Лёд и Снег · 2020 · Т. 60 · № 4

УДК 551.578.46 (571.56)

doi: 10.31857/S2076673420040056

Отрицательные аномалии редокс-потенциала в снежном покрове селитебных зон

(на примере г. Якутск)

Институт мерзлотоведения Сибирского отделения РАН, Якутск, Россия

vnmakarov@mpi.ysn.ru

Negative anomalies of the redox (reduction-oxidation) potential in the snow cover

of residential areas (Yakutsk as an example)

V.N. Makarov

Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Yakutsk, Russia

vnmakarov@mpi.ysn.ru

Received January 31, 2020 / Revised April 27, 2020 / Accepted June 10, 2020

Keywords: ecology, geochemistry, oxygen, redox potential, residential areas, snow cover.

Summary

One of the significant environmental factors of the environments of Northern cities is the specificity of the oxygen

regime of the atmosphere. The main air pollutants and oxygen absorbents are industrial enterprises and automobile

transport. Snow cover serves as a natural accumulator of precipitation and other fall-outs from the atmosphere and,

thus, an indicator of atmospheric pollution. The constancy of the ratio of oxygen in the atmospheric air and snow

cover allows us qualitative assessing of the change in the concentration of oxygen in the atmosphere during the cold

season by the value of the redox potential-Eh of snowmelt waters. In the second half of March 2016-2019, a geo-

chemical study of snow cover was conducted on the territory of the city of Yakutsk and its environs. In areas of the

city with a high level of air pollution, the presence of negative anomalies of the redox potential of the snow cover -

melt snow waters had been established. It was found that the greatest influence on the decrease in the Eh value of

snowmelt water is exerted by dustiness of the air, and the content of chlorides and carbonates. These negative anom-

alies of the redox potential in snowmelt waters on the territory of the city are associated with technogenic areas of

macro- and micro-components of the snow chemical composition, alkaline pH values, and dust emissions into the

atmosphere. On the territory of Yakutsk, the values of the redox potential of the snow cover decrease, on average, by

134 mV relative to the background values, while in the areas where polluting objects are located - by 200-250 mV.

Citation: Makarov V.N. Negative anomalies of the redox (reduction-oxidation) potential in the snow cover of residential areas (Yakutsk as an example). Led

i Sneg. Ice and Snow. 2020. 60 (4): 513-520. [In Russian]. doi: 10.31857/S2076673420040056.

Поступила 31 января 2020 г. / После доработки 27 апреля 2020 г. / Принята к печати 10 июня 2020 г.

Ключевые слова: геохимия, кислород, редокс-потенциал, селитебные зоны, снежный покров, экология.

Установлено формирование отрицательных аномалий редокс-потенциала в снежном покрове

селитебных зон. В талых водах снежного покрова эти аномалии чётко коррелируют с загрязни-

телями окружающей среды и могут использоваться для оценки санитарного состояния зимней

атмосферы селитебных и промышленных зон.

Введение

и азота, диоксидами серы) и взвешенными части

цами. Один из важнейших факторов для здоровья

В городской атмосфере существует много

горожан - содержание кислорода в атмосферном

факторов, негативное влияющих на здоровье че

воздухе. В привычной для нас обстановке объём

ловека: более высокая (относительно окружа

ное содержание кислорода в атмосфере составля

ющей территории) температура воздуха, загряз

ет около 21%. Как человек, так и животные чутко

нённость атмосферы газами (оксидами углерода

реагируют даже на незначительное уменьшение в

 513 

Снежный покров и снежные лавины

атмосфере кислорода: в их поведенческих реакци

ратории геохимии криолитозоны ИМЗ СО РАН

ях наблюдается ослабление жизненных функций.

(аналитики Л.Ю. Бойцова и О.В. Шепелева). Ре

Длительное пребывание организма в среде с пони

докс-потенциал измеряли электродом ЭРП-101

женным парциальным давлением кислорода вызы

на ионометрическом преобразователе И-500 (ЗАО

вает ряд приспособленческих сдвигов функций ды

КРИСМАС+). Диапазон измерений Eh - от -2000

хания, что вызывает компенсаторные перестройки

до +2000 мВ, дискретность показателей - 0,1 мВ,

организма [1, 2]. Для приполярных районов Си

абсолютная погрешность - ±0,7 мВ.

бири и Дальнего Востока существует специфика

кислородного режима атмосферы, известная как

синдром «полярного напряжения» [3] или «поляр

Описание района

ная гипоксия» [4]. Именно поэтому важно иметь

представление о концентрации кислорода в атмо-

Город Якутск расположен в среднем течении

сфере северных селитебных зон, когда ослабление

р. Лена, в широкой долине Туймаада, и протяги

жизненных функций организма, связанное с при

вается вдоль левого берега реки на 20 км. Это -

родной спецификой кислородного режима атмо-

крупнейший и старейший город в мире, лежащий

сферы, часто возрастает из-за «кислородного го

в сплошной криолитозоне. В настоящее время

лодания», вызванного техногенным воздействием.

город активно развивается. Если в 2000 г. в числен

Величина редокс-потенциала природных

ность населения составляла 195 тыс., то в 2020 г.

вод (талой снеговой воды) зависит в основном

она увеличилась до 328 тыс. Основные отрасли

от содержания в атмосферном воздухе важней

экономики, загрязняющие атмосферу на террито

шего окислителя - кислорода. Зная концентра

рии города, - жилищно-коммунальное хозяйство,

цию кислорода в зимнем атмосферном воздухе

транспорт и промышленность. Объём выбросов

селитебных и промышленных зон северных рай

загрязняющих веществ от стационарных источни

онов, а следовательно, и санитарное состояние

ков в Якутске составляет около 13 тыс. т в год, от

атмосферы, можно установить величину редокс-

транспорта - примерно 34 тыс. т в год. В северной

потенциала (окислительно-восстановительного

и южной частях города находятся промышленные,

потенциала) - Eh снежного покрова. Цель на

жилищно-коммунальные, топливно-энергетиче

стоящего исследования - изучение возможности

ские и сельскохозяйственные предприятия. Наи

использования показателей редокс-потенциала

более загрязнён воздух в северном промышленном

снежного покрова для оценки специфики кис

районе, где, помимо интенсивного движения авто

лородного режима атмосферы северного города

транспорта, значительный вклад вносят предпри

(Якутск), вызванного техногенным воздействием.

ятия теплоэнергетики и индустрии.

Планировочная структура города - радиаль

но-кольцевая. Частая сетка улиц образует значи

Методы исследования

тельное число небольших по площади кварталов

(от 2 до 8 га). Проезжая часть улиц в основном

Пробы снега для геохимических исследований

приподнята. Характер застройки - неровный:

отбирали на территории г. Якутск и в его окрест

на окраинах города это преимущественно одно-

ностях во второй половине марта 2016-2019 гг. до

и двухэтажные строения, в центральной части -

начала снеготаяния. Пробы, взятые с помощью

капитальная застройка каменными зданиями от

цилиндрического стеклянного пробоотборника

4-5 до 9-16 этажей.

(без снятия 1,5 см снега у почвы) помещали в по

лиэтиленовые пакеты. В каждом пункте проводи

ли 5-6 измерений толщины снега, определялась

Результаты и обсуждение

также его плотность, измерялась температура воз

духа и снега (на поверхности и на почве). Пробы

Оценка относительного содержания кислорода

поступали в лабораторию ежедневно после отбора.

в зимней атмосфере города выполнена путём опре

Плавление проб вели при комнатной температу

деления величины редокс-потенциала снежного

ре 20 °С непосредственно перед анализом. Хими

покрова. Кислород - основной потенциалзадаю

ческий анализ снеговой воды выполнен в лабо

щий компонент талых снеговых вод. Постоянство

 514 

В.Н. Макаров

Таблица 1. Газовый состав градин, снега и атмосферного

Таблица 2. Содержание основных окислителей в атмо-

воздуха

сферных осадках промышленных городов и Якутска

Объект

СО₂/N₂

O₂/N₂

Ar/N₂

Источник

Промышленные города [13]

Компо-

Единицы

Градины

0,0200

0,293

0,0154

Якутск

Пасаде

Стоктон-он-Тис,

[10]

ненты

измерения

(Швейцария)

0,0175

0,297

0,0164

на, США

Великобритания

Снег, Антарктида

Не опр.

0,263

0,0118

[11]

Население

тыс. чел.

328

135

290

Атмосфера

0,0038

0,268

0,0120

[12]

Н₂S

0,01

Не опр.

1,218

3,2

1,7

мг/м³

0,050

0,03

0,1

соотношения кислорода в атмосферном воздухе

0,022

0,01

0,02

и снежном покрове позволяет оценить измене

0,009

Не опр.

0,008

ние концентрации О₂в атмосфере по величине Eh

Н+

мг·моль/м³

2,0·10^-8

снега. На территории Якутска отрицательные ано

Не опр.

рН

7,69

малии величины Eh (недостаток кислорода) хоро

шо идентифицируются с источниками загрязнения

атмосферы и фиксируются на локальных площа

Основываясь на данных о сохранении соот

дях, приуроченных к промышленным предприяти

ношения кислорода в атмосферном воздухе и

ям и частично к жилым кварталам.

газах снежного покрова, автор попытался каче

Снег загрязняется уже в процессе своего об

ственно оценить концентрации кислорода в ат

разования, а затем при выпадении, когда снежин

мосфере в течение холодного времени года по

ки захватывают и осаждают газы, аэрозольные

изменению величины редокс-потенциала снеж

и пылевые частицы взвешенных веществ из ат

ного покрова Якутска - относительно большого

мосферы. Снежный покров как естественный на

северного города с продолжительностью устой

копитель даёт действительную величину сухих и

чивого снежного покрова 6,5 мес. Редокс-по

влажных выпадений в холодный сезон и может

тенциал природных вод (талой снеговой воды)

служить индикатором атмосферного загрязнения

изменяется в районе Якутска в интервале 340-

соединениями серы, азота, тяжёлыми металлами и

587 мВ и зависит преимущественно от содержа

другими компонентами [5-7]. В снежном покрове

ния в атмосферном воздухе важнейшего окисли

вокруг источников загрязнения воздуха (городов и

теля - кислорода, так как концентрации других

промышленных центров) формируются комплекс

окислителей незначительны.

ные геохимические аномалии. Предполагается,

Существующее в атмосферном воздухе

что в твёрдых атмосферных осадках растворено

г. Якутск содержание сероводорода - около 0,01

лишь незначительное количество воздуха. Одна

(до 0,0072) мг/м³ - не влияет на понижение ре

ко известно, что сросшиеся кристаллы снега или

докс-потенциала. Концентрации других окис

кристаллы, происходящие из замёрзших капелек

лителей (Н, Fe, Mg и V) в атмосфере города от

воды, могут содержать довольно высокие концент

носительно высоки (на уровне промышленных

рации газообразных составляющих [8].

объектов, например, таких, как г. Стоктон-он-

По мнению С. Мацуо и Я. Мияки [9], атмо-

Тис в Великобритании, расположенный в преде

сферный воздух, растворённый в переохлаждён

лах индустриальной территории, и г. Пасадена в

ных водяных каплях, на контакте с ледяной по

США, известного высоким уровнем смога [13]),

верхностью более других газов обогащён СО₂ и

но недостаточны, чтобы повлиять на пониже

Аr и полностью заключён в ледяных кристаллах,

ние величины Еh (табл. 2). Поэтому основным

поскольку переохлаждённые капли образуют их

потенциалзадающим компонентом, определя

ядра. Измерения показали, что суммарное газо

ющим окислительную обстановку среды в Якут

вое содержание в снежных осадках невелико -

ске, служит кислород. Известно (В.В. Щербаков,

порядка 1 млн на 1 кг. Газовая смесь обогащена

1968 г.) об увеличении положительных значений

углекислым газом [10]. В то же время соотноше

Eh с ростом содержания кислорода [14]. Между

ние кислорода и азота в снеге и атмосферном

содержанием кислорода в природных водах и

газе остаётся близким. Этот вывод подтвержда

редокс-потенциалом наблюдается функцио

ют и результаты измерений образцов снега, взя

нальная зависимость (рис. 1). Редокс-потенци

тых в Восточной Антарктиде (табл. 1).

ал в снежном покрове города изменяется от 340

 515 

Снежный покров и снежные лавины

Таблица 3. Химический состав снежного покрова в

г. Якутск и его окрестностях (2015-2016 гг.)

Едини

Окрестности

Показа-

Город, n = 40*

цы из

(фон), n = 6

тели

мерения

min

max

mean

min

max

mean

рН

5,88

7,86

6,80

5,85

6,12

6,07

Еh

мВ

340

508

449

579

587

583

Минера

13,0

193,0

55,0

8,31

9,54

9,0

лизация

НСО_3-

5,50

48,6

11,49

6,76

7,73

7,15

мг/л

SO_42-

0,20

14,4

3,10

0,33

0,91

0,54

NО_3-

0,07

8,60

2,14

0,20

0,80

0,60

Fe³⁺

0,05

0,3

0,14

< 0,05

0,05

< 0,05

Mn⁴⁺

0,5

538,0

2,5

< 0,3

12,0

< 0,3

0,1

15,0

1,4

< 0,1

мкг/л

0,1

8,0

0,7

< 0,1

0,1

5,0

0,16

< 0,1

*n - число проб. Курсивом выделены концентрации ниже

чувствительности анализа.

Рис. 1. Зависимость редокс-потенциала Еh от содер

жания кислорода О₂ в природных водах г. Якутск [14]

Таблица 4. Классификация химических компонентов и

Fig. 1. Dependence of the redox potential Еh on the oxy

соединений (пыли и растворимой фазы снега) в зависи-

gen content О₂ in natural waters [14] of the city of Yakutsk

мости от степени их корреляции с Eh*

Фактор

II класс (≥-0,5)

III класс (≤ 0,5)

IV класс (≤ -0,5)

до 508 мВ. Фоновая концентрация значений Еh

Рм, К, Na, Cl, Mg,

NH_4,Pb, pH

снега в окрестностях Якутска (долина Туймаада)

Ca, HCO₃, SO₄, NO₂

за пределами техногенного воздействия состав

pH, Cu

Cl, Zn, Mo, Na

ляет 579-587 мВ, в среднем - 583 мВ (табл. 3).

*Прочерки - отсутствие в данном факторе химических

Для анализа большого объёма фактического

элементов.

материала, объективной оценки взаимосвязи Еh

с химическим составом снежного покрова и по

сификация признаков по их зависимости от степе

вышения эффективности интерпретации полу

ни корреляции Eh с факторами (табл. 4).

ченных данных применялся факторный анализ -

Выполненная классификация зависимости

один из методов многомерной математической

признаков от Еh показала отсутствие сильных

статистики. Были поставлены следующие зада

положительных и преобладание значимых отри

чи: 1) классификация признаков, т.е. химических

цательных корреляционных связей редокс-по

элементов и соединений, связанных с величи

тенциала с макрокомпонентами химического

ной редокс-потенциала; 2) представление мате

состава растворимой фазы снежного покрова, ве

матической модели, т.е. уравнений, описывающих

личиной рН, Сu и особенно чёткую отрицатель

факторы (природные или антропогенные компо

ную корреляцию с запылённостью снега (возду

ненты) по признакам; 3) основная задача - иден

ха). Соотношение между Еh и содержанием пыли

тификация факторов на основании интерпретации

в снежном покрове города показано на рис. 2.

факторных решений. Предварительное решение

Признаки химических элементов, имеющих

выполнено с помощью метода главных компо

наиболее сильные связи с Еh, группируются во

нент. Затем эти решения уточнялись методом мак

II классе (факторы 1 и 4) и имеют вид следую

симального правдоподобия и проверялась стати

щих уравнений:

стическая значимость получаемого решения как

фактор 1 (факторный вес 26,5%) = -Рм, К (0,81) -

по числу оцениваемых факторов, так и по надёж

Cl (0,75) - Na (0,70) - Мg, Ca (0,65) - НСO₃ (0,61) -

ности получаемого решения (для факторного ре

SO₄ (0,58) - NO₂ (0,52) + Еh (0,38);

шения был задан 99%-ый уровень значимости). По

фактор 4 (факторный вес 8,9%) = -рН (0,65) -

результатам факторного анализа проведена клас

Сu²⁺ (0,51) + Еh (0,39).

 516 

В.Н. Макаров

Рис. 2. Соотношение между редокс-потенциалом Еh

и содержанием пыли в снежном покрове г. Якутск

Fig. 2. The relationship between redox potential Еh and

the dust content in the snow cover of the city of Yakutsk

Рис. 3. Зависимость между редокс-потенциалом Еh и

Интерпретация факторных решений позво

показателем кислотности-щелочности рН в снежном

ляет сделать следующие выводы.

покрове г. Якутск

1. Фактор 1 (факторный вес 26,5%) содержит

Fig. 3. Dependence between redox potential Еh and in

dicator of acidity-alkalinity pH in the snow cover of the

компоненты, имеющие сильные отрицательные

city of Yakutsk

корреляционные связи с редокс-потенциалом:

запылённость воздуха и комплекс макрокомпо

нентов (анионов и катионов), определяющих

покрова [7]. Поэтому понятна отрицательная

химический состав снежного покрова, а также

корреляция между величинами Еh и рН, которая

компоненты с более слабыми отрицательными

показана на рис. 3.

корреляционными связями с Еh: аммоний, Рb и

Показательно совпадение отрицательных

величина рН (водород).

аномалий редокс-потенциала и полей распро

2. Величина редокс-потенциала в талых

странения щелочных значений рН с местона

водах снежного покрова имеет чёткие отрица

хождением основных объектов загрязнения

тельные корреляционные связи с перечислен

воздушного бассейна города. Расположение от

ными компонентами (см. табл. 4). Поскольку

рицательных аномалий Еh совпадает с техно

величина Еh зависит главным образом от со

генными полями комплекса основных макро- и

держания кислорода, то очевидна явная зави

микрокомпонентов химического состава талых

симость между повышением концентрации в

снеговых вод, источник которых - поступле

атмосфере и снежном покрове загрязняющих

ние загрязнителей из атмосферы. Очевидно, что

компонентов (в газовой, аэрозольной и пылевой

в этих районах города будет наблюдаться пони

фазах) и уменьшением Еh (концентрации О₂).

женное содержание кислорода в атмосфере.

3. В фактор 4 (факторный вес 8,9%), как и в

Корреляционный анализ показал наличие

фактор 1, входят компоненты, имеющие силь

значимой отрицательной связи редокс-потенци

ные отрицательные связи с Eh - показатель рН

ала с пылевыми выбросами Рм (см. рис. 2). По

и Cu. Хотя Cu не относится к приоритетным за

казатель Рм - плотность техногенного загряз

грязнителям атмосферы Якутска, её присутствие

нения [6] - фиксирует суммарное количество

в воздухе, по-видимому, влияет на понижение

пылевых выбросов в атмосферу. Интересно про

концентрации кислорода. Отрицательная корре

следить не только суммарное воздействие пы

ляция рН/Eh указывает на существующую вза

левого загрязнения, но и влияние присутству

имосвязь между повышением рН (уменьшени

ющих в пыли микроэлементов на понижение

ем свободных ионов водорода Н⁺) и снижением

величины Еh (концентрации О₂). Как и для рас

количества О₂ в атмосферном воздухе. В рай

творимой фазы, была проведена классифика

онах города с высоким уровнем техногенного

ция признаков - химических элементов в пы

воздействия, обусловленным пылевым, пре-

левой фазе снега в зависимости от степени их

имущественно карбонатным загрязнением, наб-

корреляции с величиной Еh (табл. 5). Признаки

людается повышенная щёлочность снежного

химических элементов, присутствующих в пы

 517 

Снежный покров и снежные лавины

Таблица 5. Классификация химических элементов (в пыле-

Таблица 6. Концентрация химических элементов факто-

вой фазе снега), имеющих корреляционные связи с Еh*

ра 2 в атмосферной пыли г. Якутск, мг/кг

Фак

I класс

II класс

III класс

IV класс

Тяжёлые

Источник

тор

(≥ 0,5)

(≥ -0,5)

(≤ 0,5)

(≤ -0,5)

металлы

Mn, Pb

La, Be, Y

Zn, Ti, Cr, Cu

С_mean

680

253

151

1800

[15]

Cu, Sn, Ag

Sb, Ga, Pм

C_max

7000

1500

4000

10 000

2000

700

Sn, Zn

ПДК_почв

1500

150

5000

100

[16]

Sb, Zn

Mo, Ni

*Прочерки - отсутствие в данном факторе химических

Практически все химические элементы, вхо

элементов.

дящие в фактор 2, кроме Тi, относятся к ак

тивным загрязнителям атмосферного воздуха

левой фазе снега и имеющих сильные корреля

Якутска, формируют контрастные техногенные

ционные связи с величиной Еh, группируются в

аномалии в снежном покрове и почвах города

I и II классах (ведущих по величине факторного

и тесно связаны с объектами загрязнения при

веса) и имеют вид следующих уравнений:

родной среды. Отрицательные корреляционные

фактор 2 (факторный вес 12,7%) = Sr (0,65) + Еh (0,63) +

связи этой группы микроэлементов с величиной

+ Lа (0,49) + Be, Y (0,29) - Мn (0,59) - Pb (0,55) -

Eh однозначно указывают на зависимость по

Zn, Ti (0,40) - Cu (0,38) - Cr (0,31);

нижения концентрации О₂ в атмосфере в зонах

фактор 4 (факторный вес 7,7%) = Cu (0,59) + Sn (0,55)+

интенсивного техногенного давления не только

+ Ag (0,52)+Еh, Ti (0,29) - Sb (0,40) - Ga (0,30) - Рм (0,31);

под воздействием газового и аэрозольного за

фактор 5 (факторный вес 6,2%) = Sn (0,54) + Zn (0,51) +

+ Еh (0,40) - Cd (0,50);

грязнения, но и пылевых выбросов с высоким

фактор 9 (факторный вес 3,8%) = Sb, Zn (0,30) -

содержанием халькофильных элементов, прежде

Eh (0,35) - Mo (0,32) - Ni (0,30).

всего Mn и Pb. Городская территория по сравне

Среди выделенных факторов, содержащих

нию с окрестностями выделяется пониженными

редокс-потенциал, наиболее сильные значимые

значениями Eh и аномальными концентрация

ми пыли в снежном покрове (рис. 4).

связи с величиной Еh имеет только фактор 2, для

которого высокие факторные нагрузки соответ

Отрицательные аномалии редокс-потенциала

ствуют комплексу элементов с положительными

приурочены к промышленным районам Якутска с

и отрицательными связями с Еh. Среди первых -

высоким уровнем загрязнения атмосферного воз

Sr (наиболее сильная значимая связь), а также La,

духа: северным - Марха-аэропорт, ГРЭС-ЯТЭЦ;

Be и Y; в составе вторых - Mn и Pb (значимая от

южным и юго-западным - домостроительный

рицательная корреляция), а также Zn, Ti, Cr, Cu.

комбинат, птицефабрика-племхоз-помётохра

Преобладание положительных связей с литофиль

нилище (рис. 5). Это - районы распространения

ными элементами (Sr, La, Be и Y), входящими в

комплексных техногенных геохимических анома

состав породообразующих пород и имеющими

лий, охватывающих все природные среды - атмо-

невысокие концентрации в атмосферной пыли,

и гидросферу, почвы и растительность.

отражает незначительное воздействие их присут

Отрицательные аномалии Eh (дефицит О₂) от

ствия в атмосфере на величину Еh (содержание О₂

мечаются и в некоторых жилых кварталах Якут

в воздухе города). Другая группа микроэлементов,

ска. Учитывая повышенную загрязнённость

относящаяся к фактору 2, характеризуется силь

городской среды [17], дополнительный отрица

ными отрицательными корреляционными связя

тельный фактор, связанный с пониженной кон

ми с Еh. Эта группа - преимущественно халько- и

центрацией кислорода, значительно ухудшает са

литофильные элементы, в основном тяжёлые ме

нитарную обстановку в селитебной зоне города.

таллы, - весьма специфична. Накопление таких

Во время редких оттепелей при циклонах, когда

металлов в снежном покрове города в десятки и

потеплению сопутствуют понижение атмосфер

сотни раз выше фоновых значений для Якутии [7].

ного давления и повышение влажности, количе

Их концентрации в пылевой фазе снежного по

ство кислорода снижается и усугубляется кисло

крова достигают значений, превышающих сани

родная недостаточность у больных, страдающих

тарные нормы для почв (табл. 6).

сердечно-сосудистой и лёгочной недостаточно

 518 

В.Н. Макаров

Рис. 4. Соотношение редокс-потенциала Еh и концент

рации пыли Рм в снежном покрове.

Геохимический разрез в районе г. Якутск (2017 г.): 1 - величи

на Eh, мВ; 2 - концентрации пыли Рм, мг/л; районы города:

3 - селитебные и промышленные, 4 - окрестности

Fig. 4. The ratio of redox potential Еh and dust concentra

tion Рm in the snow cover.

Geochemical section in the region of Yakutsk (2017): 1 - value of

Eh, mV; 2 - dust concentration Рm, mg/l; city districts: 3 - resi

dential and industrial, 4 - neighborhoods

стью [1, 18]. Но и в холодное время года, когда пре

обладает термический и ветровой режим Сибирско

го антициклона, высокое атмосферное давление,

повышенная концентрация кислорода и незначи

Рис. 5. Аномалии редокс-потенциала Еh в снеж

тельные перепады его содержания в воздухе, в орга

ном покрове г. Якутск:

низме начинают преобладать спастические (сосудо

1 - коренной склон долины р. Лена; 2 - городские

суживающие) реакции. В этих условиях некоторый

районы; 3 - изолинии величины Eh, мВ

недостаток кислорода в воздухе, вероятно, может

Fig. 5. Anomalies of the redox potential Еh in the

быть благоприятным для людей, страдающих гипер

snow cover of Yakutsk:

тонической, желчно- и мочекаменной болезнями,

1 - the root slope of the river valley Lena; 2 - urban areas;

3 - isolines of the value of Eh, mV

спастическим колитом.

ющей среды: техногенными аномалиями

Заключение

халькофильных элементов в растворимой и

твёрдой фазах снега и пылевым загрязнением.

Существенный экологический фактор состоя

Отрицательные аномалии редокс-потенциала

ния окружающей среды северных городов - специ-

снежного покрова приурочены к конкретным

фика кислородного режима атмосферы. Постоян

объектам-загрязнителям. Они хорошо иден

ство соотношения кислорода в атмосферном воздухе

тифицируются с источниками загрязнения ат

и снежном покрове позволяет качественно оценить

мосферы и комплексными техногенными гео

экологическую ситуацию по величине редокс-по

химическими ореолами, приурочены главным

тенциала талых снеговых вод. На территории Якут

образом к промышленным предприятиям, но

ска наблюдается существенное понижение величи

охватывают и прилегающие жилые кварталы.

ны Eh снега: в среднем на 200-230 мВ по сравнению

Определение техногенной загрязнённости

с фоновыми значениями. Это свидетельствует об

по отрицательным аномалиям редокс-потен

уменьшении содержания кислорода в атмосфере.

циала в снежном покрове даёт дополнительную

Формирование отрицательных аномалий редокс-

возможность комплексной оценки экологиче

потенциала снежного покрова тесно связано с гео-

ского состояния зимней атмосферы селитеб

химическими показателями загрязнения окружа

ных и промышленных городских районов.

 519 

Снежный покров и снежные лавины

Литература

Referenses

1. Овчарова В.Ф. Климат и здоровье человека //

1. Ovcharova V.F. Klimat i zdorov'ye cheloveka. Climate

and human health. Trudy mezhdunarodnogo sim-

Тр. Междунар. симпозиума ВМО/ВОЗ/ЮНЕП

poziuma VMO/VOZ/YUNEP SSSR (Leningrad, 22-

СССР (Ленинград, 22-26.09.1986). Т. 2. Л.: Гид-

26.09.1986). Proc. of the Intern. Symposium WMO/

рометеоиздат, 1988. С. 88-89.

VOZ/YUNEP USSR (Leningrad, 22-26.09.1986).

2. Петров В.Н. Особенности влияния парциально

V. 2. L.: Hydrometeoizdat, 1988: 88-89. [In Russian].

го градиента плотности кислорода в атмосфер

2. Petrov V.N. Features of the influence of the partial gradient

ном воздухе на состояние здоровья населения,

of oxygen density in atmospheric air on the health status

of the population living in the Arctic zone of the Russian

проживающего в арктической зоне РФ // Вестн.

Federation. Vestnik Kol'skogo nauchnogo tsentra RAN. Yes-

Кольского науч. центра РАН. Естественные и

testvennye i tekhnicheskie nauki. Bulletin of the Kola Sci

технические науки. 2015. № 3 (22). С. 82-92.

ence Center of the Russian Academy of Sciences. Natural

3. Казначеев В.П. Клинические аспекты полярной

and technical sciences. 2015, 3 (22): 82-92. [In Russian].

медицины. М.: Медицина, 1986. 205 с.

3. Kaznacheyev V.P. Klinicheskiye aspekty polyarnoy

4. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Марачев А.Г., Ми-

meditsiny. Clinical aspects of polar medicine. Moscow:

Meditsina, 1986: 205 р. [In Russian].

лованов А.П. Патология человека на Севере. М.:

4. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A., Marachev A.G., Milovanov A.P.

Медицина,1985. 415 с.

Patologiya cheloveka na Severe. Human pathology in the

5. Seleznev A., Yarmoshenko I., Malinovsky G., Ilgashe-

North. Moscow: Meditsina, 1985: 415 р. [In Russian].

va E.O., Baglaeva E.M., Ryanskaya A.D., Kiseleva D.V.,

5. Seleznev A., Yarmoshenko I., Malinovsky G., Ilgashe-

Gulyaeva T.Ya. Snow-dirt sludge as an indicator of envi

va E.O., Baglaeva E.M., Ryanskaya A.D., Kiseleva D.V.,

ronmental and sedimentation processes in the urban en

Gulyaeva T.Ya. Snow-dirt sludge as an indicator of en

vironmental and sedimentation processes in the urban

vironment. Nature Scientific Reports. 2019. № 9. 17241.

environment. Nature Scientific Reports. 2019, 9: 17241.

6. Макаров В.Н. Геохимия снежного покрова таёж

6. Makarov V.N. Geokhimiya snezhnogo pokrova tayozh

ных и горных мерзлотных ландшафтов Якутии //

nykh i gornykh merzlotnykh landshaftov Yakutii. Led i

Лёд и Снег. 2014. № 1 (125). С. 73-80.

Sneg. Ice and Snow. 2014, 1 (125): 73-80. [In Russian].

7. Макаров В.Н., Федосеева В.И., Федосеев Н.Ф. Гео

7. Makarov V.N., Fedoseyeva V.I., Fedoseyev N.F. Geokhi-

химия снежного покрова Якутии. Якутск: Ин-т

miya snezhnogo pokrova Yakutii. Geochemistry of the

snow cover of Yakutia. Yakutsk: Institut Merzlotove

мерзлотоведения СО РАН, 1990. 152 с.

deniya SO RAN, 1990: 152 р. [In Russian].

8. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and

Physics. From Air Pollution to Climate Change. Sec

ond Edition. John Wiley & Sons, Inc. 2006. 1248 p.

ond Edition. John Wiley & Sons, Inc. 2006: 1248 р.

9. Matsuo S., Miyake Y. Gas composition in ice sam

9. Matsuo S., Miyake Y. Gas composition in ice samples

ples from Antarctica // Journ. of Geophys. Research.

from Antarctica. Journ. of Geophys. Research. 1966,

71 (22): 5235-5241.

1966. V. 71. № 22. Р. 5235-5241.

10. Stauffer B., Berner W. CO₂ in natural ice. Journ. of

10. Stauffer B., Berner W. CO₂ in natural ice // Journ. of

Glaciology 1978, 21 (85): 291-300.

Glaciology. 1978. V. 21. № 85. P. 291-300.

11. Raynaud D., Delmas R.J. Composition des gaz contenus

11. Raynaud D., Delmas R.J. Composition des gaz conte

dans la glace polaire. Isotopes et Impuretés dans les Neiges et

nus dans la glace polaire. Isotopes et Impuretés dans

Glaces: Actes du Colloque de Grenoble. 1977, 118: 377-381.

les Neiges et Glaces: Actes du Colloque de Grenoble.

12. Mason B. The Principles of Geochemistry. 3rd Ed.

New York, London: Wiley, 1966: 329 р.

1977. № 118. Р. 377-381.

13. Spedding D.J. Air Pollution. Oxford: Clarendon Press.,

12. Mason B. The Principles of Geochemistry. 3^rd Ed.

1974: 76 р.

New York, London: Wiley, 1966. 329 p.

14. Shcherbakov V.V. Osnovy geokhimii. Fundamentals of Geo

13. Spedding D.J. Air Pollution. Oxford: Clarendon

chemistry. Moscow: Nedra, 1972: 296 p. [In Russian].

Press, 1974. 76 p.

15. Makarov V.N. Ekogeokhimiya okruzhayushchey sredy

14. Щербаков В.В. Основы геохимии. М.: Недра,

goroda, raspolozhennogo v kriolitozone (na primere

Yakutska). Regional'naya ekologiya. Regional ecology.

1972. 296 с.

2016, 4 (46): 7-21. [In Russian].

15. Макаров В.Н. Экогеохимия окружающей среды

16. SanPiN 2.1.7.2197-07. Sanitarno-epidemiologicheski-

города, расположенного в криолитозоне (на при

ye trebovaniya k kachestvu pochvy. Sanitarno-epidemio-

мере Якутска) // Региональная экология. 2016.

logicheskiye pravila i normativy. S izmeneniyami i dopol-

№ 4 (46). С. 7-21.

neniyami ot 25.04.2017. Sanitary and epidemiological re

16. СанПиН 2.1.7.2197-07. Санитарно-эпидемиоло

quirements for soil quality. Sanitary and epidemiological

rules and regulations. With changes and additions from

гические требования к качеству почвы. Санитар

04.25.2017. Moscow: Ministerstvo zdravookhraneniya

но-эпидемиологические правила и нормативы.

Rossiyskoy Federatsii, 2007: 9 р. [In Russian].

С изменениями и дополнениями от 25.04.2017 г.

17. Gosudarstvennyy doklad o sostoyanii i okhrane okru-

М.: Министерство здравоохранения Российской

zhayushchey sredy Respubliki Sakha (Yakutiya) v 2014

Федерации, 2007. 9 c.

g. State report on the state and environmental protec

17. Государственный доклад о состоянии и охране

tion of the Republic of Sakha (Yakutia) in 2014. Gov

ernment of the Republic of Sakha (Yakutia), Ministry

окружающей среды Республики Саха (Якутия) в

of Nature Protection of the RS (Ya). Izhevsk: OOO

2014 г. Правительство РС(Я), М-во охраны при

«Print», 2015: 304 р. [In Russian].

роды РС(Я). Ижевск: ООО «Принт», 2015. 304 c.

18. Zamolodchikov D. G. Oxygen is the basis of life. Vestnik

18. Замолодчиков Д.Г. Кислород - основа жизни //

Rossiyskoy akademii nauk. Bulletin of the Russian Acad

Вестн. РАН. 2006. Т. 76. № 3. С. 209-218.

emy of Sciences. 2006, 76 (3): 209-218. [In Russian].

 520 