Оценка аэрогенного загрязнения снежного покрова на территории Воркутинской агломерации дистанционными методами

Цель работы заключалась в разработке и оценке действенности методологии выделения зон аэротехногенного загрязнения вокруг промышленных предприятий при сопоставлении данных дистанционного зондирования зимних снимков и химического состава снежного покрова на примере Воркутинской промышленной агломерации, где отмечается существенное газопылевое загрязнение атмосферного воздуха вследствие работы угольных шахт и теплоэлектростанций. Был проведен отбор снега вокруг шахт «Юнь-Яга», «Воркутинская» и цементного завода (ООО «Воркутацемент»), а также на фоновых территориях.
Для разработки методологии оценки ареалов загрязнения вокруг Воркуты использовали зимние безоблачные снимки спутников Landsat 7, Landsat 8 OLI. Построение оценочных растров основано на снятии значения каналов для каждого снимка в точках отбора проб снега и расчете коэффициентов для формулы преобразования снимка в величину оценки содержания поллютантов в снеге с помощью многомерной линейной регрессии. Были выделены наиболее принципиальные компоненты, которые обуславливают изменение спектральных характеристик поверхности снега – рН, электропроводность, суммарное содержание всех ионов, суммарное содержание ионов кальция и магния, гидрокарбонат-ионы, углерод из пересчета со значений ХПК, общий органический углерод (TOC), ванадий, который служит маркером загрязнения территории угольной пылью.
При разработке методологии оценки загрязненности снежного покрова по космоснимкам отмечено, что лучшие результаты получаются при использовании зимних снимков, на снимках конца апреля наблюдаются протайки снега и места выхода растительности на поверхность, что увеличивает значения ошибок при построении растров. Наименьшие отклонения от результатов количественного химического анализа отмечены при использовании всех 6 каналов снимка (1-5,7). Рассчитаны средние значения погрешности (%) в точках растров, рассчитанных с использованием 6 каналов снимка и сравнены с погрешностями аналитических методик определения компонентов. Показано, что для водородного показателя и ванадия значения погрешности ниже, чем по методике химического анализа, близкие величины погрешности отмечены для электропроводности, углерода (ХПК).
На основе разработанной методики с использованием снимка Landsat 8 OLI от 05.02.2014 были рассчитаны модули поступления веществ на исследуемую территорию, выделены области наибольшего загрязнения, приуроченные к шахтам и населенным пунктам.