Технология оценки эколого-геохимического состояния урбанизированных территорий по химическому составу микрочастиц (на примере Московского мегаполиса) (Договор)НИР

Technology for ecological and geochemical assessment of urban area using the chemical composition of microparticles (on the example of the Moscow metropolis)

Соисполнители НИР

Технология оценки экологического состояния Московского мегаполиса на основе анализа химического состава микрочастиц в системе «атмосфера–снег–дорожная пыль–почвы–поверхностные воды» (Мегаполис) Соисполнитель

Источник финансирования НИР

Хоздоговор, (608) Президентская программа исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Этапы НИР

# Сроки Название
1 25 июля 2019 г.-31 декабря 2022 г. Разработка методических основ и проведение рекогносцировочных исследований возможностей применения новых технологий для мониторинга компонентов природной среды
Результаты этапа: - охарактеризован химический состав эмиссий автотранспорта в городе Москве и основные факторы объема и структуры эмиссий; - исследованы особенности микроэлементного состава частиц дорожной пыли и его варьирование по административным округам и в зависимости от параметров автодорог Москвы; - проведены рекогносцировочные геохимические исследования почв, пыли, поверхностных вод и атмосферных осадков в Московском регионе.
2 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Проведение полевых и лабораторных исследований для разработки новой технологии экологического мониторинга
Результаты этапа: Основные результаты выполнения этапа включают: 1.Источники данных о химическом составе промышленных эмиссий в г. Москве 2. Методика выделения гранулометрических фракций РМ1 и РМ10 в почвенной массе и дорожной пыли 3. Методики и результаты определения основных физико-химических свойств и валовых концентраций основных групп поллютантов в микрочастицах РМ10, содержащихся в компонентах городских ландшафтов: атмосферных аэрозолях, дорожной пыли, верхнем слое (гумусовом горизонте) почв 4. Методика R,L,G-анализа фоновых почв на основе валового содержания тяжелых металлов и металлоидов в гранулометрических фракциях 5. Характеристика химического состава промышленных эмиссий на территории Москвы 6. Анализ химического состава аэрозолей и атмосферных осадков совместно с метеорологическими условиями 7. Оценка уровней опасности различных ПАУ в дорожной пыли для здоровья детей и взрослых 8. Характеристика геохимической структуры фоновых почв по содержанию тяжелых металлов и металлоидов в гранулометрических фракциях 9. Обобщение и сравнительный анализ результатов лабораторных исследований методик фракционирования образцов почв и дорожной пыли для обоснованного выбора оптимальной технологии, ориентированной на решение задач экологического мониторинга 10. Обобщение и сравнительный анализ гранулометрического фракционирования тяжелых металлов и металлоидов в гумусовых горизонтах фоновых почв, выполненных количественным спектральным и масс-спектрометрическим (ICP-MS и ICP-AES) методами 11. Структура и логические блоки базы данных "Московский мегаполис" c системой количественных эколого-геохимических показателей и коэффициентов для мониторинга и оценки эколого-геохимического состояния компонентов городских ландшафтов: атмосферы, дорожной пыли, почв, поверхностных вод
3 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Разработка и верификация новой методики проведения мониторинга окружающей среды
Результаты этапа: Основные результаты 3-го этапа: 1. Методика и результаты определения основных физико-химических свойств и химического состава атмосферных аэрозолей и осадков в Метеообсерватории МГУ 2. Методика и результаты определения валовых концентраций основных поллютантов в микрочастицах (РМ10) дорожной пыли и почв в Западном округе Москвы 3. Методика и результаты определения концентраций микроэлементов во фракциях фоновых почв Центрального лесного гос.заповедника и Смоленско-Московской возвышенности 4. Методика исследований изотопного, ионного и микроэлементного состава снега на основе снегомерной съемки 5. Методика гидролого-геохимических исследований и результаты определения микроэлементного состава микрочастиц в речных водах бассейна р. Москвы 6. Описание моделей водной миграции микрочастиц и поллютантов по рядам наблюдений в бассейне р. Москвы 7. Обобщение и анализ результатов геохимических исследований компонентов городских ландшафтов. 7.1. Анализ химического состава аэрозолей и атмосферных осадков совместно с метеорологическими условиями по наблюдениям в Метеообсерватории МГУ 7.2. Сопряженный анализ вариабельности содержания металлов, изотопов и основных ионов в снежном покрове на территории г. Москвы и состава осадков на метеостанции МГУ 7.3. Анализ микроэлементного состава микрочастиц в речных водах, взвеси и донных отложениях в бассейне р. Москвы и апробация моделей водной миграции микрочастиц и поллютантов по рядам наблюдений 7.4. Развитие методики сопряженного анализа микрочастиц в компонентах окружающей среды мегаполиса, включая трансформацию изотопного состава снега в подсистеме «атмосфера–снежный покров», геохимический анализ миграции микрочастиц в подсистеме «атмосфера-почвы-поверхностные воды» и методику анализа распределения ТММ в микрочастицах РМ10 подсистемы «снег – дорожная пыль – почвы». 7.5. Оценка уровней опасности неканцерогенных ТММ и канцерогенных загрязнителей в микрочастицах РМ10 дорожной пыли Москвы 7.6. Новая технология экологического мониторинга компонентов окружающей среды мегаполиса с использованием сопряженного анализа микрочастиц в различных средах (Ерина/Чалов, Поповичева, Власов, Кошелева) 7.7. Техническое задание на разработку базы данных для автоматизированного сбора, обработки и визуализации результатов экологического мониторинга
4 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Разработка программных и технологических решений для автоматизированного сбора, обработки и визуализации результатов экологического мониторинга с использованием новых технологий
Результаты этапа: 1. Выполнено обобщение и анализ результатов определения массовых концентраций основных групп поллютантов в микрочастицах (PM1-10, РМ10), выделенных из проб аэрозолей, снега, дождевых осадков, речной воды, дорожной пыли и почв в пределах импактных зон г. Москвы и на фоновых территориях в период 2019 2021 гг. Проанализированы данные о содержании металлов и металлоидов (ММ) в микрочастицах (PM1-10, PM10) речной взвеси и донных отложений малой городской реки Сетунь. Результаты определений загружены в единую электронную базу данных (БД). Для данных, добавленных в БД, сформированы метаданные: для точек отбора – координаты, описания, даты и методики отбора; для результатов определений – единицы измерения, методики, пределы обнаружения, данные о сертифицированных лабораториях. В базу включены также метеопараметры, контролируемые на Метеорологической обсерватории МГУ. Общее число определений различных показателей, включенных в базу данных, составило около 190000. 2. Выполнено описание созданной электронной базы данных с интегрированной подстистемой ГИС. В БД включена следующая информация: результаты экологического мониторинга в формате электронных таблиц; нормативно-справочная информация в формате текстовых документов; сведения из внешних баз данных, используемые при выполнении оценки экологического состояния городской территории; перечень специфических задач анализа и обработки информации, решаемых, в том числе, с помощью единой цифровой БД; описание и алгоритмы расчетных моделей, реализуемых для оценки экологического состояния городской территории; перечень стандартных непространственных и пространственных запросов к базе данных; характеристика количественных эколого-геохимических показателей и коэффициентов для мониторинга и оценки эколого-геохимического состояния компонентов городских ландшафтов и формулы для их вычисления; цифровая модель местности (ЦММ) в пределах территории г. Москва и сопредельных территорий Московской области в формате набора векторных тематических слоев; цифровая модель рельефа (ЦМР) в формате растрового тематического слоя; карты природы в формате растровых тематических слоев (отсканированных и привязанных к системе координат проекции); спутниковые данные дистанционного зондирования в формате растровых тематических слоев (классифицированных изображений). Пространственная информация организована в формате базы геоданных (БГД) геоинформационного программного обеспечения ArcGIS™. БГД предназначена для хранения тематических слоев ГИС, объединенных в наборы (векторных) данных «Точки пробоотбора», «Землепользование и объекты инфраструктуры», «Техногенные факторы / нагрузки / техногенное воздействие». В БГД включены также растровые тематические слои, отвечающие задачам пространственного анализа результатов экологического мониторинга. Для всех тематических слоев ГИС сформированы метаданные (источник данных и его актуальность; координатная привязка и позиционная точность данных; перечень атрибутов объектов векторных слоев и ключевые поля, используемые для связывания таблиц). Для обработки данных, полученных в результате наблюдений за атмосферой на базе Метеорологической обсерватории МГУ, создана подсистема БД для работы с временными рядами.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".