За состоянием Волги будут следить спутники: в России создают систему мониторинга
Российские ученые завершили большое исследование воды в Волге. Они изучили ее биооптические свойства, то есть то, как вода взаимодействует со светом и какие органические вещества в ней растворены. Эти данные помогут создать систему, которая позволит следить за экологией реки с помощью спутниковых снимков.
Исследованием занималась большая команда специалистов. В нее вошли сотрудники Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН, Волжского государственного университета водного транспорта и Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Результаты работы опубликованы в журнале Environments.
С весны 2022 по осень 2024 года ученые проехали 1500 километров вдоль Волги, от Горьковского до Волгоградского водохранилища. Они отобрали 227 проб воды. В лаборатории образцы проанализировали на флуоресценцию — это способность органических молекул светиться под воздействием специального излучения.
Современные математические алгоритмы помогли расшифровать эти данные. Ученые выделили в речной воде четыре основные группы органических веществ. Две самые крупные группы — это гуминовые соединения, которые попадают в реку из почв с дождевыми и грунтовыми водами. Вторая группа — это те же вещества, но уже переработанные бактериями. Вместе они обеспечивают 71–77 % от общего свечения воды.
Третий тип — это производные фульвокислот. Они имеют природное происхождение и поступают с сельскохозяйственных угодий, из лесов и болот. Последний компонент — это белки и аминокислоты, которые являются продуктами жизнедеятельности водных организмов, например, водорослей и планктона. Однако исследователи отмечают, что вблизи крупных городов такое свечение может указывать на антропогенное загрязнение.
Анализ также показал, что состав воды меняется вдоль русла. Самую высокую флуоресценцию зафиксировали в Горьковском водохранилище. Вероятно, это связано с тем, что туда попадает много органических веществ из близлежащих лесных и заболоченных территорий. Минимальное свечение оказалось в местах впадения в Волгу Оки и Камы. Воды этих рек чище, и они разбавляют богатые органикой воды Волги.
В России создают группировку малых спутников для мониторинга Севморпути
Кандидат химических наук и доцент кафедры лазерной химии МГУ Тимур Лабутин рассказал, что это первое систематическое исследование оптических свойств Волги. Команда использовала программный пакет Albatross. Он помог надежно определить четыре группы веществ и изучить, как они распределены по реке. Сейчас исследователи также разрабатывают портативный флуоресцентный датчик. Его настраивают так, чтобы он мог регистрировать именно эти выявленные группы веществ.
Раньше точно расшифровать спутниковые снимки рек было сложно. Для этого не хватало эталонных данных с «земли». Теперь нижегородский коллектив участников проекта планирует использовать собранные данные для корректной интерпретации спутниковых снимков. Это поможет в режиме реального времени отслеживать состояние воды, фиксировать распространение загрязнений и прогнозировать ее цветение. Такой подход упростит экологический контроль. Исследование поддержал грантом Российский научный фонд.
Самое популярное
