Снежный покров имеет огромное значение для многих природных процессов. Химический состав снега определяет направленность процессов почвообразования и удобрение почв питательными веществами, влияет на химический состав природных вод; снежный покров предотвращает глубокого промерзания почв и грунтов, влияет на протекание болотообразовательных и карстовых процессов. Также снег оказывает влияние на различные стороны хозяйственной деятельности человека, например, на состояние различных коммуникаций и сооружений.

Особенно важным является то, что снежный покров представляет собой депонирующую среду для атмосферных поллютанов и обладает рядом свойств, которые позволяют его использовать как удобный индикатор загрязнения атмосферного воздуха.

Кроме этого результаты исследования состава растворимой и нерастворимой фаз снега могут быть использованы для получения информации об основных тенденциях распределения загрязняющих веществ в атмосфере. Снег может выносить из атмосферы самые разнообразные вещества (аэрозоли, ионы, газы, радиоактивные изотопы). Поскольку снежинки и снежные хлопья оседают на поверхность земли достаточно медленно и по сравнению с дождевыми осадками покрывают большую площадь земной поверхности, они дольше находятся под влиянием загрязнённого атмосферного воздуха, следовательно, являются наилучшими индикаторами этого загрязнения.

Именно поэтому в снежном покрове фиксируются загрязняющие вещества, которые не улавливаются прямыми инструментальными методами анализа, и вещества, содержания которых невозможно установить с помощью расчетных методик или модельных подходов. Дополнительным преимуществом снежного покрова как депонирующей среды является то, что техногенные аномалии проявлены в нем более контрастно и четче характеризуют пространственное распределение техногенного воздействия от различных источников загрязнения, чем аномалии в других природных средах-планшетах.

Накопление загрязняющих веществ в снежном покрове происходит следующими путями:

- ветровой перенос и осаждение из воздуха твердых пылевых частиц;

- вымывание осадками и осаждение из атмосферы аэрозольных загрязняющих веществ; при этом эффективность вымывания загрязняющих примесей из атмосферного воздуха снежинками зависит от их формы и увеличивается с уменьшением их диаметра;

- растворение осадками находящихся в атмосфере газообразных загрязняющих веществ и осаждение их на снежный покров;

- газовый обмен между снежным покровом и воздухом в приземном слое атмосферы.

Взаимоотношение между количеством загрязняющий веществ в снежном покрове, аккумулированных различными путями, зависит от ряда факторов, главные из которых – продолжительность холодного сезона, в течение которого сохраняется устойчивый снежный покров, периодичность и интенсивность снегопадов, физико-химические свойства загрязняющих веществ и размер аэрозолей.

Загрязняющие вещества в снежном покрове находятся в трех формах: газообразной, химически растворенных веществ и твердых нерастворимых частиц.

Концентрации загрязняющих веществ, накопленных в снеге, как правило, на несколько порядков выше аналогичных концентраций в атмосферном воздухе, что позволяет с высокой степенью надежности проводить измерения их содержания.

Снежный покров, обладающий высокой сорбционной способностью, представляется наиболее информативным объектом при выявлении техногенного загрязнения не только атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения вод и почв.

Среди основных причин, обусловливающих возможность успешного применения методов мониторинга загрязнения снежного покрова и, как следствие, природных сред, можно выделить следующие:

- отбор проб снежного покрова чрезвычайно прост и не требует сложного оборудования по сравнению с отбором проб воздуха;

- снежный покров позволяет решить проблему количественного определения суммарных параметров загрязнения (сухих и влажных выпадений);

- при образовании и выпадении снега концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе, поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности;

- снежный покров как естественный планшет-накопитель дает достаточно объективную величину сухих и влажных выпадений в холодный сезон.

Обычно анализ снега проводится на наличие в нем нитратов, хлоридов, сульфатов, а также тяжелых металлов, таких как железо, медь, цинк по стандартным методикам. Также в ходе исследования определяют pH и количество сухого остатка.

Мониторинг снежного покрова включает снегомерную съемку и последующий гидрохимический анализ снеговых проб для получения данных по наличию приоритетных и специфических загрязняющих веществ в городах и промышленных центрах, а также данных но фоновым концентрациям для природных сред.

Задачи мониторинга снежного покрова и разработка программы наблюдений учитывают особенности объектов исследования: зона влияния промышленных предприятий, территории городов, транспортных магистралей, окрестности населенных пунктов, а также посты отбора проб атмосферного воздуха и снегомерные маршруты метеостанций.

По результатам снегомерной съемки посредством методики автоматизированного эколого-географического картографирования создаются компьютерные карты, которые наглядно показывают загрязнение территории определенными веществами.

Основной задачей мониторинга является получение характеристик выпадения загрязняющих веществ по территории страны в целом и по отдельно взятым регионам.

По данным сети мониторинга определяются также дальний и трансграничный переносы загрязняющих веществ. Создание в нашей стране системы мониторинга загрязнения снежного покрова позволило впервые в мировой практике получить детальную картину пространственного загрязнения обширных территорий и ее характерных изменений.

Наметившийся в последние годы значительный прогресс в использовании снежного покрова в качестве показателя загрязнения природной среды послужил основой для перехода к качественно новому виду работ – мониторингу загрязнения снежного покрова на базе ранее существовавшей снегомерной сети, используемой для определения физических параметров снежного покрова. Результаты мониторинга находят широкое применение не только для определения уровней загрязнения компонентов окружающей среды, но и для решения более сложных геофизических задач – определения вещественного состава и мощности выбросов предприятий.

Для оценки уровня загрязнения снежного покрова соединениями серы и суммарным азотом использовались уровни критических нагрузок, которые разработаны Европейской экономической комиссией Организации Объединенных Наций (далее ЕЭК ООН).

Уровень критической нагрузки определяет максимальное годовое выпадение загрязняющего вещества, при котором не оказывается негативного влияния на растительный мир и почву.

Для остальных загрязняющих веществ, присутствующих в снежном покрове, уровни критической нагрузки в настоящее время не разработаны, поэтому для оценки состояния загрязнения снежного покрова используются предельно допустимые концентрации вредных веществ для поверхностных вод.

Средства анализа снежного покрова – спектрофотометр ЮНИКО – 1201, pH – метр, георадар, космическая съемка, средства аналитической химии для измерения концентраций загрязняющих веществ в воде.

В основу расчетов нормативов предельно допустимого сброса (далее ПДС) сточных вод положены процессы их разбавления и самоочищения в водном объекте.