Выявление техносолей, сформировавшихся из промышленной пыли в районе города Йезд (Центральный Иран), с помощью наземной радиометрии

Интенсивное развитие промышленности в виде металлургических предприятий и карьеров по добыче полезных ископаемых в окрестностях города Йезд привело к значительной запыленности приземной атмосферы и накоплению промышленной пыли на поверхности почв. В местах расположения предприятий по производству легированной стали, в составе пыли преобладали твердые частицы размером менее 1 мкм (PM1), в то время как около песчаных карьеров – частицы пыли размером менее 10 мкм (PM10). Пыль от этих источников отличается также и по химическому составу (соотношению содержания железа и кремния, pH). Регистрация пиранометром с темно-зеленым фильтром с пропусканием на длине волны 550 нанометров с временным интервалом в 20 секунд на скорости 30 км/час во время движения по заданным маршрутам позволила выделить зоны с устойчивым повышенным содержанием в приземной атмосфере частиц разного размера. Выборочные разрезы почв в этих зонах подтвердили наличие на их поверхности слоев пылевых отложений мощностью более 5 см, что позволяет их отнести, согласно классификации WRB, к техносолям (Technosol). Построена почвенная карта района исследований в масштабе 1 : 25 000 с отражением участия в почвенном покрове техносолей. В соответствии с картой, более трех четвертей исследуемой территории составляют почвенные комплексы, включающие техносоли. Засушливые климатические условия региона приводят к накоплению пылевых выбросов на поверхности почв, которые практически не трансформируются и не удаляются из почвы, что приводит к их деградации и ухудшению экологической обстановки. Накопление пыли на поверхности почв влияет на состояние растительного покрова региона, что служит основанием для косвенной спутниковой индикации зон запыления. Метод выявления слоя пыли на поверхности почв по оценке запыленности приземной атмосферы с использованием пиранометра может служить хорошим дополнением к дистанционным методам.

1. Adebiyi A.P., Adigun H.O., Lawal K.J., Salmai K.D., Adekunle V.A.J., Oyekakin J.A., Impact of Cement Dust on Physical and Chemical Nutrients Properties of Forest Topsoil, J. Appl. Sci. Environ. Manage., 2021, Vol. 25(5), pp. 695–700.

2. Bahareh Aghasi B., Jalalian A., Khademi H., Besalatpour A.A., Relationship between dust deposition rate and soil characteristics in an arid region of Iran, Atmósfera, 2019, Vol. 32, No. 2., pp. 115–128, DOI: 10.20937/atm.2019.32.02.03.

3. Alpert P., Kaufman Y.J., Shay-El Y., Tame D., Da Silva A., Schubert S., Joseph Y.H., Quantification of Dust-Forced heating of the Lower Troposphere, Nature, 1998, Vol. 395, pp. 367–370.

4. Bergin M.H., Goroi C., Dixit D., Schauer J.J., Shindell D.T., Large Reductions in Solar Energy Production Due to Dust and Particulate Air Pollution, Environ. Sci. Technol. Lett., 2017, Vol. 4, pp. 339−344.

5. Cattle S.R., Mctainsh G.H., Elias S., Aeolian dust deposition rates, particle-sizes and contributions to soils along a transect in semi-arid New South Wales, Australia, Sedimentology, 2009, DOI: 10.1111/j.1365-3091.2008.00996.x.

6. Eger A., The effectiveness of actively accumulating dust in rejuvenating soils and ecosystems in a super-humid, high weathering and leaching environment, West Coast, South Island, New Zealand, PhD thesis, 2011, Lincoln University, 204 p.

7. World Reference Base for soil resources 2014, International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, FAO, Rome, 2015, 203 p.

8. Fraser R.S., Kaufman Y.J., The Relative Importance of Aerosol Scattering and sorption in Remote Sensing, IEEE J. Geosc. Rem. Sens., 1985, GE23, pp. 525−633.

9. Giltrap D., Cavanagh J., Stevenson B., Ausseil A-G., The role of soils in the regulation of air quality, Phil. Trans. R. Soc., 2021, B 376: 20200172, DOI: 10.1098/rstb.2020.0172.

10. Gu C., Hart, S.C., Turner B.L., Hu Y., Meng Y., Zhu M., Aeolian dust deposition and the perturbation of phosphorus transformations during long-term ecosystem development in a cool, semi-arid environment, Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, Vol. 246, pp. 498–514.

11. Javadi S., Moeini S., A new solar radiation models for Iran, Conference paper, 2019, URL: https://www.researchgate.net/publication/262172482.

12. Karta I., Soil Erosion by Wind and Dust Emission in Semi-Arid Soils Due to Agricultural Activities, Agronomy, 2020, Vol. 10(1), 89, DOI: 10.3390/agronomy10010089.

13. Kaufman Y.J., Dubovik A., Karnieli L., Remer A., Absorption of sunlight by dust as inferred from satellite and ground-based remote sensing, Geographical research letters, 2001, Vol. 28, No. 8, pp. 1479–1482.

14. Khalesi Doost A., Akhlaghi M., Estimation and Comparison of Solar Radiation Intensity by Some Models in a Region of Iran, Journal of Power and Energy Engineering, 2014, Vol. 2, pp. 345–351.

15. Kipp & Zonen B.V., Instruction manual, 2016, Manual document number: V1610, Netherland, 44 p.

16. Mohammadi F., Hajinezhad A., Kasaeian A., Moosavian S.F., Effect of dust accumulation on performance of the photovoltaic panels in different climate zones, International Journal of Sustainable Energy and Environmental Research, 2022, Vol. 11, No. 1, pp. 43–56.

17. Prospero J.M., Eolian transport to the world ocean, The sea: Vol VII, The Oceanic Lithosphere, Ed. Emiliani, C. Wiley, New-York, 1981, pp. 801–874.

18. Rashki A., Seasonality and mineral, chemical and optical properties of dust storms in the Sistan region of Iran, and their influence on human health, PhD thesis, University of Pretoria, 2012, 197 p.

19. Schad P., Technosols in the World Reference Base for Soil Resources – history and definition, Soil Science and Plant Nutrition, 2018, Vol. 64, No. 2, pp. 138–144.

20. Sokolik I.N., Toon O.B., 2Direct radiative forcing by anthropogenic airborne mineral aerosol, Nature, 1996, Vol. 381, pp. 681–683.

21. WMO, Radiation commission of IAMAP meeting of experts on aerosol and their climatic effects, WCP55, Williamsburg VA, 1983, pp. 28–30.

22. Zia-Khan S., Spreer W., Pengnian Y., Zhao X. Othmanli H., He X., Effect of Dust Deposition on Stomatal Conductance and Leaf Temperature of Cotton in Northwest China, Water, 2015, Vol. 7(1), pp. 116–131, DOI: 10.3390/w7010116.