Одной из важнейших проблем, касающихся природных заповедников, является оценка и моделирование [18] негативного антропогенного воздействия на особо охраняемые территории. В связи с этим проводятся мероприятия по оценке загрязнения природных сред, таких как вода [14], почва [3] и воздух [2]. Отдельно стоит выделить исследования, направленные на изучение содержания радионуклидов в природной среде [13, 15].
Особый интерес для изучения представляет трансграничный перенос взвешенных частиц по воздуху. Подобные исследования позволяют оценить вклад в общую картину загрязнения атмосферы не только от местных источников, но и от удаленных, в том числе находящихся в других странах [1, 2, 16].
Ранее мы изучали атмосферные взвеси в ряде особо охраняемых природных территорий Дальнего Востока и Сибири: заповеднике Бастак [8, 9, 10], федеральном памятнике природы «Липовый остров» [7], Ботчинском заповеднике [6], Сихотэ-Алинском заповеднике [19], Норском заповеднике [4], Зейском заповеднике [5] и Хинганском заповеднике [12]. Данная работа, проведенная в северной части Алтайского государственного биосферного заповедника, продолжает цикл работ по изучению атмосферных взвесей и загрязнения на особо охраняемых природных территориях.
Материалы и методы исследования
Алтайский государственный природный биосферный заповедник как особо охраняемая природная территория в Алтайских горах был основан в 1932 году. Заповедник является частью объекта всемирного наследия ЮНЕСКО «Золотые горы Алтая», принадлежит к числу крупнейших заповедников в России: его площадь составляет более 870 тыс. га. Создавался заповедник с целью сохранения флоры и фауны региона, а также сохранения исторических памятников, оставшихся от народов, проживающих на данной территории [17].
Пробы на территории заповедника отбирались в феврале/марте 2016 года в северной его части, на побережье Телецкого озера (рис. 1, табл. 1).
|
|
|
|
1.1 |
1.2 |
Рис. 1. Карта-схема точек отбора проб снега на территории Алтайского заповедника: 1.1) схема Алтайского заповедника с выделенной зоной А – территорией исследования; 1.2) зона А – зона отбора проб по побережью Телецкого озера. © Участники OpenStreetMap.
Таблица 1
Точки отбора проб снега в северной части Алтайского заповедника
|
№ точки отбора |
Место отбора пробы |
|
1 |
Алтайский заповедник, Турачакский район, пос. Яйлю, в ограде частного дома |
|
2 |
Алтайский заповедник, Улаганский район, пос. Беле, в ограде частного дома |
|
3 |
Алтайский заповедник, Улаганский район, м. Аранак, березово-лиственничный лес |
|
4 |
Алтайский заповедник, Улаганский район, кордон Чири |
|
5 |
Турачакский район, пос. Артыбаш, в ограде частного дома |
Пробы (атмосферные осадки в виде снега), во избежание вторичного загрязнения антропогенными аэрозолями, отбирались во время снегопадов [11]. Собирался только верхний слой (5-10 см) свежевыпавшего снега с площади 1 м2. Отбор проводился без использования подложки, поскольку слой снега составлял в момент отбора более 20 см. Для чистоты эксперимента снег помещали в стерильные контейнеры вместимостью 3 л. Когда снег в контейнерах полностью растаивал (объем растопленной пробы составлял 390-400 мл), из каждого образца после взбалтывания набирали по 60 мл жидкости и анализировали на лазерном анализаторе частиц Analysette 22 NanoTec plus (Fritsch, Германия).
Исследования проводились с использованием оборудования ЦКП «Межведомственный центр аналитического контроля состояния окружающей среды» Дальневосточного федерального университета.
Результаты исследования и их обсуждение
Гранулометрический анализ частиц атмосферной взвеси проводился по нашей классификации [7].
Таблица 2
Распределение частиц по фракциям в пробах снега из различных точек Алтайского заповедника
|
Класс |
Æ, мкм |
Доля частиц в разных точках отбора, % |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
1 |
менее 1 |
0,2 |
1,5 |
0,4 |
0,4 |
0,9 |
|
2 |
1-10 |
4,4 |
27,5 |
10,0 |
18,7 |
11,0 |
|
3 |
10-50 |
1,4 |
17,9 |
5,0 |
8,7 |
10,4 |
|
4 |
50-100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
100-400 |
9,0 |
0,2 |
7,8 |
2,8 |
4,4 |
|
6 |
400-700 |
25,3 |
3,0 |
14,9 |
9,2 |
11,0 |
|
7 |
более 700 |
59,7 |
49,9 |
61,9 |
60,2 |
62,3 |
Как видно из данных таблицы 2, самые мелкие по размеру частицы (менее 1 мкм) присутствуют во всех точках в незначительных количествах (рис. 2).
Рис. 2. Типовая гистограмма долей частиц взвесей в образце снеговой воды, собранной в точке 2 (пос. Беле в Алтайском заповеднике).
Частицы второго размерного класса отмечены в значимых количествах лишь во 2-й и 4-й точках отбора (27,5 и 18,7%, соответственно). Во всех других точках отбора проб концентрация мелкодисперсной взвеси не превышала 11% (рис. 3).
Рис. 3. Типовая гистограмма долей частиц взвесей в образце снеговой воды, собранной в точке 4 (кордон Чири в Алтайском заповеднике).
В целом стоит отметить, что доля крупных частиц (более 400 мкм) во всех пробах составила от 52,9 до 81%.
Результаты исследования проб снега методом лазерной гранулометрии свидетельствуют о том, что север Алтайского заповедника является относительно благополучной с экологической точки зрения территорией. Данное обстоятельство особенно важно, поскольку заповедник – уникальное место обитания редких видов животных. В атмосфере опасные для живых организмов микрочастицы (размером до 10 мкм) содержались в незначительном количестве и не превышали 19,1%.
Исследование не выявило связи между степенью антропогенного воздействия и загрязнением мелкими частицами атмосферы в отдельных точках отбора проб снега. Так, наибольшее количество мелкодисперсных частиц было обнаружено в точках 2 (пос. Беле) и 4 (кордон Чири). Тем не менее, эти две точки расположены в местах с относительно небольшой антропогенной нагрузкой (отсутствие автомобилей, небольшое количество живущих людей). В точках обора проб снега, где антропогенная нагрузка была выше, доля частиц размером менее 10 мкм была относительно низкой: 4,6% в пос. Яйлю (точка 1) и 11,9% в пос. Артыбаш (точка 5).
В связи с постоянно меняющимися климатическими и антропогенными условиями желательно вести мониторинг загрязнения атмосферы Алтайского заповедника микрочастицами.
