Фоновые потоки аэрального вещества юга Дальнего Востока России как региональная основа оценки загрязнения атмосферы

Кондратьев, Игорь Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Фоновые потоки аэрального вещества юга Дальнего Востока России как региональная основа оценки загрязнения атмосферы
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Фоновые потоки аэрального вещества юга Дальнего Востока России как региональная основа оценки загрязнения атмосферы"

На правах рукописи

РГБ ОД

1 !\ ДлГ • '

Кондратьев Игорь Иванович

УДК 550.46 + 504.3 (571.63)

Фоновые потоки аэрального вещества юга Дальнего Востока России, как региональная основа оценки загрязнения атмосферы.

11.00.11. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Владивосток 2000

Работа выполнена в Тихоокеанском институте географии ДВО РАН и Дальневосточном научно-исследовательском гидрометеорологическом институте РОСГИДРОМЕТА.

Научный руководитель-кандидат географических наук

Качур А.Н.

Научный консультант-

доктор географических наук, профессор

Свинухов Г.В.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук доктор географических наук

Елпатьевский П.В. Павлов Н.И.

Ведущая организация:

Приморское межрегиональное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РОСГИДРОМЕТА, г. Владивосток.

Защита состоится 30 июня 2000 г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д. 200. 24. 01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Тихоокеанском институте географии ДВО РАН; РОССИЯ, 690041, Владивосток, ул. Радио, д.7; факс (312833)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тихоокеанского института географии ДВО РАН.

Автореферат разослан " мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Скрыльник Г.П.

оЭз (¡¿РЖ, 2. з 2 / О

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Аэральное вещество, несмотря на его, относительно небольшую массу, по сравнению с другими средами планеты Земля, играет значительную роль в процессах, происходящих в ее атмосфере и на ее поверхности. Основными источниками аэрального вещества естественного происхождения являются поверхности морей, океанов и аридные зоны континентов. Воздушными потоками аэральное вещество переноситься на тысячи километров и, выпадая на поверхность земли, принимет участие в формировании участков суши и дна морей и океанов. Интенсивность потока аэрального вещества на поверхность земли не одинакова в различных ее точках. Так, если считать аэрозолем все частицы поднимаемые ветром в воздух, то максимальные по мощности вертикальные и горизонтальные потоки будут наблюдаться в пустынях и на их окраинах. Эпизодически мощные потоки возникают и при извержениях вулканов. Минимальные по мощности потоки аэрального вещества наблюдаются в Антарктиде, где отмечаются самые низкие уровни концентраций аэрозоля в атмосфере планеты.

Выпадая на поверхность земли, аэральное вещество включается в состав почвенного субстрата и в той, или иной мере оказывает влияние на его структуру, микро- и макроэлементный состав.

Переносимые воздушными потоками вещества антропогенного происхождения, оказывают негативное воздействие на окружающую среду, нарушают установившийся баланс круговорота веществ в природе. Так, выбросы двуокиси серы и окислов азота приводят к закислению почв и водоемов даже в районах, удаленных от источников эмиссии. Загрязнение атмосферы тяжелыми металлами создает угрозу для здоровья людей.

Основными факторами, определяющими интенсивность потока аэрального вещества в той или иной точке земной поверхности, являются ее

удаленность от места генерации аэрозоля, времени его жизни в атмосфере и преобладающих направлений движения воздушных масс.

Юг Дальнего Востока России находится в широтном поясе северной окраины аридных зон Азиатского континента. Расстояние до границ центрально-азиатских пустынь составляет порядка 2000 км. Известно также, что в сороковых широтах, в средней и верхней тропосфере, преобладает западный перенос воздушных масс. Кроме того, известно о выпадении пыли азиатских пустынь на Японских и Гавайских островах. Таким образом, кажется естественным предположение о том, что Приморский край находится на пути транзита мощных потоков аэрального вещества из Центральной Азии в сторону Тихого океана.

Установить действительные параметры потоков аэрального вещества позволяют только исследования в фоновых районах, т. е. в местах удаленных от локальных источников эмиссии (поселков, дорог и промышленных центров). Данные о фоновом состояния окружающей среды являются объективной информацией для оценки степени антропогенного ' воздействия в анторопогенных зонах региона.

Основная масса исследований на территории Приморского края, в той или иной мере, затрагивающих проблемы переноса аэрального вещества в регионе, проводилась, в основном, в антропогенных зонах или вблизи с ними, что оправдано повышенным интересом к техногенному воздействию на население и окружающую среду. Ценную информацию могли бы дать данные фоновых станций, но они были ориентированы на мониторинг приоритетных загрязняющих веществ. Из химических элементов это Сс1, РЬ, Нё. Но эти элементы составляют менее 0,1 % общей суммы концентрации макро- и микроэлементов в атмосфере фоновых районов. К тому же, их присутствие в атмосфере в значительной мере определяется антропогенными факторами.

Настоящая диссертация является обобщением исследований, проведенных автором в фоновых районах Приморского края (средний и южный Сихотэ-Алинь), буферной зоне Сихотэ-Алинского биосферного заповедника (САБЗ) и крупном промышленном центре строительной индустрии (г.Спасске-Дальнем).

Цель работы. Исследования микро- и макроэлементного состава потоков аэралышго вещества в фоновом и урбанизированном районах Приморского края, выявление закономерностей их пространственной и временной изменчивости под влиянием климатических факторов.

На защиту выносятся, установленные в процессе исследований закономерности временной и пространственной изменчивости макро- и микрозлементного состава фонового аэрального потока, основные параметры потока атмосферных выпадений в зимний период в фоновом районе Приморского края.

Научная новизна. В результате исследований, - проведенных в фоновом районе Приморского края, буферной зоне Сихотэ-Алинского биосферного заповедника (п.Терней) и промышленном центре (г. Спасск-Дальний):

1) установлена сезонная изменчивость концентраций макроэлементов (А1, 51, К, Са, "Л, Мп, Ре) и «пыли» в атмосфере САБЗ и буферной зоны;

2) показано, с помощью методов статистического анализа, что сезонная изменчивость концентраций аэрозоля в САБЗ и буферной зоне обусловлена метеофакторами;

3) установлено различие состава фоновых атмосферных выпадений на восточном и западном склонах Сихотэ-Алиня в зимние периоды;

4) установлена временная изменчивость состава фоновых атмосферных выпадений в зимние периоды, обусловленная усилением

г,

влияния континентальных воздушных масс на район среднего Сихотэ-Алиня во второй половине 80-х гг.;

5) уточнены величины фоновых концентраций и плотностей выпадений взвешенного вещества, основных ионов и микроэлементов в зимний период в Сихотэ-Алинском биосферном регионе;

6) установлено, что фоновые плотности выпадений взвешенного вещества в САБР имеют уровни, характерные для умеренных широт земного шара, что объясняется особенностями атмосферной циркуляции в регионе, которая не благоприятствует систематическому поступлению аэрального вещества непосредственно из аридных зон континента;

7) найдены скорости выведения отдельных элементов для атмосферы фонового и урбанизированного районов Приморья;

8) показано, что в зимний период скорости выведения в фоновом и урбанизированном (Спасск-Дальний) районах имеют один порядок величин и не зависят от степени антропогенной нагрузки на атмосферу;

9) разработан авторский вариант методики рентгеноспектрального анализа проб аэрозоля, которая была использована при исследованиях макроэлементного состава атмосферной взвеси.

Методы исследований. На этапе сбора информации исследовался, по возможности, единый ряд элементов в атмосфере и выпадениях. Для их определения применялись методы химического, атомно-абсорбционного и рентгено-спектрального анализов. При обработке данных был использован статистический анализ (в т. ч. и факторный). Анализ направления движения воздушных масс проводился путем построения обратных траекторий по картам барической топографии AT- 850. При разработке алгоритма программы калибровки спектрометра использован метод математических статистик Чебышева.

Практическая ценность. Данные о составе и фоновых концентрациях аэрального вещества в атмосфере и выпадениях являются базовыми

параметрами, которые могут использоваться для объективной оценки степени антропогенной нагрузки на атмосферу в урбанизированных районах региона. Установленные закономерности пространственной и временной изменчивости потоков аэрального вещества и полученные данные являются исходными параметрами при исследованиях влияния трансграничного переноса загрязняющих веществ на территорию Приморья.

Комплексный подход, реализованный при исследованиях, показал свою эффективность, как в фоновом, так и урбанизированном районах и может использоваться при проведении аналогичных работ.

Полученные данные использовались при составлении ежегодника «Бюллетень фонового загрязнения окружающей природной среды в регионе Восточно-европейских стран - членов СЭВ».

Работа выполнена в рамках темы ГКНТ 0.85.04 «Контроль природной среды».

Фундаментальное значение. Установленные закономерности пространственной и временной изменчивости потоков аэрального вещества и его абсолютные величины являются шагом в решении проблемы о масштабах влияния аэрального переноса из Центральной Азии на территорию Приморья и основных направлениях его перемещения в .Япономорском бассейне.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на совещаниях и конференциях, в том числе:

1. Третьем Всесоюзном совещании «Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды» (Томск, 1985).

2. На Всесоюзной конференции по трансформации и дальнему переносу газовых и аэрозольных примесей в атмосфере и созданию моделей загрязненности» (Вильнюс, 1986).

3. Симпозиуме специалистов стран - членов СЭВ "Комплексные методы контроля качества природной среды" (Москва, 1986).

4. II Всесоюзном совещание по рентгеноспектральному анализу (Иркутск, 1989).

5. Научно-практической конференции «Экологические проблемы Дальнегорского района и пути их решения» (Дальнегорск, 1989).

6. XI CANAS конференции по аналитической и атомной спектроскопии (с международным участием) (Москва, 1990).

7. Десятом научном совещание географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 1999).

8. Первом международном семинаре по проблемам атмосферных выпадений в Ялономорскол! регионе (Владивосток, 1999).

Материалы диссертации рассматривались также на секции Ученого Совета Тихоокеанского института географии ДВО РАН.

Публикации: Основное содержание диссертации опубликовано в 15 работах, в том числе двух коллективных монографиях.

Объем работы и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав и заключения (общий объем 163 страницы; 23 рисунка; 28 таблиц; 4 приложения). Список литературы включает 138 наименований. Содержание работы.

Во введении сформулированы основные задачи работы и обоснован выбор объектов исследований, обоснована актуальность работы, ее новизна, практическая и фундаментальная значимость.

В главе I дано краткое описание географического положения района исследований и особенностей его климата. Определяющим фактором климата Приморья является его муссонный характер и расположение в сороковых широтах северного полушария на границе Тихого океана и Евроазиатского континента. Летний муссон проносит в Приморье океанические воздушные массы, обильные осадки и высокую влажность.

Зимой - преобладают северно-западные и западные ветры. Переходные периоды: весна и осень - довольно продолжительны, характеризуются неустойчивой, но в целом, теплой и сухой погодой. Горный рельеф значительной части территории края определяет разнообразие природных условий.

Исследования охватывали район среднего Сихотэ-Алиня, включая Сихотэ-Алинский биосферный заповедник (САБЗ), долину р. Рудной, а также г. Спасск-Дапьний, расположенный в Приханкайской низменности. Пробы аэрозоля отбирались непосредственно в САБЗ - на кордоне Усть-Серебряный, в буферной зоне - п. Терней и двух точках г. Спасска-Дальнего. Аэрозоль осаждался путем принудительного фильтрования на волокнистые фильтры марки ФПП-15-1,5. Через фильтры прокачивалось 1,5-2,0 тыс. куб. м в сутки в фоновом районе и 500-700 куб. м в сутки в городе. Отбор проб происходил непрерывно 24 часа в сутки. В п. Терней наблюдения проводились с 1986 по 1988 г., на кордоне Усть-Серебряный в 1989 г. и Спасске-Дальнем - в 1991 г.

Исследования состава атмосферных выпадений проводились в период с 1985 по 1989 гг. в фоновых районах среднего Сихотэ-Алиня и в 1991 г. в г. Спасске-Дальнем. Отбирались интегральные пробы атмосферных выпадений (снега) за зимний период (ноябрь - февраль). Для отбора проб ежегодно организовывались экспедиции в конце февраля -первых числах марта. Для доставки экспедиционной группы в удаленные точки использовался авиатранспорт (вертолет).

Для исследования макро- и микроэлементного аэрального вещества применялись как общепринятые, так и оригинальные методики анализов.

Одной из проблем, которую пришлось решать с началом работ, являлся анализ макроэлементного состава проб аэрозоля. Автору не удалось изыскать возможности анализа этого объекта исследований в известных аналитических центрах. Поэтому был приобретен подержанный

рентгеновский спектрометр СРМ-20 и' разработан авторский вариант методики анализа проб аэрозоля. Она включает приготовление образцов к анализу и калибровку спектрометра. Для описания зависимости между счетностями спектрометра и концентрациями анализируемых элементов, автором было предложено корреляционное уравнение в виде полинома второй степени. Оно было использовано вместо линейного уравнения, принятого в практике рутинного анализа, что значительно расширило диапазон измеряемых концентраций и повысило точность анализов. Рентгеноспектральным методом в пробах аэрозоля определялись элементы: Al, Si, К, Са, Ti, Mn, Fe. Калибровка спектрометра проводилась по государственным стандартным образцам почв СП-3 и по данным анализов проб аэрозоля химическим методом.

Элементы (Mn, Fe, Си, Zn, Ni, Cd, Pb) анализировались путем химического разложения проб с окончанием анализа на атомно-абсорбционном спектрометре Hitachi-180/70. Два элемента для контроля определялись обеими методами.

Пробы снега отбирались пластмассовой трубой диаметром 120 мм и хранились в полиэтиленовых пакетах. В фоновых районах в каждой точке отбиралось по три пробы, которые анализировались параллельно, что позволило исключить вероятность случайных ошибок." Пробы снега растапливались при комнатной температуре в стеклянной посуде. В талой воде определялось рН и основные ионы: Na+, К+, Са"14", Mg", СГ, S04=, затем она принудительно фильтровалась через мембранные фильтры марки «Сынпор» с размером пор 0,3-0,4 мкм. Во взвешенной и растворимой фракциях определялись микроэлементы: Mn, Fe, Си, Zn, Ni, Pb, Cd. Микроэлементы определялись химическим методом, с окончанием анализа на атомно-абсорбционном спектрометре. Весь анализ проб, кроме макроэлементного состава, проб аэрозоля проводился на базе Тихоокеанского института географии ДВО РАН.

За период работ отобрано 1580 проб аэрозоля и около 500 проб снега. Обработано около 3500 карт барической топографии, по которым построены траектории за 896 суток.

В главе II приведены литературные данные по элементному составу атмосферного аэрозоля, как в фоновых, так и урбанизированных районах Земного шара и источниках его поступления в атмосферу.

Результаты исследований макро- и микроэлементного состава аэрозоля, полученные автором в виде осредненных за весь период наблюдений данных приведены в табл.1.

Таблица 1

Концентрации макро- и микроэлементов в атмосфере САБЗ, поселка Терней в г. Спасске-Дальнем (мкг/м3).

Элементы Место отбора пыль А1 К Са Т|" Сг

САБЗ 34,2 0.45 3.06 0,55 0,15 . 0,02 -

Терней 55,6 2,21 8,39 0,91 0,68 0,13 0,049

Спасск Центр - - 2,21 20,1 - 0,015

Спасск цем.завод - - 9,2 79,6 - 0,083

Эл./ Место отбора Мп Ре № Си 2п са РЬ

САБЗ 0,017 0,37 - " - - 0,0004* 0,001*

Терней 0,022 1,04 0,0025 0,045 0,031 0,001 0,0094

Спасск Ценрт 0,1 5,48 0,013 0,016 0,09 0,0069 0,083

Спасск цем. завод 0,45 19,53 0,062 0,25 0,45 0,026 0,39

- элементы не определялись, *- данные фановой станции.

Из таблицы видно, что наиболее низкие концентрации макроэлементов характерны для фонового района (Усть-Серебряный). В САБЗ они в 2-4 раза ниже, чем в буферной зоне п. Терней. Для атмосферы

г. Спасска-Дальнего характерны аномально высокие концентрации кальция, которые заметно возрастают в районе расположения цементных заводов. Основными источниками загрязнения атмосферы города являются предприятия строительной индустрии, что и определяет специфику элементного состава атмосферной взвеси. Так, если средние концентрации Са в атмосфере города выше фоновых более чем в 500 раз, то Сс1 и РЬ в 6540 раз.

Сезонная изменчивость концентраций макроэлементов в атмосфере САБЗ и буферной зоне отмечалась на протяжении всего периода работ. Для нее характерны два явно выраженных максимума концентраций (весной и осенью) и соответственно два минимума (зимой и летом). Установлено, что низкие уровни концентраций совпадают с периодами устойчивого действия зимнего и летнего муссонов; высокие - с периодами перестройки атмосферной циркуляции. Природа низких концентраций, хотя и различна, но в обеих случаях связана с атмосферными осадками. Зимой снежный покров, покрывающий обширные пространства северного полушария, в том числе и в районе работ, препятствует подъему пылевого материала в атмосферу, что и обусловливает его низкие концентрации. Для лета в Приморье, особенно в его прибрежной зоне, характерны обильные осадки, которые вымывают аэрозоль из атмосферы. Сказывается также влияние воздушных масс морского происхождения, приносимых летним муссоном, для которых характерны относительно низкие концентрации элементов терригенного происхождения.

Весенний и осенний максимумы концентраций макроэлементов и пыли объясняются как поступлением аэрозольного вещества от дальних источников (в том числе и из аридных зон континента), так и пылью, поднимаемой с участков поверхности лишенных естественной растительности в поселке и его окрестностях. Определенный вклад в весенний период в фоновом районе (САБЗ) дает пыльца цветущих

растений, что прослеживается по увеличению концентраций пыли относительно содержаний основных породообразующих элементов в пробах аэрозоля.

Сезонной изменчивости концентраций элементов в г. Спасске-Дальнем не наблюдается. Видимо, постоянные потоки загрязняющих веществ быстро восстанавливают типичные для этого города уровни концентраций аэрозоля в атмосфере после прохождения осадков. Ветер также не оказывает заметного очищающего влияния, т.к. выносимая за пределы города пыль компенсируется вторичной эмиссией.

Умозрительные выводы о природе сезонной изменчивости концентраций аэрозоля в атмосфере были подтверждены результатами статистического анализа. С использованием факторного анализа найдены статистически значимые корреляционные связи между концентрациями макроэлементов (А1, Бй К, Са, "Л, Мп, Ре) в атмосфере п. Терней и метеопараметрами (скоростью ветра, высотой снежного покрова, степенью покрытия снежным покровом поверхности, количеством осадков, влажностью). Анализ проводился отдельно для «холодного» и «теплого» полугодий. Для «холодного» периода года (октябрь - март) характерна обратная корреляционная связь между концентрациями макроэлементов и скоростью ветра, т. е. с усилением ветра содержание взвеси в атмосфере поселка уменьшается. Это можно объяснить выносом воздушными потоками продуктов сгорания топлива (древесины) при отсутствии других значительных источников поступления аэрозоля в зимний период. Обратная корреляционная связь получена между концентрациями макроэлементов и степенью покрытия поверхности снежным покровом, а также высотой снежного покрова, т. е. по мере установления снежного покрова содержание взвеси в атмосфере уменьшается.

В «теплый» период года (апрель - сентябрь) с усилением ветра концентрации макроэлементов возрастают - получена прямая

корреляционная связь, что объясняется как подъемом пыли с открытых пространств в окрестностях поселка, так и поступлением аэрапьного вещества, приносимого воздушными потоками из континентальных районов. И, наконец, обратная корреляционная связь получена между концентрациями макро- и микроэлементов и количеством осадков, а также влажностью. В «теплый» период года с ростом количества осадков, и соответственно влажности, аэрозоль интенсивно вымывается из атмосферы, что приводит к ее очищению. Зависимость от количества осадков характерна и для микроэлементов, хотя для остальных метеопараметров статистически значимой связи не наблюдается. Это косвенно свидетельствует о том, что основным источником поступления тяжелых металлов в атмосферу САБЗ и поселка является глобальный перенос аэрозоля.

Известно, что для вертикальной структуры направлений и скоростей ветров в районе исследований характерно преобладание западно-восточного переноса на высотах от 3 до 12 км во все сезоны года. И только в приземном слое, наблюдается сезонная изменчивость направлений ветров. Летом преобладают южные направления, а зимой - северные и северозападные. С северными и западными ветрами в Приморье поступают континентальные воздушные массы, обогащенные терригенными элементами, а летний муссон (южные и восточные ветра) приносит в Приморье океанические воздушные массы. Для района исследований, находящегося на границе океана и континента, частота поступления воздушных масс того или иного происхождения в значительной мере определяет состав аэрозольного вещества в атмосфере и выпадениях. Вклад направлений переноса в САБЗ анализировался по картам обратных траекторий движения воздушных масс. Траектории строились по картам барической топографии АТ85и для каждых суток в период с 1986 по 1988 гг. Временная протяженность траекторий составляла двое суток. Частота

прохождения траекторий оценивалась по 8' секторам за каждый месяц года и выражалась в процентах.

Результаты проведенного анализа показали, что преобладающими направлениями переноса воздушных масс на высотах 1,5 км в САБЗ являются континентальные (заключенные между северо-восточным и юго-западным румбами). В период наблюдений, в среднем за год, с этих направлений поступало порядка 80% всех траекторий.

Вклады направлений, заключенных между юго-западным и западным румбами, т. е. тех, по которым наиболее вероятен перенос воздушных масс из аридных зон континента, составляют порядка 10% в зимний период и увеличиваются до 30% в летний. Казалось бы, летом создаются наиболее благоприятные условия для поступления аэрального вещества из аридных зон. Но с усилением летнего муссона значительно увеличивается количество осадков, которые вымывают аэрозоль из атмосферы, что наблюдается по сезонной изменчивости его концентраций. Таким образом, наиболее благоприятными периодами для переноса аэрозоля из аридных зон являются весна и осень.

Приведенные оценки характеризуют среднюю за период наблюдений частоту поступления воздушных масс с отдельных направлений. Но эти характеристики не постоянны и напрямую зависят от изменчивости общей циркуляции атмосферы в регионе. Тенденция этой изменчивости была прослежена по результатам анализа направлений переноса воздушных масс. Она выразилась в усилении континентального переноса в районе среднего Сихотэ-Алиня во второй половине 80-х г.г. В этот период, количество континентальных траекторий возрасло с 77,4% до 83,1%. Особенно отчетливо эта тенденция прослеживалась в зимние периоды (декабрь - февраль), когда вклад континентальных траекторий увеличивается с 88,4% в 1986 г. до 98% в 1988 г.

С воздушными потоками в фоновый район поступает и аэрозоль антропогенного происхождения. Преимущественно антропогенное происхождение имеют элементы РЬ и Cd в атмосфере. Совместный анализ направлений переноса воздушных масс и концентраций РЬ и Cd в атмосфере п. Терней показал, что континентальные массы более чем в два раза обогащены этими элементами по сравнению океаническими. И это несмотря на относительную близость Японских островов. Видимо, океанические воздушные массы достаточно эффективно промываются осадками, что приводит к выведению аэрозоля по пути следования. Хотя, процесс очищения воздушных масс осадками может продолжаться и над континентом.

С учетом значительного преобладания континентального переноса, вклад континентальных направлений в формировании суммарных за год концентраций РЬ и Cd в атмосфере САБЗ составляет 88-89%. При этом, средние концентрации этих элементов остаются на- уровне фона характерного для региона.

В главе III анализируются результаты исследований состава аэральных выпадений в зимний период в фоновых районах среднего Сихотэ-Алиня, их пространственной и временной изменчивости. Для сравнения приведены литературные данные, по западному побережью Японии осредненные за 1980-1989 г.г. Концентрации основных ионов и металлов в снежном покрове фоновых территорий Сихотэ-Алиня приведены в таблице 2.

По результатам исследований установлено, что горная система Сихотэ-Алиня оказывает заметное влияние на формирование потоков аэрапьного вещества на подстилающую поверхность. Оно проявляется в различие состава атмосферных выпадений на западном и восточном макросклонах горной страны. Так, начиная с 1986 г. по 1989 г.

Таблица 2'

Осредненные за весь период наблюдений (1985 - 1989г.г.) концентрации основных попов и металлов ( в растворимой форме) в снежном покрове фоновых территорий Сихотэ-Алинского региона.

район pH Naf К+ С1" S04" Са++ Mg"

Мг/л

Восточный склон 4,99 1,39 0,34 1,12 1,57 0,9 0,23

Западный склон 5,38 0,99 0,35 0,35 1,66 1,23 0,24

Среднее по району 5,21 1,19 0,34 0,76 1,62 1,06 0,24

Среднее по западно>*у побережью Японии* 4,86 3,27 0,3 6,52 3,65 2,8 0,74 0,69 0,45

Район Fe Мп Zn Си Mi Cr Pb | Cd

растворимая фракция мкг/л, в скобках ее вклад в процентах в обшую концентрацию

Восточный склон 7,7 (26%) 9,0 (78%) 13,9 (88%) 1,0 (58%) 1,2 (43%) 0,38 (26%) 4,9 (49%) 0,33 (84%)

Западный склон 9,2 (1,4%) 9,6 (61%) 10,9 (70%) 0,98 (48%) 1,7 (34%) 0,49 (17%) 4,3 (34%) 0,28 (82%)

Среднее по району 8,4 (1,8%) 9,4 (68%) _ 12,2 (78%) 1.0 (52%) 1,4 (36%) 0,45 (20%) 4,7 (41%) 0,32 (82%)

*- в знаменателе континентальная составляющая.

включительно, для западного макросклона характерны более высокие значения pH снежного покрова и отношения Ca/Mg, чем на восточном склоне (табл. 3). Причем, эта закономерность наблюдается, как по осредненным данным, так и по отдельно взятым реперным точкам на восточном и западном склонах.

Исключение составляет отношение Ca/Mg в 1988 г. по осредненным данным, но для отдельно взятых реперных точек общая закономерность сохраняется. Характерно также, что на западном склоне, вклад

нерастворимой составляющей, в суммарные концентрации микроэлементов был выше, чем на восточном. Исключение составлял 1985 г., когда наблюдалась обратная картина, но в этот год и рН снега на восточном склоне был выше, чем на западном.

Таблица 3

Временная изменчивость рН, вклада растворимой фракции марганца и отношений основных ионов в снежном покрове фонового района.

Год Район рН Вклад растворимой фракции Мп в % 5С>4/С1 Са/Ыа Са/Мё

1985 Среднее 4,99 86 0,95 0,78 2,2

Восточный склон 84 0,74 0,59 1.91

Западный склон 4,85 87 2,5 2,0 3,0

1986 Среднее 4,8 60 2,4 1,36 3,59

Восточный склон 4,46 80 1,85 1,26 2,36

Западный склон 5,19 48 6,99 1,82 4,18

. 1988 Среднее 5,35 63 5,67 0,73 4,3

Восточный склон 5,15 70 4,57 0,59 4,6

Западный склон 5,52 62 8,04 0,95 4,0

1989 Среднее 5,71 62 1,26 1,0 14,8

Восточный склон 5,29 78 0,69 0,72 11,8

Западный склон 5,98 47 2,48 0,96 17,9

Наиболее характерным показателем океанического влияния является плотность выпадений иона СГ, которая на восточном склоне более чем в

три раза выше, чем на западном. Такое пространственное распределение атмосферных выпадений объясняется меридиональной ориентацией горных хребтов и широтным направлением переноса воздушных масс. Несмотря на относительно небольшую среднюю высоту, хребты представляют препятствие для воздушных масс приземного слоя атмосферы наиболее насыщенного аэральным веществом. Для западного потока, который преобладает в этих широтах, западный макросклон Сихотэ-Алиня является наветренным. Он в той или иной степени влияет на турбулентность потока, что вызывает более интенсивное выведение аэрапьного вещества.

Поток макроэлементов литофильного происхождения в значительной мере определяет pH выпадений. Более щелочная среда снежного покрова определяет больший вклад нерастворимой составляющей в сумму концентраций микроэлементов на западном склоне. Контрастность картины различия состава выпадений усиливают океанические воздушные массы, для которых Сихотэ-Алинь также представляет определенную преграду. Обедненные литофильными элементами океанические воздушные массы обогащают выпадения компонентами морского происхождения.

Трансформация континентальных воздушных масс происходит и по мере их продвижения над Японским морем. Они теряют часть аэрапьного вещества терригенного происхождения и обогащаются компонентами морского. Убедительной иллюстрацией этому служит состав атмосферных выпадений в САБЗ и на западном побережье Японских островов (табл.2).

Усиление континентального переноса воздушных масс, наблюдавшееся по результатам анализа обратных траекторий, отразилось на составе атмосферных выпадений в фоновом районе в зимний период. Так, в 1986 и 1989 г.г. в среднем для фонового района pH снежного покрова увеличился с 4,8 до 5,71 единиц, отношение Ca/Mg возросло с 3,6 до 14,8 (табл. 3). Плотности выпадений CI- уменьшились с 735 мкг/м2 сут. в

1985 г. до 151 мкг/м2 сут. в 1988 г. Причем, эту тенденцию можно считать' устойчивой, только начиная с 1986 г. Основные параметры состава атмосферных выпадений и их соотношения в 1985 г. не вписываются в общую тенденцию, наблюдавшуюся последующие годы. Это свидетельствует либо о том, что он являлся аномальным, либо переходным к циклу относительного усиления континентального переноса воздушных масс в район среднего Сихогэ-Алиня.

Найденные концентрации макро- и микроэлементов в атмосфере и плотности их выпадений в фоновом и урбанизированном районах позволили рассчитать скорости выведения отдельных элементов из атмосферы в зимний период года. Для большинства элементов скорости выведения находятся в пределах от 0,2 до 1,0 см/сек, что соответствует общепринятым представлениям о величинах этих параметров, полученных в условиях натурного эксперимента при использовании в качестве планшета снежного покрова.

Характерно, что скорости выведения для фонового и урбанизированного районов варьируют в одних и тех же пределах. Это свидетельствует о том, что в Спасске-Дальнем в зимний период от источников эмиссии переносится, в основном, мелкодисперсная фракция аэрозоля, которая выводится йз атмосферы с той же скоростью, что и в фоновом районе. «Грубая» фракция аэрозоля, для которой характерны более высокие скорости выведения, выпадает непосредственно вблизи от места инжекции примеси в атмосферу. Если учесть, что значительная часть загрязняющих веществ попадает в атмосферу из нерегулируемых источников, находящихся на относительно небольшой высоте, то становится понятно, почему крупные частицы быстро достигают поверхности земли и не разносятся на значительное расстояние. Данный эффект видимо характерен только для районов с относительно низкими

средними скоростями ветров и при наличии устойчивого снежного покрова, который блокирует вторичную эмиссию аэрозоля.

Найденные скорости выведения позволили оценить время, которое аэрозоль находится в атмосфере. Для того, чтобы опуститься с высоты 1 км, частица затрачивает от 1 до 5 суток. За этот отрезок времени приземный слой атмосферы фактически должен очиститься от аэрозоля. Как показали результаты построения обратных траекторий, средние скорости перемещения воздушных масс в приземном слое (на высоте 1,5 км) составляют по прямой порядка 700-800 км в сутки. Расстояние от границ аридных зон до Приморья воздушные массы проходят не менее, чем за трое суток. С учетом скоростей выведения аэрозоля, за этот отрезок времени значительная часть азрального вещества, захваченного западным потоком в центрально-азиатских пустынях, выпадет по пути следования. Постоянно обмениваясь пылевыми частицами с подстилающей поверхностью, воздушные массы, в основном, приносят аэрозоль, поднятый в атмосферу за пределами аридных зон континента.

Именно эти особенности атмосферной циркуляции в регионе определяют относительно низкие уровни выпадения аэрапьного вещества в регионе. Средняя плотность выпадений нерастворенного вещества (пыли) в фоновых районах среднего Сихотэ-Алиня в зимний период составляет 1,62 мг/м2 сут. На западном склоне она выше - 3,0 мкг/м2 сут. и на восточном 0,63 мкг/м2 сут. Полученные величины почти на порядок ниже, чем в фоновых районах европейской части России (Приокско-террасный заповедник). Даже с учетом того, что в «теплый» период года плотности выпадений в среднем в два раза выше, величины суммарных потоков выпадений, позволяет отнести Приморский край по этим параметрам к гумидной зоне континента, а не к аридной и не субаридной.

В более низких широтах Япономорского региона аэросиноптические процессы определяют иные параметры атмосферного переноса. Мощность

западного переноса заметно возрастает на высотах. В струйном течении, в зимний период скорости на оси струи достигают скоростей 100 м/сек. Наиболее вероятное положение осей струйных течений находится над районами центральной Азии, Желтым морем, Корейским полуостровом, Японскими островами. Частицы пыли, захваченные этим потоком в аридных зонах могут достигнуть Японских островов за 1-2 суток. На районы Приморья струйное течение не оказывает существенного влияния в период наибольшей интенсивности. Зимой здесь преобладают северный и северо-западный перенос воздушных масс. По мнению автора, именно особенности атмосферной циркуляции являются главным фактором, определяющим параметры потоков аэрального вещества в регионе - эпизодический вынос пыли из центрально-азиатских пустынь на Японские острова и относительно низкие уровни выпадения аэрального вещества в Сихотэ-Апинском биосферном регионе.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что потоки аэрального вещества на подстилающую поверхность в фоновых районах Приморского края имеют уровни, характерные для гумидных зон континента, не подверженных антропогенному воздействию.

2. Показано, что состав фоновых атмосферных выпадений напрямую зависит от изменчивости атмосферной циркуляции в регионе и основным фактором являются - интенсивности континентального или океанического переносов воздушных масс.

3. Выявлена сезонная изменчивость концентраций пыли и макроэлементов в атмосфере Сихотэ-Алинского биосферного заповедника и буферной зоне, каторая имеет два явно выраженных максимума концентраций и, соответственно, два минимума в течение года.

4. Показано, что континентальные воздушные массы на высотах 1,5 км поступают в Сихотэ-Алинский биосферный заповедник в среднем за год в четыре чаще, чем океанические.

5. Прослежена тенденция усиления континентального переноса воздушных масс в район среднего Сихотэ-Алиня во второй половине 80-х годов, которая наблюдалась по увеличению числа траекторий движения воздушных масс, пришедших со стороны континента и изменению состава атмосферных выпадений.

6. Установлено, что горная система Сихотэ-Алиня оказывает заметное влияние на формирование потоков аэрального вещества на подстилающую поверхность, которое проявляется в относительно большем вкладе континентальной составляющей в атмосферных выпадениях на западном макросклоне и океанической на восточном.

7. Определены основные параметры фоновых потоков аэрального вещества, которые являются основой для объективной оценки степени антропогенной нагрузки на атмосферу в техногенных зонах региона.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г., Свинухов Г.В., Фокин М.В., Черпак H.A. Метеорологические, геохимические и медицинские аспекты загрязнения природной среды г. Спасска-Дальнего Приморского края. Владивосток, Изд-во Дальневосточного госуниверситета, 1994. 182 с.

2. Свинухов Г.В., Свинухов В.Г., Кондратьев И.И. Исследования и краткосрочный прогноз загрязнения воздуха в городах Приморского края. Владивосток. Изд-во Дальневосточного госуниверситета, 1993. 95 с.

3. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г. Микроэлементы в атмосфере Сихотэ - Алинского биосферного заповедника. Деп. в ИЦ ВНИИГМИ МЦД, № 982 - ГМ - 90. 1990. - 9 с.

4. Кондратьев И.И. Исследования потоков аэралыюго вещества на юге дальневосточного региона России. Деп. в ВИНИТИ, № 2265-В99, 1999, 18 с.

5. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г. Интерпретация результатов исследования состава снежного покрова Сихотэ-Алинского биосферного заповедника. Деп. В ИЦ ВНИГМИ МЦД № 908-ГМ88. 1988. Юс.

6. Вражкин А.Н., Кондратьев И.И. Вычислительный метод калибровки гамма-спектрометра. Деп. В ИЦ ВНИИГМИ МЦД, № 674-ГМ87.1987. 13 с.

7. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г., Пушкина Г.Г. Идентификация источников эмиссии аэрозоля с помощью факторного анализа // Тр. Дальневосточного госуниверситета. Владивосток, 1991. С. 28 - 36.

8. Кондратьев И.И. Свинухов В.Г. «Провести комплексное изучение и анализ состояния природной среды в СССР, включая биоту, и разработать рекомендации по усовершенствованию системы мониторинга с целью создания экологической службы «Сихотэ-Алинский биосферный регион». Отчет по теме 28.19.02.01.Н4 Инв. № 01830000368. Владивосток, изд-во ДВНИГМИ, 1990. 89 с.

9. Кондратьев Й.И., Толстоногова Г.Н. Влияние тропосферного переноса на изменение концентрации тяжелых металлов в атмосфере Сихотэ-Алинского биосферного заповедника // Тез. Всесоюзной конференции «Трансформация и дальний перенос газовых и аэрозольных примесей в атмосфере, создание моделей загрязненности». - Вильнюс, 1986. С. 24.

10. Качур А.Н., Кондратьев И.И., Свинухов В.Г. Содержания микроэлементов в снежном покрове Сихотэ - Алинского биосферного заповедника и долине реки Рудная. // Тез. научно-практического семинара «Экологические проблемы Дальнегорского района»,- Дальнегорск, 1989. С. 13.

11. Кондратьев ИИ. Автоматизация рентгенофлуоресцентного анализа, применяемого в фоновом мониторинге // Тез. докл. Симпозиума специалистов стран-членов СЭВ «Комплексные методы контроля качества природной среды»,- Черноголовка, 1986. С.31.

12. Кондратьев И.И. Макро- и микроэлементный состав аэральных выпадений на юге дальневосточного региона России.// Тез. док. "Десятое научное совещание географов Сибири и Дальнего Востока." Иркутск.: 1999,-С. 91 -92.

13. Авдеев И.И., Ермаков А.Ф., Кондратьев ИИ. Анализ элементного состава атмосферного аэрозоля рентгеноспектральным методом.// Тез. док. II Всесоюз. совещания по рентгеноспектральному анализу. Иркутск. 1989, с.47.

14. Kondratiev I.I. Studies of flows of trace elements in the south of Russion Far East.// Abstracts of the First International Seminar on Problem of Atmospheric inputs in Pan - Japan - Sea Area. Vladivostok. 1999.-p.7.

15. Ermakov A.F., Zakharov V.N., Kondratiev I.I. X-Ray analysis of the trace elements in atmospheric aerozol // Abstr. of the "XI Conference on analytical atomic spectroscopy" Moscow, 1990. p.389

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Кондратьев, Игорь Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Географическое положение территории и природноклиматические факторы. Методы исследований.

1.1. Географическое положение и природно-климатические условия района исследований.

1.2. Основные принципы информационного обеспечения задач исследований.-.

1.3. Методы исследований.

1.3.1. Анализ элементного состава атмосферного аэрозоля рентгеноспектральным методом;.<.

1.3.2. Анализ тяжелых металлов в пробах аэрозоля химическим методом.

1.3.3. Отбор проб снежного покрова и анализ химического состава.

ГЛАВА 2. Исследования макро- и микроэлементного состава аэрозоля и изменчивости его концентраций в фоновом и урбанизированном районах

Приморья.

2.1. Источники поступления аэрозоля в атмосферу.

2.2. Макро- и микроэлементы в атмосфере фоновых и урбанизированных районов Земного шара.

2.3. Сезонная изменчивость концентраций аэрозоля в фоновом и урбанизированном районах Приморья.

2.4. Статистические методы оценки влияния метеоусловий на содержание макро- и микроэлементов в атмосфере.

2.5. Исследование направлений переноса воздушных масс в Сихотэ-Алинский биосферный регион.

ГЛАВА 3. Исследования потоков аэрального вещества по химическому составу снежного покрова в фоновых и урбанизированных районах

Приморья.

3.1. Макро- и микроэлементный состав атмосферных выпадений.

3.2. Потоки аэрального вещества на подстилающую поверхность.

3.3. Состав атмосферных выпадений в долине р. Рудная и г. Спасск-Дальний.

3.3. Скорость осаждения аэрозоля.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по географии, на тему "Фоновые потоки аэрального вещества юга Дальнего Востока России как региональная основа оценки загрязнения атмосферы"

Существование живых организмов на планете Земля возможно только при определенном балансе всех компонентов окружающей среды. В том числе, и при определенном соотношении химических элементов и их соединений в литосфере, гидросфере и атмосфере. Существенные нарушения этого баланса чреваты необратимыми последствиями для всего живого на планете. Средние концентрации химических элементов, в этих средах на протяжении истории планеты Земля были не постоянными. Наиболее консервативной сферой является литосфера, наиболее изменчивой - атмосфера. Она на 99% состоит из азота и кислорода и только около 1 % составляют газо-аэрозольные примеси. Изменение газо-аэрозольного состава примеси атмосферы происходит на глазах живущего поколения. Но сейчас, все большее влияние оказывает антропогенный фактор. Наиболее известными и изученными его проявлениями являются "парниковый эффект", обусловленный поступлением в атмосферу СОг антропогенного происхождения и "кислотные осадки", вызванные загрязнением воздушного бассейна окислами серы и азота (12. 38).

Изменение газо-аэрозольного состава примеси атмосферы Земли оказывает непосредственное влияние на состояние всех сред планеты, в том числе,и на биосферу. Безусловно, живые организмы имеют определенный запас прочности и способны выдерживать некоторые изменения среды обитания. Так, например, все биологические объекты, обитающие на поверхности Земли, живут в условиях естественного радиационного фона. Естественные колебания этого фона не представляют для них опасности. Но значительное увеличение интенсивности космического излучения или загрязнение сред планеты искусственными радионуклидами могут привести к гибели значительной части живых существ, и в первую очередь высокоорганизованных. К таким же последствиям может привести существенное нарушение баланса (стабильных) химических элементов в природных средах планеты. Одни биологические виды и организмы способны выдерживать значительные колебания концентраций химических элементов и соединений в окружающей среден другие погибают даже при незначительных отклонениях (67). Для людей предельно допустимые концентрации (ПДК) химических элементов и их соединений в различных природных средах устанавливаются национальными и международными организациями. Предполагается, что концентрации ниже ПДК не представляют опасности для здоровья населения. Но разрабатывают ПДК люди, а им свойственно ошибаться, они могут быть недостаточно осведомлены, или подвергаться политическому давлению. Так, или иначе, ПДК в значительной степени являются субъективными критериями, они периодически уточняются, зачастую изменяясь на порядки величин.

При проведении экологических исследований с целью оценки степени антропогенного воздействия на окружающую среду часто используют в качестве критерия ПДК. Но это не всегда оправдано, т.к. не все биологические объекты одинаково реагируют на изменения содержания химических элементов и их соединений в среде обитания. К тому же ПДК не учитывают региональных особенностей и не охватывают все элементы и соединения. Единственным объективным критерием для оценки степени антропогенного воздействия на окружающую среду территории является региональный фон. Поэтому исследование фонового состояния окружающей среды является одной из важнейших задач экологических дисциплин.

Атмосфера Земли, является одним из звеньев в цепи круговорота веществ в природе. Объектом, переносящим вещество между средами, является аэрозоль, а газы - представляют среду, в которой он находится во взвешенном состоянии. Основную массу аэрального вещества составляют элементы, преобладающие в литосфере и гидросфере. На эти макроэлементы (О, А1, Са, Ре, К, Mg, Иа, С1) приходится более 99% валового состава фонового аэрозоля. Но именно остальные микроэлементы (тяжелые металлы) представляют повышенный интерес для специалистов в области экологии. Обычно к ним относят - Си, Ъъ, №, Со, Сс1, РЬ, Н^, V, Бе. Повышенный интерес определяется тем, что относительное содержание тяжелых металлов в атмосфере существенно выше чем литосфере и гидросфере. Например, для кадмия и селена коэффициент обогащения составляет несколько порядков величин. Причина столь высокой степени обогащения атмосферного аэрозоля этими металлами до конца не ясна. Но, несомненно/ решающую роль играет антропогенный фактор. Именно с отходами производств поступают в атмосферу тяжелые металлы. Их повышенные концентрации относительно естественных содержаний в окружающей среде представляет опасность для биоты, как, и вообще любое существенное отклонение от привычных условий обитания. Соотношение макро- и микроэлементов в атмосфере планеты не одинаково во всех ее регионах. В антропогенных районах оно зависит от специфики выбросов в атмосферу. В районах с развитой металлургией, энергетикой, интенсивным транспортным движением, как правило, увеличиваются концентрации тяжелых металлов. Вблизи с заводами строительной индустрии в атмосфере аномально возрастают концентрации кальция, кремния и железа. Комбинации элементного состава аэрозоля в атмосфере антропогенных районов могут быть очень разнообразными. При определенных условиях, существенное влияние на состав атмосферного аэрозоля в антропогенных зонах оказывает региональный фактор, т.е. региональный фоновый состав аэрального вещества. Он определяется: свойствами подстилающей поверхности, аэросиноптическими процессами в регионе и многими другими факторами. Действительно состав аэрального вещества в атмосфере над Тихим океаном, пустыней Гоби, промышленной Европой и Антарктидой будет существенно отличаться. Атмосфера каждого из этих регионов характеризуется своим соотношением и концентрациями химических элементов.

Как бы долго частица не находилась в атмосфере, рано или поздно она оседает на подстилающую поверхность. На любой участок поверхности земного шара постоянно выпадают аэрозольные частицы. Характеристикой этого потока является скорость выведения аэрозоля из атмосферы. Этот параметр зависит от размеров частиц, свойств подстилающей поверхности, скорости воздушного потока, его турбулентности, интенсивности и типа осадков и других факторов. Скорость выведения, как характеристика вертикального потока аэрального вещества, не постоянна для различных участков земной атмосферы. Наряду с потоком направленным на подстилающую поверхность существует и обратно направленный поток. Эти потоки могут уравновешивать друг друга, или преобладать один из них (80). Для различных регионов характерно преобладание того или иного процесса. Важную роль играет также сезонная изменчивость направлений и интенсивности вертикальных потоков. Естественно последствия для биоты районов с различной интенсивностью потоков аэрального вещества могут быть разными. Ведь кроме загрязняющих веществ, что особенно актуально в настоящее время, на земную поверхность выпадают и биогенные элементы, и микроэлементы необходимые для жизнедеятельности растений. И самое главное, воздухом, содержащим аэрозоль, дышит человек и влияние газоаэрозольного состава атмосферы на здоровье людей трудно переоценить. Таким образом, не достаточно изучения только состава и содержания макро-и микроэлементов в атмосфере, также необходима оценка параметров вертикальных потоков аэрального вещества.

Естественные процессы изменчивости состава аэрального вещества, его содержания в атмосфере, а также потоки на подстилающую поверхность могу быть исследованы только в фоновых районах. В антропогенных районах, изменчивость концентраций в атмосфере определяется, в основном, спецификой производственной деятельности. Фоновым районом региона является территория в минимальной степени подверженная антропогенному воздействию, в том числе, и атмосферному переносу загрязняющих веществ. Такие районы, в той или иной степени, отражающие региональный фон, находятся и в урбанизированных, и слабо освоенных частях планеты. Часто употребляемое выражение «глобальный фон элемента или вещества в атмосфере», видимо, имеет смысл, когда указываются пределы концентраций. Не может быть единой величины концентраций в атмосфере, например, для кадмия во всех частях планеты. Его всегда будет больше в урбанизированных районах планеты. Кроме критериев для оценки степени антропогенной нагрузки, исследования потоков аэрального вещества в фоновых районах позволяют прояснить вопросы циркуляции химических элементов в природных средах. Ведь только в фоновых районах можно избавиться от влияния фактора локального загрязнения.

При всем различии газо-аэрозольного состава примеси атмосферы различных регионов, она является единой для всей планеты. Загрязняющие вещества, инжектированные в атмосферу на одном конце планеты, вполне могут достигнуть самых удаленных ее участков. Безусловно, удаленность от центров эмиссии имеет решающее значение, т.к. время жизни примеси в атмосфере и скорость ее перемещения являются конечными величинами. Так, теоретические расчеты для стационарной атмосферы, дают время выведения от границ тропопаузы (15 км) до поверхности Земли для частиц с радиусом 10 мкм (плотностью 1 г/см ) равное - 12 дней, для частиц с радиусом 1 мкм - 2,8 года, 0,1 мкм - 112 лет, 0,01 мкм - 1530 лет (111). В реальной атмосфере время пребывания частицы может увеличиваться за счет турбулентности потоков, а с другой стороны, уменьшаться благодаря эффекту вымывания осадками. Особенно это характерно для приземного слоя атмосферы, где сконцентрирована основная часть аэрозоля. Разница в концентрациях аэрозоля в приземном слое и на высоте 10 км составляет несколько порядков величин (89).

Взвешенные в атмосфере частицы перемещаются вместе с воздушными потоками и последние определяют пути их переноса за пределы зон генерации. Для атмосферы Земли характерны более или менее устойчивые направления движения воздушных масс. Так, для средних широт в тропосфере характерно преобладание переноса воздушных масс с запада на восток (34). Оно усиливается на высотах и на отдельных участках принимает формы струйных течений. Обычно оси струйных течений находятся на границе тропосферы и стратосферы (10-16 км). Протяженность такого потока достигает нескольких тысяч километров. Именно с этими потоками аэрозоль может переместиться на большие расстояния за короткий отрезок времени. Оседая на поверхности суши, морей и океанов, аэральное вещество принимает участие в формировании почвенного слоя и донных отложений. Расстояния, на которое переносятся аэрозоль, достигает тысяч километров. Так, пыль из центрально-азиатских пустынь регистрируется на Гавайях и о-вах Лайн в Тихом океане (100, 134). Давно известно о переносе пыли с Азиатского континента на Японские о-ва (108).

В приземном слое, средние скорости перемещения воздушных масс значительно меньше, но он более насыщен аэральным веществом. Приземные слои атмосферы интенсивно обменивается веществом с подстилающей поверхностью, обогащаясь из естественных и антропогенных источников. Поэтому состав аэрального вещества приземного слоя достаточно адекватно отражает предысторию воздушных масс, т. е. некоторое время он несет в себе информацию об естественных и антропогенных источниках эмиссии в районах, над которыми проходил воздушный поток. На этом принципе был построен один из методов контроля за техническими параметрами и конструктивными особенностями ядерного оружия, испытание которого производились в атмосфере.

После прекращения испытаний в атмосфере ядерного оружия, в промышленно развитых странах осознали актуальность проблемы общего антропогенного загрязнения атмосферы, в том числе и трансграничного переноса примеси. Странами Европы и Северной Америки были подписаны межгосударственные соглашения, обязывающие правительства этих стран систематически принимать меры по сокращению выбросов в атмосферу и в полном объеме обмениваться информацией о состоянии загрязнения окружающей среды.

Принятые меры дали положительный результат, и в последние годы в промышленно развитых странах отмечается сокращение выбросов в атмосферу и, как следствие, ослабление антропогенного прессинга на окружающую среду.

Для контроля за трансграничным переносом в СССР и странах СЭВ была создана сеть станций атмосферного мониторинга и комплексного фонового мониторинга, которая реально функционирует с начала 80-х годов. Последние были созданы на базе биосферных заповедников. Одной из задач этих станций - являлось изучение и контроль основных параметров глобального атмосферного фона. Самая восточная станция в сети стран СЭВ находилась в Сихотэ-Алинском биосферном заповеднике (САБЗ). Фактически период ее работы продолжался около 10 лет с 1981 по 1989 г. Станция была создана с целью комплексного изучения и контроля фонового состояния окружающей среды в регионе. Но, в силу ряда причин, работы ограничились контролем за уровнями приоритетных загрязняющих веществ в атмосфере.

Исследовательская сторона проблемы фонового мониторинга реализовывалась в рамках темы ГКНТ «Контроль природной среды», один из разделов которой выполнялся в ДВНИГМИ Госкомгидромета. С 1984 по 1989 г. ответственным исполнителем этой темы по разделу «Сихотэ-Алинский биосферный регион» являлся автор диссертационной работы.

Работы предусматривали исследования элементного состава атмосферного аэрозоля, химического состава атмосферных выпадений, поверхностных вод и почв. В данной работе автор представляет и анализирует только результаты исследований элементного состава аэрального вещества в атмосфере и выпадениях. Эта проблема представляется автору наиболее актуальной для юга Дальневосточного региона, по следующим общим соображениям.

Приморский край^в силу его географического положения,находится в широтной полосе северной периферии аридных зон континента. Общее преобладание западного переноса, казалось бы, должно в значительной мере определить интенсивность поступления аэрального материала на его территорию. С другой стороны, муссонный климат с обилием осадков в летний период с выносом воздушных масс со стороны океана также должен оказывать заметное влияние на состав и интенсивность аэральных потоков. Достаточно сложный рельеф края, а также наличие промышленных центров, являющихся источниками антропогенной эмиссии, создают предпосылки сложной картины состава и концентраций аэрального вещества в атмосфере и выпадениях.

Если информация о состоянии загрязнения атмосферы в населенных пунктах достаточно обширна, хотя представлена только приоритетными поллютантами, то для фоновых районов она была крайне ограничена.

В пробах аэрозоля, отбираемых на станции фонового мониторинга в САБЗ, анализировались только приоритетные элементы (РЬ и Сф, что явно недостаточно даже для составления представления об элементном составе аэрального вещества. В программе, разработанной автором, ряд исследуемых элементов предлагалось расширить, дополнив их А1, К, Са, Л, Мп, Ре, N1, Си. Потоки аэрального вещества на подстилающую поверхность предлагалось исследовать по химическому составу снежного покрова. В пробах снега исследовался примерно тот же ряд элементов плюс основные ионы. Исследования выпадений охватывали, в основном, районы среднего Сихотэ-Алиня. Несмотря на значительные трудности, связанные с отбором проб в удаленных от населенных мест и дорог точках, именно этим работам уделялось особое внимание. Только данные, полученные в фоновых районах, где не сказывается влияние местных источников эмиссии, могли дать ответы на вопросы о реальных уровнях выпадений, обусловленных тропосферным переносом аэрального вещества в регионе. Данные по элементному составу аэрозоля и выпадений были дополнены исследованиями направлений переноса воздушных масс, поступающих в регион.

Реализация этой программы исследований, по мнению автора, позволила бы сделать шаг в решении одной из фундаментальных задач географической науки - «оценке параметров глобальных потоков аэрального вещества в японо-морском бассейне».

Кроме того, полученные данные по фоновому составу аэрального вещества в атмосфере и выпадениях создают информационную основу для разработки критериев оценки степени антропогенного воздействия на окружающую среду в Дальневосточном регионе.

Основной задачей работы являлось: исследование микро- и макроэлементного состава потоков аэрального вещества в фоновом и урбанизированном районах Приморского края, выявление закономерностей их пространственной и временной изменчивости под влиянием климатических факторов.

Для выполнения этой задачи были проведены следующие исследования:

- элементного состава аэрозоля в фоновом и урбанизированном районах Приморского края;

- изменчивости концентраций аэрозоля под воздействием климатических факторов;

- направлений переноса воздушных масс в фоновый район;

- состава и концентраций атмосферных выпадений в фоновом и урбанизированном районах в зимний период года;

- пространственной изменчивости состава и концентраций атмосферных выпадений в фоновом районе;

- временной изменчивости параметров вертикальных потоков аэрального вещества в фоновых районах;

- параметров скоростей выведения аэрозоля из атмосферы фонового и урбанизированного районов.

Кроме этих основных направлений разрабатывалась методика элементного анализа проб аэрозоля рентгеноспектральным методом. Авторский вариант методики приготовления, анализа и обработки проб был использован для исследований макросостава атмосферного аэрозоля.

Необходимо подчеркнуть, что реализовать эти исследования стало возможным только благодаря плодотворному сотрудничеству двух институтов ДВНИГМИ Госкомгидромета и Тихоокеанского института географии ДВО РАН. Совместные работы выполнялись в рамках темы ГКНТ 0.85.04 «Контроль природной среды» и в соответствии с договором о сотрудничестве двух институтов. Сотрудничество выражалось в организации экспедиций с участием сотрудников обеих институтов, которые базировались на научно-экспериментальной станции «Смычка»; выполнении основной массы аналитических работ в лаборатории геохимии Тихоокеанского института географии, совместном использовании материалов исследований.

Участие автора выражалось в постановке задач исследований, разработке программ работ, организации и руководстве работами, руководстве и участии в разработке методики рентгеноспектрального анализа, отборе проб и анализе результатов исследований.

Исследования проводились в 1985-1989 гг. в Сихотэ-Алинском биосферном регионе и в 1990-1991 гг. в г. Спасске-Дальнем. За период работ было отобрано и проанализировано 1580 проб аэрозоля, в которых определялось 12-14 макро- и микроэлементов. Проведено 6 экспедиций по отбору проб атмосферных выпадений (снега). За этот период пробы были отобраны в 240 точках. В большинстве случаев в каждой точке отбиралось по три пробы. Таким образом, общее число проб выпадений составило 498. В пробах снежного покрова определялись рН, основные ионы и 6-7 микроэлементов во взвешенной и растворимой фракциях. Для оценки направлений переноса воздушных масс обработано около 3500 карт барической топографии, по которым проведен анализ за 896 суток - 2,5 года. При проведении статистического анализа обработаны метеоданные станции Терней за год наблюдений по основным метеопараметрам.

На защиту выносятся, установленные в процессе исследований закономерности временной и пространственной изменчивости макро- и микроэлементного состава фонового аэрального потока, основные параметры потока атмосферных выпадений в зимний период в фоновом районе Приморского края.

Научная новизна. В результате исследований, проведенных в фоновом районе Приморского края, буферной зоне Сихотэ-Алинского биосферного заповедника (п.Терней) и промышленном центре (г. Спасск-Дальний):

1) установлена сезонная изменчивость концентраций макроэлементов (А1, К, Са, Т^ Мп, Ре) и «пыли» в атмосфере САБЗ и буферной зоны;

4) установлена временная изменчивость состава фоновых атмосферных выпадений в зимние периоды, обусловленная усилением влияния континентальных воздушных масс на район среднего Сихотэ-Алиня во второй половине 80-х гг.;

6) установлено, что фоновые плотности выпадений взвешенного вещества в САБР имеют уровни, характерные для умеренных широт земного шара, что объясняется особенностями атмосферной циркуляции в регионе, которая не благоприятствует поступлению аэрального вещества непосредственно из аридных зон континента;

7) найдены скорости выведения отдельных элементов, для атмосферы фонового и урбанизированного районов Приморья;

Практическая ценность. Данные о составе и фоновых концентрациях аэрального вещества в атмосфере и выпадениях являются базовыми параметрами, которые могут использоваться для объективной оценки степени антропогенной нагрузки на атмосферу в урбанизированных районах региона. Установленные закономерности пространственной и временной изменчивости потоков аэрального вещества и полученные данные являются исходными параметрами при исследованиях влияния трансграничного переноса загрязняющих веществ на территорию Приморья.

Полученные данные использовались при составлении ежегодника "Бюллетень фонового загрязнения окружающей природной среды в регионе".

Автор выражает свою искреннюю признательность научному руководителю к.г.н. А.Н. Качуру за постоянное внимание и поддержку, как на стадии написания диссертации, так и сбора информации в период экспедиционных работ; д.г.н. Г.В. Свинухову за всестороннюю поддержку при проведении научных исследований; д.г.н. В.Г. Свинухову за плодотворное сотрудничество в течение многих лет совместной работы; ведущему специалисту Госкомприроды С.С. Лишавскому основоположнику фонового мониторинга в САБЗ, а также сотрудникам лаборатории геохимии ТИГ ДВО РАН и отдела экологического мониторинга ДВНИГМИ, принимавших участие в экспедиционных, аналитических работах и оформлении диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Кондратьев, Игорь Иванович

144 ВЫВОДЫ

2. Показано, что состав фоновых атмосферных выпадений напрямую твисит, от изменчивости атмосферной циркуляции в регионе и основным фактором являются - интенсивности континентального или океанического переносов воздушных масс.

3.Выявлена сезонная изменчивость концентраций пыли и макроэлементов в атмосфере Сихотэ-Алинского биосферного заповедника и буферной зоне, кйторая имеет два явно выраженных максимума концентраций и, соответственно, цва минимума.

4. Показано, что континентальные воздушных масс на высотах 1,5 км поступают в Сихотэ-Алинский биосферный заповедник в среднем за год в четыре чаще, чем океанические.

7. Определены основные, параметры фоновых потоков аэрального вещества, которые являются основой для объективной оценки степени антропогенной нагрузки на атмосферу в техногенных зонах региона.

Библиография Диссертация по географии, кандидата географических наук, Кондратьев, Игорь Иванович, Владивосток

1. Авдеев И.И., Ермаков А.Ф., Захаров В.Н. Анализ элементного состава атмосферного аэрозоля рентгеноспектральным методом //Тр. 1. Всесоюзного совещания по рентгеноспектральному анализу. Иркутск. 1989. С. 47.

2. Алексеев В.А., Алексеева Н.Г. К вопросу о поступлении тяжелых металлов при дегазации Земли. // Тр. II Всесоюзного Совещания «Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды». Л.: Гидрометеоиздат, 1985. С. 243-250.

3. Аналитический обзор фонового загрязнения природной среды в регионе восточно-европейских стран-членов СЭВ (1980-1986 гг.). М.: Гидрометеоиздат, 1988. 74 с.

4. Аналитический обзор загрязнения природной среды тяжелыми металлами в фоновых районах стран-членов СЭВ (1982-1988 гг.). М.: Гидрометеоиздат, 1989. 85 с.

5. Архангельский В.Л. Влияние Сихотэ-Алиня на синоптические процессы и распределение осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. 164 с.

6. Батчер С., Чарлсон Р. Введение в химию атмосферы. М.: Мир, 1977.270 с.

7. Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений. М.: Мир, 1980. 606 с.

8. Борзаковский А.Е., Ключников A.A., Корниенко Н.Д., Круглян И.Ф., Токаревский В.В., Щербинин В.Н. Применение рентгеновской трубки в рентгенофлуоресцентном анализе проб аэрозолей воздуха. // Тез. докл. III

9. Всесоюзного совещания «Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды». Томск, 1985. С. 3.

10. Браунлоу А.Х. Геохимия. М.: Недра, 1984. 462 с.

11. Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988. 351 с.

12. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. J1.: Гидрометеоиздат, 1980. 350 с.

13. Василенко В.Н., Назаров Н.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 180 с.

14. Верле Е.К., Стариченко Л.А. Основные черты климата свободной атмосферы над районом Владивостока.// Труды ДВНИГМИ Вып. 44. 1974 Л.: Гидрометеоиздат. 220 с.

15. Виприцкая А.К. Струйные течения над восточными районами СССР. .// Труды ДВНИГМИ Вып. 113. 1984 Л.: Гидрометеоиздат. 112 с.

16. Виприцкая А.К. Некоторые климатические характеристики тропосферных струйных течений над северо-западной частью Тихого океана. //Труды ДВНИГМИ Вып. 128. 1987 Л.: Гидрометеоиздат. С. 87-98 с.

17. Витвицкий Г.Н. Климат. Южная часть Дальнего Востока. М.: Наука, 1969. С. 70-96.

18. Вражкин А.Н., Кондратьев И.И. Вычислительный метод калибровки гамма-спектрометра. // Деп. В ИЦ ВНИИГМИ МЦД, № 674-ГМ. 1987. 12 с.

19. Герасимов И.П., Давитая Ф.Ф. Субаэральное происхождение покровных отложений И Ж. Изв. АН СССР. Сер. Геогр., № 3, 1973. С. 26-34.

20. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк, 1988. 325 с.

21. Глазовский Н.Ф., Злобина А.И., Учватов В.П. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна // Тр. Инст. агрохимии и почвоведения АН СССР. Препр. Пущино, 1978. 28 с.

22. Громов С.А., Парамонов С.Г. Использование модели анализа крупномасштабного атмосферного переноса в фоновом мониторинге атмосферы // Мониторинг окружающей природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 17-22.

23. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеивание. М.: Мысль, 1983. 272 с.

24. Дроздов O.A., Васильев В.А. и др. Климатология. JL: Гидрометеоиздат, 1989. 568 с.

25. Елпатьевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах. М.: Наука, 1993. С.252.

26. Елпатьевский П.В., Аржанова B.C., Разжигаева Н.Г. Аэральная компонента материальной основы , почвообразования на Юге Приморья // Почвоведение. № 11. 1993. С. 5-8.

27. Елпатьевский П.В., Нестеров В.Н. Химический состав атмосферных осадков „ Сихотэ-Алинского биосферного заповедника как показатель фоновых характеристик атмосферы // Прикладные аспекты программы «Человек и биосфера» М.: 1983. С. 196-212.

28. Еременко В.Я. Спектрографическое определение микроэлементов (тяжелых металлов ) в природных водах. J1.: Гидрометеоиздат 1982. 109 с.

29. Жигаловская Т.Н., Махонько Э.П., Шилина А.И., Егоров В.В., Малахов С.Г., Первунина Р.И. Микроэлементы в природных водах и атмосфере//Тр. ИЭМ. Вып. 2(41). М.: Гидрометеоиздат, 1974. С. 114-142.

30. Жигаловская Т.Н., Назаров Н.М., Фридман Ш.Д., Ренне О.С. Исследование выпадения аэрозолей при дальнем переносе загрязняющих веществ // Метеорология и гидрология. 1980, № 4. С. 47-51.

31. Зверев A.C. Синоптическая метеорология. JI.: Гидрометеоиздат, 1968. 771 с.

32. Иберла К. Факторный анализ. М.: Мир, 1987. 168 с.

33. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Пресман А.Я., Ровинский Ф.Я., Рябошапко А.Г., Филиппова JIM. Кислоттные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.204 с.

34. Ильинский O.K. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды, ч. 3, вып. 4. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 213 с.

35. Калачникова B.C. Синоптические условия формирования и разрушения азиатского антициклона // Тр. ДВНИГМИ. Вып. 26. 1968. С. 82102.

36. Карпова Л.А., Свинухова Р.Э. Режим циклонической деятельности над Беринговым морем // Тр. ДВНИГМИ, вып. 14. 1962. С. 88-95.

37. Качур А.Н. Некоторые особенности химического состава атмосферных осадков в связи с техногенезом // Геохимия зоны гипергенеза и техническая деятельность человека. Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 28-47.

38. Кондратьев И.И. Автоматизация рентгенофлуоресцентного анализа, применяемого в фоновом мониторинге // Тез. докл. Симпозиума специалистов стран-членов СЭВ «Комплексные методы контроля качества природной среды». Черноголовка, 1986. С. 31.

39. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г. Интерпретация результатов исследования состава снежного покрова Сихотэ-Алинского биосферного заповедника // Деп. В ИЦ ВНИГМИ МЦД № 908-ГМ88.1988. 10 с.

40. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г. Микроэлементы в атмосфере Сихотэ-Алинского биосферного заповедника // Деп. В ИЦ ВНИИГМИ МЦД, № 982-ГМ-90. 1990. 9 с.

41. Кондратьев И.И., Свинухов В.Г., Пушкина Г.Г. Идентификация источников эмиссии аэрозоля с помощью факторного анализа // Тр. Дальневосточного госуниверситета. Владивосток, 1991. С. 36.

42. Кондратьев И.И. Макро- и микроэлементный состав аэральных выпадений на юге дальневосточного региона России. Тез. док. «Десятое научное совещание географов Сибири и Дальнего востока». Иркутск.: 1999.-С. 91 92.

43. Кондратьев И.И. Исследования потоков аэрального вещества на юге дальневосточного региона России. Деп. в ВИНИТИ, № 2265-В99, 1999. 18 с.

44. Копанев И.Д. Климатические аспекты изучения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 239 с.

45. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. М.: Наука, 1978.392 с.

46. Митропольский А.К Техника статистических вычислений.// М.: Наука. 1971. 576 с.

47. Мамедов Э.С., Павлов Н.И. Тайфуны. Л.: Гидрометеоиздат, 1974.139 с.

48. Мисаки К. Поведение аэрозолей. // «Кисе кэнкю ното» № 142. Япония. 1981. С. 95- 182. Перевод № Д-41584.

49. Обзор состояния окружающей природной среды в СССР (по материалам 1988-1989 гг.). М.: Гидрометеоиздат, 1990. 114 с.

50. Обзор фонового состояния окружающей среды на территории стран СНГ за 1993 г.М.: ИГКЭ, 1994 г. 51 с.

51. Огородников Б.И., Скитович В.И., Сигало Б.А. Фильтрация волокнистыми материалами ФП аэрозолей естественной атмосферной радиоактивности // Тр. ИЭМ. Вып. 25, ч. II. М.: Гидрометеоиздат, 1972. С.65-75.

52. Окита Т. Поведение аэрозолей от момента их возникновения до момента распада. «Санге когай» № 16. Вып. 10.- Япония. 1980. С. 995-1007. Перевод № Д-37712.

53. Перельман А.И. Геохимия. М.: Выс. шк., 1989. 527 с.

54. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: «Астрея-2000», 1999. 763 с.

55. Петренчук О.П., Селезнева Е.С. Изменение концентраций основных химических примесей в осадках в зависимости от метеорологических условий //Тр. ГГО, 1962. Вып. 134. С. 14-25. ,

56. Петров K.M. Геоэкология. Санкт-Петербург, 1994, 215 с.

57. Петрянов И.В., Козлов В.И., Басманов П.И., Огородников Б.И. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.: «Знание», 1968. 253 с.

58. Петрянов-Соколов И.С., Сутугин А.Г. Аэрозоли. М.: Наука. 1989.142 с.

59. Погосян Х.П. Общая циркуляция атмосферы. JI.: Гидрометеоиздат, 1972. 394 с.

60. Приморский край. Владивосток. Примиздат. 1958. 474 с.

61. Прокачева В.Г., Усачев В.Ф. Снежный покров в сфере влияния города. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 176 с.

62. Прохоров Б.Б., Лапин Ю.Н. Антропоэкологический анализ системы «город регион» // Изв. АН СССР. - Сер. Геогр. 1985. № 5. С. 103-109.

63. Рил Г., Алака М.А., Джордан К.Л., Ренар Р.Дж. Струйное течение. М.: Изд-во иностр. лит., 1959. 134 с.

64. Рубейкин В.З. К вопросу о формировании химического состава атмосферных осадков // Докл. АН СССР, 1970. Т. 191, № 4. С. 931-934.

65. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 449 с.

66. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД.52.04.186-89. М.: 1991.692 с.

67. Свинухов Г.В. Синоптико-статистические методы долгосрочных прогнозов погоды на Дальнем Востоке. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 168 с.

68. Свинухов Г.В., Свинухов В.Г., Кондратьев И.И. Исследования и краткосрочный прогноз загрязнения воздуха в городах Приморского края. Владивосток. Изд-во Дальневосточного госуниверситета, 1993. 95 с.

69. Сехмел Д. Осаждение аэрозолей и их повторное попадание в атмосферу (ресуспензия). Atmospheric Science and Power Production. США. 1984. С. 533-577. Перевод № Г-56-83.

70. Справочник по климату СССР. Вып. 26. Приморский край. 4.2. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 217 с.

71. Сурин В.А., Бадовская Н.Н., Волошин А.Е., Жемчугов В.П. Рентгенофлуоресцентный анализ элементов в составе аэрозоля // Тез. докл. V Всесоюзного совещания по активационному анализу и другим радиоаналитическим методам. Ташкент, 1987. С. 4.

72. Унифицированные методы анализа вод СССР. Вып. I. Л.: Гидрометеоиздат. 1978. 144 с.

73. Урываев П.А. Водоотдача из снега на водосборах горных рек верховья р. Уссури // Метеорология и гидрология, 1962. № 3. С. 35-41.

74. Урываев П.А. Снегозапасы на водостоке некоторых рек Дальнего Востока// Тр. ДВНИГМИ. Вып. 18, Л.: Гидрометеоиздат, 1964. С. 3-28.

75. Физическая география Приморского края. Владивосток. Изд-во Дальневосточного госуниверситета, 1990. 208 с.

76. Химия нижней атмосферы. М.: Мир, 1976. 408 с.

77. Черняева Л.Е., Черняев A.M., Могиленских А.К. Химический состав атмосферных осадков (Урал и Приуралье). Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 180 с.

78. Юнге X. Химический состав и радиоактивность атмосферы. М.: Мир, 1965. 424 с.

79. Akimoto Н., Narita Н. Distribution of SO2, Nox and C02 emission from fuel combustion and industriol activities in Asia with 1°*1° resolution.// Atmospheric Environment. 1994/ Vol. 28. № 2, p. 213-225.

80. Alkezweeny A.L., Lawlainen N.S. Comparison between polluted and clean air masses over lake Michigan. // American Meteorological Society. February, 1981. P.209-212.

81. Batisse M. The relevance of MAB. // Environmental Conservation. 1980. Vol. 7. N3, p. 179-184.

82. Betztr P.R., Carder K.L., Duce R.A. et al. Long-range transport of giant aerosol particles // Nature. 1988. V. 336. P. 568-572.

83. Blanched D.C., Woodeock A.N., Cipriano R.J. The vertical distribution of concentration of sea salt in the marine atmosphere near Hawaii // Tellus, 1984. Vol. 36B.P.118-125.

84. Borbely-Kiss I., Koltay E, Szabo G. Elemental ratios related to selenium and vanadium as regional characteristics in atmospheric aerosols over Hungary. J. of the Hungarian Meteorological Service. 1989. Vol. 93. N 1, P.36-44.

85. Caruso E., Braga-Marcazzan G.M., Redealli G.M. PIXE investigation of element concentration and particle size distribution in Milan atmospheric aerosol. Nucl. Instrum. andMeth. 1981 Vol.181. P.425-429.

86. Charlson R.J., Rodhe H. Factors controlling the acidity of natural rainwater. // Nature, 1982, vol. 295, N 5851, p. 683-685.

87. Chen J.X. Che J.M., Sun C.N., Zeng X.Z., Tang G.H., Ren C.G., Yao H.Y., Huang F.Y., Wang X.D., Tang J.Y., Wang M.X., Ren L.X., Lu W.X. Analysis of atmospheric aerosol compositions by PIXE. Physical Script, 1988. Vol.37. P.291-294.

88. Dillon P.J., Reid R.A., Girard R. Changes in the chemistry of lakes near Sudbury, Ontario following reductions of SO2 emission // Water, air and Soil Pollution, 1986. N 31. P. 59-65.

89. Duce R.A., Unni C.K., Ray B.J., et al. Long-range atmospheric transport of soil dust from Asia to Tropical North Pacific: temporal variability // Science, 1980. Vol. 209. P. 1522-1524.

90. Duggan M.J, S. Burton A.S. Atmospheric metal deposition in London. Intern.//J. Environmental Studies, 1983. Vol. 21. P.301-307.

91. Ermakov A.F., Zakharov V.N., Kondratiev I.I. X-Ray analysis of the trace elements in atmospheric aerosol. Abstracts of the XI Conference on Analytical Atomic Spectroscopy. 1990. Moscow, USSR. P. 389.

92. Fervis R.E., Landsberger, S., Lecomte R., Paradis P., Monaro S., Determination of trace pollutants in urban snow PIXE techniques. Nucl. Instrum. and Meth., 1982, Vol. 193. P. 323-329.

93. Flyger H., Jenson F.P., Kemp K. Air pollution in Copenhagen. Part 1. Element Analysis and size distribution of aerosol.// RISO Report, 1979. N 338. 42- p.

94. Graedel T.E., Franey J.P. Field measurements of submicron aerosol washout by snow//J. Geophys. Res. Vol.2, N 8. 1975. P.325-328.

95. Guern Le. F., Faire-Perret R.X., Garrec T.P. Atmospheric contribution of volcanic sulfur vapor and its influence on surrounding vegetation. J. of Volcanology and Geothermal Research, 1988. Vol. 35. P. 173-178.

96. Hiroshi Hara. Acid Deposition Chemistry in Japan. Strategy for air pollution control in East Asia. 1996. Japan. P.7-17.

97. Inoue K., Naruse aT. Physical, chemical and mineralogical characteristics of modern colain dust in Japan and rate of dust deposition. // Soil Sei. Plant Nutrition. 1987. Vol. 33. P. 327-345.

98. Jervis R.E., Landsberger S., Lecomte R., Paradis P., Monaro S. Determination of trace pollutants in urban snow PIXE techniques. Nucl. Instr. and Meth. Vol. 193. 1982, p. 323-329.

99. Jeffries D.S., Snyder W.R. Atmospheric deposition of heavy metals in Central Ontario. // Water, Air and Soil Pollution. 1981. Vol. 15, p. 127-152.

100. Kasten F. Falling speed of aerosol particls. J. Appl. Meteor. Vol. 7, 1968, p. 944-947.

101. Kerekes J., Beauchamp S., Tordon R. Sources of sulfate and acidity in wetlands and lakes in Nova Scotia // Water, Air and Soil Pollution, 1986. N 31. P. 207-214.

102. Kondratiev I.I. Studies of flows of trace elements in the south of Russian Far East. Abstracts of the First International Seminar on Problem of Atmospheric inputs in Pan Japan - Sea Area. Vladivostok. 1999. - p. 7.

103. Krivon V., Egger K.P. Multielementanalyse von Schwebstauben der Stadt Ulm und Vergleich-der Luftbelastung mit anderen Regionen // Fresenius Z. Analyt. Chem., 1986. Bd. 325. P. 41-49.

104. Loucks O.L., -Class G.E., Sorensen J.A., Liukkonen B.W. Role of precipitation chemistry versus other watershed properties in Wisconsin Lake acidification // Water, Air and Soil Pollution, 1986. N 31. P. 67-77.

105. Maenhowt W., Cafmeyer J. Particle induced X-ray emission analysis and multivariate techniques: an application to study of the sources of respirable atmospheric particles in bent, Belgian. J. trace and microbe techniques, 1987. N 5(283). P. 135-158.

106. Mettemich P., Latz R., Georgii H.W., Schader J. Groeneveld K.O., Wensel A. Time dependence of the elemental composition of atmospheric aerosols over a time period of 12 years. Nucl. Instrum. and Meth., 1981, Vol. 181. P. 431434.

107. Munger J.W., Jacob D.J., Waldman J.M., Hoffman M.R. Fogwater chemistry in the urban atmosphere. // J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88. N 9C. P. 5109-5121.

108. Michoukov V.F., Uematsu M., Medvedev A.N. A same results of aerosol study in Russian East regions. Biogeochemical Processes in the North Pacific. Japan Marine Science Foundation. Tokyo, 1997, p. 392-413.

109. Ming-xing Wang,. Winchester J. W, Chao-meng Li. Aerosol composition in the drylands of Northwestern China.// Nucl. Instrum. and Meth. in Physics Research, 1987, Vol. B22, p. 275-282.

110. Mukai H., Ambe Y., Shibata K. Long-term variation of chemical composition of atmospheric aerosol on the Oki Islands in Sea of Japan // Atmosph. Environm., 1.990. Vol. 24A. P. 1379-1390.

111. Miller J. M., Yoshinaga A. M. The pH of Hawaiian precipitation. A Preliminary Report.// Geophys. Res. Lett., 1981, vol. 8, N 7, p. 779-782.

112. Pacyna J.M., Semb A., Hanssen E. Emission and long-rang transport of trace elements in Europe // Tellus, 1984. Vol. 36B. P. 163-178.

113. Parrington J.K., Zoller W.H., Aras N.K. Asian dust: seasonal transport to the Hawaian islends.// Science. 1983. V/ 220/P. 195-197/

114. Pringle T.G., Jervis R.E. Multi-element correlation's for airborne particulate source attribution.// J. Of Radioanalitical and nuclear Chemistry, 1987. Vol. 110, N2. P. 321-332.

115. Ramos M.C., Sauchez M.L., Frutor P.P. Trace Element concentrations in an Urban Area and Source identification.// IL novo Cement, 1987. Vol.10, N 6. P.631-643.

116. Schneiler B., Tindale N.W., Duce R.A. Dry deposition of Asian mineral dust over the Central North Pacific // J. of Geophys. Res. 1990. V. 19.P. 9873-9878.

117. Scott B.C. Sulfate washout rations in winter storms // J. Ann. Meteorol., 1981. Vol. 20. P.619-625.

118. Sneddon J. Collection and atomic spectroscopic measurement of metal compounds in the atmosphere: review.//Talanta, 1983. P.631-648.

119. Tnoue K., Naruse T. Physical, chemical and mineralogical characteristics of modern colian cluster in Japan and rate of oust deposition // Soil Sci. Plant Nutrition, 1987. Vol. 33. P. 327-345.

120. Thornton J.D., Eisenreich S.J. Impact of land-use on the acid and trace elements composition of precipitation in North Central USA.// Atmos. Environ. 1982. Vol. 10, N 8, p.1945-1955.

121. Tsunogai S., Kondo T. Sporadic transport and deposition of continental aerosols to the Pacific Ocean.// J. Geophys. Res., 1982. V. 87.P. 88708874.

122. Umatsu M., Duce R.A., Prospero J.M. Transport of mineral aerosol from Asia over the North Pacific Ocean H h Geophys. Res., 1983. Vol. 88, N9C. P. 5343-5352.158

123. Vermette S.J., Bingham V.G. Sulfur, halogens and heavy metals in summer rains, Churchill, Manitoba, Canada.// Arctic and Alpine Research, vol.19. N2. 1987. P. 187-193.

124. Winchester J. W. Particulate matter and sulfur in the natural atmosphere.// Nucl. Instrum. andMeth. 1981. Vol. 181, P. 367-381.

125. Winchester J.W., Wang Ming xing, Ren Li-xin, Hans-Christen Hansson, Hans Lannefors, Michael Perzi, Leslie A.C.P. Nonurban aerosol composition near Beijing, China.// Nucl. Instrum. and Meth., 1981. Vol. 181. P.391-398.

126. Wisconsin J.C., Severance P.W., Spengler J.D. A composite application of source and receptor models to fine particle concentrations Portage. For presentation at the 78 th Annual Meeting of the Air Pollution Control Association. Detroit, 1985. P. 14.3

127. Концентрации микро и макро элементов в атмосфере пос. Терней в 1986 г. (мкг/м ).январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь среднее3323 35.65 29.86 66.75 54.08 65.8 43.18 45.49 52.15 77.49 27.78 45.5 48.08

128. А1 0.41 0.59 0.41 2.67 4.79 2.77 1.98 3.28 2.52 5.53 1.19 0.56 2.22а 3.69 5.28 2.53 7.78 11.02 8.22 5.4 10.53 11.68 19.15 2.38 5.62 7.79

129. К 0.5 0.27 0.34 0.7 0.91 0.72 0.63 0.74 0.69 1.4 0.42 0.66 0.66

130. Са 1 1.74 0.34 0.92 1.02 0.57 0.44 0.36 0.53 1.24 0.65 0.86 0.811. Т1

131. Мп 0.007 0.009 0.007 0.017 0.018 0.013 0.01 0.015 0.012 0.024 0.007 0.014 0.0127

132. Ре 0.386 0.471 ■ 0.252 1.007 1.005 0.546 0.599 0.976 1.224 1.547 0.422 0.761 0.7660001 0.001 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.003 0.003 0.003 0.001 0.002 0.002

133. Си 0.007 0.012 0.008 0.005 0.003 0.007 0.026 0.037 0.028 0.012 0.006 0.006 0.0132п 0.04 0.036 0.069 0.037 0.038 0.025 0.22 0.023 0.023 0.028 0.027 0.041 0.034

134. Сй 0.0012 0.0008 0.001 0.0009 0.0005 0.0004 0.0005 0.0017 0.0012 0.001 0.001 0.0009 0.00092

135. РЬ 0.005 0.007 0.031 0.008 0.007 0.007 0.001 0.01 0.014 0.012 0.004 0.017 0.01

Информация о работе

Кондратьев, Игорь Иванович
кандидата географических наук
Владивосток, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Фоновые потоки аэрального вещества юга Дальнего Востока России как региональная основа оценки загрязнения атмосферы - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы