Режим неблагоприятных метеоусловий из-за загрязнения атмосферного воздуха в Красноярске суммарно регистрируется на протяжении примерно одного месяца в течение каждого года. В безветренную погоду образуется приземная инверсия, когда температура у земли ниже, чем в верхних слоях атмосферы; и создаются условия для скопления вредных веществ у поверхности. Источником смога становятся выхлопные газы и многочисленные выбросы предприятий. Эти условия неблагоприятны для людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями и хроническими заболеваниями дыхательных путей. Важно вовремя спрогнозировать эту неблагоприятную погоду и отследить концентрацию загрязнителей в воздухе.

Учёные Сибирского федерального университета, Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН и Сургутского государственного университета разработали метод тестирования загрязнений воздуха с помощью биолюминесцентного биотеста, основанного на ферментах светящихся бактерий. В качестве индикатора загрязнения воздуха в городской среде исследователи использовали снег, в котором была обнаружена повышенная концентрация тяжёлых металлов.

В основе биолюминесцентного биотеста заложено действие двух ферментов: люциферазы и оксидоредуктазы из светящихся бактерий. Тест позволяет быстро и достоверно определить состояние образца: если снег загрязнен потенциально опасными веществами, свечение заметно снижается. Результаты тестирования можно получить за несколько минут. Оказалось, что снежный покров хорошо отражает картину загрязнения воздуха: он аккумулирует загрязняющие вещества из атмосферы.

Пробы снега учёные брали из разных городских зон – пригородных лесов, жилой части, промышленных районов. Красноярск — крупный промышленный центр Сибири, что создаёт повышенную нагрузку на природу. Обширная промзона формируется за счёт предприятий металлургического, машиностроительного, химического профиля. Кроме того, город отапливается с помощью угольных электростанций. Образцы снега были взяты в период действия режима неблагоприятных метеорологических условий, когда загрязняющие вещества накапливаются в городской черте и пригородной зоне наиболее интенсивно из-за безветренной погоды.

Предполагалось, что пробы снега, взятые в пригородных лесах, окажутся чистыми, однако после 10 суток режима неблагоприятных метеоусловий оказалось, что этот снег тоже загрязнён, пусть и в минимальной степени. Территория исторического центра города из категории умеренно загрязнённой переместилась в категорию сильно загрязнённой. Во всех пробах обнаружили мышьяк, кадмий, цинк, кобальт, ртуть и свинец. Универсальным загрязнителем для всех исследованных проб стал цинк — его уровень превысил предельно допустимые значения даже в городских лесах.

Учёные отметили, что, помимо основных загрязнителей в образцах, взятых из промзоны, было обнаружено превышение предельной концентрации кадмия, источником которого является процесс сжигания угля на ТЭЦ, а также свинца и ртути. Вероятно, эти загрязнители связаны с выбросами выхлопных газов и работой металлургических предприятий.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Forests.