в меньшей степени растворены в воде, а также относят к одним из приоритетных техногенным загрязнителей природной среды. Выбор такого макроэлемента как Мд определялся тем, что данный элемент входит в химический состав морского аэрозоля, продуктов дефляции почв и разрушения подстилающих горных пород [1].
Содержание макро- и микроэлементов в снежном покрове в исследуемом районе представлено в табл. 1.
Как видно из табл. 1, содержание тяжелых металлов (Ы1, Со) в пробах талых вод снежного покрова на южном склоне Эльбруса не обнаружено. Предел обнаружения этих металлов находится ниже предела обнаружения применяемого метода анализа на атомно-абсорбционном спектрометре АА 6800 БЫтаЬии.
Концентрация N и Со в снежном покрове не превышает ПДК вредных веществ в объеме 0,1 мг/л установленных СанПин 2.1.4.1074-01.
Рис. 1. Место отбора проб. Ледник Гарабаши (Южный склон Эльбруса, 4000 м.н.у.)
Таблица 1
Концентрация макро- и микроэлементов в снежном покрове на южном склоне Эльбруса, ледник Гарабаши, H=4000 м н. м., (сентябрь, 2019 г)
Элемент Концентрация (мг/л) ПДК СанПин 2.1.4.1074-01 (мг/л) [7] Класс опасности Показатель вредности ПДК СанПин 2.14.559-96 (мг/л) [8]
Мд* 4,98 - - с.-т. 20-85
Си 85,44 1,0 3 орг. 1,0
1\Л** - 0,1 2 с.-т 0,1
Со** - 0,1 2 с.-т -
с.-т. - санитарно-токсикологический орг. - органолептический
* Прочерк в таблице означает, что данный параметр не нормируется.
** Прочерк в таблице означает, что концентрация элемента в пробах снега не обнаружена.
результаты и их обсуждение. Исследования проводились в 2019 году. Отбор проб производился на южном склоне г. Эльбрус, ледник Гарабаши на фирновом плато на высоте 4000 метров над уровнем моря, к концу периода абляции (конец сентября) (рис. 1).
24
н. в. тАТарАнко, с. и. шагин, х в. машуков
Концентрация Мд в пробах снежного покрова составляет 4,98 мг/л. Норматив вредности концентрация Мд в питьевой воде установленного СанПин 2.1.4.1074-01 не нормируется. Однако показатель, характеризующий предельную концентрацию Мд влияющий на качество воды установленный в СанПин 2.14.559-96 (как наиболее полный), соответствует концентрации 20-80 мг/л. Следовательно, концентрация Мд определенная в пробах талых вод снега не превышает ПДК.
Повышенной концентрации отличается Си в пробах талых вод снежного покрова на южном склоне Эльбруса на уровне 4000 м над уровнем моря. Средние концентрации Си в пробах составили 85,44 мг/л. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что содержание Си в пробах в 85 раз превышает их ПДК. Высокое содержание Си в снежном покрове, по-видимому, объясняется как естественной, так и техногенной природой. Естественными источниками поступления меди в снежный покров могут быть морские аэрозоли, эоловая денудация почв и горных пород, а также вулканические аэрозоли. Именно здесь находится естественная природная аномалия многих тяжелых металлов - Тырныаузское вольфрамо-молибденовое месторождение. Не исключается и антропогенный источник поступления меди обусловленный, вероятно, антропогенной деятельностью предприятий цветной металлургии.
В долине бассейна реки Баксан находятся отвалы хвостохранилищ Тырныаузского вольфрамо-мо-либденового горно-обогатительного комбината. Техногенная пыль под воздействием горно-до-линой циркуляции разносится и оседает на горных склонах. Полученные высокие средние концентрации Си в сезонном снежном покрове требуют более подробного дальнейшего геохимического изучения генезиса и источников поступления.
В ходе исследований получены основные результаты:
1. Выявлены основные факторы формирования химического состава снежного покрова в условиях высокогорья.
2. Дана оценка эмиссии загрязнителей снежного покрова на территории Национального парка «Приэльбрусья», за счет естественных и антропогенных источников поступления на примере таких элементов, как Ы1, Со, Мд, Си.
3. Результаты химического анализа проб за 2019 год выявили повышенную концентрацию Си в сезонном снежном покрове на южном склоне Эльбруса на леднике Гарабаши (Н = 4000 м.), средняя концентрация Си в снежном покрове превышает в 85 раз разовую ПДК.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках реализации государственного задания по КБГУ (мнемокод 06 69-2017-0009).
ЛИТЕРАТУРА
1. Шагин С. И., ТатаренкоН. В., МашуковХ. В. Исследование источников формирования химического состава ледников и атмосферного аэрозоля в условиях высокогорья // Научные Известия. 2018. № 13. С. 111-115.
2. Татаренко Н. В., Керимов А. А., Керимов А. М. Концентрации тяжелых металлов в снежно-фирновой толще на леднике Гарабаши (южный склон Эльбруса) // Перспектива-2010: материалы междунар. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученных. Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2010. Т. 1. С. 355-361.
3. Татаренко Н. В., Гяургиев А. В. Высотное распределение концентраций микрочастиц в снежно-фирновой толще на южном склоне эльбруса в интервале высот 3700-5450 м н.у.м // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2012. № 5 (49). С. 68-72.
4. Керимов А. М., Татаренко Н. В., Гяургиев А. В. Взаимосвязь концентрации тяжелых металлов и мощных снегопадов по данным сезонных слоев снежно-фирновой толщи на Южном склоне Эльбруса на уровне 4000 м н.у.м // Устойчивое развитие горных территорий. 2012. № 3. (13). С. 149-152.
5. Керимов А. М., Гаев Д. С., Керимов А. А., Корчагина Е. А., Татаренко Н. В. Природные ресурсы высокогорного региона (на примере Кабардино-Балкарской Республики) // Доклады II Всероссийской научно-практической конференции Нижневартовск 4-7 декабря 2008. Человеческое измерение в региональном развитии. С. 10-12.
исследование геохимических особенностей снежного покрова на территории национального парке «приэльбрусьь
6. Керимов А. М., Татаренко Н. В., Татаренко З. М., Курашева О. А. Особенности поступления аэрозольных частиц в снежный покров путем вымывания и сухого осаждения в условиях высокогорья // Успехи современного естествознания № 4. 2018. С. 121-126. ШЬ: ЬИр$://е!1Ьгагу.гиЖет.а$р?1С=35044448 (дата обращения: 06.10.2019).
7. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения
8. СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества
