Ученые МГУ изучили токсичность элементов в дорожной пыли Москвы

Ученые географического факультета МГУ впервые в разных частях крупнейшего мегаполиса Европы – Москве (на западе с крупными транспортными узлами и исторически более промышленном востоке) – провели сравнительный анализ накопления 22 потенциально токсичных химических элементов (кадмий, свинец, мышьяк, сурьма, цинк, хром и др.) в частицах дорожной пыли. Исследованы четыре фракции: самые тонкие частицы с диаметром менее 1 мкм, часто называемые РМ₁, и способные легко выдуваться с дорожного полотна, долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии, создавая угрозу населению, а также более крупные частицы с диаметром 1–10 мкм (РМ_1–10), потенциально способные к выдуванию частицы 10–50 мкм (РМ_10–50) и наиболее крупные 50–1000 мкм (РМ_50–1000), практически не выдуваемые с дорог. Результаты исследования, поддержанного мегагрантом Минобрнауки России в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты», опубликованы в журнале Environmental Science and Pollution Research.

Интерес к изучению состояния окружающей среды мегагородов постоянно растёт, так как, по данным ООН, численность проживающего в них населения за последние 70 лет выросла в 20 раз, а доля в общей структуре городского населения мира изменилась с 3% до 13%. Уже давно известно, что дорожная пыль является одним из основных источников твердых частиц в городской атмосфере, что нередко создает угрозу для здоровья людей. Однако различия во вкладах источников химических элементов в дорожной пыли в разных частях одного города, особенно в дифференцированных по крупности частицах, были практически не изучены, хотя такая неоднородность ожидаема из-за наличия территорий разного хозяйственного назначения (так называемых функциональных зон). Сотрудникам географического факультета МГУ (Дмитрий Власов, Джессика Васильчук, Наталья Кошелева, Николай Касимов) впервые удалось количественно оценить различия в химическом составе четырех фракций дорожной пыли в двух округах Москвы, отличающихся характером техногенного воздействия.

«В целом наше исследование подтверждает тенденцию, отмеченную во многих других городах: интенсивность накопления потенциально токсичных элементов возрастает при уменьшении размера частиц. Однако на западе города тонкие частицы РМ₁ наиболее сильно обогащены токсичными элементами, тогда как более грубые (и менее опасные) РМ_1–10 из-за воздействия промышленных предприятий и частых дорожных заторов более интенсивно загрязнены опасными элементами на востоке, особенно во дворах и на МКАД», – рассказала одна из авторов исследования Джессика Васильчук.

С помощью статистических методов (методом главных компонент с множественной линейной регрессией) впервые для города определены основные источники потенциально токсичных элементов в пыли разной крупности на дорогах и во дворах жилых домов. Это промышленные объекты (включая предприятия по переработке и сжиганию мусора), выхлопные и невыхлопные выбросы транспорта, загрязненные частицы придорожных почв, частицы горных пород и строительных материалов. Также установлено, что на востоке Москвы различия химического состава пыли между дорогами разной крупности «сглаживаются» из-за воздействия промышленности, активно обогащающей пыль такими элементами как сурьма, молибден, мышьяк, никель, висмут, кадмий, олово, в результате чего вклад этого промышленного фактора в химический состав пыли на востоке на 10–30% больше, чем на западе.

«Мы также доказали, что в Москве вклад антропогенных факторов в накопление токсичных элементов наиболее высок для тонких фракций пыли (РМ₁ и РМ_1–10) и уменьшается с ростом размера частиц за счет повышения вклада природных источников (например, горных пород). Полученные результаты могут быть использованы для улучшения системы уборки дорог коммунальными службами. Они показали необходимость включения дорожной пыли и ее гранулометрических фракций в систему эколого-геохимического мониторинга городской среды», – заключил один из авторов исследования Дмитрий Власов.