Исследование загрязнения снежного покрова угледобывающих районов с использованием спектральных характеристик

Снежный покров является эффективным накопителем поллютантов, а концентрация загрязняющих веществ в снеге обычно на два-три порядка выше, чем в атмосферном воздухе. По химическому составу снега можно установить распределение количественных характеристик вещества по площади, которое осаждается из атмосферы в зимний период. Благодаря этому можно выявить источники загрязнения и ареалы их влияния, получить ориентировочную оценку количества токсикантов, которые можно фиксировать, и наблюдать за изменениями с помощью дешифрирования спутниковой информации. Был исследован снежный покров в районе расположения угольных разрезов возле г. Нерюнгри с использованием разновременных снимков спутника Landsat. Дешифрирование проводилось на программном комплексе ENVI, изменения состояния снежного покрова оценивались при помощи характеристик спектральных кривых. Результаты проведённых исследований показывают, что использование спектральных характеристик позволяет проводить оценку динамики и интенсивности загрязнения снежного покрова по разновременным спутниковым изображениям. Использование космических снимков даёт возможность осуществлять оперативный мониторинг изменения экологической ситуации в труднодоступных районах и хорошо дополняет наземные наблюдения.

Стручкова Г. П., Крупнова Т. Г., Тихонова С. А. ,Капитонова Т. А. Исследование загрязнения снежного покрова угледобывающих районов с использованием спектральных характеристик // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. № 12-1. — С. 195—203. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_121_0_195.

Стручкова Галина Прокопьевна¹ — канд. техн. наук, вед. научн. сотр., pandoramy8@list.ru;
Крупнова Татьяна Георгиевна² — канд. хим. наук, доцент, krupnovatg@susu.ru;
Тихонова Сардана Алексеевна¹ — вед. инженер, http://orcid.org/0000-0002-5737-2409, sardankobeleva@gmail.com;
Капитонова Тамара Афанасьевна¹ — канд. физ.-мат. наук, вед. научн. сотр., http:// orcid.org/0000-0001-5502-0998, kapitonova@iptpn.ysn.ru;
¹ ФИЦ Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук. 677980, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, Россия;
² Южно-Уральский государственный университет. 454080, Челябинск, Пр. Ленина 76, Россия.

Стручкова Г. П., e-mail: pandoramy8@list.ru.

1. Дмитриев А. В., Дмитриев В. В. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса таяния снежного покрова в районе г. Омска по материалам 2008— 2009 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2010. — Т. 7. – № 2. — С. 138—148.

2. Barcan V., Sylina A. The appraisal of snow sampling for environmental pollution valuation // Water, Air, and Soil Pollution. — 1996. — V. 89. — P. 49–65. DOI: 10.1007/ BF00300421.

3. Melnikov S. Carrol J., Goshkov A., Vlasov S., Dahle S. Snow and ice concentrations of selected persistent pollutants in the Ob–Yenisey River watershed // The Science of the Total Environment. — 2003. — No 6. — P. 27–37. DOI: 10.1016/S0048— 9697(02)00482—5.

4. Krupnova T. G., , Rakova O. V. , Struchkova G. P. , Tikhonova S. A. , Kapitonova T. A., Gavrilkina S. V. , Bulanova A. V., Yakimova O. N. Insights into Particle-Bound Metal(loid)s in Winter Snow Cover: Geochemical Monitoring of the Korkinsky Coal Mine Area, South Ural Region, Russia // Sustainability 2021, 13, 4596. DOI: 10.3390/su13094596.

5. Jost G., Weiler M., Gluns D. R., Alila Y., 2007. The influence of forest and topography on snow accumulation and melt at the watershed-scale // Journal of Hydrology. — 2007. — V. 347. – P. 101–115. DOI:10.1016/j.jhydrol.2007.09.006.

6. Шамрикова Е. В., Ванчикова Е. В., Рязанов М. А., Казаков В. Г. Состояние снежного и почвенного покрова вблизи цементного завода // Вода: химия и экология. — 2010. — № 10. С. 46–51.

7. Wenqian Chen, Xin Wang, Jiecan Cui, Xiaoyi Cao, Wei Pu, Xuan Zheng, Haofan Ran, Jinli Ding. Radiative forcing of black carbon in seasonal snow of wintertime based on remote sensing over Xinjiang, China // Atmospheric Environment. — 2021. — Vol. 247, 15 February, 118204.

8. Maqbool Ahmad, Khan Alam, ShahinaTariq, Thomas Blaschke. Contrasting changes in snow cover and its sensitivity to aerosol optical properties in Hindukush-KarakoramHimalaya region // Science of The Total Environment. — 2020. — Vol. 699, 10 January, 134356.

9. Sahu R., Gupta R. D. Snow cover area analysis and its relation with climate variability in Chandra basin, Western Himalaya, during 2001—2017 using MODIS and ERA5 data // Environ Monit Assess. — 2020. — Jul 7; 192(8):489. doi: 10.1007/s10661— 020—08442—8.

10. Виноградов Б. В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: Наука, 1984. — 320 с.

11. Kokhanovsky A. Spectral reflectance of solar light from dirty snow: a simple theoretical model and its validation // Cryosphere. — 2013. — No — 7. — Pp. — 1325– 1331. DOI: 10.5194/tc-7—1325—2013.

12. Григорьев А. И. Индикация состояния окружающей среды. Омск: ОмИПП. 2003. — 128 С.

13. Василевич М. И., Щанов В. М., Василевич Р. С. Применение спутниковых методов исследований при оценке загрязнения снежного покрова вокруг промышленных предприятий в тундровой зоне // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2015. — Т. 12. – № 2. — С. 50—60.

14. Токарева О. С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли: учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета. — 2010. — 111 с.

15. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л., Андреева Н. В., Счастливцев Е. Л., Быков А. А. Оценка пылевого загрязнения атмосферы угледобывающих районов Кузбасса в зимний период по данным дистанционного зондирования земли // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 3. — С. 126—137.

16. Зарипова С. Н., Юданова В. В. Многокритериальная оценка состояния здоровья населения г. Нерюнгри // Вестн. Технического института (филиал) Северо-Восточного федерального университета. Вып. 5. — Нерюнгри: Изд-во Технического института. — 2010. — С. 36–48.