Distribution, Material and Chemical Composition of Sedimentary Matter of Rainfall on the Territory of the Kaliningrad Region Rf

Abstract

2 Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лаверова РАН, Архангельск На окружающую среду Калининградской области большое влияние оказывает трансграничный атмосферный перенос антропогенных примесей, превышающий выбросы локальных источников эмиссий в 5-7 раз. Приведены результаты исследования количественного, вещественного и химического составов нерастворимых микрочастиц дождевых осадков. В рамках работы было собрано и обработано 29 проб дождевых осадков разных сезонов 2019 г. Определена концентрация нерастворимых микрочастиц в дождевой воде. Проведен анализ вещественного состава методом сканирующей электронной микроскопии. Содержание Al, Mn, Ni, Cu, Zn, Cr, Co, As, Sr, Cd, Mo, Ba, V и Pb определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Методом расчета коэффициента обогащения выявлена группа тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Cu и Ni) антропогенного происхождения. Проведен корреляционный анализ, позволивший выделить две группы взаимосвязанных элементов. Определена значимая корреляционная связь между концентрациями Al, Mn, Co, Zn, Sr и Ba (R = 0,87-0,98), что подтверждает их литогенное происхождение. Вторая группа взаимосвязанных элементов -Zn, Cr, Mo, As и Pb (R = 0,70-0,87), что указывает на их литогенное и антропогенное происхождение. Для выявления удаленных источников эмиссий, при помощи программы HYSPLIT рассчитаны обратные траектории переноса воздушных масс. Выявлена сезонная изменчивость в количественном распределении и вещественном составе микрочастиц дождей. Наиболее высокие значения концентрации (6,5-12,2 мг/л) и доминирование антропогенной компоненты в составе выявлены в дождях летне-осеннего периода, а наиболее низкие (1,1-3,9 мг/л), с преобладанием биогенной и минеральной компонент -для весеннего периода. Установлено, что на распределение и состав нерастворимых микрочастиц дождевых осадков Калининградской области РФ оказывают влияние как локальный, так и дальний атмосферный перенос.Ключевые слова: дождь, элементный состав, тяжелые металлы, Калининградская область РФ, трансграничный атмосферный перенос

Macro- and Microelements and the Impact of Sub-Mediterranean Downy Oak Forest Communities on Their Composition in Rainwater

“…A good correlation was also observed between Na and V and Cr (r = 0.84 for both), Mg and V and Cr (r = 0.83 and 0.84, respectively), K-Ca (r = 0.74), Ca-Fe (r = 0.81), V-Sr (r = 0.80), Cr-Sr (r = 0.74), Mn-Ba (r = 0.71), Co-Ni (r = 0.71), Co-Zn (r = 0.91), Ni-Cu (r = 0.88), Ni-Zn (r = 0.88), Ni-Ba (r = 0.90), and Cu-Ba (r = 0.91). According to Topchaya [32], if the significant correlation relationship between the concentrations of elements r > 0.87, then the elements are of lithogenic origin; when r = 0.70-0.87, then the elements are of both lithogenic and anthropogenic origin. In [49], as the authors indicated the elements that have a good correlation relationship with Al (r > 0.5), we can assume the lithogenic origin of these elements.…”

“…Trace elements can be carried by the winds. The authors of [29,32] indicate that the main reason for bringing dust with trace element content is the wind that comes from industrial facilities. Apart from Na, Mg, K, Ca, Fe, Co, Ni, and Sr, the other studied elements had concentrations in rainwater collected in the open area that were lower than in rainwater under the forest canopy.…”

“…However, information on the content of these components in precipitation under tree canopies is scarce. In previous studies, the contents of various elements such as Na, Mg, Al, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Sr, Ba, etc., in rainwater collected in open areas were considered [3,22,[30][31][32][33]. In this study, we analyzed the concentration of 17 elements in rainwater including Na, Mg, Al, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Sr, and Ba, which were collected in open areas and under forest canopies.…”