Чем мы дышим в Москве? Учёные ИФА РАН и Томского политеха исследовали состав столичного воздуха зимой

Москва — огромный мегаполис, который постоянно развивается. Строятся новые районы, дороги, промышленные объекты, что неизбежно влияет на качество воздуха, которым мы дышим. Одним из ключевых факторов загрязнения являются аэрозольные частицы, особенно пылевые. Долгое время оставалось мало сведений о том, из чего конкретно состоят эти частицы в московском воздухе и какую опасность они несут. Почему важно исследовать морфологию и состав аэрозольных частиц в атмосфере? Морфология и состав аэрозольных частиц напрямую влияют на их реакционную способность в атмосфере. Это, в свою очередь, сказывается на оптических свойствах атмосферы (как воздух рассеивает и поглощает свет), радиационном режиме (сколько солнечной энергии достигает Земли), химических процессах (как загрязняющие вещества взаимодействуют друг с другом), образовании облаков и климате Земли, а также на здоровье человека (форма и размер частиц определяют, насколько глубоко они проникают в лёгкие).

Недавно вышла статья, авторами которой являются учёные из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (ИФА РАН) и Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ). В своём исследовании они сосредоточились на изучении морфологии и минерального состава пылевых аэрозольных частиц в приземном слое атмосферы Москвы в зимний период. Исследование минерально-вещественных характеристик пылевых частиц позволило выявить и идентифицировать как природные, так и техногенные образования в составе московских аэрозолей в зимнее время. По результатам картирования поверхности фильтра с аэрозольной пробой установлено, что большая часть микроминералов в пылевых частицах аэрозолей зимой представлена кальциевыми фазами. Это может быть связано, например, с использованием реагентов на дорогах или строительной деятельностью. В меньшей степени присутствуют силикатные и алюмосиликатные частицы. Минералы и сплавы железа составляют порядка 10-15% поверхности образца. Учёные обнаружили микрочастицы, содержащие широкий спектр потенциально токсичных элементов — тяжёлых металлов и металлоидов. Эти элементы могут представлять опасность для здоровья населения. Их происхождение характеризуется как техногенное или смешанное, что подтверждается результатами синхронных исследований элементного состава аэрозолей. Выделено несколько основных групп металлосодержащих микрочастиц в приземном аэрозоле: Сульфаты: преимущественно барий (Ba), стронций (Sr). Сульфиды: железо (Fe), сурьма (Sb), свинец (Pb). Оксиды: железо (Fe), медь (Cu), мышьяк (As), кадмий (Cd), вольфрам (W), свинец (Pb). Интерметаллиды: такие как Pb-Sn-Zn, Pb-Zn, Cu-Zn, Cu-Pb, Te-Sb-Al-Bi, Fe-Ni-Cu-Sn, Fe-Cr-Ni. Самородные металлы: свинец (Pb), цинк (Zn), никель (Ni), теллур (Te), железо (Fe), цирконий (Zr), вольфрам (W).

Пылевая фракция частиц вносит основной вклад в общую массу атмосферных аэрозолей. При этом пыль, образующаяся в результате человеческой деятельности, представляет опасность для окружающей среды и здоровья населения, поскольку может содержать потенциально токсичные элементы.

— отмечает один из авторов исследования Дина Петровна Губанова, к.ф.-м.н., с.н.с. Лаборатории газовых примесей атмосферы ИФА РАН. Результаты этого исследования дополняют знания о составе воздуха в мегаполисе и могут быть использованы для более точной оценки роли аэрозольных частиц в атмосферных процессах, а также для разработки мер по улучшению качества воздуха.

Подробнее с результатами исследования можно ознакомиться в статье: Микроминеральный состав и морфология пылевых частиц приземного аэрозоля в Московском мегаполисе зимой // Д.П. Губанова, С.С. Ильенок, А.В. Таловская.