Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 г. были обследованы города Свердловской области: Серов, Качканар, Верхняя Пышма и Алапаевск. В городе на селитебной территории в районах многоэтажной и малоэтажной застройки в холодный период года были отобраны пробы снега и снегогрязевой пульпы (СГП), в теплый – пробы современных поверхностных депонированных осадков. В каждом городе было отобрано 40 проб осадков, 10 проб СГП и 10 снега. Для пробных площадок проведено ландшафтное описание. Отбор проб снега и СГП проводился в период максимального снегонакопления в марте 2024 г. Снег отбирался пробоотборным устройством в виде трубы на всю глубину снежного покрова. Проба СГП отбирались лопатой. Проба поверхностных осадков отбиралась совком. Подготовка и химический анализ проб проводились в химико-аналитическом центре ИПЭ УрО РАН. В пробах снега и СГП определялись: pH, Eh, катионно-анионный состав, содержание взвешенного вещества и микрокомпонентов (в жидкой фазе и взвешенном веществе). У твердой фазы СГП определялся гранулометрический состав. У проб поверхностных осадков определено валовое содержание металлов и органического вещества, гранулометрический состав. В гранулометрических навесках проб определялся минеральный и элементный состав. Исследовалась техногенная фаза в пробах в размерных фракциях 0,25-1 мм, определялся состав техногенных частиц и их количество. Получены данные о формировании вещественного состава и загрязнения современных антропогенных отложений, снега и снегогрязевой пульпы (СГП) в городах: Серов, Качканар, Верхняя Пышма и Алапаевск. Выявлен основной механизм переноса поллютантов в отложения в городах, восстановлен геохимический фон поллютантов на территориях городов. Определены источники поллютантов и осадочного материала при образовании современных отложений. Проведена оценка вклада различных источников в загрязнение отложений. Для оценки потенциала современных осадков и производных сред при современном седиментогенезе как геоиндикаторного объекта на городской территории были использованы различные индикаторы геохимической трансформации городов (ассоциации металлов, минеральный и элементный состав, катионно-анионный состав, гранулометрический состав объектов окружающей среды). Минерализация снега и СГП в городах характеризуется как очень малая и соответствует ультрапресным и пресным водам. У снега и СГП pH не сильно отличается по городам и соответствуют слабощелочным условиям, за исключением Серова, где показатель сдвинут в щелочную сторону. Взвешенное вещество в снеге формируется гидрокарбонатами и сульфатами кальция и магния. Гидрокарбонаты и сульфаты имеют один источник – выбросы в атмосферу предприятий металлургии и переработки сырья. Пылевая нагрузка городов, полученная на основе данных о содержании взвешенного вещества в снеге, составила за холодный период от 4 до 24,4 г/м2 взвешенного вещества, поступающего из атмосферы, что соответствует поступлению 27-163 мг/м2 пыли в день. Минеральный состав твердой фазы СГП обусловлен составом литогенной основы, на которой располагаются города. В отдельных городах могут встречаться минералы, характерные для локальных геологических условий (например, диопсид в Качканаре и гранат в Серове). На примере городов Алапаевска и Верхней Пышмы проведен анализ различных индикаторов эколого-геохимического состояния окружающей среды для данных о составе снега, СГП и пылегрязевых осадков. По результатам анализа элементного состава объектов обнаружены ассоциации литофильных и сидерофильных элементов; микроэлементы антропогенной ассоциации кластеризуются на группы халькофильных и других элементов. Наблюдаемые характеристики типоморфных ассоциаций элементов в городах связаны с минеральным составом рассматриваемых объектов окружающей среды. Соотношение породообразующих минералов, таких как кварц, плагиоклаз, калиевый полевой шпат, слюды, позволяет связать основную часть вещественного состава поверхностного осадка и твердой фазы СГП с магматическими кислыми породами в Алапаевске и средними породами в Верхней Пышме. Концепция «начальных геохимических условий» позволила определить условные фоновые концентрации для поллютантов в городской среде, долю загрязненных проб, средний уровень загрязнения и охарактеризовать загрязнение городов в целом. В Верхней Пышме доля проб поверхностного осадка, загрязненных медью, составила 92,5%, при средней концентрации меди в загрязненных пробах 213 мг/кг. В Алапаевске эти параметры значительно меньше: доля загрязненных проб 15%, средняя концентрация в загрязненных пробах 104 мг/кг. Анализ полученного материала говорит об интенсивном загрязнении медью в Верхней Пышме. Источником загрязнения является деятельность промышленных предприятий. В целом исследование пылегрязевых отложений как индикатора эколого-геохимического состояния городской среды является перспективным направлением совершенствования экологического мониторинга. В первый год выполнения проекта опубликована статья в журнале Urban science, посвященная оценке массы современных пылегрязевых отложений на селитебной территории в малых и средних по численности городах: Алапаевск, Качканар, Серов и Верхняя Пышма. Принята к публикации в журнале Трансформация экосистем статья, посвященная разработке подхода к оценке экологического состояния жилой территории города на о основе данных составе СГП. Также принята к публикации в журнале GEOGRAPHY, ENVIRONMENT, SUSTAINABILITY статья, посвященная оценке степени загрязнения малых городов от атмосферных выпадений поллютантов. Были зарегистрированы две базы данных, собранные на основе результатов научного задела по проекту: «Химический состав городских поверхностных пылегрязевых отложений» и «Результаты ландшафтного описания элементов селитебной территории урбанизированной среды, выполненного ИПЭ УрО РАН».

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 г. были обследованы города Свердловской области: Невьянск, Каменск-Уральский, Асбест и Первоуральск. В городе на селитебной территории в районах многоэтажной и малоэтажной застройки в холодный период года были отобраны пробы снега и снегогрязевой пульпы (СГП), в теплый – пробы современных поверхностных депонированных осадков. В каждом городе было отобрано до 40 проб осадков, 10 проб СГП и 10 снега. Для пробных площадок проведено ландшафтное описание. Отбор проб снега и СГП проводился в период максимального снегонакопления в марте 2025 г. Снег отбирался пробоотборным устройством в виде трубы на всю глубину снежного покрова. Проба СГП отбирались лопатой. Проба поверхностных осадков отбиралась совком. Подготовка и химический анализ проб проводились в химико-аналитическом центре ИПЭ УрО РАН. В пробах снега и СГП определялись: pH, Eh, катионно-анионный состав, содержание взвешенного вещества и микрокомпонентов (в жидкой фазе и взвешенном веществе). У твердой фазы СГП определялся гранулометрический состав. У проб поверхностных осадков определялось валовое содержание металлов и органического вещества, гранулометрический состав. В гранулометрических навесках проб определялся минеральный и элементный состав. В пробах современных поверхностных наносов с территорий малых городов Свердловской области (Качканар, Серов, Верхняя Пышма и Алапаевск), обследованных в первый год проекта, проводилось последовательное экстрагирование согласно схеме BCR и определение концентраций Fe, Pb, Zn, и Cu (по 10 проб осадков из каждого города). На момент написания отчета анализ элементного состава зимних и летних проб 2025 г. проводится. Получена информация о показателях экологического и геохимического состояния и трансформации окружающей среды малых и средних по численности населения городов на основе опробования современных поверхностных отложений, а также компонентов, участвующих в их формировании (снег, СГП, дорожная пыль). Сравнение минерального состава пылегрязевых отложений и СГП в исследуемых городах позволяет выявить наличие техногенного привноса. В Качканаре характерно наличие диопсида как маркера местного промышленного производства (добыча руды), причем в СГП его содержание выше (41%), чем в отложениях (35%). В Серове характерно выделяются минералы, наличие которых говорит об их техногенном происхождении: геленит, кристобалит, тридимит, андрадит, гематит – продукты высокотемпературных процессов, характерных для металлургических производств. Особенно выделяется содержание геленита и андрадита (10% в отложениях), минералов характерных для отвалов металлургических шлаков. и не связанных с геологической обстановкой региона. Отсутствие этих минералов (кроме андрадита) в СГП может свидетельствовать о том, что минералы попадают в городскую среду в составе шлакового щебня. Сравнительно высокое по сравнению с другими городами содержание кальцита в Серове также может быть связано с использованием известняка в металлургических процессах и дальнейшим его разложением с образованием вторичного кальцита. Наличие галита в Верхней Пышме (во всех пробах СГП) связано с использованием в городе противогололедных смесей. Накопление во взвешенном веществе снежного покрова Качканара, Алапаевска и Серова Zn, Pb, Cu, Cd, Sb и Bi также связано с невыхлопными выбросами автотранспорта – износом шин, колодок и дорожного покрытия. Накопление Cu и Sb ниже, чем в СГП, что говорит об атмосферном переносе загрязнения с автомобильных зон. Соотношения элементов в объектах опробования и кластерный анализ подтверждают значительное накопление Cu, Sb, Mo, Pb, Cd, As и Bi в жилой зоне Верхней Пышмы связанное с выбросами предприятий города. По сравнению с остальными городами, в Верхней Пышме концентрации элементов в 10–100 раз выше, а также образуются характерные ассоциации этих элементов во всех объектах опробования. На основе анализа современных пылегрязевых осадков получены оценки начальных геохимических условий селитебных территорий, закономерности геохимической трансформации территорий городов. На большей части территорий городов преобладает умеренный уровень загрязнения. В Качканаре пробы, отобранные ближе к производственным площадкам горно-обогатительного комбината (на востоке), не имеют выраженного загрязнения. В Серове наблюдаются две пробы с умеренным загрязнением севернее и южнее площадки Надеждинского металлургического завода. В южной части Алапаевска наибольшее количество проб условно незагрязненных, с предельно-допустимым уровнем загрязнения. В Верхней Пышме распределение проб по уровню загрязнения связано с ветровым переносом с производственных площадок металлургического комбината; преобладающие направления ветра в городе: западный, северо-западный и южный. Получены закономерности формирования наносов на территориях городов и модельные оценки их формирования (на примере городов Качканар, Серов, Алапаевск и Верхняя Пышма). Неудовлетворительное состояние покрытий и низкий уровень содержания территорий – ключевые факторы эрозионных процессов в городской среде. Исправление состояния покрытий функциональных зон – наиболее эффективный путь снижения интенсивности образования пылегрязевого осадка в городской среде. Нарушенные участки покрытий обеспечивают большую часть осадка (54-78%), подчеркивая критичность дефектов покрытий и несанкционированных парковок на интенсивность образования пылегрязевого осадка. Сопоставление с подобными оценками демонстрирует, что рассчитанные интенсивности осадкообразования в исследованных городах выше медианы мировых оценок, указывая на специфическое сочетание климата и содержания городских территорий. Во второй год выполнения проекта опубликованы и подготовлены к печати пять статей в научных журналах. 1. https://rscf.ru/news/earth-sciences/v-rossii-predlozhili-otsenivat-zagryaznennost-gorodov-po-snegogryazevoy-pulpe/ 2. https://news.mail.ru/society/68691520/ 3. https://наука.рф/news/khimicheskiy-sostav-snegogryazevoy-pulpy-pozvolit-otsenit-zagryaznennost-gorodov/ 4. https://poisknews.ru/himiya/tyazhelye-metally-himicheskij-sostav-snegogryazevoj-pulpy-pozvolit-oczenit-zagryaznennost-malyh-gorodov/ 5. https://hi-tech.mail.ru/news/137333-v-rossii-predlozhili-otsenivat-zagryaznennost-gorodov-po-snegog/ 6. https://hi-tech.mail.ru/news/137495-v-rossijskoj-glubinke-proanalizirovali-sneg-i-gryaz-chto-uznali-uchenye/ 7. https://news.rambler.ru/tech/55597720-v-rossii-predlozhili-otsenivat-zagryaznennost-gorodov-po-snegogryazevoy-pulpe/