Ionic composition of snow cover on the territory of Siberia and the Far East

全文:

ВВЕДЕНИЕ

Северная Азия – крупнейший макрорегион на севере Евразии (8.8% от общей площади суши Земли) (Bridges, 1990) с большим разнообразием орографических структур, которые оказывают влияние на местные климатические условия и, следовательно, на формирование снежного покрова. В зависимости от принадлежности водосборных бассейнов рек к Северному Ледовитому или Тихому океанам всю её территорию можно разделить на две части – Сибирь и Дальний Восток России соответственно.

Рельеф Сибири – огромный амфитеатр, открытый к Северному Ледовитому океану и разделённый Среднесибирским плоскогорьем и Верхоянской горной страной на воздушные «карманы» – Западно-Сибирскую и Центрально-Якутскую равнины, Колымскую низменность и другие. Горное обрамление этого амфитеатра состоит из Уральской, Алтае-Саянской и Байкальской горных стран, Станового нагорья, хребтов Джугджур и Сунтар-Хаята, а также Колымского и Чукотского нагорий. Окраинное размещение горных массивов на западе, юге и востоке Сибири, а также её открытость с севера обеспечивают большое влияние Северного Ледовитого океана и отчасти Атлантического, а также ограничивает влияние Тихого океана и Центральной Азии. Снегонакопление на всей территории Сибири происходит в течение 150–270 дней. В результате мощность снежного покрова в лесной зоне Западно-Сибирской равнины превышает 50–60 см, в тундровой снижается до 40–50 см, а в степной – до 25–30 см. В предгорьях и низкогорьях Алтае-Саянской горной страны его мощность может достигать 200–300 см (Архипов и др., 1970; Трофимов, 1975; Танасиенко, Чумбаев, 2008). Несмотря на длительные зимы, а также на практически полное отсутствие оттепелей, мощность снежного покрова на Центрально-Якутской равнине и в предгорьях Саян в конце зимы составляет менее 30 см, на Крайнем Севере в связи с увеличением циклонической деятельности она возрастает до 40–50 см, а ближе к долине р. Енисей становится более 80 см. Высота снежного покрова на побережье моря Лаптевых составляет около 30 см, к востоку и югу она увеличивается до 60–70 см, а на северных хребтах Колымского и Чукотского нагорий – до 100–150 см (Кононова, 2012; Максютова, 2012; Трофимова, Балыбина, 2012; Максютова, 2013).

В отличие от Сибири, Дальний Восток России представляет собой прибрежную полосу, омываемую морями Тихого океана с одной стороны и прилегающими к ней склонами Станового хребта, Колымского и Чукотского нагорий, а также хребтов Джугджур и Сунтар-Хаята – с другой. Тем не менее, как и в Сибири, здесь имеются воздушные «карманы» – Анадырская низменность, долина р. Амур и другие более мелкие. Формирование мощного снежного покрова (более 60 см) на территории Анадырской низменности и особенно на склонах хребтов Корякского нагорья связано с влиянием циклонов северной части Тихого океана и его морей. В долине р. Амур, наоборот, зима отличается малоснежностью (мощность снежного покрова не превышает 20–40 см) за счёт холодных сухих воздушных масс из Средней Сибири, для которых среднегорные хребты Станового нагорья не являются препятствием (Коршунова и др., 2021).

Снежный покров – основное звено в миграции многих ионов на Земле. В течение всего периода снегонакопления он аккумулирует их из воздуха, а во время таяния происходит интенсивное поступление накопленных ионов в другие объекты биогеоценоза (почву, поверхностные воды, растения и др.). Изучение этого процесса имеет важное значение для глобального контроля и прогнозирования загрязнения, особенно в северных и высокогорных регионах (Глазовский и др., 1983; Василенко и др., 1985; Лосев и др., 1993; Kaasik et al., 2000; Войтов и др., 2000; Тентюков, 2007; Горюнова и др., 2007; Макаров, 2007; Василевич и др., 2011; Алексеев, 2013).

К наиболее распространённым ионам в снежном покрове относятся Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, HCO₃^–, Cl^–, SO₄^2–, NO₃^– и NO₂^– (Потапова, Макаров, 2017; Игнатенко, Рябов, 2021). Присутствие в нём ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ в большей степени обусловлено седиментацией твёрдых частиц в результате ветровой эрозии и дальнейшим их растворением (Василевич и др., 2011), обычно имеет локальный характер распространения. Количество ионов HCO₃^– в снежном покрове определяется концентрацией СО₂ в атмосфере (Ступникова, Салихова, 2016). Ион Cl^– в незагрязнённых атмосферных осадках, в основном, морского генезиса (Алекин, 1953; Морарь, 2003). Ионы SO₄^2– накапливаются в снеге за счёт осаждения аэрозолей диоксида серы из воздуха вместе с пылью под действием сил гравитации, а также в результате выветривания засоленных почв на морском побережье (Морарь, Чертищева, 2007; Карамышева, 2017). Ионы NH₄⁺, NO₃^– и NO₂^– постоянно выделяются в незамерзающих приозёрных и заболоченных биогеоценозах. Обычно нитрит-ионов в снежном покрове обнаруживается очень мало, так как в зимнее время происходит затухание процесса нитрификации (Морарь, 2003).

Исследования ионного состава снежного покрова проводятся, в основном, вокруг городов и промышленных центров, что естественно, так как именно здесь происходит интенсивное загрязнение атмосферы (Микушин и др., 2006; Асфандиярова и др., 2013; Еремин и др., 2015; Ступникова, Салихова, 2016; Игнатенко, Рябов, 2021). Мониторинг фоновых концентраций ионов в снежном покрове на территории РФ осуществляет Росгидромет, который имеет большое количество метеостанций как в Сибири, так и на Дальнем Востоке. Тем не менее все они так или иначе приурочены к населённым пунктам, а значит не охватывают труднодоступные территории, где по многим причинам невозможно организовать постоянное наблюдение.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для исследования ионного состава снежного покрова в труднодоступных ландшафтах Северной Азии были выбраны 11 мониторинговых регионов (рисунок). Все они расположены в границах охотничьих угодий и заповедников вдали от населённых пунктов и промышленных объектов, с ними нет постоянного автотранспортного сообщения (табл. 1). Основное влияние на состояние ландшафтов этих территорий оказывает атмосферный перенос загрязняющих примесей, воздействие которых отражается в ионном составе снежного покрова.

 

Рис. Местоположение мониторинговых регионов

Fig. Location of the monitoring regions

 

Таблица 1. Описание мониторинговых регионов

Название региона	Шифр региона	Описание	Количество площадок
Кетско-Тымский	МР-01	Равнинные болотно-лесные ландшафты Кетско-Тымской низменности. Бассейн р. Кети.	5
Тигирецкий	МР-02	Высокогорные альпийские ландшафты Тигирецкого хребта. Бассейн р. Чарыш.	3
Иолго-Сумультинский	МР-03	Высокогорные альпийские ландшафты Сумультинского хребта и хребта Иолго. Бассейн р. Бии.	7
Абакано-Шапшальский	МР-04	Высокогорные альпийские ландшафты Абаканского и Шапшальского хребта. Бассейн рр. Абакан, Хемчик и Чулышман.	13
Центрально-Якутский	МР-05	Равнинные болотно-лесные ландшафты Центрально-Якутской низменности. Бассейн р. Тюнг.	8
Алданский	МР-06	Низкогорные лесные ландшафты Алданского нагорья. Бассейн рр. Амга, Алдан и Туолба.	15
Верхнезейско-Становой	МР-07	Низкогорные лесные и пойменные ландшафты Станового хребта. Бассейн р. Зеи.	10
Турана-Буреинский	МР-08	Среднегорные лесные и высокогорные субальпийские ландшафты Буреинского хребта и хребта Турана. Бассейн р. Буреи.	8
Удско-Становой	МР-09	Среднегорные и высокогорные долинные ландшафты Станового хребта. Бассейн р. Уды.	12
Сунтар-Хаятанский	МР-10	Среднегорные лесные и высокогорные альпийские ландшафты хребта Сунтар-Хаята. Бассейн рр. Яна и Хурэн.	10
Сихотэ-Алинский	МР-11	Низкогорные лесные и пойменные ландшафты Сихотэ-Алиня. Бассейн р. Яй.	7

 

В каждом мониторинговом регионе с учётом вероятного распространения загрязнителей окружающей среды, метеорологических условий, рельефа местности, транспортной доступности (возможностей для посадки вертолёта) и ландшафтно-геохимических особенностей территории были выбраны по 3–15 мониторинговых площадок, в которых в свою очередь отбирали по пять образцов снега в период максимального снегонакопления на всю глубину снежного покрова (Методические рекомендации …, 1990). Их помещали в пластиковые куботейнеры с плотно прилегающими крышками для доставки в химическую лабораторию с помощью авиа- или автотранспорта (в зависимости от удалённости места отбора проб).

Доставленные в химическую лабораторию образцы снега растапливали в закрытых куботейнерах при комнатной температуре и отфильтровывали через мембранный фильтр с порами диаметром 0.45 мкм. В отфильтрованных образцах снеговой талой воды определяли кислотность, минерализацию, концентрацию основных (Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃^–, Cl^–, SO₄^2–) и азотсодержащих (NH₄⁺, NO₂^– и NO₃^–) ионов с использованием общепринятых стандартных методик (Пузанов и др., 2022).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Кислотность и минерализация. За весь период наблюдения (с 2007 по 2022 г.) кислотность снежного покрова в мониторинговых регионах изменялась несущественно (табл. 2). Наиболее низкие значения pH обнаружены в образцах из Турана-Буреинского (2014 г. – 4.34), Сихотэ-Алинского (2014 г. – 4.68) и Кетско-Тымского (2009 г. – 4.98) регионов, а наиболее высокие – из Абакано-Шапшальского (2008 г. – 6.60) и Иолго-Сумультинского (2015 г. – 6.74) регионов. Несмотря на незначительные колебания этого показателя можно заметить, что более высокие величины pH определены в пробах из высокогорных мониторинговых регионов, а более низкие – из равнинных.

 

Таблица 2. Кислотность и минерализация снеговых талых вод мониторинговых регионов

Шифр региона	Кислотность (pH)	Минерализация, мг/л
МР-01	4.98 (2009 г.) – 5.54 (2013 г.)* 5.28 ± 0.15**	9.7 (2014 г.) – 21.3 (2010 г.) 16.7 ± 3.0
МР-02	5.80 (2009 г.) – 6.51 (2008 г.) 6.15 ± 0.18	12.4 (2018 г.) – 35.6 (2010 г.) 18.8 ± 4.6
МР-03	5.29 (2019 г.) – 6.74 (2015 г.) 5.99 ± 0.26	12.0 (2019 г.) – 61.5 (2010 г.) 22.8 ± 10.4
МР-04	5.75 (2012 г.) – 6.60 (2008 г.) 6.04 ± 0.20	10.1 (2019 г.) – 41.3 (2011 г.) 20.1 ± 10,3
МР-05	5.54 (2017 г.) – 6.05 (2018 г.) 5.80 ± 0.25	10.8 (2017 г.) – 11.2 (2018 г.) 11.0 ± 0,2
МР-06	5.77 (2014 г.) – 6.05 (2017 г.) 5.91 ± 0,09	11.4 (2018 г.)
МР-07	5.47 (2019 г.) – 5.88 (2014 г.) 5.68 ± 0.12	13.8 (2018 г.) – 20.4 (2014 г.) 17.1 ± 1.9
МР-08	4.34 (2014 г.)	Не определяли
МР-09	5.38 (2014 г.)	17.3 (2014 г.)
МР-10	5.42 (2014 г.) – 5.80 (2013 г.) 5.61 ± 0.19	23.4 (2014 г.) – 29.0 (2013 г.) 26.2 ± 2.8
МР-11	4.68 (2014 г.)	Не определяли

Примечание. *В числителе представлены минимальное и максимальное значения показателя; **в знаменателе – среднее арифметическое значение и его ошибка.

 

Минерализация снежного покрова во многих мониторинговых регионах за весь период наблюдения оставалась приблизительно на одном уровне (от 10 до 35 мг/л). Исключение среди них – Иолго-Сумультинский и Абакано-Шапшальский районы, где в период с 2009 по 2011 г. в пробах обнаружены самые высокие значения этого показателя (61 и 42 мг/л соответственно). Таким образом, повышенной минерализацией отличаются образцы из горных (особенно высокогорных) мониторинговых регионов, где в зимнее время часто встречаются оголённые участки коренных пород, способствующие увеличению пылевой нагрузки на снежный покров.

По результатам анализа кислотности и минерализации отобранных образцов снеговые талые воды мониторинговых регионов относятся к ультрапресным кислым, слабокислым и нейтральным (Гусева и др., 2000). Поэтому можно предположить, что в снежном покрове в этих регионах содержание исследуемых ионов очень низкое, с преобладанием в их составе анионов (HCO₃^–, Cl^– и SO₄^2–).

Основные ионы. Во всех отобранных образцах снега молярная концентрация катионов Ca²⁺ и Mg²⁺ оказалась ниже 0.1 моль/л (предел обнаружения использованного титриметрического метода анализа). Молярная концентрация анионов HCO₃^– в анализируемых образцах снега из Кетско-Тымского, Тигирецкого, Иолго-Сумультинского и Абакано-Шапшальского мониторинговых регионов значительно варьировала, при этом можно отчётливо выделить два временных отрезка: до 2012 г. и после (табл. 3). До 2012 г. в этих регионах наблюдались более высокие концентрации рассматриваемого аниона. Начиная с 2012 г. молярная концентрация анионов HCO₃^– в снежном покрове перечисленных выше регионов резко снизилась с 0.26 до 0.06, с 0.28 до 0.08, с 0.35 до 0.06 и с 0.39 до 0.05 моль/л соответственно.

 

Таблица 3. Молярная концентрация основных ионов в снеговых талых водах мониторинговых регионов, моль/л

Шифр региона	HCO3–	SO42–	Cl–
МР-01	0.06 (2014 г.) – 0.26 (2010 г.)* 0.14 ± 0.06**	0.074 (2009 г.) – 0.135 (2010 г.) 0,111 ± 0.021	0.022 (2014 г.) – 0.070 (2012 г.) 0.061 ± 0.013
МР-02	0.08 (2021 г.) – 0.28 (2010 г.) 0.14 ± 0.05	0.070 (2022 г.) – 0.178 (2009 г.) 0.103 ± 0.024	0.028 (2021 г.) – 0.127 (2010 г.) 0.069 ± 0.023
МР-03	0.06 (2019 г.) – 0.35 (2010 г.) 0.14 ± 0.07	0.069 (2021 г.) – 0.271 (2010 г.) 0.120 ± 0.046	0.039 (2018 г.) – 0.265 (2010 г.) 0.080 ± 0.043
МР-04	0.05 (2015 г.) – 0.39 (2009 г.) 0.17 ± 0.11	0.052 (2012 г.) – 0.280 (2009 г.) 0.095 ± 0.041	0.014 (2019 г.) – 0.210 (2009 г.) 0.075 ± 0.040
МР-05	0.08 (2017 г.) – 0.09 (2018 г.) 0.08 ± 0.01	0.065 (2018 г.) – 0.066 (2017 г.) 0.066 ± 0.001	0.045 (2017 г.) – 0.051 (2018 г.) 0.048 ± 0.003
МР-06	0.09 (2018 г.) – 0.11 (2017 г.) 0.10 ± 0.01	0.034 (2014 г.) – 0.077 (2017 г.) 0.057 ± 0.014	0.042 (2017 г.) – 0.072 (2014 г.) 0.057 ± 0.010
МР-07	0.10 (2015 г.) – 0.20 (2019 г.) 0.12 ± 0.02	0.054 (2014 г.) – 0,086 (2018 г.) 0.072 ± 0,010	0.010 (2019 г.) – 0.168 (2014 г.) 0.083 ± 0.043
МР-08	0.10 (2014 г.)	0.040 (2014 г.)	0,020 (2014 г.)
МР-09	0.10 (2014 г.)	0.127 (2014 г.)	0.053 (2014 г.)
МР-10	0.10 (2014 г.) – 0.18 (2013 г.) 0,14 ± 0.04	0.121 (2014 г.) – 0.174 (2013 г.) 0.148 ± 0.027	0.020 (2014 г.) – 0.029 (2013 г.) 0.025 ± 0.005
МР-11	0.10 (2014 г.)	0.040 (2014 г.)	0.020 (2014 г.)

Примечание. *В числителе представлены минимальное и максимальное значения показателя; **в знаменателе – среднее арифметическое значение и его ошибка.

 

Аналогичная ситуация в снежном покрове мониторинговых регионов наблюдалась для сульфат-ионов, молярная концентрация которых была также более высокой до 2012 г. Позднее их молярная концентрация снизилась: в Кетско-Тымском МР – с 0.14 до 0.09 моль/л, в Тигирецком – с 0.18 до 0.07 моль/л, в Иолго-Сумультинском – с 0.27 до 0.07 моль/л и в Абакано-Шапшальском – с 0.28 до 0.06 моль/л.

В меньшей степени описанная выше ситуация характерна для хлорид-ионов, молярная концентрация которых только в 2010 г. достигла 0.26 моль/л (Иолго-Сумультинский регион). В остальные годы её значения изменялись от 0.01 (Абакано-Шапшальский и Верхнезейско-Становой регионы в 2019 г.) до 0.17 (Верхнезейско-Становой регион в 2014 г.) моль/л.

Повышенная молярная концентрация анионов HCO₃^– и SO₄^2– в снежном покрове мониторинговых регионов связана в большей степени с многочисленными пожарами лесов и торфяников в Сибири и на Дальнем Востоке России (Куценогий и др., 2012), имеющими здесь глобальные масштабы (Сухинин, 2010; Пономарев, 2014; Фуряев и др., 2018; Воронова и др., 2020; Московченко и др., 2020; Латышева и др., 2021; Иванова, Иванов, 2023), а возможно и в европейской части России (особенно в 2010 г.) (Исаков и др., 2011). Влияние пожаров на снежный покров связано не только с эмиссией газов в атмосферу, которые впоследствии могут долго (до нескольких лет) в ней находиться, но и с распространением золы от обгоревших стволов деревьев и кустарников в зимний период.

Соотношение HCO₃^–/Cl^– в снежном покрове показало, что во всех мониторинговых регионах анионы HCO₃^– преобладают над Cl^– (от 1.1 до 20.0 раз) даже вблизи морского побережья Дальнего Востока. Исключением были единичные годы, когда их соотношение снижалось до 0.5 (2015 г., в Абакано-Шапшальском МР) и 0.6 (2014 г., в Верхнезейско-Становом МР) соответственно. Таким образом, влияние пирогенных источников на снежный покров в Удско-Становом, Сунтар-Хаятанском и Сихотэ-Алинском мониторинговых регионах гораздо значительнее, чем морских воздушных масс. Можно выделить три пространственно-временные области, где превышение HCO₃^– особенно ощутимо – с 2008 по 2013 г. (Кетско-Тымский, Тигирецкий и Абакано-Шапшальский мониторинговые регионы) от 3.7 до 6.3, с 2013 по 2014 г. (Турана-Буреинский, Сунтар-Хаятанский и Сихотэ-Алинский мониторинговые регионы) от 5.0 до 6.0 и с 2017 по 2019 г. (Тигирецкий, Абакано-Шапшальский и Верхнезейско-Становой мониторинговые регионы) от 4.0 до 20.0.

Многолетняя динамика соотношения HCO₃^– с SO₄^2– более стабильна, чем с Cl^–, так как эти анионы имеют общие глобальные источники поступления в атмосферу – пирогенные выбросы. Тем не менее можно выделить более высокие значения этого показателя в Абакано-Шапшальском (2008, 2010 и 2012 гг. – 3.4, 2.9 и 2.5 соответственно), Алданском (2014 и 2015 гг. – 3.0 и 2.3 соответственно), Верхнезейско-Становом (2019 г. – 2.6), Турана-Буреинском (2014 г. – 2.5) и Сихотэ-Алинском (2014 г. – 2.5) мониторинговых регионах. При этом ни одно из них не достигает максимальных величин, характерных для HCO₃^–/Cl^–.

Анионы SO₄^2– и Cl^– также имеют общие источники поступления в атмосферу – свободные от снежного покрова побережья морей и засолённых озёр, но поскольку эмиссия первого в большей степени связана с пирогенными явлениями, интенсивность которых отличается высокой динамикой по годам, величина SO₄^2–/Cl^– достаточно сильно варьирует (от 0.5 до 7.7). Наиболее высокими значениями этого показателя выделяются Кетско-Тымский (2014 г. – 4.0), Тигирецкий (2009 г. – 4.4), Абакано-Шапшальский (2012 и 2019 гг. – 2.6 и 5.4 соответственно), Верхнезейско-Становой (2019 г. – 7.7) и Сунтар-Хаятанский (2013 и 2014 гг. – 6.0 и 6.1 соответственно) мониторинговые регионы.

Азотсодержащие ионы. Во многих мониторинговых регионах молярная концентрация ионов NH₄⁺ в снежном покрове варьировала от 0.003 (Сунтар-Хаятанский в 2014 г.) до 0.010 (Абакано-Шапшальский в 2019 г.) моль/л. Исключением оказались горные мониторинговые регионы (табл. 4): Тигирецкий, Иолго-Сумультинский и Верхнезейско-Становой, в которых её максимальная величина в отдельные годы достигала 0.019 (2011 г.), 0.019 (2018 г.) и 0.029 (2014 г.) моль/л соответственно.

 

Таблица 4. Молярная концентрация азотсодержащих ионов в снеговых талых водах мониторинговых регионов

Шифр региона	NH4+	NO3–	NO2–
МР-01	0.0028 (2014 г.) – 0.0033 (2013 г.)* 0.0031 ± 0.0002**	0.0013 (2014 г.) – 0.0056 (2013 г.) 0,0039 ± 0.0015	0.0002 (2014 г.) – 0.0004 (2009 г.) 0.0003 ± 0.0001
МР-02	0.0028 (2007 г.) – 0.0188 (2011 г.) 0.0075 ± 0.0046	0.0012 (2013 г.) – 0.0046 (2009 г.) 0.0025 ± 0.0006	0.0002 (2019 г.) – 0,0025 (2013 г.) 0.0011 ± 0.0006
МР-03	0.0028 (2019 г.) – 0.0187 (2018 г.) 0.0086 ± 0.0044	0.0013 (2013 г.) – 0.0277 (2021 г.) 0.0072 ± 0.0060	0.0002 (2013 г.) – 0.0005 (2018 г.) 0.0003 ± 0.0001
МР-04	0.0032 (2012 г.) – 0.0104 (2019 г.) 0.0061 ± 0.0024	0.0013 (2012 г.) – 0.0065 (2008 г.) 0.0022 ± 0.0011	0.0002 (2012 г.) – 0.0016 (2009 г.) 0.0004 ± 0.0003
МР-05	Не определяли	0.0018 (2017 г.) – 0.097 (2018 г.) 0.0057 ± 0.0039	0.0002 (2018 г.)
МР-06	Не определяли	0.0021 (2017 г.) – 0.0112 (2014 г.) 0.0069 ± 0.0029	0.0002 (2018 г.) – 0.0009 (2014 г.) 0.0005 ± 0.0003
МР-07	0.0063 (2012 г.) – 0.0286 (2014 г.) 0.0174 ± 0.0074	0.0080 (2012 г.) – 0.0218 (2018 г.) 0.0150 ± 0.042	0.0002 (2018 г.) – 0.0007 (2014 г.) 0.0004 ± 0.0002
МР-08	0.0046 (2014 г.)	0.0245 (2014 г.)	0.0002 (2014 г.)
МР-09	0.0030 (2014 г.)	0.0116 (2014 г.)	0.0002 (2014 г.)
МР-10	0.0026 (2014 г.) – 0.0028 (2013 г.) 0.0027 ± 0.0001	0.0003 (2014 г.) – 0.0015 (2013 г.) 0.0009 ± 0.0006	0.0002 (2013 г.)
МР-11	0.0040 (2014 г.)	0.0063 (2014 г.)	0.0002 (2014 г.)

Примечание. *В числителе представлены минимальное и максимальное значения показателя; **в знаменателе – среднее арифметическое значение и его ошибка.

 

Многолетняя динамика молярной концентрации ионов NO₃^– в снежном покрове мониторинговых регионов варьирует от 0.0003 до 0.0277 моль/л. Наиболее высокие значения этого показателя обнаружены в горных мониторинговых районах: Иолго-Сумультинском в 2021 г. (0.0277 моль/л), Верхнезейско-Становом в 2017 г. (0.0218 моль/л) и Алданском в 2014 г. (0.0112 моль/л).

В отличие от остальных азотсодержащих ионов, для NO₂^– характерна очень низкая молярная концентрация в снежном покрове всех мониторинговых регионов, которая не превышала 0.0010 моль/л. Исключение составили образцы из Тигирецкого (с 2007 по 2014 г., кроме 2009 г.) и Абакано-Шапшальского (2009 и 2010 гг.) мониторинговых регионов, в которых этот показатель достигал максимальных значений – 0.0025 и 0.0016 моль/л соответственно. Таким образом, наиболее высокие молярные концентрации рассматриваемого аниона наблюдались до 2015 г.

Во всех мониторинговых регионах в снежном покрове среди азотсодержащих ионов преобладали NH₄⁺. Лишь в единичные годы их молярная концентрация становилась ниже, чем у NO₃^–.

ВЫВОДЫ

Снеговые талые воды, образующиеся при таянии снежного покрова в труднодоступных ландшафтах Северной Азии, относятся к ультрапресным кислым, слабокислым и нейтральным. При этом более низкие значения pH и минерализации обнаружены в равнинных болотно-лесных биогеоценозах, а более высокие – в горных альпийских и субальпийских.

В результате частых масштабных пирогенных выбросов в ионном составе снежного покрова Северной Азии в течение всего периода наблюдений преобладали ионы HCO₃^–, даже вблизи морских побережий, где происходит интенсивное поступление в атмосферу анионов SO₄^2– и Cl^–. При этом до 2012 г. молярная концентрация всех исследуемых основных ионов отличалась более высокими значениями, которые в последующие годы снижались, особенно это заметно для гидрокарбонат-ионов и в меньшей степени – для хлорид-ионов.

Поскольку появление азотсодержащих ионов в снежном покрове связано с биохимическими процессами, интенсивность которых в период снегонакопления снижается, в снеговых талых водах Северной Азии их молярная концентрация также находится на низком уровне. Преобладающим ионом за всё время наблюдений был аммоний (особенно в высокогорных ландшафтах) и лишь в отдельные годы – нитрат-ион. Самой низкой молярной концентрацией отличались ионы NO₂^–, тем не менее в её многолетней динамике можно уловить более высокие значения в период наблюдения до 2015 г.

Благодарности. Работа выполнена в рамках бюджетного проекта № FUFZ-2021-0003 “Оценка эколого-биогеохимической обстановки в речных бассейнах Сибири в условиях изменения климата и антропогенного воздействия”.

Acknowledgements. The work was carried out within the framework of the budget project No. FUFZ-2021-0003 “Assessment of the ecological and biogeochemical situation in the river basins of Siberia in the conditions of climate change and anthropogenic impact”.

作者简介

A. Saltykov

Institute for water and environmental problems SB RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: saltykovav@yandex.ru
俄罗斯联邦, Barnaul

S. Balykin

Institute for water and environmental problems SB RAS

Email: saltykovav@yandex.ru
俄罗斯联邦, Barnaul

D. Balykin

Institute for water and environmental problems SB RAS

Email: saltykovav@yandex.ru
俄罗斯联邦, Barnaul

I. Gorbachev

Center for Operation of Space Ground Based Infrastructure NII PM

Email: saltykovav@yandex.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

补充文件