DETECTING DUST-CONTAMINATED SNOW COVER BY EPR SPECTROSCOPY | ВЫЯВЛЕНИЕ ПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СНЕЖНОГО ПОКРОВА С ПОМОЩЬЮ ЭПР-СПЕКТРОСКОПИИ

English. A new approach to detecting dust-contaminated snow is proposed, which is based on estimating the attenuation of the ultraviolet (UV) component of solar radiation probed by magnesium oxide (MgO) powder exposed in a snow cover. The presence of contamination is readily detected by monitoring the attenuation of a sextet of Mn 2+ impurity ion lines in the electron paramagnetic resonance (EPR) spectrum of powder, the intensity of which is determined by the photocatalytic activity of MgO. Based on this property of MgO, a new method of estimating the dust contamination of snow is developed, according to which fine MgO powder is exposed in the depth of snow and the gradient of attenuation of the characteristic EPR signal of impurity manganese ions is measured. The proposed method was verified by comparative evaluation of the dust contamination of snow cover in two sites, one of which was situated in an open field and the other, near a motor highway. The results showed that the gradient of EPR signal attenuation in the depth of snow in the first site is lower than that in the second case. The proposed method can provide a basis for EPR monitoring of the UV transparency of snow, which expands the arsenal of tools intended for the characterization of snow cover.

Russian. Предложен новый способ определения запыленности снежного покрова, основанный на регистрировании ослабления ультрафиолетового (УФ) компонента солнечного излучения в снежной толще путем ЭПР-регистрации в оксиде магния ЭПР-сигнала линий Mn 2+, легко детектируемый в спектре ЭПР по секстету линий Mn 2+, и интенсивность которых индуцирована фотокаталитической активностью MgO. На основе данного свойства оксида магния разработан новый способ оценки запыленности снежного покрова, предусматривающий экспонировании высокодисперсного порошка оксида магния в снежной толще и измерение амплитуды характерного ЭПР-сигнала ионов марганца. Апробация способа при сравнительной оценке запыленности снега на двух ключевых участках, один из которых расположен в поле, а другой возле автомобильной дороги, показала, что с глубиной градиент ослабления ЭПР-сигнала на первом участке меньше, чем на втором. Данный способ может быть положен в основу ЭПР-детектирования УФ-прозрачности снежного покрова, что расширяет спектр методик, предназначенных для исследований снежного покрова.