Используя технику активного биомониторинга, специалисты выявили, какие потенциально токсичные элементы (ПТЭ) и в каком количестве накапливаются в придорожных зонах. Результаты показали прямую зависимость уровня загрязнения от интенсивности трафика и позволили определить основные источники выбросов.
Для оценки уровня загрязнения ученые из Сектора нейтронного активационного анализа и прикладных исследований ЛНФ ОИЯИ применили один из методов биомониторинга — технику «мох в мешках». В качестве биоиндикатора использовался мох Сфагнум Гиргензона (Sphagnum girgensohnii Russow) — вид, который обладает широким ареалом распространения и высокой накопительной способностью.
Как рассказала начальник сектора Инга Зиньковская, мешочки с предварительно очищенным мхом были развешаны вдоль трех исследуемых шоссе на специально выбранных участках протяженностью около 50 км каждый, с точками экспозиции, расположенными приблизительно через каждые 5 км.
«По прошествии периода экспонирования все собранные образцы были отправлены в лабораторию на анализ. Для этого мы использовали метод оптико-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-ОЭС) и прямой анализатор ртути, — отметила ученый. — Чтобы достоверно определить накопление элементов, критически важно провести сравнение собранных мхов с неэкспонированными контрольными образцами, хранившимися в лаборатории. На основе этого анализа мы смогли рассчитать относительный фактор накопления (RAF), который четко демонстрирует, какие элементы и в какой степени были поглощены мхами из атмосферы».
В ходе анализа специалисты определили 16 элементов – от распространенных в придорожном воздухе алюминия и серы до токсичных свинца и ртути. Используя метод главных компонент (PCA), они идентифицировали группы элементов с общими источниками происхождения и связали их с конкретными процессами, характерными для автотранспорта.
Основными причинами выбросов потенциально токсичных элементов стали:
- износ двигателя,
- выхлопные газы и горение моторных масел,
- износ колодок и неисправности тормозной системы,
- износ автомобильных шин,
- поднятие дорожной пыли (эрозия почв, износ дорожного покрытия).
Исследователи подтвердили, что степень загрязнения атмосферного воздуха напрямую зависит от интенсивности дорожного трафика. Так, наиболее загруженная трасса — Ленинградское шоссе — продемонстрировала самое высокое накопление ПТЭ. Значительные показатели накопления были отмечены для ванадия, хрома, железа и алюминия. Кроме того, особенно высокие коэффициенты обогащения (EF) были зафиксированы для кобальта и цинка. Второе место по уровню загрязнения воздуха заняло Ярославское шоссе. Здесь присутствовали те же элементы, но в меньших концентрациях.
В связи с наименее интенсивными дорожными потоками, на Дмитровском шоссе был выявлен самый низкий показатель накопления ПТЭ. В отличие от более оживленных магистралей концентрации меди, никеля, марганца и стронция во мхах здесь оказались на уровне фоновых значений. Однако количество ртути на Дмитровском шоссе вопреки общей тенденции продемонстрировало статистически значимый рост (на 15 % по сравнению с фоном) и оказалось выше, чем на двух других трассах. Специалисты связывают это с малой скоростью движения транспорта в часы пик из-за заторов и пробок на одно- и двухполосных участках дороги. Работа двигателей автомобилей в таком режиме способствует повышенным выбросам ртути, присутствующей в составе топлива.