КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 18-77-10024

НазваниеИсследование геохимической трансформации урбанизированных ландшафтов в контексте современных седиментационных процессов

РуководительСелезнев Андриан Анатольевич, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук, Свердловская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 07.2018 - 06.2021  , продлен на 07.2021 - 06.2023. Карточка проекта продления (ссылка)

Конкурс№30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-705 - География почв, геохимия ландшафтов

Ключевые словаэколого-геохимические исследования, осадконакопление, современные антропогенные отложения, грязевой осадок, снегогрязевая пульпа, гранулометрия, минералы, металлы, урбанизированная среда, геохимическая трансформация

Код ГРНТИ38.63.51


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на решение научной проблемы, связанной с оценкой влияния современных экологически значимых геохимических процессов на здоровье человека. В городской среде к таким процессам относятся процессы миграции и накопления элементов, приводящие к геохимической трансформации компонентов среды. В рамках научной проблемы ставится задача выявить индикаторы комплексной геохимической трансформации городских ландшафтов и оценить ее степень в условиях возрастающей антропогенной нагрузки и меняющегося климата на территориях городов в разных природно-климатических, промышленных зонах и на территориях различающихся литогенным субстратом. В основе исследования лежит гипотеза о том, что современные антропогенные отложения, образующиеся в городских ландшафтах, отражают происходящие в окружающей среде изменения геохимических условий в результате миграции и накопления элементов. Планируется провести эколого-геохимические исследования на основе опробования современных антропогенных отложений на территориях городов: Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Тюмень, Мурманск и Челябинск. По результатам проекта будут выявлены индикаторы геохимической трансформации городских ландшафтов. Будут получены данные о механизмах образования современных антропогенных отложений на территориях городов: геохимические ассоциации тяжелых металлов и минералов в отложениях, гранулометрический состав современных антропогенных отложений, распределения металлов по гранулометрическим фракциям, геохимический фон на урбанизированных территориях. Будет проведена оценка степени комплексной геохимической трансформации городских ландшафтов. Будут определены закономерности и тенденции формирования современных экологических и геохимических условий на урбанизированных территориях, закономерности геохимической трансформации территорий городов.

Ожидаемые результаты
Ожидается получение следующих научных результатов. 1. Будут выявлены индикаторы и проведена оценка степени комплексной геохимической трансформации городских ландшафтов, располагающихся в разных природно-климатических, промышленных зонах и на территориях различающихся литогенным субстратом, в том числе: – типоморфная и антропогенная геохимические ассоциации металлов, – распределение типоморфных металлов по минеральным ассоциациям, – распределение антропогенных металлов по гранулометрическим фракциям, – геохимический фон антропогенных металлов и др. 2. Будут определены закономерности и тенденции формирования современных экологических и геохимических условий на урбанизированных территориях, закономерности геохимической трансформации территорий городов. 3. Результаты исследования позволят установить современные уровни загрязнения компонентов окружающей среды, описать динамику загрязнения территорий городов. В работе будут использованы высокоэффективные экспрессные и малозатратные методы эколого-геохимических исследований урбанизированной территории на основе опробования современных антропогенных отложений. Полученные на основе опробования современных отложений данные о состоянии окружающей среды дополнят картину перераспределения и накопления поллютантов, позволят учесть происходящие в урбанизированной среде миграционные процессы поллютантов. Результаты исследования позволят разработать рекомендации по совершенствованию системы управления состоянием окружающей среды городов с учетом закономерностей геохимической трансформации в процессе урбанизации. Результаты исследования обеспечат совершенствование известных методов эколого-геохимических исследований городских ландшафтов. Результаты исследования позволят решать принципиально новые задачи, связанные с оценкой, прогнозом формирования геохимических условий и определять вклад различных источников загрязнения на урбанизированной территории. Знание механизмов формирования и экологической роли современных антропогенных отложений на плотно населенных территориях позволит усовершенствовать методики для оценки экологического риска для населения.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В первый год выполнения проекта проводился отбор проб современных отложений, почвы, снега, снегогрязевой пульпы в городах Нижний Новгород, Ростов-на-Дону и Тюмень. В городах проводилось ландшафтное описание кварталов с описанием условий образования поверхностного рыхлого осадка и отложений в локальных понижениях микрорельефа. Для отобранных образцов проводился гранулометрический, химический и минеральный анализ. Всего по схеме «Детальное обследование микроландшафтов» в Нижнем Новгороде и Ростове-на-Дону отобрано 100 проб различных компонентов окружающей среды, 25 проб снега и снегогрязевой пульпы отобрано в г. Тюмени. На момент написания отчета для 50 проб, отобранных в жилых кварталах в Нижнем Новгороде и Ростове-на-Дону в летне-осенний сезон 2018 г. проведен гранулометрический анализ (получено 300 гранулометрических навесок). В 79 гранулометрических навесках проведено определение валовых концентраций Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Mo, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Pb, Th, U методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (1659 элементоопределений). В 94 гранулометрических навесках проведено определение минерального состава методами рентгенофазового и термического анализов (проведено 926 определений минералов и органического вещества). За первый год выполнения проекта в городах ландшафтное описание проведено в трех городах на 18 экспериментальных площадках общей площадью более 170 000 кв.м. База данных результатов ландшафтного обследования содержит 7000 описаний различных параметров на 233 ландшафтных участков. Во время обследований было сделано более 1500 фотографий. Кроме того в городах Нижний Новгород и Ростов-на-Дону проведен отбор проб компонентов окружающей среды по схеме «Изучение формирования геохимических условий урбанизированной территории на основе исследования отложений на территории города». Всего в городах отобрано 80 проб отложений в локальных понижениях микрорельефа. В них определено валовое содержание Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Mo, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Pb, Th, U методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (всего 1680 элементоопределений), уровень кислотности, содержание органического вещества. Из 80 проб в 20 пробах (по 10 проб в каждом городе) проведено определение гранулометрического состава, получено 120 гранулометрических навесок. Из них в 22 навесках определено содержание Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Mo, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Pb, Th, U методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (всего 462 элементоопределения) и в 26 навесках – минеральный состав (250 определений минералов). Из гранулометрической фракции 0,25-1 мм проб, отобранных в летне-осенний сезон 2018 г. выбраны частицы, предположительно имеющие техногенное происхождение (150 частиц из проб, отобранных в Нижнем Новгороде, и 80 частиц из проб, отобранных в Ростове-на-Дону). Для каждой частицы была получена фотография с бинокулярного микроскопа, охарактеризован методами сканирующей электронной микроскопии состав и структура отобранных частиц. Установлены закономерности распределения поллютантов в изучаемых компонентах окружающей среды в различных функциональных зонах городского микроландшафта. Максимальная доля пылевой фракции обнаружена в почве и снижается в пробах отложений пониженных участков микрорельефа и на дорогах. Минеральный состав почвы и отложений в г. Нижний Новгород представлен кварцевым песком, и минералами кислых и метасоматических пород, строительными смесями и органическим веществом. В составе поверхностных отложений обнаружены частицы антропогенного происхождения. Дифференциация минерального состава в исследованных образцах наблюдается для различных гранулометрических фракций и различных функциональных зон микроландшафта. Металлы техногенной ассоциации накапливаются в значительной степени в пылевой фракции. Концентрации свинца и цинка в пробах отложений понижений микрорельефа и на дорогах значительно ниже, чем в почве. Показано, что современные седиментационные процессы в урбанизированной среде играют значительную роль в функционировании каскадной ландшафтно-геохимической системы на селитебной территории. Седиментационные процессы участвуют в формировании потоков веществ в урбанизированной среде на всех этапах, являясь как источником загрязнения, так и транзитной и депонирующей средой. Отложения как компонент городского ландшафта выполняют геоиндикаторную функцию наряду с такими объектами как атмосферный воздух, снег, почва и другие. Получены данные о формировании современных отложений на урбанизированной территории с учетом сезонности и метеорологический условий в течение года (на основе материалов научного задела исследования, на примере г. Екатеринбурга). Установлено, что метеорологические условия отражаются на формировании стока наносов и накопления грязевого осадка в период таяния снега. Предложен метод оценки накопления современных антропогенных отложений на урбанизированной территории. В основе метода лежит свойство накопления отложений снегогрязевой пульпой в зимний период. Снегогрязевая пульпа образуется в результате перемешивания снежного покрова с поверхностными отложениями на дорогах и тротуарах. В регионах с продолжительной снежной зимой снегогрязевая пульпа представляет компонент, задерживающий сток атмосферных осадков на продолжительное время (до полугода). Метод был апробирован на территории г. Екатеринбурга на данных научного задела исследования. По результатам полученных оценок в Екатеринбурге общее количество отложений на поверхностях города составляет около 320 000 тонн (3,2 кг/м2 на жилой площади), из которых около 120 000 тонн составляют пыль. Определены закономерности и тенденции формирования эколого-геохимической ситуации и показатели изменения геохимических условий на территориях городов в разных природно-климатических, промышленных зонах и на территориях различающихся литогенным субстратом (по результатам, полученным в первый год выполнения проекта, и данным научного задела исследования). Анализ проведен на основе анализа проб отложений локальных понижений микрорельефа из семи крупных городов России: Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Тюмень, Челябинск, Нижний Тагил, Уфа и Магнитогорск. Для городов был восстановлен геохимический фон (начальные геохимические условия) содержания Pb, Zn и Cu в поверхностных отложениях. Были предложены критерии для оценки степени геохимической трансформации и ранжирования городской среды по степени загрязнения. Наиболее экологически неблагоприятные условия наблюдаются в городах: Нижний Тагил, Челябинск и Магнитогорск. Ранжирование городов по доле загрязненных проб дает высокие ранговые места городам Тюмень, Уфа, Нижний Новгород и Ростов-на-Дону, в которых по отдельным металлам загрязнено более 20 % проб. Учет начальных геохимических условий позволяет оценить величину концентрации поллютантов, обусловленную загрязнением. Наибольшее среднее загрязнение загрязненных проб Pb наблюдается в Челябинске (154 мг/кг), Cu – в Нижнем Тагиле (137 мг/кг), Zn – в Ростове-на-Дону (493 мг/кг). За первый год выполнения проекта направлено три статьи в издания, индексируемые в базах данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection) и «Скопус» (Scopus) и входящие в первый квартиль (Q1) по базе данных https://www.scimagojr.com.

 

Публикации

1. Селезнев А.А., Тетерин А.Ф., Ярмошенко И.В. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА НАНОСОВ В ПЕРИОД ВЕСЕННЕГО СНЕГОТАЯНИЯ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, - (год публикации - 2019)

2. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Киселева Д.В., Рянская А.Д., Малиновский Г.П., Гуляева Т.Я. Mineral phase composition of the surface dirt sediment in an urban environment IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, - (год публикации - 2019)

3. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П. Assessment of total amount of surface sediment in urban environment using data on solid matter content in snow-dirt sludge Environmental Processes, - (год публикации - 2019)

4. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П. Urban geochemical alteration and pollution with potentially harmful elements (PHEs) in seven Russian cities Scientific Reports, - (год публикации - 2019)

5. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Илгашева Е.О., Баглаева Е.М., Рянская А.Д., Киселева Д.В., Гуляева Т.Я. Snow-dirt sludge as an indicator of environmental and sedimentation processes in the urban environment Scientific Reports, - (год публикации - 2019)

6. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Киселева Д.В., Илгашева Е.О., Рянская А.Д., Тетерин А.Ф. Surface stormwater runoff in the formation of contemporary urban surface deposited sediments E3S Web of Conferences, - (год публикации - 2019)

7. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Киселева Д.В., Леонова Л.В., Баглаева Е.М., Илгашева Е.О. Anthropogenic Particles in Contemporary Surface Dirt Sediments in an Urban Environment Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences book series (SPEES), Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation, pp 221-227 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1007/978-3-030-00925-0_33

8. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Баглаева Е.М., Илгашева Е.О., Киселева Д.В., Рянская А.С., Рудаков М.Е. МЕТОДЫ АНАЛИЗА СОВРЕМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ Международная научная конференция к 20 летию кафедры экологической геологии СПбГУ «Экологические проблемы природо- и недропользования. Наука и образование. «ЭКОГЕОЛОГИЯ – 2018». Материалы конференции, С.268-269 (год публикации - 2018)

9. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Илгашева Е.О., Киселева Д.В., Рянская А.С., Рудаков М.Е., Назаров Е.И. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ЛАНДШАФТОВ В КОНТЕКСТЕ СОВРЕМЕННЫХ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 9-я Сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле. Материалы конференции, 2018 г., с. 545-547 (год публикации - 2018)


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Во второй год проекта проводился отбор проб современных отложений и почвы в городах: Тюмень, Челябинск и Мурманск, снега и снегогрязевой пульпы в г. Челябинске. В городах в летне-осенний и зимне-весенний сезоны проводилось ландшафтное описание кварталов с описанием условий образования рыхлого осадка и современных отложений. Всего по схеме 1 «Детальное обследование микроландшафтов» в Тюмени Челябинске и Мурманске отобрано в летне-осенний сезон 75 проб компонентов окружающей среды, в Челябинске в зимне-весенний сезон отобрано 25 проб снега и снегогрязевой пульпы. По схеме 2 «Изучение формирования геохимических условий урбанизированной территории на основе исследования отложений на территории города» в г. Мурманске отобрано 40 проб современных отложений. Для отобранных образцов проводился гранулометрический, химический и минеральный анализ. Полностью завершен гранулометрический, химический и минеральный анализы проб, отобранных в предыдущий год проекта по схеме 1. Результаты исследований в городах: Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Тюмень, Челябинск и Мурманск, – собраны в две базы данных: 1) с результатами гранулометрического, химического и минерального анализа и 2) базу данных ландшафтного обследования площадок. В первой базе данных содержится: 750 определений массы гранулометрических навесок, 11129 элементоопределений методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, 3211 определений минералов методом рентгенофазового анализа, 231 определение содержания органического вещества методом термического анализа. В базе данных ландшафтного обследования площадок в городах содержится 10222 различных параметров ландшафтных участков по 225 площадкам обследованным в городах; всего обследовано 592 ландшафтных участка. Обобщенный анализ результатов гранулометрического, химического и минерального анализов образцов грунта, поверхностного осадка и твердого материала снегогрязевой пульпы выявил взаимозависимость геохимических характеристик урбанизированной среды и их связь с каскадным строением элементарного городского микроландшафта. В ходе седиментогенеза и транспорта седимента по каскадным зонам элементарного микроландшафта (газоны дворовых пространств, проезды с различным покрытием, пониженные участки микрорельефа с покрытием и без покрытия, тротуары и проезжая часть улицы и др.) происходит изменение гранулометрического состава поверхностного осадка. Вследствие значительного антропогенного воздействия и низкого качества уборки в российских городах наблюдается преимущественное накопление пылевой фракции осадка (2-100 мкм) в пределах дворовых пространств. Наблюдается изменение минерального состава по гранулометрическим фракциям и зонам элементарного городского микроландшафта. Пылевая фракция поверхностного осадка в основном формируется за счет обогащения породами и минералами, подверженными выветриванию. Песчаная фракция (100–1000 мкм) преимущественно состоит из кварца, минерала устойчивого к выветриванию. Дополнительным фактором формирования пылевой фракции является выветривание бетонных и оштукатуренных объектов городской среды, а также строительная пыль. В отдельных случаях в российских городах продукты износа объектов инфраструктуры и строительства вносили до 30 % в общую массу пылевой фракции. Ассоциация типоморфных элементов (металлов), формирующая химический состав грунтов, поверхностного осадка, твердого материала снегогрязевой пульпы, является постоянной для всех зон городского ландшафта. При этом минеральный состав различных размерных фракций закономерно определяет соотношение содержаний типоморфных микро- и макроэлементов и общий химический состав компонентов окружающей среды различных функциональных зон. Общая ассоциация типоморфных макроэлементов демонстрирует генетическую связь поверхностного осадка, сформировавшегося в летний период, и твердого материала снегогрязевой пульпы. Содержание антропогенных микроэлементов (Pb, Zn, Cu) зависит от гранулометрической фракции и ландшафтной зоны. Антропогенная составляющая концентраций этих металлов не зависит от минерального состава. Снижение концентрации свинца и других антропогенных элементов в ряду грунт-осадок-дорожная пыль демонстрирует наличие исторического загрязнения (накопленного за несколько десятилетий) при меньшем вкладе современных источников загрязнения в крупных российских городах. Концентрация антропогенных микроэлементов в пылевой фракции в несколько раз превышает их общее содержание в грунте и поверхностном осадке. Основным источником загрязнения городского ландшафта тяжелыми металлами в современных условиях является накопленное загрязнение в поверхностном осадке в предыдущие годы, которое имеет диффузный, распределенный, неточечный характер. Основным механизмом транспорта антропогенных микроэлементов в пределах элементарного городского ландшафта является латеральная миграция на частицах осадочного материала (наносах). Анализ химического, минерального и гранулометрического состава образцов объектов городской среды, участвующих в современном седиментогенезе, с учетом ландшафтных характеристик формирования и переноса осадочного материала в городской среде позволяет установить основные факторы, влияющие на процессы геохимической трансформации урбанизированного ландшафта. К таким факторам относятся: – эрозия и физико-химическое выветривание искусственно созданных поверхностей в городской среде (асфальт, газон, участки с нарушенным покрытием, бетон, и т.д.), – сезонность, – негативное влияние автомобилизации как мощного антропогенного фактора, усиливающего транспорт рыхлого осадка между функциональными зонами ландшафта, – низкая эффективность управления качеством среды в части контроля накопления поверхностного осадка, – перераспределение накопленного и поступающего загрязнения между элементами городского ландшафта и др. Взаимозависимость геохимических характеристик урбанизированной среды связана с формированием в городском ландшафте микрокатены, которая включает сопряженные функциональные участки микроландшафта. Транспорт седиментационного материала между сопряженными участками микрокатены осуществляется как за счет природных, так и антропогенных механизмов. Автомобили значительно повышают связанность сопряженных участков, в том числе в направлениях противоположных склоновым процессам. Взаимозависимость геохимических характеристик урбанизированной среды и известный характер воздействия на среду природных и антропогенных факторов позволяют предложить некоторые индикаторы, характеризующие геохимическую трансформацию урбанизированных ландшафтов в контексте современных седиментационных процессов. Предварительно к таким индикаторам для российских городов можно отнести: – гранулометрический состав твердого материала снегогрязевой пульпы, – общий запас поверхностного осадка по гранулометрическим фракциям, – содержание свинца в различных гранулометрических фракциях и зонах микроландшафта. При изучении геохимической трансформации урбанизированных ландшафтов необходимо учитывать актуальность исследования образования и накопления осадочного материал, представленного спектром гранулометрических фракций, в том числе пылевых, как самостоятельного фактора загрязнения и снижения качества городской среды. Во второй год работы результаты проекта опубликованы в СМИ, ссылки на информационные ресурсы в сети Интернет: https://nauka.tass.ru/nauka/7839639, https://rg.ru/2020/02/26/reg-urfo/uchenye-poschitali-skolko-griazi-prihoditsia-na-zhitelia-ekaterinburga.html, https://www.gazeta.ru/science/news/2020/02/26/n_14086009.shtml, http://vedomosti-ural.ru/news/79359/, https://momenty.org/city/7621, https://indicator.ru/earth-science/rasschitat-gryaz-na-ulicakh-26-02-2020.htm, http://ural-news.net/other/2020/02/26/219950.html, https://souzveche.ru/news/50955/, https://news.ru/science/rossijskie-uchyonye-nakoplenie-gryaznogo-snega-byot-po-ekologii-gorodov/, https://www.kommersant.ru/doc/4269581. Из 13 запланированных к опубликованию за весь срок выполнения проекта опубликовано 11 статей в изданиях, индексируемых в базах данных «Сеть науки» или «Скопус» (с условием, что публикация в журналах Q1 учитывается как две), три статьи отправлены в журналы.

 

Публикации

1. ИЛГАШЕВА Е.О., РЯНСКАЯ А.Д., СЕЛЕЗНЕВ А.А., ЯРМОШЕНКО И.В., МАЛИНОВСКИЙ Г.П., КИСЕЛЕВА Д.В. МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ СОВРЕМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ГОРОДАХ В РАЗНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ, ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗОНАХ МИНЕРАЛЫ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, Номер: 10, Год: 2019, Страницы: 99-100 (год публикации - 2019)

2. ИЛГАШЕВА Е.О., СЕЛЕЗНЕВ А.А., ЯРМОШЕНКО И.В., МАЛИНОВСКИЙ Г.П., КИСЕЛЕВА Д.В. ТЕХНОГЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ В СОВРЕМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ МИНЕРАЛЫ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, Номер: 10, год: 2019, Страницы: 97-98 (год публикации - 2019)

3. Илгашева Е.О., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Селезнев А.А. ANTHROPOGENIC PARTICLES IN THE SNOW COVER IN THE AREA OF THE ICE RACE TRACK Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences, 10th Geoscience Conference for Young Scientists “Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation”, - (год публикации - 2020)

4. ИЛГАШЕВА Е.О., ЯРМОШЕНКО И.В., СЕЛЕЗНЕВ А.А., МАЛИНОВСКИЙ Г.П. ТЕХНОГЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ В СНЕГОВОМ ПОКРОВЕ ОЗЕРА БАЛТЫМ ПРОБЛЕМЫ МИНЕРАЛОГИИ, ПЕТРОГРАФИИ И МЕТАЛЛОГЕНИИ. НАУЧНЫЕ ЧТЕНИЯ ПАМЯТИ П.Н. ЧИРВИНСКОГО, Номер: 23. Год: 2020. Страницы: 73-78 (год публикации - 2020)

5. Селезнев А.А., Тетерин А.Ф. Роль распутиц в формировании поверхностного стока наносов на урбанизированной территории Теоретическая и прикладная экология, - (год публикации - 2020)

6. СЕЛЕЗНЕВ А.А., ЯРМОШЕНКО И.В., ИЛГАШЕВА Е.О., КИСЕЛЕВА Д.В., РЯНСКАЯ А.Д., МАЛИНОВСКИЙ Г.П., РУДАКОВ М.Е. ФОРМИРОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ АНТРОПОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ Г. НИЖНЕГО НОВГОРОДА) ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ: ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ, Год издания: 2019 Страницы: 64-67 (год публикации - 2019)

7. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Киселева Д.В., Рянская А.Д., Малиновский Г.П., Гуляева Т.Я. Mineral phase composition of the surface dirt sediment in an urban environment IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 317 012009 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1088/1755-1315/317/1/012009

8. СЕЛЕЗНЕВ А.А., ЯРМОШЕНКО И.В., МАЛИНОВСКИЙ Г.П. Assessment of Total Amount of Surface Sediment in Urban Environment Using Data on Solid Matter Content in Snow-Dirt Sludge Environmental Processes, Volume 6, Issue 3, pp 581–595 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1007/s40710-019-00383-w

9. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П. Urban geochemical changes and pollution with potentially harmful elements in seven Russian cities Scientific Reports, Volume 10, Issue 1, 1 December 2020, Номер статьи 1668 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1038/s41598-020-58434-4

10. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Илгашева Е.О., Баглаева Е.М., Рянская А.Д., Киселева Д.В., Гуляева Т.Я. Snow-dirt sludge as an indicator of environmental and sedimentation processes in the urban environment Scientific Reports, 9, 17241 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1038/s41598-019-53793-z

11. СЕЛЕЗНЕВ А.А., ЯРМОШЕНКО И.В., МАЛИНОВСКИЙ Г.П., КИСЕЛЕВА Д.В., ИЛГАШЕВА Е.О., РЯНСКАЯ А.Д., ТЕТЕРИН А.Ф. Surface stormwater runoff in the formation of contemporary urban surface deposited sediments E3S Web of Conferences, Volume 98, 2019, UNSP 07028 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199807028

12. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Киселева Д.В., Леонова Л.В., Баглаева Е.М., Илгашева Е.О. Anthropogenic Particles in Contemporary Surface Dirt Sediments in an Urban Environment MINERALS: STRUCTURE, PROPERTIES, METHODS OF INVESTIGATION. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG, CHAM, SWITZERLAND, Стр.: 221-227 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1007/978-3-030-00925-0_33

13. Селезнев А.А., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Рудаков М.Е., Рянская А.Д., Киселева Д.В., Гуляева Т.Я. Patterns of Forming the Urban Surface Deposited Sediments IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 362, Issue 1, 15 November 2019, Номер статьи 012062 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1088/1755-1315/362/1/012062

14. Селезнев Андриан Анатольевич, Тетерин Александр Федорович, Ярмошенко Илья Владимирович METEOROLOGICAL CONDITIONS OF SURFACE SEDIMENT RUNOFF FORMATION DURING SPRING SNOWMELT IN URBAN ENVIRONMENT BULLETIN OF THE TOMSK POLYTECHNIC UNIVERSITY-GEO ASSETS ENGINEERING, Том: 331. Выпуск: 2. Стр.: 7-16 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.18799/24131830/2020/2/2476

15. Ханфи М.Ю., Ярмошенко И.В., Селезнев А.А., Онищенко А.Д., Жуковский М.В. Development of an appropriate method for measuring gross alpha activity concentration in low-mass size-fractionated samples of sediment using solid-state nuclear track detectors JOURNAL OF RADIOANALYTICAL AND NUCLEAR CHEMISTRY, Том: 323. Выпуск: 3. Стр.: 1047-1053 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1007/s10967-020-07020-z

16. Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Баглаева Е.М., Селезнев А.А. Landscape study of sediment formation and transport in urban environment CATENA, - (год публикации - 2020)

17. - Российские ученые вычислили количество грязи на городских улицах Федеральное государственное унитарное предприятие «Информационное телеграфное агентство России (ИТАР-ТАСС)», 26 ФЕВ, 15:38 (год публикации - )

18. - Ученые посчитали, сколько грязи приходится на жителя Екатеринбурга Интернет-портал «Российской газеты», 26.02.2020, 16:14 (год публикации - )

19. - Грязный снег помог ученым оценить качество окружающей среды Газета.Ru (Gazeta.Ru), 26.02.2020, 16:10 (год публикации - )

20. - Российские ученые провели исследование екатеринбургской грязи. «На улицах города накопилось 80 000 тонн пыли, что составляет 53 килограмма на человека» Информационный социально-правовой сайт "ВЕДОМОСТИ Урал", 26.02.20 / 20:21 (год публикации - )

21. - Ученые обнаружили тонны грязи в Екатеринбурге. «На одного человека 53 кг пыли» СМИ «Моменты» № ФС77-65685, 26 февраля 2020, 19:48 (год публикации - )

22. - В России нашли способ рассчитать количество грязи на улицах города Indicator (Индикатор) № ФС 77-68389, 26 ФЕВРАЛЯ В 22:41, НАУКИ О ЗЕМЛЕ (год публикации - )

23. - Российские ученые провели исследование екатеринбургской грязи. «На улицах города накопилось 80 000 тонн пыли, что составляет 53 килограмма на человека» Лента новостей Екатеринбурга, 26.02.2020, 20:30 (год публикации - )

24. - Российские ученые подсчитали количество грязи на городских улицах Союзное Вече, 26 февраля 2020 года (год публикации - )

25. - Российские учёные: накопление грязного снега бьёт по экологии городов АНО "Информационно-аналитический центр "МедиаНьюс", 21:06, 26 февраля 2020 (год публикации - )

26. - Грязный снег помог ученым оценить качество окружающей среды. Исследование охватит десять крупнейших городов России АО «Коммерсантъ», 27.02.2020, 17:59 (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В третий год выполнения проекта завершены полевой и лабораторный этапы проекта: – проведен отбор снегогрязевой пульпы, снега в г. Мурманске, – описание ландшафтных условий образования и переноса пылегрязевого осадка в зимний период в г. Мурманске, – выполнен гранулометрический, химический и минеральный анализы отобранных проб. Составлены полные базы результатов исследования за весь период выполнения проекта. На основе полученных данных о современных антропогенных отложениях на примере крупных российских городов, располагающихся в разных природно-климатических, промышленных зонах и на территориях различающихся литогенным субстратом, получены следующие результаты. Выявлены индикаторы и проведена оценка степени комплексной геохимической трансформации городских ландшафтов, в том числе: – типоморфная геохимическая ассоциация металлов, – антропогенная ассоциация металлов, – распределение материала компонентов окружающей среды по гранулометрическим фракциям, – распределение антропогенных металлов по гранулометрическим фракциям, – минеральный состав, – распределение минерального состава по гранулометрическим фракциям, – распределение типоморфных и антропогенных металлов по минеральным ассоциациям, – техногенный материал в составе поверхностного осадка городской среды. Определены закономерности формирования материала современных антропогенных отложений на территориях городов, выявлены основные механизмы его переноса, определены его источники в городах с оценкой вклада каждого источника, проведена оценка накопления современных антропогенных отложений в городах. Образование пылегрязевого осадка в городской среде происходит в результате взаимодействия природных и антропогенных процессов. Следующие основные факторы оказывают влияние на образование осадочного материала, перенос и отложение наносов в жилых районах: низкая адаптация инфраструктуры к высокой автомобильной нагрузке, неудовлетворительная работа коммунальных служб по уборке и содержанию уличных и дворовых пространств, негативное воздействие на ландшафт в ходе строительных и земляных работ. Влияние автотранспорта на городскую среду включает механический перенос наносов, который резко увеличивает связность городского ландшафта. В городах России общее количество отложений достигает 1,7-3,4 кг/м2, из которых 0,1–0,3 кг/м2 – фракция <10 мкм. Минеральный, гранулометрический и макро- и микроэлементный состав поверхностных отложений городской среды являются взаимосвязанными характеристиками. Увеличение доли минералов с низкой устойчивостью к выветриванию приводит к увеличению мелкодисперсной гранулометрической фракции и изменению концентрации элементов типоморфной ассоциации. При сорбции антропогенных элементов на частицах мелкодисперсной фракции происходит перераспределение тяжелых металлов по гранулометрическим фракциям. Определены закономерности и тенденции формирования современных экологических и геохимических условий на урбанизированных территориях, закономерности геохимической трансформации территорий городов. Полученные результаты характеризуют поверхностные пылегрязевые отложения современной урбанизированной среды как депо тяжелых металлов антропогенного происхождения. При этом почва и грунт являются пассивной депонирующей средой, накапливающей загрязнение за продолжительный период времени. Минеральный состав демонстрирует общий генезис таких компонентов окружающей среды как грунт зеленой зоны дворов, газонов, поверхностные отложения (наносы), дорожной пыли, снегогрязевой пульпы. В большинстве городов значительный вклад в минеральный состав компонентов окружающей среды, особенно снегогрязевой пульпы, вносят продукты разрушения строительных материалов, строительная пыль. Установлены современные уровни загрязнения компонентов окружающей среды, описана динамика загрязнения территорий городов на основе опробования современных отложений. Для тяжелых металлов антропогенной ассоциации характерно более высокое накопление в мелкодисперсной фракции грунта по сравнению с соответствующими размерными фракциями поверхностного осадка и осадка на дорогах. При этом во фракциях >100 мкм не наблюдается устойчивой зависимости концентрации от типа компонента окружающей среды. Можно предполагать, что тяжелые металлы, накопленные в пылевой фракции городских грунтов, являются вторичным источником загрязнения при эрозии и выветривании поверхностного слоя грунта. В современных городах наблюдается снижение концентрации наиболее значимых с экологической точки зрения тяжелых металлов в снегогрязевой пульпе по сравнению с грунтами: для цинка 7–9 раз, для меди 2–5 раз, для свинца 6–9 раз. Такое соотношение может говорить об отсутствии значительного современного поступления цинка, меди и свинца. В то же время в отдельных городах (например, в Челябинске) можно предполагать, что такое поступление в настоящее время происходит в достаточно значимых количествах.

 

Публикации

1. Илгашева Е.О., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Селезнев А.А. Anthropogenic Particles in the Snow Cover in the Area of the Ice Race Track Votyakov S., Kiseleva D., Grokhovsky V., Shchapova Y. (eds) Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences, Pp. 79-88. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1007/978-3-030-49468-1_11

2. ИЛГАШЕВА Е.О., ЯРМОШЕНКО И.В., СЕЛЕЗНЕВ А.А., МАЛИНОВСКИЙ Г.П. СНЕГОГРЯЗЕВАЯ ПУЛЬПА КАК ИНДИКАТОР ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ МИНЕРАЛЫ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, Номер: 11. Год: 2020. Страницы: 106-107 (год публикации - 2020)

3. Селезнев А.А., Илгашева Е.О., Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П. The amount and composition of coarse technogenic material in urban surface deposited sediments (USDS) in ten Russian cities Atmosphere, - (год публикации - 2021)

4. СЕЛЕЗНЕВ А.А., ПАНКРУШИНА Е.А., МИХАЛЕВСКИЙ Г.Б., ИЛГАШЕВА Е.О. ЕСТЬ ЛИ ЧАСТИЦЫ МИКРОПЛАСТИКА В СОВРЕМЕННЫХ АНТРОПОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ГОРОДОВ РОССИИ? МИНЕРАЛЫ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, Номер: 11. Год: 2020. Страницы: 258-259. (год публикации - 2020)

5. Селезнев А.А., Тетерин А.Ф., Ярмошенко И.В. METEOROLOGICAL CONDITIONS OF SURFACE SEDIMENT RUNOFF FORMATION DURING SPRING SNOWMELT IN URBAN ENVIRONMENT BULLETIN OF THE TOMSK POLYTECHNIC UNIVERSITY-GEO ASSETS ENGINEERING, Том: 331. Выпуск: 2. Стр.: 7-16 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.18799/24131830/2020/2/2476

6. Тетерин А.Ф., Селезнев А.А. Роль распутицы в формировании поверхностного стока наносов на урбанизированной территории Известия Уральского государственного горного университета, 2020. Вып. 3(59). С. 81-89 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.21440/2307-2091-2020-3-81-89

7. Ханфи М., Ярмошенко И.В., Селезнев А.А. Gross Alpha and Gross Beta Activity Concentrations in the Dust Fractions of Urban Surface-Deposited Sediment in Russian Cities Atmosphere, - (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3390/atmos12050571

8. Ханфи М.И., Ярмошенко И.В., Селезнев А.А., Малиновский Г.П., Илгашева Е.О., Жуковский М.В. Beta radioactivity of urban surface-deposited sediment in three Russian cities ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH, Том: 27. Выпуск: 32. Стр.: 40309-40315. Специальный выпуск: SI (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1007/s11356-020-10084-9

9. Ярмошенко И.В., Малиновский Г.П., Баглаева Е.М., Селезнев А.А. Landscape study of sediment formation and transport in urban environment Atmosphere, Том: 11. Выпуск: 12. Номер статьи: 1320 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.3390/atmos11121320

10. - Вся грязь России. Ученые РАН исследовали причины ее образования в крупных городах АО «Коммерсантъ», 18.12.2020, 20:35 (год публикации - )

11. - Определены влияющие на загрязнение российских городов факторы Indicator.Ru, 21 ДЕКАБРЯ 2020 В 17:00 НАУКИ О ЗЕМЛЕ (год публикации - )

12. - Определены факторы, влияющие на скопление грязи в городах РАН, 15.12.2020 (год публикации - )

13. - Измерена радиоактивность пыли в трех российских городах Indicator.Ru, 10 мая 2021, 15:17 (год публикации - )

14. - Ученые измерили радиоактивность пыли в трех городах России Мультимедийный портал ПОИСК, 07.05.2021 (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
Результаты проекта могут быть использованы при разработке новых высокоэффективных экспрессных и малозатратных методов эколого-геохимических исследований урбанизированной территории на основе опробования современных антропогенных отложений. Результаты исследования позволят разрабатывать рекомендации по совершенствованию системы управления состоянием и качеством окружающей среды, технологии благоустройства городов с учетом закономерностей геохимической трансформации ландшафтов в процессе урбанизации. Также результаты исследования могут быть использованы муниципалитетами при планировании экологически устойчивого безопасного развития городских территорий. Результаты проекта могут быть использованы при разработке методов экологического мониторинга диффузного загрязнения городов (загрязнения от неточечных, распределенных в пространстве источников загрязнения). Результаты проекта могут быть использованы при разработке методов геохимической индикации загрязнения урбанизированных и других территорий, идентификации отдельных источников поллютантов, а также определении их вклада в загрязнение территорий. На основе результатов исследования может быть сформирован научный и технологический задел для формирования системы мониторинга загрязнения урбанизированной среды от диффузных источников, включая следующие новые знания: 1. Оценки уровней содержания поллютантов в компонентах окружающей среды городов, располагающихся в разных природно-климатических и промышленных зонах (на примере крупных городов России). 2. Распределение содержания поллютантов в компонентах окружающей среды в селитебной зоне города в теплый и холодный сезоны года. 3. Распределение содержания поллютантов в компонентах окружающей среды в селитебной зоне города на разных функциональных участках жилой зоны города (дороге, детской площадке, внутридворовых проездах, зеленых зонах и др., внутридворовых территориях и территориях прилегающих к автодорогам). 4. База данных, содержащая информацию о химическом и минеральном составе компонентов окружающей среды селитебных территорий (об их химическом и минеральном составе, свойствах) города на разных функциональных участках жилой зоны в городах, располагающихся в разных природно-климатических и промышленных зонах. 5. Индикаторы геохимической трансформации в городских ландшафтах и их свойства.