Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей с применением цифровых изображений
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Исследование свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей с применением цифровых изображений"

УДК 528.7:574

На правах рукописи

Беленко Олеся Александровна

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ГРУБОДИСПЕРСНОЙ ФРАКЦИИ АТМОСФЕРНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

25.00.36 - «Геоэкология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2006

Работа выполнена в Сибирской государственной геодезической академии.

Научный руководитель — доктор технических наук

Трубина Людмила Константиновна

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Истомин Вячеслав Лазаревич;

Ведущая организация - ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор»

(пос. Кольцово Новосибирской обл.)

Защита состоится 21 декабря 2006 г. в 14.00 час. на заседании диссертационного совета К 212.251.01 при Сибирской государственной геодезической академии (СГГА) по адресу: 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10, СГГА, ауд. 403.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГГА. Автореферат разослан 21 ноября 2006 г. Автореферат размещен на сайте www.ssga.ru.

Ученый секретарь

кандидат физико-математических наук Молородов Юрий Иванович

диссертационного совета

Жарников В.Б.

Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997. Формат 60 х 84 1/16. Печать цифровая. Подписано в печать 03.11.2006. Усл. печ. л. 1,68. Уч.-изд. л. 0,97. Тираж 100 экз. Заказ/¿^

Редакционно-издательский отдел СГГА 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10.

Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 8.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Атмосферные аэрозоли играют решающую роль во многих атмосферных процессах и оказывают существенное влияние на состояние атмосферы и климат. Кроме того, атмосферные загрязнения как наиболее динамичные представляют собой непосредственную угрозу здоровью человека и окружающей среде. Поэтому особый интерес представляет изучение процессов их распространения.

Значительный вклад в развитие учения об аэрозолях внесли российские и зарубежные ученые H.A. Фукс, И.В. Петрянов, X. Грин, В. Лейн, X. Юнге, Т. Мерсер, А. Штерн, М.Е. Берлянд, К. Спурный, КЛ. Кондратьев, К.П. Куценогий и др.

Свойства атмосферных аэрозолей определяются химическим составом, размером, формой аэрозольных частиц и их концентрацией. Многие атмосферные явления (туманы, осадки, различные типы облаков, дымы от лесных пожаров и промышленных предприятий), в которых визуально обнаруживается присутствие частиц, дают представление о многообразии их форм и физико-химических свойств. Широкий диапазон концентраций атмосферных частиц и их размеров придает особую значимость задаче определения основных микрофизических свойств атмосферного аэрозоля, к которым относят счетную и массовую концентрации и дисперсный состав. Определение счетной концентрации не представляет принципиальных затруднений, что касается дисперсного состава, то этот вопрос более сложный и требует дополнительных исследований. В случае однородных по составу изоморфных частиц дисперсный состав характеризуется так называемой функцией распределения частиц по размерам (например, логарифмически нормальной), при неоднородном составе или разной форме частиц понятие распределения частиц по размерам становится неоднозначным.

Необходимо отметить, что счетная концентрация атмосферных аэрозолей представлена субмикронной фракцией, а массовая концентрация, в силу того,

что масса частицы зависит от размера, как куб ее диаметра, в основном связана с грубодисперсной фракцией, которая характеризуется сложной и крайне разнообразной формой частиц.

Поэтому сведения о дисперсном составе грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей неточны и во многих случаях носят полуколичественный характер. При этом свойства атмосферных аэрозолей, особенно оптические и химические, существенно зависят от формы частиц, для определения которой эффективно применение цифровых изображений. В связи с этим исследование свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей является актуальным.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в исследовании свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей, а именно, формы частиц и дисперсного состава, с применением цифровых изображений.

Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи:

- проанализированы существующие методы определения морфометриче-ских характеристик аэрозольных частиц, выявлена необходимость уточнения морфологии частиц грубодисперсной фракции, отличающихся сложной формой;

- разработан метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей с применением цифровых изображений;

- исследованы свойства частиц атмосферных аэрозолей от разных источников в разных регионах.

Объект и предмет исследования. Объект исследования - пробы частиц атмосферного аэрозоля различного происхождения. Предмет исследования — выявление реальных свойств грубодисперсной фракции с применением цифровых изображений.

Методы исследования. Исследования основаны на комплексном использовании методов цифровой обработки изображений, математического моделирования, вычислительной математики и математической статистики. 4.

Достоверность теоретических разработок подтверждается результатами экспериментальных исследований.

Научная новизна проведенных исследований заключается в разработке метода оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции, отличающейся неоднородностью химического состава и неизоморфностью форм. Выявлена связь форм частиц с соотношением эквивалентных диаметров, вычисляемых по морфометрическим характеристикам частиц, измеренных по материалам микросъемки. Получены новые объективные сведения о формах аэрозольных частиц различного происхождения, важные при создании математических моделей, учитывающих влияние атмосферных аэрозолей на природные процессы в атмосфере, а также на изменения, вызываемые антропогенными воздействиями.

На защиту выносятся:

- методика определения эквивалентного диаметра для частиц несферической формы, с применением цифровых изображений;

- метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей, позволяющий объективно выявлять их реальные свойства.

Практическая значимость результатов. Предложенный метод эффективен для количественного описания дисперсного состава проб атмосферных аэрозолей от разных источников, что имеет существенное значение для мониторинга атмосферных аэрозолей.

Результаты исследований внедрены в научно-исследовательскую работу Института химической кинетики и горения СО РАН, а также в учебный процесс Сибирской государственной геодезической академии.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использовались при выполнении следующих НИР:

- «Разработка теоретических основ и методов информационного обеспечения геоэкологического мониторинга экосистем» (госбюджетная тема, номер государственной регистрации 012004.06780);

- «Аэрозоли Сибири-2. Гетерогенная химия и физика атмосферы. Влияние атмосферных аэрозолей на биогеохимические циклы» (интеграционный проект СО РАН № 169);

- «Search of effective fire suppressants and development of a model for fire Extinguishing» (Исследование эффективности пожаротушителей и разработка моделей пожаротушения, INTAS Ref. №: 03-51-4724).

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований представлены широкому кругу специалистов на следующих совещаниях, научно-технических конференциях, симпозиумах: X, XII заседаниях Рабочей группы «Аэрозоли Сибири» (Томск, 2003, 2005); Научно-технической конференции «СПАССИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЬ-2004» (Новосибирск, 2004); Seventh Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic, LOIRA project (Москва, 2004); XVI Международной научной школе по морской геологии «Геология морей и океанов» (Москва, 2005); 3-й Всероссийской конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии» (Томск, 2006); Всероссийской конференции с международным участием «Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в северных регионах России» (Архангельск, 2006); Научном конгрессе «ГЕО-Сибирь» (Новосибирск, 2005, 2006); научно-технических конференциях СГГА (Новосибирск, 2003 - 2006).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 17 научных работах (из них 6 статей, 1 отчет о НИР).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 145 наименований, содержит 15 таблиц, 26 рисунков, 7 приложений, изложена на 123 страницах.

Введение

1 Аэрозоли и их свойства

1.1 Атмосферные аэрозоли и методы их изучения

1.2 Источники и состав атмосферных аэрозолей

1.3 Морфология аэрозольных частиц

2 Определение морфометрических характеристик частиц неправильной геометрической формы

2.1 Особенности микросъемки и конструкции микрофотографических аппаратов и устройств

2.2 Способы получения стереоскопических изображений

2.3 Цифровая микрофотография

2.4 Методика определения характерных размеров частиц неправильной геометрической формы по микроизображениям

2.4.1 Определение размеров частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей по одиночным изображениям

2.4.2 Анализ стереопар цифровых микроизображений

3 Теоретические основы метода оценки свойств частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей

3.1 Обоснование способа отбора проб

3.2 Определение эквивалентных диаметров

3.3 Классификация морфологических свойств частиц на основе статистического анализа экспериментальных данных

3.4 Тестирование метода

4 Экспериментальные исследования

4.1 Определение формы частиц угольного порошка

4.2 Исследование компоненты морского аэрозоля

4.3 Оценка дисперсного состава проб аэрозольных частиц, образованных при пожаре

4.4 Восстановление пространственной формы частицы по стереопаре изображений

Заключение

Список используемых источников

Приложения

Автор выражает глубокую благодарность д-ру физ.-мат. наук, профессору, гл. науч. сотр. Института химической кинетики и горения СО РАН Куцено-гому К.П. за консультации при выполнении теоретических и экспериментальных исследований.

Основное содержание работы

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность выбранной темы, определены цели и задачи исследований.

В первом разделе анализируются методы изучения свойств аэрозольных частиц.

При изучении аэрозолей, прежде всего, оценивается относительное содержание их в воздушной массе. Хотя по массе аэрозольные частицы, т. е. частицы пыли, дымов и т. п., составляют ничтожную долю (в среднем для всей атмосферы эта величина составляет 1(Г7 - 1СГ9), их роль в атмосферных процессах очень важна. В первую очередь это связано с рассеянием и поглощением солнечного света атмосферными аэрозолями, с взаимодействием частиц с водяным паром. При отсутствии частиц (так называемых ядер конденсации) облака могли бы возникать в атмосфере только на больших высотах вследствие конденсации водяного пара на ионах. Аэрозольные частицы являются также носителями радионуклидов, поэтому существует опасность их переноса на большие расстояния при «вымывании» радиоактивных частиц из атмосферы. Изучение аэрозолей представляет интерес и потому, что они являются естественными катализаторами фотохимических и иных химических реакций в атмосфере и конечными продуктами ряда процессов. Присутствие аэрозольных частиц существенно и для многих атмосферных оптических явлений, а также для формирования регионального и глобального климата (Фукс, 1955; Грин, Лейн, 1957; Ави, 1956 и др.).

Основными источниками аэрозолей являются поверхности суши, морей и океанов, метеоритные потоки, лесные пожары, химические и фотохимические реакции в атмосфере и растительном покрове, хозяйственная деятельность человека. Почвы, включая поверхности степей, пустынь, гор, представляют собой наиболее мощный источник пылевых грубодисперсных аэрозольных частиц. Важным компонентом грубодисперсного атмосферного аэрозоля является пыльца растений, которая переносится на значительные расстояния.

В период цветения растений массовая концентрация пыльцевой компоненты может составлять десятки процентов от общей компоненты грубодисперс-ной фракции.

Аэрозольные частицы имеют широкий диапазон размеров, начиная от частиц, состоящих из нескольких молекул (так называемых кластеров, имеющих размер порядка 0,001 мкм), и до крупных пылинок диаметром в десятки микрон. Применительно к атмосферным аэрозолям, различают три класса аэрозольных частиц: мелкодисперсные (радиус г < 0,1 мкм), среднедисперсные (0,1 мкм < г < 1 мкм) и грубодисперсные (г > 1 мкм). Дальность распространения аэрозоля и эффективность его оседания во многом зависят от аэродинамических характеристик частиц, которые, в свою очередь, определяются их. морфологией, в частности, вышеуказанными размерами (дисперсным составом) и формой. Поэтому результаты морфометрического анализа необходимы при разработке адекватных моделей переноса атмосферных аэрозолей.

Определение дисперсного состава является сложным вопросом, особенно в случае неоднородных по составу и имеющих сложную форму частиц. Поэтому в настоящее время уделяется большое внимание разработке эффективных методов определения размера и формы частиц аэрозолей, чему посвящена данная диссертационная работа.

Во втором разделе рассмотрена предлагаемая методика определения морфометрических характеристик частиц неправильной геометрической формы по материалам микросъемки.

Традиционно свойства аэрозольных частиц изучают, измеряя отдельные характеристики непосредственно под микроскопом либо визуально сопоставляя микроскопические изображения. Достоверно выявить таким способом морфологические свойства частиц, имеющих неправильную геометрическую форму, практически невозможно из-за больших затрат времени на эту процедуру. Эта. задача может быть решена на основе анализа изображений частиц в цифровом виде с применением современных компьютерных средств.

Для реализации этих возможностей изображения частиц должны быть хорошего фотографического качества, обеспечивающего проработку структурных особенностей. Кроме того, применение стереопар расширяет возможности изучения свойств любых объектов, в том числе аэрозольных частиц. Проведенный анализ существующих микроскопов и способов съемки позволил выявить микроскопы с разрешением, достаточным для отображения объектов таких размеров. Среди доступных для исследований выбраны цифровой микроскоп Axioscop 2 plus и оптический микроскоп МБИ-11У42 с фотонасадкой.

Для получения стереопар аэрозольных частиц стереомикроскопы оказались непригодны из-за ограниченного увеличения. Наиболее подходящий способ их формирования - смещение препаратоводителя с объектом между экспозициями параллельно продольной стороне кадра на определенную величину базиса, т. е. с сохранением параллельного положения главных оптических лучей, что обеспечивает одинаковую глубину резкости для обоих снимков.

Предложены методики обработки как одиночных, так и стереоскопических изображений частиц, получаемых микроскопом. Для анализа одиночных изображений адаптирована ГИС Mapinfo Professional, которая имеет достаточно широкий набор встроенных функций, позволяющий реализовать обработку растровых изображений, в том числе микроснимков.

Одним из важных в методическом плане вопросов является корректное преобразование исходного изображения из системы координат цифрового изображения в прямоугольную для последующих измерений объектов. Для решения этой задачи применительно к микроизображениям предложено перед обработкой в ГИС Mapinfo Professional маркировать опорные точки, соответствующие углам изображений, средствами программы Photoshop. Координаты этих точек задавать в соответствии с увеличением, размером изображения в пикселях и размером матрицы цифровой камеры. Результаты преобразования можно проконтролировать по линейной шкале, впечатанной на изображение во время микросъемки.

Процесс измерения сводится к оцифровке контура частиц с дискретностью, зависящей от конфигурации конкретной частицы, одновременно фиксируются плоские прямоугольные координаты текущих точек. Необходимые морфомет-рические характеристики, такие, как площадь и периметр, вычисляются с использованием стандартных функций Mapinfo Professional. Полученные в результате значения размещают в таблицах определенной структуры, оптимизированной для дальнейшей статистической обработки. После измерений всего набора частиц анализируемой пробы сформированные таблицы экспортируются в другие программные продукты.

Фотограмметрическая обработка стереопар микроизображений частиц реализована средствами Matlab. В программе учтены особенности микросъемки, в частности, реализован модуль внешнего ориентирования модели по специальным тест-объектам, в качестве которого для микроснимков служит объект-микрометр. Для формирования трехмерной модели и визуализации результатов фотограмметрической обработки можно использовать программу Surfer или другие программы 30-графики.

Таким образом, предложенная методика обеспечивает получение морфо-метрических характеристик частиц атмосферных аэрозолей на основе анализа изображений, получаемых с помощью микроскопов.

В третьем разделе изложен разработанный автором метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложен метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной составляющей атмосферных аэрозолей. Сущность метода заключается в классификации морфологических свойств частиц, которые, в свою очередь, определяются в результате компьютерного анализа изображений аэрозольных частиц, полученных под микроскопом. Основные процессы предложенного метода приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные процессы Метод реализации Программные средства

' Отбор аэрозольных . .. .. проб 'V (=> Ротационный импактор открытого типа

1_J ■■о- Выполнение микросъемки ( ЕЭ 1 Г°?1 1 ■ п Съемка в проходящем свете на оптическом или цифровом микроскопе Программное -обеспечение цифрового микроскопа

о "О- ■ Определение морфологических свойств индивид . дуальных частиц ■ & > ■ Формирование базы Данных по морфологии частиц коикрелгного : 'источника Методика определения характеристик частиц несферической формы на , основе компьютерного г ., анализа микроизображений Maplnfo Professional Matlab Photomodeler v Golden Software Surfer

Импорт.таблиц с атрибутивными данными и систематизация хйрактери^тикцаст^ц * / Определение эквивалентных' г диаметров* Microsoft Office Exce 1 Stafistica

Оценка формы частиц и -дисперсного состава Классификация свойств части!, на основе статистического анализа Microsoft Office Excel Statistica

Изучение состава атмосферных аэрозолей начинается с отбора проб. Среди существующих, как наиболее оптимальный, выделен способ отбора проб с использованием ротационного импактора, который относится к группе инерционных импакторов открытого типа. В диссертации рассмотрены его преимущества и недостатки, описаны процессы отбора и подготовки полученных аэрозольных проб к микросъемке.

Микросъемку предпочтительнее выполнять на цифровом оптическом микроскопе, если он не доступен, то возможно применение оптического микроскопа с последующим сканированием фотоизображений. Обработка полученных изображений для определения характеристик индивидуальных частиц изложена выше.

Оценка формы производится на основе статистического анализа свойств частиц, составляющих пробу. При классификации рассматривается соотношение диаметров, вычисленных по значениям площадей и периметров индивидуальных частиц. При оценке формы сферической частицы ее размер однозначно определяется одним параметром (радиусом или диаметром). Понятно, что определение размера частиц неправильной геометрической формы — более сложная задача. Наиболее распространенным подходом к ее решению является оценка размера частиц сложной формы,'введением эквивалентного диаметра. За эквивалентный диаметр принимается диаметр сферической частицы, свойства которой совпадают с характеристиками реальной частицы.

Вычисление эквивалентных диаметров аэрозольных частиц выполняется на основе статистической обработки значений площадей и периметров исследуемого набора частиц в каждой пробе.

Основные математические операции для выполнения статистической обработки приведены на рисунке 1 и заключаются в следующем. Вычисленные по результатам измерения изображений значения площадей (5,) и периметров (/>,) индивидуальных частиц составляют анализируемые последовательности чисел [5/ ... .!?„] и [Ру ... Ря], где я — число частиц. Обработка этих последовательностей для оценки размера начинается с сортировки по возрастанию (от минимального до максимального значения). По значениям и Р( рассчитываются эквивалентные диаметры для каждой частицы:

где г//, ¿2 — эквивалентные диаметры частицы, вычисленные по значениям площади и периметра.

В таблице 2 в первом столбце указан номер частицы, присвоенный ей при измерении; в столбцах 2 — 5 — соответственно, измеренные площади, периметры и вычисленные по ним эквивалентные диаметры каждой частицы.

(1)

Рисунок 1 — Основные математические операции для выполнения статистической обработки характеристик частиц

Таблица 2

№ частиц 5/, мкм2 Л, мкм <1} ¡, мкм с12 „ мкм

] х,} Х2] Х3у Х4]

1 2 3 4 5

1 (•$тт) ХЦ (■Р1я/п) юл) Хз/ тт)

2 Х/2 х22 х32 Х42

3 Х/3 Х23 Хзз Х43

... ...

} (Зтах) Хц (,Ртах) Х2у тох) (¿2 тах) Х4/

Полученные эквивалентные диаметры di и d2 в случае сферической частицы должны быть одинаковы, а их отношение (Д — d,/d2) равно 1. Следовательно, отклонение формы частицы от сферической может характеризоваться параметром Д, который предлагается использовать для классификации формы несферических частиц. Отношение эквивалентных диаметров определяется для каждой частицы. Результаты сортируются по возрастанию от Дт,„ до Атах. Таким образом, получаем пять статистических последовательностей, образованных, соответственно, измеренными площадями, периметрами, эквивалентными диаметрами и отношениями эквивалентных диаметров. Для их обработки выбраны программные продукты Microsoft Office Excel и Statistica.

Рассмотрим содержание статистического анализа. После упорядочения данных подбирается закон распределения этих последовательностей. Для этого ряды полученных значений разбиваются на равные интервалы. Число интервалов выбирается произвольно на основе эмпирической оценки и в общем случае зависит от объема выборки. Но известно, что оно не должно быть очень малым, так как в этом случае кривая распределения будет слишком обобщенной. Если число интервалов принять очень большим, то кривая распределения будет характеризовать разнообразие деталей ряда, и общие закономерности могут стать незаметными.

Границы интервалов (фракций) нами определялись в соответствии с геометрической прогрессией (это соответствует так называемой логарифмически нормальной функции распределения). При этом начальная граница первого интервала - это минимальное значение разбиваемого ряда (х, min), а граница каждого последующего получалась умножением дг, min на коэффициент q, рассчитанный по формуле (2), и так далее до максимального значения (ximax).

q = (2)

V ximin

Подсчитывалось количество значений, попадающих в каждый интервал (и,), и относительная частота попадания как (я/л).

Исходя из диапазона значений в каждом из рядов (5, Р, с12 и Д), определяемого отношением максимального к минимальному значению и экспериментального анализа данных, сделано предположение о соответствии анализируемых последовательностей логнормальному распределению, в этом случае исследуются логарифмы каждой измеренной величины.

С целью проверки гипотезы о том, что закон подобран правильно, определялись основные характеристики эмпирического ряда: среднее (или медианное) значение х10, дисперсия £) и среднее квадратичное отклонение а.

Для оценки того, насколько хорошо кривая найденного распределения согласуется с экспериментальными данными, использовался метод линейного регрессионного анализа, и определялся коэффициент корреляции (г).

При морфометрическом анализе полезными также являются процедуры аппроксимации данных. Нами был выделен линейный тренд, описанный с помощью прямой, который показывает тенденцию изменения чисел в массиве. Результаты аппроксимации логнормального распределения сравнивались по выборкам разного количества частиц. Полученные параметры отображались как в таблицах, так и в графическом виде.

Для тестирования метода оценки формы аэрозольных частиц обрабатывались частицы плексигласа (рисунок 2). Поскольку они имеют правильную сферическую форму и могут иметь разные диаметры, то их выбрали в качестве физических моделей частиц грубодисперсной фракции.

с/ = 80мкм

Рисунок 2 — Изображение частицы плексигласа

При экспериментах изображения частиц разных диаметров (55 + 90 мкм) получены на цифровом оптическом микроскопе Axioscop 2 plus. Далее определены индивидуальные характеристики всех частиц (площади и периметры), и выполнен статистический анализ полученных результатов.

Эквивалентные диаметры вычислены по формулам (1). Отсортированные значения площадей, периметров и эквивалентных диаметров разбиты на 6 фракций с интервалом разбиения q, рассчитанным по формуле (2). В таблице 3 представлены результаты для каждой фракции.

Таблица 3

Площадь, мкм2 Периметр, мкм dh мкм d2, мкм

/■ 5,- Л п> dn п, d2i Я/

I 2330 3 170 3 55 3 55 3

2 2790 1 190 1 60 1 60 1

3 3340 1 200 1 65 1 65 1

4 3990 2 220 2 70 2 70 2

5 4780 6 240 6 80 6 80 6

6 5730 8 270 8 90 8 90 8

Для вычисления закономерности, описывающей функцию распределения периметров и площадей, использовалась логарифмически нормальная аппроксимация. Вычислены медианные значения последовательностей периметров, площадей и эквивалентных диаметров Р50, с1,50), дисперсия логарифмов эквивалентных диаметров по периметру и площади (сгй, и сг^). Результаты обработки частиц плексигласа представлены в таблице 4.

Таблица 4

Площадь, мкм2

S50 duo rs

4790 78,1 1,7 0,95

Периметр, мкм

Р50 ¿2 50 fP

250 78,2 1,3 0,97

Анализ таблицы 4 показывает, что вычисленные эквивалентные диаметры по площадям и периметрам близки друг другу (различие не более 0,05 %). Кроме того, сравнение вычисленных размеров частиц плексигласа с их истинными показало, что относительная ошибка определения размера не превышает 3 %. Это означает, что характерный размер частиц плексигласа достаточно точно определяется с использованием предложенного метода. Также подтверждено, что статистические ряды, сформированные из характеристик частиц, достаточно хорошо описываются логарифмически нормальным распределением, на это указывают коэффициенты корреляции г3 = 0,95 для площадей и гр = 0,97 для периметров. Все это свидетельствует о достаточно высокой точности вычислений, следовательно, разработанный метод пригоден для оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции аэрозолей.

В четвертом разделе отражены результаты экспериментальных работ по исследованиям свойств частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей разных поллютантов. Типы обрабатываемых частиц и количество проб приведены в таблице 5.

Таблица 5

Типы аэрозольных частиц Место отбора Количество

проб изображений частиц

Частицы золы и угольного порошка г. Новосибирск, Институт теплофизики СО РАН 3 15 1 600

Морской аэрозоль Белое море, биологическая станция Картеш 38 172 4 000

Частицы, образованные при пожаре Красноярский край 10 20 2 300

Частицы золы и угольного порошка г.Барнаул, ТЭЦ-2 4 17 1 900

Первый тип представляют частицы искусственного происхождения — образцы золы и угольного порошка, полученные в лаборатории экологических проблем теплоэнергетики Института теплофизики СО РАН. Частицы угольного 18

порошка образованы при дроблении угля в вибромельнице для приготовления водоугольной смеси - суспензии, представляющей собой взвешенную смесь тонко измельченного угля с водой и реагентом.

Пробы частиц отбирались после дробления угля и после его сжигания. Характерные размеры частиц изменялись от 4 до 40 мкм. Для фотографирования порошок напылялся тонким слоем на предметное стекло, покрытое липкой смазкой. Изображения частиц получали на цифровом оптическом микроскопе Axioscop 2 plus.

Рассмотрим результаты статистической обработки 110 частиц одной из проб. Параметры распределения последовательностей значений площади (Sso, периметра (Pso, 0gp) и эквивалентных диаметров (diS0, <%</,), а также коэффициенты корреляции между логнормальной аппроксимацией и экспериментальными данными для этих частиц представлены в таблице 6.

Таблица 6

Площадь, S, мкм2 Периметр, P, мкм Эквивалентный диаметр, d/, мкм Эквивалентный диаметр, di, мкм

SsO (Tgs rs Pso agp rp diso <Tgj rt diso Og2 r2

65 2,4 0,98 32 1,6 0,98 8,5 1,6 0,99 9,7 1,7 0,99

Smin Smax ^ / max ' Smin Pmin Pmax Pmax! Pmin djmin dl max djmax/ dlmin d2min d2max d2max/ d2min

И 595 54 12 111 9 4 28 1 4 36 9

Эквивалентные диаметры, вычисленные по измеренным площадям и периметрам индивидуальных частиц, различаются. Отношение эквивалентных диаметров для всех измеренных частиц меньше 1, что указывает на то, что форма частиц угольного порошка отлична от сферической. Определены параметры распределения последовательностей, сформированных из отношений эквивалентных диаметров, их значения приведены в таблице 7. Анализ таблиц 6 и 7 свидетельствует, что исследуемая последовательность размеров

частиц достаточно хорошо описывается логарифмически нормальным распределением (коэффициент корреляции 0,96).

Таблица 7

Отношение эквивалентных диаметров Д = Ы/с!^

А 50 а81 Гд

0,88 1Д 0,96

А тт А/ИШ Атаг/ Ада/;,

0,76 0,9 1,26

Результаты аппроксимации сравнивались по всем измеренным 110 частицам и при разбиении этой выборки на шесть фракций с примерно равным числом частиц в каждой, параметры распределения для эквивалентных диаметров и их отношений при разных способах формирования выборки приведены в таблице 8.

Таблица 8

ЛГ=110 (!}, мкм '' мкм Д

¿50 Г ¿50 Ogd2 г А 50 г

8,5 1,6 0,99 9,7 1,7 0,99 0,88 1,1 0,96

ЛГ=7 (¡1, мкм Ы2, мкм А

г ¿50 г А 50 г

8,8 1,5 0,99 9,7 1,7 0,99 0,87 1,1 0,96

Итоги сравнения позволяют подтвердить возможность использования параметра Д для классификации формы несферических частиц.

Изменение значений параметра Д при разных способах группировки данных приведено на рисунке 3.

Рисунок 3 — Аппроксимация логнормального распределения параметра Д: а — всей совокупности частиц; б — шести размерных фракций

Аппроксимация всей совокупности 110 измеренных частиц логарифмически нормальной функцией показана на рисунке 3 а (экспериментальные данные — точки), а для шести размерных фракций результат приведен на рисунке 3 б. Из сравнения графиков видно, что независимо от способа разбиения экспериментальные точки тесно группируются вокруг прямой линии, что соответствует данным таблицы 8, в которой приведены статистические характеристики, которые совпадают (одинаковые значения х^* и г). Для каждой из фракций вычислены параметры логнормального распределения. Результаты приведены в таблице 9. .

Таблица 9

№ фракции Атт ! &тах п, Л50 °>д г

1 0,76/0,82 19 0,79 1,033 0,98

2 0,83/0,86 18 0,85 1,015 0,97

3 0,87/0,89 18 0,88 1,006 0,98

4 0,89/0,91 18 0,90 1,008 0,98

5 0,91/0,93 18 0,92 1,005 0,98

6 0,93/0,96 19 0,94 1,009 0,97

Из сравнения данных таблиц 8 и 9 видно, что при разбиении на фракции существенно уменьшилось значение и увеличился коэффициент корреляции. По критерию Стьюдента, каждая из выделенных фракций по параметру А отличается друг от друга с высокой вероятностью (критерий Стьюдента между ¿-й и у-й фракциями ц > 1,8). Это позволило выделить два класса частиц. На рисунке 4 показаны частицы, попавшие по величине А в первый класс: А < 0,88 (рисунок 4 а) и А > 0,88 (рисунок 4 б).

ЖЯШ^л

■ ..^ЯЯг Л шЛг 1»т_| •

<25

ег

от

0-"

ч

V.

Рисунок 4 — Пример классификации частиц угольного порошка: а — микроизображение частиц угольного порошка; б — форма частиц с параметром Д < 0,88; в — частицы с параметром Д > 0,88

Из рисунка 4 видно, что морфология частиц первой фракции достаточно разнообразна. Значения А < 0,88 указывают на то, что частицы этой фракции имеют сложную форму. При этом для более детальной классификации формы 22

частиц только величины А недостаточно. Что касается формы частиц второй фракции — она близка к сферической. Анализ пробы частиц угольного порошка достаточно убедительно демонстрирует эффективность применения параметра Д для классификации формы частиц.

Следующим типом исследуемых частиц были пробы морского аэрозоля над Белым морем. В процессе комплексных научных исследований в рамках проекта LOIRA получены пробы частиц морского аэрозоля на биологической станции Картеш, а также с научно-исследовательского судна «Профессор Штокман». Всего проанализировано более 100 микроизображений проб частиц, на которых выделено около 4 ООО частиц.

Итоговые результаты анализа одной из проб, на которой выделено 225 частиц, приведены в таблице 10. В частности определены медианные значения площадей, периметров и эквивалентных диаметров (Sso, Р50 и dl50) и средние квадратичные отклонения логарифмов последовательностей значений площадей, периметров и эквивалентных диаметров (crgs, crgp и crs<¿¡). Спектры размеров каждой группы частиц описывались логарифмически нормальным распределением, для которого вычислены параметры.

Таблица 10

Площадь, мкм2 Периметр, мкм dJt мкм d2, мкм

Sso <Jgs Pso CTgp dt so CTgdl d2 50 CTgd2

65 5,9 35 2,6 9,9 2,5 10 2,6

Анализ данных, приведенных в таблице 10, показывает, что эквивалентные размеры (¡1 и й2 близки друг к другу. Однако при определении эквивалентных диаметров по измеренным площадям диапазон значений стандартного отклонения (сг^/) отличается от аналогичной величины по периметрам частиц (<%<д), что указывает на неизоморфность частиц разных размеров. Поэтому для идентификации формы и размера частиц находилось отношение эквивалентных диаметров (Д = с1,М2).

Среднеквадратические отклонения для величин с!1 и ¿¿достаточно большие (порядка 2,5), но для отношений эквивалентных диаметров (Д) их значения намного меньше (сг^ = 1,2). Это говорит о схожести форм частиц, на что указывают также близкие значения среднегеометрических величин и их среднеквад-ратических отклонений для эквивалентных диаметров, хотя диапазон размеров частиц достаточно велик (от 10 до 230 мкм). Поэтому вся совокупность 225 характеристик была разбита на 6 размерных фракций, для каждой из которых рассчитаны значения с/, и с^. Эти результаты приведены в таблице 11. Для всех фракций, исключая первую, параметр А близок к 1, следовательно, форма этих частиц близка к сферической.

Таблица 11

№ фракции Д/шл / Дтах n¡ А 50

1 0,22/0,76 39 0,6 1,35

2 0,76/0,83 37 0,8 1,03

3 0,83/0,88 37 0,8 1,02

4 0,88/0,90 37 0,9 1,01

5 0,91/0,93 37 0,9 1,01

б 0,93/0,98 38 0,9 1,01

Для частиц первой фракции больше значений аналогичных величин других фракций, кроме того, значение Aso для первой фракции заметно меньше единицы. Это может свидетельствовать о том, что частицы имеют вытянутую форму.

Рассмотрим пробы аэрозольных частиц, образованных при лесном пожаре. Отбор проб выполнен в Красноярском крае в период комплексной экспедиции в рамках международного проекта «Пожарный медведь». Отбор проб аэрозолей проводили с использованием импактора открытого типа. В нем аэрозольные частицы осаждались на вращающиеся стеклянные пластинки. Затем стекло, с осевшими частицами помещалось под микроскоп и фотографировалось.

В процессе измерений полученных десяти изображений определены индивидуальные характеристики всех частиц. Рассмотрим результаты анализа одной из проб, включающую 300 частиц. Для измеренных и систематизированных площадей, периметров и эквивалентных диаметров всех частиц, полученные параметры логарифмически нормального распределения и коэффициент корреляции (г) приведены в таблице 12.

Таблица 12

Площадь, мкм2

S50 Ojp diso г

155 2,8 14,1 0,99

Периметр, мкм

Р50 °кп dz 50 г

55 1,8 13,3 0,99

Проведенная классификация частиц пробы аэрозоля от лесных пожаров показала, что эквивалентные размеры частиц близки друг к другу. Однако диапазоны размеров частиц существенно отличаются. Это указывает на то, что при лесных пожарах образуются частицы разных размеров, но форма частиц неизоморфна.

Стереомикроизображения использовались для исследования проб частиц летучей золы, отобранных на Барнаульской ТЭЦ-2. Задачей исследований ставилось изучение пространственной формы частицы и вычисление объема и площади ее видимой поверхности.

Стереопары микроизображений частиц получены с помощью оптического микроскопа со специальной насадкой для размещения фотокамеры. Съемка производилась полупрофессиональной малоформатной фотокамерой Nikon. Использовался объектив с увеличением 10х и гоммаль 5*. Время экспозиции составляло 10-15 секунд. Стереопара получалась смещением препоратоводителя с объектом между экспозициями параллельно продольной стороне кадра. Базис подбирался при пробных съемках, окончательное значение принято 117 мкм.

25

Стереопара дает наглядное представление об объекте в целом, ее рассматривание в стереорежиме позволяет визуально оценить форму частицы (рисунок 5).

Рисунок 5 — Стереопара частицы летучей золы

Фотоснимки сканировались с разрешением 800 dpi. Для рассматривания стереопары на мониторе применялась призменная стереонасадка.

Для обработки стереоскопических пар изображений использовалась программа фотограмметрической обработки, реализованная средствами Matlab. В процессе обработки было измерено около ста десяти точек на поверхности частицы, определены пространственные координаты X, Y, Z этих точек, и вычислены необходимые морфометрические характеристики.

Для формирования цифровой модели видимой поверхности частицы полученные результаты экспортировались и обрабатывались в программе Surfer. Точки, измеренные в Matlab, расположены на поверхности частицы не регулярно, поэтому создавалась Grid-модель на основе интерполяции методом кригин-га. Полученную цифровую модель частицы золы визуализировали в виде трехмерной поверхности (рисунок 6) и других формах.

во ^

60 " - .

"

* V II мкм

ч, ъ «н 140

120

100

* 40

О

Рисунок 6 — Визуализация цифровой модели частицы золы в виде трехмерной поверхности

Заключение

По результатам выполнения диссертационной работы можно сделать следующие выводы:

1) проанализированы методы изучения свойств'атмосферных аэрозолей, и выявлены новые возможности анализа формы аэрозольных частиц по изображениям, обусловленные совершенствованием технологий получения и обработки изображений;

2) разработан метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубо-дисперсной фракции атмосферных аэрозолей, позволяющий объективно выявлять их реальные свойства;

3) предложена методика определения эквивалентного диаметра для частиц несферической формы, с применением цифровых изображений;

4) показано, что спектр распределения значений периметров и площадей частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей от различных источников хорошо аппроксимируется логарифмически нормальным законом. Определены параметры этих распределений для компонентов грубодисперсной фракции на примере атмосферных аэрозолей от разных источников и в разных

регионах: Арктическом бассейне России, Новосибирской области, Красноярском крае;

5) совокупность сведений, полученных с использованием предложенного метода, позволила выявить реальные свойства грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей и оценить их изменения;

6) предложенный метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции аэрозолей применим также и для изучения субмикронных аэрозолей на основе изображений, получаемых электронным микроскопом.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации

1. Дюхина, Е.И. Определение размеров и морфологии грубодисперсной фракции аэрозолей на основе компьютерного анализа микроизображений [Текст] / Е.И. Дюхина, O.A. Беленко // Оптика атмосферы и океана. — Томск,

2004.-Т. 17,№5-6.-С. 517-520.

2. Беленко, O.A. Компьютерная методика определения размера частиц несферической формы [Текст] / O.A. Беленко // ГЕО-Сибирь-2005. Т. 5. Мониторинг окружающей среды, геоэкология, дистанционные методы зондирования Земли: сб. материалов науч. конгр. «ГЕО-Сибирь-2005». - Новосибирск: СГГА,

2005.-С. 156-161.

3. Беленко, O.A. Новые методические подходы к изучению частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей [Текст] / O.A. Беленко, К.П. Куце-ногий, JI.K. Трубина // Вестн. СГГА. - 2005. Вып. 10. - С. 30 - 34.

4. Разработка теоретических основ и методов информационного обеспечения геоэкологического мониторинга экосистем [Текст]: отчет о НИР (проме-жуточ.) / ВНИТЦ; рук. Лесных И.В.; исполн.: Трубина Л.К., Дюхина Е.И., Беленко O.A.,Тулина Т.В. - Новосибирск, 2006. - 40 с.- № ГР 012004.06780, Инв № 02.2006.02319.

5. Беленко, O.A. Оценка морфологии аэрозольной компоненты над Белым морем [Текст] / O.A. Беленко // Фундамент, проблемы новых технологий

в 3-м тысячелетии: материалы 3-й Всерос. конф. молодых учен. - Томск, 2006. -С. 447-449.

6. Беленко, O.A. Влияние размеров и формы частиц на свойства атмосферных аэрозолей [Текст] / O.A. Беленко // Гео-Сибирь-2006. Т.З. Мониторинг окружающей среды, геоэкология, дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия. Ч. 1: сб. материалов междунар. науч. конгр. «Гео-Сибирь-2006». - Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 163 - 167.

7. Трубина, JI.K. Некоторые подходы к изучению биоразнообразия на основе фотограмметрических методов [Электронный ресурс] / Л.К. Трубина, O.A. Беленко, К.П. Куценогий. - Электрон, дан. и прогр. - Архангельск: Ин-т эколог, проблем Севера УрО РАН, 2006. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM) -Систем, требования: IBM PC, Windows 95. — Загл. с экрана.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Беленко, Олеся Александровна

Введение.

1 Аэрозоли и их свойства.

1.1 Атмосферные аэрозоли и методы их изучения.

1.2 Источники и состав атмосферных аэрозолей.

1.3 Морфология аэрозольных частиц.

2 Определение морфометрических характеристик частиц неправильной геометрической формы.

2.1 Особенности микросъемки и конструкции микрофотографических аппаратов и устройств.

2.2 Способы получения стереоскопических изображений.

2.3 Цифровая микрофотография.

2.4 Методика определения характерных размеров частиц неправильной геометрической формы по микроизображениям.

2.4.1 Определение размеров частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей по одиночным изображениям.

2.4.2 Анализ стереопар цифровых микроизображений.

3 Теоретические основы метода оценки свойств частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей.

3.1 Обоснование способа отбора проб.

3.2 Определение эквивалентных диаметров.

3.3 Классификация морфологических свойств частиц на основе статистического анализа экспериментальных данных.

3.4 Тестирование метода.

4 Экспериментальные исследования.

4.1 Определение формы частиц угольного порошка.

4.2 Исследование компоненты морского аэрозоля.

4.3 Оценка дисперсного состава проб аэрозольных частиц, образованных при пожаре.

4.4 Восстановление пространственной формы частицы по стереопаре изображений.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей с применением цифровых изображений"

Атмосферные аэрозоли играют решающую роль во многих атмосферных процессах и оказывают существенное влияние на состояние атмосферы и климат. Кроме того, атмосферные загрязнения как наиболее динамичные представляют собой непосредственную угрозу здоровью человека и окружающей среде. Поэтому особый интерес представляет изучение процессов их распространения.

Значительный вклад в развитие учения об аэрозолях внесли российские и зарубежные ученые H.A. Фукс, И.В. Петрянов, X. Грин, В. Лейн, X. Юнге, Т. Мерсер, А. Штерн, М.Е. Берлянд, К. Спурный, К.Я. Кондратьев, К.П. Куце-ногий и др.

Свойства атмосферных аэрозолей определяются химическим составом, размером, формой аэрозольных частиц и их концентрацией. Многие атмосферные явления (туманы, осадки, различные типы облаков, дымы от лесных пожаров и промышленных предприятий), в которых визуально обнаруживается присутствие частиц, дают представление о многообразии их форм и физико-химических свойств. Широкий диапазон концентраций атмосферных частиц и их размеров придает особую значимость задаче определения основных микрофизических свойств атмосферного аэрозоля, к которым относят счетную и массовую концентрации и дисперсный состав. Определение счетной концентрации не представляет принципиальных затруднений, что касается дисперсного состава, то этот вопрос более сложный и требует дополнительных исследований. В случае однородных по составу изоморфных частиц дисперсный состав характеризуется так называемой функцией распределения частиц по размерам (например, логарифмически нормальной), при неоднородном составе или разной форме частиц понятие распределения частиц по размерам становится неоднозначным.

Необходимо отметить, что счетная концентрация атмосферных аэрозолей представлена субмикронной фракцией, а массовая концентрация, в силу того, что масса частицы зависит от размера, как куб ее диаметра, в основном связана с грубодисперсной фракцией, которая характеризуется сложной и крайне разнообразной формой частиц.

Поэтому сведения о дисперсном составе грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей неточны и во многих случаях носят полуколичественный характер. При этом свойства атмосферных аэрозолей, особенно оптические и химические, существенно зависят от формы частиц, для определения которой эффективно применение цифровых изображений. В связи с этим исследование свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей является актуальным.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании свойств грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей, а именно, формы частиц и дисперсного состава, с применением цифровых изображений.

Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи:

- проанализированы существующие методы определения морфометриче-ских характеристик аэрозольных частиц, выявлена необходимость уточнения морфологии частиц грубодисперсной фракции, отличающихся сложной формой;

- разработан метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей с применением цифровых изображений;

- исследованы свойства частиц атмосферных аэрозолей от разных источников в разных регионах.

Объектом исследования в работе являются пробы частиц атмосферного аэрозоля, образованного различными различного происхождения. Предмет исследования - выявление реальных свойств грубодисперсной фракции с применением цифровых изображений.

Исследования основаны на комплексном использовании методов цифровой обработки изображений, математического моделирования, вычислительной математики и математической статистики. Достоверность теоретических разработок подтверждается результатами экспериментальных исследований.

Научная новизна проведенных исследований заключается в разработке метода оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции, отличающейся неоднородностью химического состава и неизоморфностью форм. Выявлена связь форм частиц с соотношением эквивалентных диаметров, вычисляемых по морфометрическим характеристикам частиц, измеренных по материалам микросъемки. Получены новые объективные сведения о формах аэрозольных частиц различного происхождения, важные при создании математических моделей, учитывающих влияние атмосферных аэрозолей на природные процессы в атмосфере, а также на изменения, вызываемые антропогенными воздействиями.

На защиту выносятся:

- методика определения эквивалентного диаметра для частиц несферической формы, с применением цифровых изображений;

- метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей, позволяющий объективно выявлять их реальные свойства.

Практическая значимость результатов состоит эффективности предложенного метода для количественного описания дисперсного состава проб атмосферных аэрозолей от разных источников, что имеет существенное значение для мониторинга атмосферных аэрозолей.

Результаты исследований внедрены в научно-исследовательскую работу Института химической кинетики и горения СО РАН, а также в учебный процесс Сибирской государственной геодезической академии.

Результаты исследований использовались при выполнении следующих

НИР:

- «Разработка теоретических основ и методов информационного обеспечения геоэкологического мониторинга экосистем» (госбюджетная тема, номер государственной регистрации 012004.06780);

- «Аэрозоли Сибири-2. Гетерогенная химия и физика атмосферы. Влияние атмосферных аэрозолей на биогеохимические циклы» (интеграционный проект СО РАН № 169);

- «Search of effective fire suppressants and development of a model for fire Extinguishing» (Исследование эффективности пожаротушителей и разработка моделей пожаротушения, INTAS Réf. №: 03-51-4724).

Основные положения и результаты исследований представлены широкому кругу специалистов на следующих совещаниях, научно-технических конференциях, симпозиумах: X, XII заседаниях Рабочей группы «Аэрозоли Сибири» (Томск, 2003, 2005); Научно-технической конференции «СПАС-СИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЬ-2004» (Новосибирск, 2004); Seventh Workshop on Land Océan Interactions in the Russian Arctic, LOIRA project (Москва, 2004); XVI Международной научной школе по морской геологии «Геология морей и океанов» (Москва, 2005); 3-й Всероссийской конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии» (Томск, 2006); Всероссийской конференции с международным участием «Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в северных регионах России» (Архангельск, 2006); Научном конгрессе «ГЕОСибирь» (Новосибирск, 2005, 2006); научно-технических конференциях СГГА (Новосибирск, 2003 - 2006).

Основные положения диссертации опубликованы в 17 научных работах (из них 6 статей, 1 отчет о НИР).

Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 145 наименований, содержит 15 таблиц, 26 рисунков, 7 приложений, изложена на 123 страницах.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Беленко, Олеся Александровна

Выводы

В результате экспериментальных работ исследованы свойства частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей от разных источников с помощью разработанного в диссертации метода оценки формы и дисперсного состава грубодисперсной составляющей атмосферных аэрозолей.

Обработаны пробы аэрозольных частиц следующих типов: частицы золы и угольного порошка, морского аэрозоля, частицы, образованные при пожаре. Всего проанализировано 224 изображения, на которых выделено порядка 10 ООО частиц.

В итоге, по определенным эквивалентным диаметрам ¿// и ¿/2 индивидуальных частиц вычислен параметр А - отношение эквивалентных диаметров, который позволил охарактеризовать отклонение формы частиц от сферической. Проведена классификация несферических частиц от каждого источника по форме и дисперсному составу.

Заключение

По результатам выполнения диссертационной работы можно сделать следующие выводы:

1) проанализированы методы изучения свойств атмосферных аэрозолей, и выявлены новые возможности анализа формы аэрозольных частиц по изображениям, обусловленные совершенствованием технологий получения и обработки изображений;

2) разработан метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубо-дисперсной фракции атмосферных аэрозолей, позволяющий объективно выявлять их реальные свойства;

3) предложена методика определения эквивалентного диаметра для частиц несферической формы, с применением цифровых изображений;

4) показано, что спектр распределения значений периметров и площадей частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей от различных источников хорошо аппроксимируется логарифмически нормальным законом. Определены параметры этих распределений для компонентов грубодисперсной фракции на примере атмосферных аэрозолей от разных источников и в разных регионах: Арктическом бассейне России, Новосибирской области, Красноярском крае;

5) совокупность сведений, полученных с использованием предложенного метода, позволила выявить реальные свойства грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей и оценить их изменения;

6) предложенный метод оценки формы частиц и дисперсного состава грубодисперсной фракции аэрозолей применим также и для изучения субмикронных аэрозолей на основе изображений, получаемых электронным микроскопом.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Беленко, Олеся Александровна, Новосибирск

1. Фукс, Н.А. Механика аэрозолей Текст. / Н.А. Фукс. М.: Изд-во АН СССР, 1955.-531 с.

2. Аэрозоль и климат Текст. / под ред. К.Я. Кондратьева. JI.: Гид-рометеоиздат, 1991.-541 с.

3. Левин, JI.M. Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей Текст. / Л.М. Левин. М.: Наука, 1961. - 267 с.

4. Янике, Р. Проблемы распределения глобального аэрозоля Текст. / Р. Янике // Успехи химии, 1990. Т. 59. Вып. 10. С. 1654 - 1657.

5. Seinfeld, J. Н. Atmospheric Chemistry and Physics Текст. / J. H. Seinfeld, S.N. Pandis // From Air Pollution to Climate Chang. John. Wiley I. Sons. Inc., 1998.-1326 p.

6. Энергия и климат: сб. ст. Текст. / пер. с англ. под ред. Г.В. Груза, С.С. Хмелевцева. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-303 с.

7. Ивлев, Л.С. Оптические свойства атмосферных аэрозолей Текст. / Л.С. Ивлев, С.Д. Андреев. Л.: Изд-во ЛГУ, 1986. - 358 с.

8. Meszaros, Е. Fundamental of Atmospheric Aerosol Chemistry Текст. / E. Meszaros. Budapest, Ak. Kiado, 1999. - 308 p.

9. Френкель, Я.И. Теория явлений атмосферного электричества Текст. /Я.И. Френкель. М.: Гостехиздат, 1949. - 155 с.

10. Юнге, X. Химический состав и радиоактивность атмосферы Текст. / X. Юнге. М.: Мир, 1965. - 423 с.

11. Стыро, Б.И. Самоочищение атмосферы от радиоактивных загрязнений Текст. / Б.И. Стыро. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 293 с.

12. Ивлев, Л.С. Гетерогенная химия нижней атмосферы Текст. / Л.С. Ивлев // Проблемы физики атмосферы. СПб.: Изд-во СПбГУ, 1997. - Вып. 20. Физика и химия атмосферных аэрозолей - С. 54-80.

13. Мак-Картин, Э. Оптика атмосферы Текст. / Э. Мак-Картин. М.: Мир, 1979.-420 с.

14. Матвеев, Л.Т. Динамика облаков Текст. / Л.Т. Матвеев. Л.: Гид-рометеоиздат, 1981. - 311 с.

15. Мейсон, Б.Дж. Физика облаков Текст. / Б.Дж. Мейсон. Л.: Гид-рометеоиздат, 1961.-541 с.

16. Кондратьев, К.Я. Города и климат планеты Текст. / К.Я. Кондратьев, М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 40 с.

17. Качурин, Л.Г. Кинетика фазовых переходов воды в атмосфере Текст. / Л.Г. Качурин Л.Г., В.Г. Морачевский. Л.: Изд-во ЛГУ, 1965. - 143 с.

18. Довгалюк, Ю.А. Физика водных и других атмосферных аэрозолей Текст. / Ю.А. Довгалюк, Л.С. Ивлев. -Изд. 2-е. СПб: Изд-во СПбГУ, 1998. -321 с.

19. Соболев, В.В. Рассеяние света в атмосферах планет Текст. / В.В. Соболев. М.: Наука, 1972. - 335 с.

20. Кондратьев, К.Я. Атмосферный аэрозоль Текст. / К.Я. Кондратьев, Н.И. Москаленко, Д.В. Поздняков. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 224 с.

21. Кондратьев, К.Я. Аэрозоль и климат Текст. / К.Я. Кондратьев, В.И. Биненко, В.Ф. Жвалев и др. Обнинск: Обзор ВНИИГМИ - МЦД, 1980, вып. 1. -54 с.

22. Будыко, М.И. Изменение климата. Л.:Гидрометеоиздат, 1974.280 с.

23. Шифрин, К.С. Рассеяние света в мутных средах / К.С. Шифрин. -М.: ГИТТЛ, 1951.-288 с.

24. Оптические параметры атмосферного аэрозоля Текст. / Г.В. Розен-берг, Г.И. Горчаков, Ю.С. Георгиевский, Ю.С. Любовцева // В кн. Физика атмосферы и проблема климата. М.: Наука, 1980. - С. 216-257.

25. Оптика атмосферы и аэрозоль Текст. / под ред. Е.М. Фейгельсон. -М.: Наука, 1986-224 с.

26. Физика атмосферного аэрозоля (К 85-летию со дня рождения профессора Г.В. Розенберга). Тр. конф. М.: Диалог-МГУ, 1999. - 526 с.

27. Советско-американский эксперимент по изучению аридного аэрозоля Текст. / под ред. Г.С. Голицына. СПб, 1992. - 201 с.

28. Гермогенова, Т.А. Об обратных задачах атмосферной оптики Текст. / Т.А. Гермогенова. ДАН СССР, 1985. - Т. 295, № 5. - С. 1091-1095.

29. Сушкевич, Т.А. Метод характеристик в задачах атмосферной оптики Текст. / Т.А. Сушкевич, С.А. Стрелков, A.A. Иолтуховский. М.: Наука, 1990.-296 с.

30. Зуев, В.Е. Оптика атмосферного аэрозоля Текст. / В.Е. Зуев, М.В. Кабанов. JL: Гидрометеоиздат, 1987. - 254 с.

31. Зуев, В.Е. Оптические модели атмосферы Текст. / В.Е. Зуев, Г.М. Креков. JL: Гидрометеоиздат, 1986. - 256 с.

32. Наац, Н.Э. Теория многочастотного лазерного зондирования атмосферы Текст. / И.Э. Наац. Новосибирск: Наука, 1980. - 157 с.

33. Оптические свойства прибрежных атмосферных дымок Текст. / М.В. Кабанов, М.В. Панченко, Ю.А. Пхалагов и др. Новосибирск: Наука, 1988.-201 с.

34. Пришивалко, А.П. Рассеяние и поглощение света неоднородными и анизотропными сферическими частицами Текст. / А.П. Пришивалко, В.А. Ба-бенко, В.Н. Кузьмин. Минск: Наука и техника, 1984. - 263 с.

35. Спектроскопия светорассеивающих сред Текст. / под ред. акад. АН БССР Б.И. Степанова. Минск: Изд-во АН БССР, 1963. - 213 с.

36. Пришивалко, А.П. Рассеяние и поглощение света неоднородными и анизотропными сферическими частицами Текст. / А.П. Пришивалко, В.А. Ба-бенко, В.Н. Кузьмин. Минск: Наука и техника, 1984. - 263 с.

37. Фарафонов, В.Г. Рассеяние света сильно вытянутыми сфероидальными частицами Текст. / В.Г. Фарафонов // Оптика и спектроскопия, 1989. Т. 66, № 1 -С.150-158.

38. Фарафонов, В.Г. Рассеяние света несферическими частицами Текст. / В.Г. Фарафонов // Проблемы физики атмосферы. СПб., 1997. Вып. 20. Физика и химия атмосферных аэрозолей. - С. 216-233.

39. Андреев, С.Д. Влияние вида парно-корреляционной функции на оптические характеристики фрактального кластера Текст. / С.Д. Андреев // Естественные и антропогенные аэрозоли. СПб.: НИИХ СПбГУ, 1998. - С. 277-286

40. Максименко, В.В. Влияние формы проводящей аэрозольной частицы на ее светорассеивающие характеристики Текст. / В.В. Максименко, Г.Б. Андреев // Естественные и антропогенные аэрозоли. СПб.: НИИХ СПб ГУ, 1998. - С.189-215

41. Креков, Г.М. Оптическая модель средней атмосферы Текст. / Г.М. Креков. Новосибирск: Наука, 1990. - 279 с.

42. Исследования загрязнения атмосферы Алма-Аты Текст. / под ред. У.М. Султангазина. Ч. 1,2.- Алма-Ата: изд-во Гылым, 1990. - 185 с.

43. D'Almeida, G.A., Köepke P., Shettle E. Atmospheric aerosols: global climatology and radiative characteristics Текст. / G.A. D'Almeida, P. Köepke, E. Shettle. Hampton, USA: A. Deepak Publ., 1991.-549 p.

44. Гаврилова, JT.A. Параметризация микрофизических характеристик аэрозоля в радиационных моделях атмосферы Текст. / J1.A. Гаврилова, JT.C. Ивлев // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. №2, 1996. - С. 172-182.

45. Кондратьев, К.Я. Глобальный аэрозльно-радиационный эксперимент (ГАРЭКС) Текст. / К.Я. Кондратьев, О.Б. Васильев, JT.C. Ивлев. Обнинск, информ. центр, ВНИИГМИ-МЦД, 1976. - 29 с.

46. Aerosol in the GATE Area and its Radiative Properties Текст. / K.Ya. Kondraryev, O.D. Barteneva et al // Atmospheric Science Papers, №247, USJSSN 0067-0340, 1976.- 109 p.

47. Атмосферный аэрозоль и его влияние на перенос излучения Текст. / под ред. К.Я. Кондратьева. J1.: Гидрометеоиздат, 1978. - 120 с.

48. Влияние аэрозоля на перенос излучения: возможные климатические последствия Текст. / под ред. К.Я. Кондратьева. JL: Изд-во ЛГУ, 1973. - 66 с.

49. Структура аэрозольных «шапок» над промышленными центрами Текст. / Б.Д. Белан, В.К. Ковалевский, Д.В. Симоненков, Т.Н. Толмачев, Т.М. Рассказчикова // Оптика атмосферы и океана, 1996. Т. 9, № 6. - С. 755-765.

50. Панченко, М.В., Терпугова С.А. Внутрисезонные факторы изменчивости характеристик субмикронного аэрозоля Текст. / М.В. Панченко, С.А. Терпугова // Оптика атмосферы и океана, 1996. Ч. 1,2. Т.9, № 6. - С. 735-740.

51. Русанов, А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления Текст. / А.И. Русанова. JL: Изд-во Химия, 1967. - 388 с.

52. Быков, Т.В. Влияние неоднородности малой капли на характеристики гомогенной нуклеации Текст. / Т.В. Быков, А.К. Щекин // Естественные и антропогенные аэрозоли. СПб.: НИИХ СПбГУ, 1998. - С. 93-114.

53. Варшавский, В.Б. Равновесный профиль и термодинамика капли на заряженной аэрозольной частице во внешнем поле Текст. / В.Б. Варшавский, А.К. Щекин // Естественные и антропогенные аэрозоли. СПб.: НИИХ СПбГУ, 1998.-С. 115-130.

54. Русанов, А.И. К термодинамике нуклеации на заряженных центрах Текст. / А.И. Русанов. Докл. АН. Т. 23 8, №4, 1978. - С. 831 -834

55. Френкель, Я.И. Теория явлений атмосферного электричества Текст. /Я.И. Френкель. М.: Гостехиздат, 1949. - 155 с.

56. Шишкин, Н.С. Облака, осадки и грозовое электричество Текст./ Н.С. Шишкин. JL: Гидрометеоиздат, 1964. - 402 с.

57. Имянитов, И.М. Электричество облаков Текст. / И.М. Имянитов, И.В Чебарина, Я.М. Шварц. JL: Гидрометеоиздат, 1971. - 92 с.

58. Морозов, В.Н. К обобщению модели глобальной атмосферно-электрической цепи с учетом пограничного слоя атмосферы Текст. / В.Н. Морозов, А.Н. Селезнева// Труды ГТО, вып. 514,1988. С. 60-74.

59. Гире, С.П. К исследованию термодинамических условий равновесия в системе газ-заряженная капля Текст. / С.П. Гире, Ю.А. Довгалюк, С.К. Онучина // Труды ГГО им. А.И. Воейкова, вып. 457,1982. С. 52-58

60. Jinsley, V.A. Solar variability influences on weather and climate Текст. / V.A. Jinsley, G.M. Brown, Scherzen // J. Geophys. Res. 1989, v. 94, № 14, P. 783-792.

61. Tinsley, V.A. Apparent tropospheric response to MeV-GeV particle flux variations: A connection via electrofreezing of supercooled water in high-level clouds? Текст. / V.A. Tinsley, G.W. Dean // J. Geophys. Res, 1991, v. 96. P. 22283-22296.

62. Vasilyev, S.L. On the effect of Turbulent Friction Текст. / S.L. Va-silyev // Естественные и антропогенные аэрозоли. СПб., 1998. - С. 392-394.

63. Васильев, С.А. К проблеме активных воздействий на тропические циклоны Текст. / С.А. Васильев, Ю.П. Гудошников // Естественные и антропогенные аэрозоли. СПб., 1998. - С.387-393.

64. Клинго, В.В. Кристаллизация облачных капель под влиянием адсорбированных ионов Текст. / В.В. Клинго // Труды ГТО, вып. 536, 1991. -С.25-33.

65. Пудовкин, М.И. Вариации прозрачности атмосферы во время всплеска протонов Текст. / М.И. Пудовкин, H.JI. Виноградова, С.В. Веретенен-ко // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 37, № 2, 1997. - С. 124-125.

66. Пудовкин, М.И. Механизм воздействия солнечной активности на состояния солнечной атмосферы и метеопараметры Текст. / М.И. Пудовкин, О.М. Распопов // Геомагнетизм и аэрономия. Т.32, №5, 1992. - С. 1-21.

67. Ивлев, JI.C. Механизм влияния высыпаний высокоэнергетических частиц на процессы образования облачного покрова в средних и высоких широтах Текст. / JI.C. Ивлев, С.Н. Хворостовский // Труды конференции Физика атмосферного аэрозоля. М., 1999.-С. 176-190.

68. Экология и политика Текст. / К.Я. Кондратьев, В.И. Данилов-Данильян, В.К. Донченко, К.С. Лосев. СПб, 1993. - 286 с.

69. Физические основы теории климата и его моделирования // Труды междунар. научн. конф. Стокгольм, 1974. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 271 с.

70. Кондратьев, К.Я. Аэрозольные модели атмосферы Текст. / К.Я. Кондратьев, Л.В. Поздняков. М.: Наука, 1981. - 104 с.

71. Безуглая, Э.Ю. Чем дышит промышленный город Текст. / Э.Ю. Безуглая, Г.П. Расторгуева, И.В. Смирнова. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 225 с.

72. Экология, экономика, политика Текст. / К.Я. Кондратьев, К.В. Донченко, К.С. Лосе, А.К. Фролов. СПб., 1996. - 827 с.

73. Ивлев, A.C. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей Текст. / A.C. Ивлев. Л.: Изд-во АТУ, 1982. - 366 с.

74. Фукс, H.A. Испарение и рост капель в газофазной среде Текст. / H.A. Фукс. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 118 с.

75. Дерягин, Б.В. Уточненная теория гомогенной конденсации и ее сравнение с опытом Текст. / Б.В. Дерягин, A.B. Прохоров // Докл. АН СССР. Т. 207, №6, 1972.-С. 1311-1313.

76. Смирнов, В.И. Скорость коагуляционного и конденсационного роста частиц аэрозолей Текст. / В.И. Смирнов // Труды ЦАО. М., 1969. - 75 с.

77. Лушннков, АА. Современное состояние теории гомогенной нуклеа-ции Текст. / A.A. Лушннков, А.Г. Сутугин // Успехи химии. Т. 45, 1976. - С. 385-415.

78. Амелин, А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Текст. / А.Г. Амелин. М.: Химия, 1972. - 248 с.

79. Волощук, В.М. Кинетическая теория коагуляции Текст. / В.М. Во-лощук. Л.: Гидрометеопздат, 1984. - 284 с.

80. Седунов, Ю.С. Физика образования жидкокапельной фазы в атмосфере Текст. / Ю.С. Седунов. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 207 с.

81. Берлянд, М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы Текст. / М.Е. Берлянд. Л.: Гпдрометеоиздат, 1975. -448 с.

82. Временная методика нормирования промышленных выбросов в атмосферу. Л. Гидрометеоиздат, 1986. - 319 с.

83. Вызова, Н.Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы Текст. / Н.Л. Вызова. М.: Гидрометеоиздат, 1974. - 192 с.

84. Вызова, Н.Л. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси Текст. / Н.Л. Вызова, Е.К. Гаргер, В.Н. Иванов. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 278 с.

85. Пененко, В.В. Модели и методы для задач охраны окружающей среды Текст. / В.В. Пененко, А.Е. Алоян. Новосибирск: Наука, 1985. - 256 с.

86. Марчук, Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды Текст. / Г.И. Марчук. М., Наука, 1982. - 319 с.

87. Бородулин, А.И. Статическое описание распространения аэрозолей в атмосфере Текст. / А.И. Бородулин, Г.М. Майстренко, В.М. Чалдин. Новосибирск: Изд-во НУ, 1992. - 123 с.

88. Ивлев, J1.C. Микроструктурные особенности аэрозолей вулканического происхождения Текст. / J1.C. Ивлев // Оптика атмосферы и океана, 1996. -Т. 9,№8.-С. 1039-1057.

89. Ивлев, J1.C. Аэрозольная модель атмосферы Текст. / JI.C. Ивлев // Проблемы физики атмосферы. JL: Изд-во ЛГУ, 1969. - Вып. - С. 125-160.

90. Экологическая химия: уч. пособие для вузов. СПб.: Химиздат, 2001.-304 с.

91. Weber R.I. et al. A study of new particle formation and growth involving biogenic trace gas species measured during ACE-1. J. Geophys. Res., 1998, v. 103, p. 16385- 16396.

92. Raes, F. The Second Aerosol Characterization Experiment (ACE-2): General overview and main results / F. Raes, T. Bates, F.M. McGovern. M. Liederk-erke, 2000. Tellus. - B52, p. 111.

93. Twomey S. Atmospheric Aerosols Текст. / S. Twomey. Amsterdam, Elsevier, 1977.-348 p.

94. Whitby, K.T. The physical characteristics of sulfur aerosols Текст. / K.T. Whitby // Atmospheric Environment. V. 12, 1978. - P. 135-159.

95. Whitby K.T., Modeling of atmospheric aerosol size distribution. A progress Report on EPA Research Grant No R800971: sampling and analysis of atmospheric aerosols. April 1975, 35 p.

96. Куценогий, К.П. Методика экспериментального определения микрофизических характеристик атмосферного аэрозоля Текст. / К.П. Куценогий // Аэрозоль и климат. Л.: Гидрометоеиздат, 1991. - С. 17-51.

97. Куценогий, К.П. Комплексный мониторинг атмосферных аэрозолей Сибири Текст. / К.П. Куценогий, П.К. Куценогий // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Т. XIX. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003.-С. 256 - 293.

98. Куценогий, К.П. Методы определения размера и концентрации аэрозолей Текст. / К.П. Куценогий // Аналитический обзор за 1970-1986гт, 1987. -№4393.-71 с.

99. Stern, A.C. Air pollution Текст. / A.C. Stern, 1968. V. II. - Academic Press, Inc. (London) LTD. - 684 p.

100. Волощук, B.M. Введение в гидродинамику грубодисперсных аэрозолей Текст. / В.М. Волощук. JL: Гидрометеоиздат, 1971. - 320 с.

101. Волощук, В.М. Процессы коагуляции в дисперсных системах Текст. / В.М. Волощук, Ю.С. Седунов. JL: Гидрометеоиздат, 1975.-320 с.

102. Golovko, V.V. Using of photogrammetric treatment to determination the morphological characteristics of pollen grains Текст. / V.V. Golovko, K.P. Kout-senogii, E.I. Kirov, L.K. Trubina, A.P. Guk // J. Aeros. Science, 1999. Sup. 1. P. 159-160.

103. Истомин, В.JI. Определение скорости седиментации спор плауна и их агломератов Текст. / B.JI. Истомин, К.П. Куценогий // Теплофизика и аэромеханика. 2001. - Т.8, №2. - С. 295-300.

104. Merser, Thomas Т. Aerosol technology in hazard evaluation Текст. / Merser, Thomas T. Acadamic press, Inc. (London) Ltd, 1973. - 394 p.

105. Спурный, К. Аэрозоли Текст. / К. Спурный, Ч. Йех, Б. Седлачек, О. Шторх. М.: Атомиздат, 1964. -360 с.

106. Davies, C.N. Distribution of particle size in dust Текст. / C.N. Davies // Nature.- 1964. V. 201.-P. 172-173.

107. Bioaerosols Handbook Текст. / Ed. By C.S. Cox, C.M. Wathes. -Lewis Publishers, 1995.

108. Aerosol Measurement Principles, Techniques and Application Текст. / Ed. By P.A. Baron. K. Willike. Wiley Inter-Sciences, 2001.

109. Симонов, Ю.Г. Морфометрический анализ рельефа /Текст. Ю.Г. Симонов. Москва-Смоленск: Изд-во СГУ, 1998. - 275 с.

110. Берлянт, A.M. Картографический метод исследования Текст. / A.M. Берлянд. М.: Изд-во МГУ, 1978. - 257 с.

111. Stober W. Dynamic shape factors of nonsferical aerosol particles Текст. / Ed. By T.T. Mercer, P.E. Morrow et all. // Assessment of Airborn Particles-Spingfield, Illinois, 1972. P. 249 - 189.

112. Stöber W. Der aerodynamische Durchmesser von Latexaggregaten and Asbesfasern Текст. / W. Stöber, H. Flachsbar, D. Hochrainer. Staub-Reinhaltung der Luft, 1970. Bd. 30, № 7. - S. 277 - 285.

113. Conference of Light Scattering by Non spherical Partieales: Theory, Measurement, and Applications. 29 September 10 October, 1998. -N.Y.: American Meteorological Society, Preprint.

114. Spurny, K.R. Historical Aspects of Aerosol Measurements. Wiley - Interscience, 2001. - P. 3-30.

115. Baron, P.A. Aerosol measurement Текст. / P.A. Baron, K. Willeke. -Wiley Interscience, 2001. - 1131 p.

116. Fletcher, R.A. Analysis of Individual Collected Particles. Wiley - Interscience, 2001. - P. 295 - 363.

117. Бергнер. Практическая микрофотография Текст. / Бергнер, Гельб-ке, Мелисс. М: Мир, 1977. - 320 с

118. Овсянников, H.A. Специальная фотография Текст. / H.A. Овсянников. М.: Недра, 1996.

119. Федин, JI.A. Микрофотография Текст. / JI.A. Федин, И.Я. Барский. -Л.: Наука, 1971.-220 с.

120. Валюс, H.A. Стереоскопия Текст. / H.A. Валюс. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-380 с.

121. Вестник инфектологии Электронный ресурс. Режим доступа: www.infectology.ru.

122. Симонович, С.В. Специальная информатика Текст. / С.В. Симонович, Г.А. Евсеев // Учебное пособие. М.: АСТ-ПРЕСС: Информ-Пресс, 2002. — 390 с.

123. Пермов, А.В. Компьютерные технологии. ГИС Текст. / А.В. Пер-мов. М.: НаукаГрад, 2001. - 128 с.

124. Maplnfo Professional (русское издание). Руководство пользователя. Maplnfo Corporation Текст. Troy, New York, 1999. - 539 с.

125. Maplnfo Corporation Электронный ресурс. Режим доступа: www.MapInfo.com.

126. Трубина, JI.K. Цифровая фотограмметрическая обработка снимков для получения геопространственных данных при оценке состояния экосистем: автореф. дис. д-ра техн. наук по специальности 25.00.34. Новосибирск, 2002. -35 с.

127. Baron, P.A. Aerosol Fundamental Текст. / Р.А. Baron, К. Willeke. -Wiley Interscience, 2001. - P. 45 - 60.

128. Baron, Р.А. Nonspherical particle measurements: Shape Factors, Fractals, and Fibers Текст. / Р.А. Baron, C.M. Sorensen, J.E. Brockmann. Wiley - Interscience, 2001. - P. 705-749.

129. Fuchs, N.A. Aerosol impactors (A reviews) Fundamental of aerosol science. Ed. by Shaw T.W., 1978. John Willey and Sons. Inc., P. 1-83.

130. Хаппель, Дж Гидродинамика при малых числах Рейнольдса Текст. / Дж. Хаппель, Г. Бреннер. М.: Мир, 1976. 630 с.

131. Preining, О. History of Aerosol Science Текст. / P О. reining, E.J. Devis // Proceedings of the Symposium on the History of Aerosol Science. Wien, 2000.-438 p.

132. Химия нижней атмосферы Текст. / под ред. С. Расула. М.: Мир, 1976.-408 с.

133. Гетерогенная химия атмосферы Текст. / под ред. Д.Р. Шрайера. -JI.: Гидрометеоиздат, 1986.-493 с.

134. Сох, Ch. S. Bioaerosols Handbook Текст. / Ch. S. Cox, Ch.M. -Whathes. Lewis Publlishers, 1995. 621 p.

135. Пузаченко, Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях: уч. пособие для студ. вузов Текст. / Ю.Г. Пузаченко. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 416 с.

136. Колмогоров, А.Н. О логарифмически нормальном распределении размеров частиц при дроблении Текст. / А.Н. Колмогоров // ДАН СССР, 1941. -Т. 31, № 2. С. 99-101.

137. Беленко, O.A. Исследование дисперсного состава частиц угольного порошка Текст. / O.A. Беленко // Тез. докл. XII Рабочей группы «Аэрозоли Сибири». Томск, 2005. - С. 54.

138. Belenko, O.A. Computational procedure for measuring the size distribution of nonsferical aerosol particles Текст. / O.A. Belenko, K.P. Koutsenogii // Seventh Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic, LOIRA project. M, 2004.-C. 12-13.

139. Беленко, O.A. Оценка морфологии аэрозольной компоненты над Белым морем Текст. / O.A. Беленко // Фундамент, проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии: материалы 3-й Всерос. конф. молодых учен. Томск, 2006. -С. 447-449.

140. Дюхина, Е.И. Определение размеров и морфологии грубодисперс-ной фракции аэрозолей на основе компьютерного анализа микроизображений Текст. / Е.И. Дюхина, O.A. Беленко // Оптика атмосферы и океана. Томск, 2004. - Т. 17, № 5 - 6. - С. 517-520.

141. Беленко, O.A. Новые методические подходы к изучению частиц грубодисперсной фракции атмосферных аэрозолей Текст. / O.A. Беленко, К.П. Куценогий, Л.К. Трубина // Вестн. СГТА. 2005. - Вып. 10. - С. 30-34.