Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Моделирование процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Моделирование процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза"

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГЗ ОД

? Я АПГ 7Г.ПЗ

На правах рукописи

Зотова Ларпся Викторовна

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНДЕНСАЦИИ АНТРОПОГЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ АТМОСФЕРЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕМЕНТА ФИТОЦЕНОЗА

Специальность 03.00.16 - экология (физико-математические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фит ко - математических наук

Томск 2000

Работа выполнена на кафедре физической и вычислительной механики Томского государственного университета.

Научные руководители:

доктор ф из и ко - математических наук, профессор Г.В. Кузнецов, кандидат физико - математических наук, доцент И.К. Жарова

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук, профессор Е. А. Козлов, кандидат физико-математических наук В.В. Жолобов

филиал Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Томск)

Защита состоится 28 июля 2000 г. в 1400 на заседании специализированного Совета К 065.53.10 в Томском государственном университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, ТГУ, ауд. №119.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ТГУ.

Автореферат разослан " 28 ^' июня 2000 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

д. ф. - м. н. Кузнецов Г.В.

Е^НУе, 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы исследования.

Масштабы воздействия антропогенных примесей атмосферы на фитоцепозы из года в год увеличиваются. Особое значение это воздействие имеет для промышленно развитых районов с интенсивным сельскохозяйственным землепользованием.

Многие потери урожая различных сельскохозяйственных культур в удовлетворительных погодных условиях в подавляющем большинстве случаев не имеют объективного объяснения. В то же время известно, что в атмосфере Земли в настоящее время находится более сотни идентифицированных и много меидентифнцированных веществ, представляющих большую или меньшую опасность для фитоценозов и являющихся побочными продуктами промышленных производств самого различного характера.

Как показали многочисленные исследования, загрязнителями атмосферы являются вещества органической и неорганической природы, жидкие или твердые. По ориентировочным, данным в атмосферу ежегодно эмиттируется сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенопроизводных и других опасных для жизни человека и растений соединений.

Воздействие токсических элементов на растения обуславливает их острое и хроническое поражение. Острое поражение растений является следствием воздействия на растения высоких концентраций загрязняющих веществ в течение непродолжительного периода времени.

Поэтому изучение процессов взаимодействия примесей атмосферы с фитоценозами является актуальнейшей задачей настоящего времени, которой занимается, в последнее время, все большее число исследователей. Но подавляющее большинство работ, посвященной этой проблеме, представляет собой экспериментальные исследования, основным результатом которых как правило является обоснованное доказательство негативного воздействия антропогенных эмиссий на растения. Прогностические возможности результатов этих исследований достаточно ограничены.

Изучение процессов выпадения примесей атмосферы на поверхность растений является актуальным. В литературе известно много работ, посвященных исследованию механизма выпадения вредных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза. Большинство этих работ связано с экспериментальным изучением процессов кислотной и сухой седиментации. Но загрязняющие вещества могут попадать на поверхность фитоценозов и при конденсации. При этом концентрация антропогенной примеси в атмосфере может не превышать предельно допустимую (ПДК). Исследования данного процесса как еще одного способа выпадения примесей атмосферы на растения ранее не проводились. Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является: моделирование процесса конденсации вредных примсссй атмосферы на поверхности элементов фитоценозов при снижении температуры воздуха, обусловленном суточным циклом положения солнца, и разработка численного алгоритма, позволяющего прогнозировать масштабы негативного влияния загрязнений атмосферы на элементы фитоценоза.

Для достижения поставленной цели необходимо решить след) ющис задачи:

1. Выделить комплекс физико-химических процессов и параметров, определяющих процесс конденсации антропогенных примсссй на поверхности элементов фитоценозов в обычных условиях суточного цикла.

2. Сформулировать физическую модель исследуемого процесса с учетом основных факторов, влияющих на интенсивность и масштабы конденсации.

3 Сформулировать математическую модель процессов в газовой фазе и на поверхности фитоценозов, реализующихся при конденсации вредных компонент на поверхности элементов фитоценозов.

4. Разработать метод и алгоритм решения поставленной задачи для широкого диапазона изменения внешних условий и свойств загря шителей.

5. Исследовать основные закономерности изучаемого процесса на примере типичных антропогенных эмиссий.

6. Разработать методики оцени! возможности конденсации гак индивидуальных вредных компонент, так и их смесей на поверхности элементов фитоценозов.

7. Исследовать экологическую опасность для фитоценозов широкого круга наиболее типичных загрязнителей атмосферы и масштабы возможного воздействия.

Научная новизна исследования. Научная новизна результатов исследовании заключается в следующем:

1. Впервые сформулирована задача о взаимодействии парообразных антропогенных эмиссий с фитоценозами в режиме конденсации на поверхности элементов фитоценозов в условиях обычного суточного цикла изменения температуры в летний период времени.

2. В работе предложена модель тепломассопереноса, описывающая конденсацию антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза.

3. Разработаны метод и алгоритм решения поставленной задачи для широкого диапазона изменения внешних условий и свойств за гря жителей.

4. В результате численных исследований большого числа типичных загряшякнцнх атмосферу веществ выделены эмиссии, способные конденсироваться на поверхности элементов фитоценозов, и условия их конденсации.

Практическая значимость результатов исследовании. На основе созданной модели конденсация антропогенных примесей атмосферы на поверхности элементов фитоценозов разработано программное обеспечение для расчета интенсивности и \словий взаимодействия этих эмиссии с элементами фитоценозов в режиме конденсации. Разработанные метод прогностического моделирования и программное обеспечение могут быть использованы при анализе характера и масштабов воздействия антропогенных компонент атмосферы на растения. Ашор защищает:

1. Постановку задачи о взаимодействии парообразных антропогенных эмиссий с фитоценозами в режиме конденсации на поверхности элементов фитоценозов в условиях обычного суточного цикла изменения температуры в летний период времени.

2. Модель тепломассопереноса, описывающую конденсацию антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза.

3. Метод и алгоритм решения поставленной задачи для широкого диапазона изменения внешних условий и свойств загрязнителей.

4. Результаты численных исследований условий и интенсивности конденсации большого числа типичных загрязняющих атмосферу веществ.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

-Международной конференции "Сопряженные задачи механики и экологии" ( г. Томск, 6-10 июля 1998);

-Всероссийской научной конференции молодых ученых "Фундаментальные и " прикладные проблемы современной механики" (г. Томск, 29 июня - 1 июля 1999);

-Зимней школе - семинаре молодых ученых "Сопряженные задачи механики и экологии" (г. Томск, 19-21 февраля 1999);

-II Всероссийской научной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики" (г. Томск, 5-8 июня 2000);

-Школе - семинаре "Современные проблемы физики и технологии" (г. Томск, 1-3 февраля 2000);

-Симпозиуме "Контроль и реабилитация окружающей среды" (г. Томск, 16-19 июля 2000);

-III Международной конференции "Внутрикамерные процессы и горение"в установках на твердом топливе и в ствольных системах" (г. Ижевск, 7-9 июля 1999);

-Международной конференции "Сопряженные задачи механики и экологии" (г. Томск, 5-8 июля 2000);

-Конференции "Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии природно-территориальных комплексов Западной Сибири" (г. Горно-Алтайск, 27-30 июня 2000).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы 84 страницы, в ней содержится 14 рисунков, 6 таблиц, список литературы включает 67 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований закономерности процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе освещено современное состояние исследований процессов выпадения и влияния антропогенных загрязнении атмосферы на растения. В данной главе рассмотрены следующие вопросы: способы выпадения анропогенных примесей атмосферы на поверхность элемента фитоценоза и их проникновение внутрь растений: влияние загрязнений атмосферы на растения; влияние значения концентрации вещества на повреждения растений: устойчивость растений к загрязнениям атмосферы; абиотические факторы, вирусы и бактерии, вторичные эффекты.

Обзор литературы показал, что существует много работ, изучающих влияние загрязняющих веществ на растения. Воздействие токсикантов на растения может привести к различного рода поражениям гак внешним (некрозы, хлорозы), так и внутренним (изменение процессов метаболизма, фотосинтеза и т. д.). к уменьшению объема образования биомассы, к уменьшению урожайности, к изменению толерантности к различного рода стрессам. Большое количество работ посвящено изучению механизмов выпадения примесей атмосферы на поверхность фитоценозов. Эти исследования связаны с процессами сухого и влажного осаждения. В основном данные исследования носят экспериментальный характер, что позволяет констатировать факт выпадения загрязнителей на растения, а также оценить последствия взаимодействия, но не позволяет прогнозировать негативное влияние загрязнителей атмосферы на растения. Следует отметить, что загрязняющие атмосферу вещества могут попадать на поверхность фитоценозов и при конденсации. Исследований данного процесса, как еще одного способа выпадения загрязнителей атмосферы на поверхность растений, ранее не проводились.

В заключении обзора сформулированы основные выводы о современном состоянии исследований процессов выпадения и влияния антропогенных примесей атмосферы на растения.

Во второй главе сформулирована физико - математическая модель процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза.

В первом параграфе данной главы рассматривается физическая постановка задачи. Представлена схема и условия реализации процесса.

Исследования процесса конденсации проводились в два этапа: 1) задача тепломассопереноса решалась в прямоугольной системе координат и элемент фитоценоза принимали в форме прямоугольной пластины (рис. 1); 2) рассчитывалось растекание пленки конденсата с у четом криволинейной поверхности конденсации. Вследствие того, что в реальных условиях поверхность элемента фитоценоза имеет выгнутую форму, образовавшаяся пленка под действием силы тяжести стекает к се краям.

Так как толщина пленки и скорость растекания являются . малыми величинами, то течение пленки конденсата принималось ламинарным.

Задача решается в двумерной постановке с учетом кондуктивного и радиационного механизмов переноса тепла, конденсации вредных компонентов на поверхности элементов фитоценозов, диффузии вредных компонентов к поверхности конденсации, нсстационарности процессов тепломассопереноса. Также учитывается выделение теплоты фазового перехода.

В конце данйого параграфа рассматриваются допущения, которые были приняты при решении поставленной задачи

В следующем параграфе данной главы приведена разработанная автором математическая модель процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза, которая представляет собой систему нелинейных нестационарных двумерных уравнений в частных производных параболического типа, описывающих тепломассоперенос в системе " газовая фаза- пленка конденсата - элемент фитоценоза", с соответствующими краевыми и начальными условиями. Математическая модель учитывает пространственно-временную неоднородность коэффициентов переноса и параметров тепломассообмена, наличие подвижных границ в области решения и фазовых переходов, радиационно-конвективного теплообмена с внешней средой:

сгРг атг а2тг ri2Tr

_LU--L =-- + -—— Л)

л.,. at дхг ду

скРк (ТГк _ 52Tk o2Tk

К Ъ ox2 5y2

СцРп (7Гп = д2тп ,

л Эх2 5y2 ' 1 '

i ас; _ ri2Ci (4)

D j at Ox2 ay2 Замыкает систему уравнение состояния для идеального гам РуМ у

^ = RT. (5)

РХ

Начальные условия:

(=() Тг=Тог. ТК=Т0К, С,=Сю, Sm= Sfl. (6)

Граничные условия:

\-0 -Lv

ду

^ = «(тг-тк.)+аепр(т4-т4), (7)

у=8„ Tn(x)=TK(x), (8)

ду о у

= + р(тг4 - Т4) + WZQ , (9)

ду ду

ОС:

PiDi-TL = Wj (i-Cw). (10)

а у

>=-Ц Тг=Т(х). С,=С,0 (И)

0< у <5Ш

х=1>

дх

(т,-тк)+аг.пр(тг4-т4), (12)

х=Ц ->.к.^ = а(Тг-Тк)+аЕпр(тг4-Тк4). (13)

8.« ^ У ^ L..

\-0 -).,—=(), С=СП„ (14)

дх

х=Ц

= С=Сп„

ох

(15)

где Т- температура, К; I- время, с; х- продольная координата, м; у-поперечная координата, м; Х- коэффициент теплопроводности, Вт/(мК): Й- толщина пленки, м; О- коэффициент диффузии, м2/с; С-концентрация компонентов; р-плотность, кг/м3; с- удельная теплоемкость. Дж/(кгК); СЬ теплота фазового перехода, /Дж/кг; М-молекулярный вес, кг/моль; а- коэффициент теплообмена, Вт/(м2К); Р- давление. Па; Я- газовая постоянная, Дж/(мольК); \У- скорость конденсации, кг/м2с; а- постоянная Стефана-Больцмана, Дж/К; епр-приведенная степень черноты. Индексы 0- начальное значение; г-газовая фаза; к- конденсированная фаза; п- пленка конденсата; ¡-номе)) компонента; Е- суммарное значение.

Массовую скорость конденсации рассчитывали по формуле

\У| = А(Р" -Р|)/л/2тхИТ/М; (16)

где А- коэффициент аккомодации.

Координата внешней границы пленки определялась по скорости конденсации:

I

8пк(') = йо+|\У|/рпкс11. (17)

о

Решение поставленной задачи осуществляется методом конечных разностей. Разностные аналоги исходных дифференциальных уравнений решаются методом расщепления с применением метода итерации и неявной четырехточечной разностной схемы для решения одномерных уравнений.

Выбор параметров применявшейся разностной схемы проводился таким образом, чтобы обеспечить аппроксимацию не ниже 1г (1)- шаг разностной сетки по пространственной координате) во всех точках разностной схемы.

Численная реализация математической модели тепломассообмена при конденсации антропогенных эмиссий на поверхности элемента фитоценоза имеет особенности, связанные, в основном, с наличием в решаемой задаче подвижного фронта

конденсации, на котором реализуется интенсивное локальное тепловыделение. Наличие этого фронта существенно усложняет процесс численного решения сформулированной задачи. В связи с этим использовалась нерегулярная и неравномерная разностная сетка параметры которой выбирались из условий обеспечения сходимости и устойчивости разностного решения. Перестройка сетки велась на каждом шаге по времени. При этом проводилось сгущение сетки (увеличение числа узлов на физическую единицу длины) в окрестности источника тепла и разрежение (уменьшение числа узлов на единицу длины) на отрезках, через которые фронт тепловыделения прошел. Значения температуры и другил искомых функций в узлах новой сетки определялись интерполяцией по значениям функций в узлах сетки с предшествующего шага по времени. Общее число узлов при этом составляло для типичных вариантов задач не менее 2250 (при области решения размером 15x10 мм).

Исследования устойчивости и сходимости разностного решения показали, что для обеспечения требуемой точности расчетов величина шага по У разностной сетки в окрестности фронта тепловыделения для типичных условий теплообмена должна соответствовать градиентам температур и концентраций на данной итерации в соответствующем узле разностной сетки. Поэтому для обеспечения сходимости численного решения разработаны процедуры согласования схем дискретизации области решения с температурным полем на предшествующей итерации.

Численное исследование сходимости итерационного процесса проводилось разными методами. Были получены оценки равномерной нормы разности между значениями температуры, соответствующими двум последовательным итерациям. При различных краевых и начальных условиях эта норма снижалась в 1.5-1.8 раза за одну итерацию при первоначальном значении порядка 10"-. Изменение шага по пространственной и временной координатам в пределах двукратного увеличения или уменьшения существенного влияния на сходимость не оказывало. Порядок невязок для типичной задачи составлял 2* 10"3. Выбор величины критерия сходимости итераций осуществлялся в соответствии с минимизацией невязки в каждой конкретной задаче.

Кроме этого в данной главе рассматривается метод и алгоритм решения сформулированной модели процесса конденсации примесей атмосферы на поверхность элемента фитоценоза.

В результате проведенных численных исследований получены зависимости скорости конденсации антропогенных веществ на поверхности элементов фитоценозов от времени, концентрации вредных компонент в атмосфере и зависимости величины толщины пленки от времени.

В Iлапе 3 представлены результаты численных исследований основных закономерностей процесса конденсации загрязняющих атмосферу веществ на поверхности элемента фитоценоза.

В качестве примесей атмосферы были рассмотрены различные соединения органической и неорганической природы. Одним из самых распространенных загрязнителей является двуокись серы. Высокая концентрация 502 в атмосфере сопровождается высокой концентрацией свободной серной кислоты.

Известно, что это соединение является очень вредным для растений. Попадая в поры фитоценоза, серная кислота влияет на рН уровень клеток. Под действием высокой концентрации кислоты молекулы хлорофилла деградируют. Снижение концентрации хлорофилла сопровождается снижением скорости фотосинтеза.

Другими распространенными загрязнениями атмосферы являются углеводороды. Предельные углеводороды и непредельные углеводороды ряда этилена входят в состав природного и попутного газа, присутствуют в горючих и технических газах, различных нефтепродуктах, составляют значительную часть фракций нефти, жидких моторных топлив, а также жидких искусственных гоплив.

Избыточное накопление углеводородов в клетках растений способствует инактивации ряда ферментных систем. При этом наиболее реакционноспособны гидроксилированные углеводороды -спирты и фенолы.

Такие двухатомные спирты. как этиленгликоль, пропнленгликоль, триметиленгликоль применяются как пластификаторы для связующих веществ в производстве целлофана, полиэфиров, синтетических волокон, как растворители красок в текстильной. табачной, фармацевтической, парфюмерной промышленности.

В первом параграфе данной главы рассматривался процесс конденсации, когда газовая фаза включала три компоненты: воздух, водяной пар, пары загрязняющего вещества.

В качестве основной антропогенной примеси атмосферы рассмотрели пары серной кислоты. Варьируя значения исходной концентрации данного соединения в атмосфере, установили, что процесс конденсации реализуется при концентрации этого вещества, равной либо большей ПДК (предельно допустимая концентрация) рабочей зоны.

Д.1Я оценки влияния относительной влажности воздуха на интенсивность процесса конденсации были проведены расчеты при различных се значениях. Величину влажности принимали равной 60% и 62%. При конденсации паров серной кислоты на поверхности фитоценозов при разных значениях относительной влажности воздуха получили, что чем выше влажность, тем раньше начинается процесс конденсации антропогенной компоненты. Результаты расчетов зависимости скорости конденсации паров серной кислоты от времени при различных значениях влажности представлены на рисунке 2 при условии, что учитывалась теплота фазового перехода, и на рисунке 3 при условии, что в вычислениях не учитывалась теплота (разового перехода.

Численные исследования (рис. 2-3) показали, что скорость конденсации паров серной кислоты выше в случае учета теплоты фазового перехода.

По результатам расчетов можно сделать вывод, что концентрация серной кислоты в пленке конденсата превышает значение концентрации в газовой фазе в 5 раз.

В конце процесса, после того, как на поверхности элемента фитоценоза сформировалась пленка конденсата, рассчитывали распределение пленки по поверхности. Установлено, что толщина пленки конденсата выше по краям поверхности. Возможно, этим объясняется тот факт, что листья растении повреждаются сильнее по краям в случае кислотной или сухой седиментации.

Как уже отмечалось, помимо кислотной компоненты на поверхность элемента фитоценоза конденсируется водяной пар, тем самым уменьшая эффект воздействия кислоты на фитоценоз.

В качестве загрязняющей компоненты рассмотрены различные типичные углеводороды. Пары предельных углеводородов, начиная с С|;Н:Л по С15Н32, а также пары непредельных углеводородов.

начиная с С,;Н24 по С15Н30 при определенных концентрациях в атмосфере способны формировать пленку конденсата на поверхности элемента фитоценоза (табл. 1).

Из таблицы 1 видно, что величина пороговых концентраций для разных углеводородов различна. Причем все представленные в таблице концентрации ниже, чем предельно допустимые. Самая высокая пороговая концентрация у тридецена, самая низкая у пентадецена и тетрадецена. Толщина пленки конденсата в адекватных условиях имеет наибольшее значение у пентадецена, наименьшая - у тстрадекана. Значения пороговых концентраций предельных углеводородов выше, чем у непредельных. Численный анализ показал, что на поверхности элемента фитоценоза при завершении процесса конденсации концентрация загрязняющего вещества превышает в несколько раз значение в газовой фазе. Например, пленка конденсата содержит в 30 ' раз больше тетрадецена. чем значение концентрации этого соединения в атмосфере. Содержание тридекана в пленке конденсата превышает содержание в атмосфере в 10 раз. Аналогичная ситуация для тстрадекана. Пентадецена в пленке конденсата всего в два раза больше, чем в газовой фазе.

Численные исследования показали, что тридецен имеет наибольшую скорость конденсации среди рассмотренных предельных углеводородов и непредельных углеводородов ряда этилена.

В качестве загрязнителей атмосферы рассмотрены также соединения, относящиеся к спиртам.

Установлено, что для одноатомных спиртов (например, метиловый, этиловый, изопропиловый, н-бутиловый, итор-б>тиловый, /н/?е/н-бутиловый) процесс конденсации на поверхности элементов фитоценозов не реализуется.

В результате численных исследований установлено, что высшие предельные спирты (гексиловый, гептиловый, но ни ло вый) при концентрации в атмосфере, равной ПДК и ниже, не конденсируются на поверхности элементов фитоценозов. Напротив, представители данного ряда, например, дециловый, 2-этилгексиловый, изооктиловый спирты способны конденсироваться при некоторых пороговых концентрациях в атмосфере, значения которых в несколько раз превышают ПДК.

Некоторые двухатомные спирты (например, этиленгликоль. пропнленгликолъ, триметиленгликоль, диэтиленгликоль) способны конденсироваться при концентрациях в атмосфере, много меньших, чем для рассмотренных выше соединений (таб. 2).

Из таблицы видно, что самая высокая пороговая концентрация у проипленгликоля. Толщина пленки конденсата имеет наибольшее значение у три.мстиленглнколя при прочих идентичных условиях.

На основании проведенных численных расчетов параметров процесса конденсации, при одной загрязняющей компоненте в газовой фазе можно сделать следующие выводы:

1. Процесс конденсации протекает более интенсивно при увеличении значения относительной влажности воздуха.

2. Пленка конденсата содержит вредную компоненту и во.ду.

3 Значения пороговых концентраций двухатомных спиртов ниже, чем углеводородов.

4. Концентрация загрязняющего вещества в пленке конденсата превышает значение в газовой фазе в несколько раз.

5. Значения пороговых концентраций углеводородов, при которых реализуется конденсация, меньше, чем предельно допустимые.

В следующем параграфе данной главы рассмотрены результаты расчетов параметров процесса конденсации при наличии в атмосфере двух загрязняющих компонент.

В качестве первой компоненты рассматривали пары серной кислоты, так как среди рассматриваемых соединений она является наиболее сильным фитотоксикантом.

В качестве второй загрязняющей компоненты сначала рассматривали предельные углеводороды и непредельные углеводороды ряда этилена. Расчеты проводились с учетом и без учета выделения теплоты фазового перехода.

И; численных результатов видно, что наибольшее значение пороговой концентрации у тридецена. Самая низкая 'концентрация при которой вещество способно конденсироваться на поверхности элемента фитоценоза у пентадекана. Наибольшая толщина пленки конденсата, образованная в ходе процесса конденсации, у тридецена. При учете теплоты фазового перехода наименьшее значение толщины пленки конденсата у тридекана, в случае неучета теплоты фазового перехода -у пентадекана.

Численные исследования показали, что значения пороговых концентраций выше, если учитывается теплота фазового перехода.

На рисунках 4 и 5 приведены зависимости скорости конденсации загря шлющих атмосферу соединений от времени в случае, когда процесс реализуется для двух компонент. В первом случае смесь содержит пары тридекана и пары серной кислоты, во втором - пары пентадекана и пары серной кислоты.

На основании анализа полученных результатов можно сделать вывод, что углеводороды, загрязняющие атмосферу, более интенсивно конденсируются на поверхности фитоценозов по сравнению с серной кислотой. Из рисунка 4 видно, чго серная кислота начинает конденсироваться раньше, чем тридекан. Однако в конце процесса на поверхности фитоценоза количество тридекана выше, чем серной кислоты.

Расчеты показали видно, что процесс конденсации для паров пентадекана и паров серной кислоты начинается практически одновременно, однако в конце процесса содержание пентадекана в пленке конденсата выше, чем серной кислоты (рис. 5).

Таким образом, в рассматриваемом случае (газовая фаза содержит смесь загрязняющих соединений, состоящую из паров серной кислоты и углеводородов) пленка конденсата содержит три компоненты: воду, серную кислоту и углеводороды. Численные исследования показали, что в пленке конденсата содержится пснтадецена в 10 раз больше, чем в газовой фазе, тетраде цена - в 8 раз. тетрадекана - в 12 раз, тридецена - в 11 раз. Среди рассматриваемых углеводородов массовая скорость конденсации выше у тстрадекана. наименьшая скорость конденсации у пснтадецена.

В качестве второй загрязняющей компоненты также изучали различные двухатомные спирты. Результаты численных исследований показали, что наименьшее значение пороговой концентрации у диэтиленгликоля, наибольшее у пропиленгликоля. Среди рассмотренных соединений массовая скорость конденсации выше у пропиленгликоля.

Интересно отметить, что количество триметиленгликол я в пленке конденсата выше при учете выделения теплоты фазового перехода, хотя значение пороговой концентрации одинаковое в этом и противоположенном случае. Двухатомный спирт диэтиле.нгликоль, который относится ко второму классу опасности, способен конденсироваться на поверхности фитоценоза при концентрации в атмос фере в два раза меньшей, чем предельно допустимое значение.

На основании проведенных численных расчетов в конце данного параграфа сделаны выводы: при учете теплоты фазового перехода значения пороговых концентраций загрязняющих веществ в атмосфере ниже по сравнению с вариантом, когда теплота фазового перехода не .учитывалась; пленка конденсата может содержать несколько загрязняющих компонент; значения пороговых концентрации двухатомных спиртов ниже, чем углеводородов; концентрация загрязняющего вещества в пленке конденсата превышает значение в газовой фазе в несколько раз; в пленке конденсата больше загрязняющего вещества при условии, что у читывается выделение теплоты фазового перехода по сравнению с противоположенным случаем.

Осшшнмс результаты и выводы

1 Выделен комплекс физико-химических процессов и параметров, определяющих процесс конденсации антропогенных примесей на поверхности элемента фитоценозов в обычных условиях суточного цикла.

2 Создана физико-математическая модель, описывающая процесс конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элементов фитоценозов.

Разработаны метод и алгоритм решения поставленной задачи для широкого диапазона изменения внешних условий и свойств загря шитслеи.

4. Исследованы основные закономерности изучаемого процесса на примере типичных антропогенных'эмиссий.

5. В результате численных исследований определен рад загря шлющих атмосферу веществ, которые способны конденсироваться на поверхности элементов фитоценозов. По значению пороговом концентрации (выше которой вещество способно конденсироваться) эти примеси атмосферы можно разделить на группы: 1) компоненты, концентрация которых в атмосфере равна среднесуточной предельно допустимой; 2) компоненты, концентрации которых превышают среднесуточную предельно допустимую: 3) компоненты, которые могут конденсироваться при значениях концентрации в атмосфере, равной ПДК рабочей зоны; 4) компоненты, концентрация которых превышает предельно допустимую концентрацию рабочей зоны.

6. Определены параметры процесса конденсации примесей атмосферы, а также условия, при которых рассматриваемый процесс реализуется. На основании результатов численного анализа установлено, что в типичных условиях летнего суточного цикла конденсируются вредные вещества, имеющие температуру кипения больше 2(Ю"С и критическую температуру выше 400°С.

7. Установлено, что концентрация вредных веществ в результате конденсации на поверхности элементов фитоценозов может достигать значений, в 10 и более раз превышающих ПДК (при концентрации этих веществ в газовой фазе ниже ПДК или превышающей незначительно).

8. Установлено, что в состав пленки конденсата могут входить различные фитотоксичные вещества. Пленка конденсата может включать в себя несколько вредных компонент, образуя смесь загрязняющих веществ, которая может оказывать синергетическое воздействие на элементы фитоценоза.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Кузнецов Г.В., Зотова Л.В. Математическое моделирование конденсации кислотных компонент газовой фазы окружающей среды на поверхности фитоценозов // Сопряженные задачи механики и экологии: Материалы международной конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. С. 127.

2. Зотова Л.В. Численное моделирование процесса конденсации вторичных веществ, загрязняющих атмосферу на поверхность фитоценозов. // Исследования по баллистике и смежным вопросам механики: Сб. статей под редакцией И.Б. Богоряда. Томск: Изд-во Том. ун-та. 1999. С. 50-51.

3. Зотова Л.В. Математическое моделирование конденсации вторичных веществ, загрязняющих атмосфер}', на поверхности фитоценозов // Сопряженные задачи механики и экологии: Материалы зимней школы-семинара, молодых ученых. Томск: Изд-во Том. ун-та. 1999. С. 32.

4. Зотова Л.В. Выпадение кислотных примесей, загрязняющих атмосферу, на поверхность фитоценозов // Рукопись дсп. в ВИНИТИ 05.05.2000. № 1304 Деп. - 11 с.

5. Зотова Л.В. Процесс выпадения антропогенных эмиссий, загряшяющих атмосферу, на поверхность фитоцснозов // Рукопись деп. в ВИНИТИ 05.05.2000, № 1303 Деп. - 13 с. (>. Кузнецов Г.В., Зотова Л.В. Численное моделирование конденсации газообразных компонент продуктов сгорания твердых топлив на поверхности фитоценозов // Внутрикамерные процессы и горение в установках на твердом топливе и в ствольных системах. Материалы третьей международной конференции. Ижевск. 2000. ч.2. С'.826-834.

7. Зотова Л.В. Конденсация антропогенных примесей атмосферы на поверхности фитоценозов // Современные проблемы физики и технологии: Сб. статей молодых ученых.. Томск: Изд-во НТЛ, 2000. С 91

8. Абадтусов В. Е., Гага С. Г.. Жарова И. К., Зотова Л. В., Кузнецов Г. В.. Свстовец Е. В. Экспериментальное определение основных характеристик тепломассообмена при теплоэрозионном разрушении материала. // Прикладная механика и техническая физика, 2000. Т. 41.№2. С. 138-143.

0. Кузнецов Г.В., Зотова Л.В. Методология прогностического моделирования воздействия антропогенных эмиссий атмосферы на фитоценозы // Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии природно-территориальных комплексов Западной Сибири. Материалы конференции. Томск. Изд-во Том. ун-та, 2000. С. 50-51.

10. Кузнецов Г.В., Зотова Л.В. Об особенностях механизма взаимодействия антропогенных примесей атмосферы с поверхностью фитоценозов при' конденсации. // Сопряженные задачи механики и экологии: Материалы международной конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та. 2000. С. 12.

Рис. 1 Схема процесса конденсации вредных, загрязняющих атмосферу веществ, на поверхности фи нн (<)< у < ño фитоценоз; fio < у < 8цк пленка конденсата; Йпк £ У £ Ly газовый слой. прилегающий к шнюрхносги конденсации).

Гаолица I. ГеЛ'льтатм расчет параметров процесса конденсации предельных и непредельных мленодородов. в слу чае чагря'.нения атмосферы однор компонентой.

Вещество Концентрация в Толщина плешеи

атмосфере, мг/м3 конденсата, м

н-тридекан 10 1.25*10 6

н-тетраде кап 5 2.72*10"

пентадекан 13 2.23*106

1-тридецен 30 1.95*10 3

1 -тстрадецен 7 2.73*10'7

1 -гентадецен 5 3.95*10 1

Т аблица 2. Результаты расчета параметров процесса конденсации для двухатомных спиртов. Атмосфера содержит одну загрязняющую компоненту.

Вещество Концентрация в Толщина пленки

атмосфере, мг/м3 конденсата, м

Этилешликоль 6 9.37* 10_у

Пропиленгликоль 7 1.19*10 6

ТриметилснгликолЬ 2 7.71*10"9

Диэтиленгликоль 3 2.19*10-*

Дипропиленгликоль 7 1.19*10-''

Бута ндиол-1.3 5 3.64* 10"7

Рис. 2 Зависимость скорости конденсации паров серной кислоты [к^/т*т*с] от времени 1 [с|. Кривая 1 соответствует влажности 5Я%, кривая 2 влажности 6(1%.

кривая 3 кла>ьж>с1 и 62%. При условии, что учшивалась теплота фазового перехода.

Рис. 3 Зависимость скоросга конденсации паров серной кислоты [к-^/т*т*е] от времени 1 |с |. Кривая 1 соответствует влажности 58%, кривая 2 влажности 60%. кривая .3 влажности 62%. При условии, что не учитывалась теплота фазового иерехоца.

2I>.00 1750

IE.Ой -

I2.S0 : ,,00;

5.00 ;

L 50 -

ТОО

142П1> 1*HOO li'.Tr. 41 :л.'>110

1'пс 4 Зависимость. толщиш.1 пленки конденсата <М [м] ог времени! [с). Газовая фаза ик помает дне вредные компоненты: 1 - пары тридекана: 2 - пары серной кислоты.

. .TI П III Г--1-ГГТТ ГТТ-1 ГПТГТП I I I | Г 1 I I I-IT гтгтгттт

1I3JU0 14200 1i+00 1B60U l'GHOO t,''.

l'nc 5 Зависимость толщины пленки конденсата cid [м] от времени t [с], "азовая фаза i'.K помает две вредные компоненты: 1 -пары пентадекана: 2 -- пары серной кислоты.

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Зотова, Лариса Викторовна

Введение.

Глава 1. Современное состояние исследований процессов выпадения и влияния антропогенных загрязнений атмосферы на растения.

1.1. Способы выпадения антропогенных примесей атмосферы на поверхность фитоценозов и их проникновения внутрь растений.

1.2. Влияние загрязнений атмосферы на растения.

1.3. Влияние значения концентрации загрязняющего вещества на повреждения растений.

1.4. Устойчивость растений к загрязнениям атмосферы.

1.5. Абиотические факторы, вирусы и бактерии, вторичные эффекты.

1.6. Выводы.

Глава 2. Моделирование процесса конденсации загрязняющих атмосферу веществ на поверхности элементов фитоценозов.

2.1. Физическая модель исследуемого процесса.

2.2. Математическая модель процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза.

2.3. Метод решения поставленной задачи.

2.4. Алгоритм расчета параметров конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элементов фитоценозов.

Глава 3. Численное исследование основных закономерностей процесса конденсации загрязняющих атмосферу веществ на поверхности элементов фитоценозов.

3.1. Результаты численного анализа процесса конденсации антропогенных эмиссий (атмосферный воздух содержит одну загрязняющую компоненту).

3.2. Результаты численного анализа процесса конденсации антропогенных эмиссий (атмосферный воздух содержит две загрязняющие компоненты).

3.3. Заключительные замечания о месте диссертационной работы в ряду исследований по экологии.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Моделирование процесса конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элемента фитоценоза"

Масштабы воздействия антропогенных примесей атмосферы на фитоценозы из года в год увеличиваются. Особое значение это воздействие имеет для промышленно развитых районов с интенсивным сельскохозяйственным землепользованием.

Многие потери урожая различных сельскохозяйственных культур в удовлетворительных погодных условиях в подавляющем большинстве случаев не имеют объективного объяснения. В то же время известно, что в атмосфере Земли в настоящее время находится более сотни идентифицированных и много неидентифицированных веществ, представляющих большую или меньшую опасность для фитоценозов и являющихся побочными продуктами промышленных производств самого различного характера.

Как показали многочисленные исследования [1-5], загрязнителями атмосферы являются вещества органической и неорганической природы, жидкие или твердые. По ориентировочным, данным в атмосферу ежегодно эмиттируется сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенопроизводных и других опасных для жизни человека и растений соединений.

Помимо газа в атмосферу попадает большое количество аэрозолей различного происхождения (от предприятий строительной индустрии, энергетических станций и т. д.) [1]. Кроме основных загрязнителей в атмосферу поступают также специфические ингредиенты - углеводороды, фтор, бенз(а)перен, белковые вещества и т. д. [2].

При значительном загрязнении атмосферы в нижних ее слоях концентрация вредных примесей может достигнуть значительного уровня, оказывая неблагоприятное воздействие на окружающую среду [3].

Непосредственному воздействию атмосферных загрязнителей подвергаются надземные органы растений [4]. Из них более всего поражаются токсическими газами листья и зеленые побеги, которые осуществляют интенсивный газообмен [2]. Промышленные газы в концентрациях, сравнительно безопасных для человека, способны вызвать повреждения у растений - омертвление (некроз) или изменение окраски листьев (хлороз), ослабление сопротивляемости к неблагоприятным факторам [5].

Попадая на поверхность фитоценозов, загрязняющие вещества проникают во внутриклеточное пространство растений, где адсорбируются клетками и могут взаимодействовать с ними. Каждое вещество по-разному воздействует на биохимические и физиологические процессы в растениях. В простейшем случае загрязнение может ослабить растение так, что оно станет более чувствительно к патогену. В более сложном случае взаимодействие может изменить кислотность или повлиять на химические свойства растений [6]. Отрицательное воздействие на растения оказывают практически все выбросы. Поллютанты могут прямо или косвенно изменить толерантность и реакцию растений на различные природные стрессы. Накопление значительного количества вещества в растении приводит к поражению листьев, а также гибели растений.

Воздействие токсических элементов на растения обуславливает их острое и хроническое поражение. Острое поражение растений является следствием воздействия на растения высоких концентраций загрязняющих веществ в течение непродолжительного периода времени. Поступление фитотоксичных элементов к клеткам растений приводит к нарушению физиологических и биологических процессов, протекающих в клетках. Хроническое поражение растений наблюдается при низких концентрациях загрязняющих соединений в течении длительного времени. При таком воздействии наблюдается замедление роста и развития растений, уменьшается их урожайность.

Поэтому изучение процессов взаимодействия примесей атмосферы с фитоценозами является актуальнейшей задачей настоящего времени, которой занимается в последнее время все большее число исследователей. Но подавляющее большинство работ, посвященных этой проблеме, представляет собой экспериментальные исследования, основным результатом которых, как правило, является обоснованное доказательство негативного воздействия антропогенных эмиссий на растения. Прогностические возможности результатов этих исследований достаточно ограничены.

Изучение процессов выпадения примесей атмосферы на поверхность растений является актуальным. В литературе известно много работ, посвященных исследованию механизма выпадения вредных примесей атмосферы на поверхности фитоценоза. Большинство этих работ связано с экспериментальным изучением процессов кислотной и сухой седиментации [1]. Но загрязняющие вещества могут попадать на поверхность фитоценозов и при конденсации. При этом концентрация антропогенной примеси в атмосфере может не превышать предельно допустимой (ПДК). Исследования данного процесса как еще одного способа выпадения примесей атмосферы на растения ранее не проводились.

Целью диссертационной работы является: моделирование процесса конденсации вредных примесей атмосферы на поверхности элементов фитоценозов при снижении температуры воздуха, обусловленном суточным циклом положения солнца, и разработка численного алгоритма, позволяющего прогнозировать масштабы негативного влияния загрязнений атмосферы на элемент фитоценоза.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 7

1. Выделить комплекс физико-химических процессов и параметров, определяющих процесс конденсации антропогенных примесей на поверхности элементов фитоценозов в обычных условиях суточного цикла.

2. Сформулировать физическую модель исследуемого процесса с учетом основных факторов, влияющих на интенсивность и масштабы конденсации.

3. Сформулировать математическую модель процессов в газовой фазе и на поверхности элементов фитоценозов, реализующихся при конденсации вредных компонент на поверхности элементов фитоценозов.

4. Разработать метод и алгоритм решения поставленной задачи для широкого диапазона изменения внешних условий и свойств загрязнителей.

5. Исследовать основные закономерности изучаемого процесса на примере типичных антропогенных эмиссий.

6. Разработать методики оценки возможности конденсации как индивидуальных вредных компонент, так и их смесей на поверхности элементов фитоценозов.

7. Исследовать экологическую опасность для фитоценозов широкого круга наиболее типичных загрязнителей атмосферы и масштабы возможного воздействия.

В данной работе представлены результаты исследований по созданию методологических основ прогностического моделирования влияния антропогенных эмиссий атмосферы на фитоценозы.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Зотова, Лариса Викторовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании анализа и обобщения итогов выполненных исследований можно сформулировать основные результаты и выводы по диссертации.

1. Выделен комплекс физико-химических процессов и параметров, определяющих процесс конденсации антропогенных примесей на поверхности элементов фитоценозов в обычных условиях суточного цикла.

2. Создана физико-математическая модель, которая описывает процесс конденсации антропогенных примесей атмосферы на поверхности элементов фитоценозов.

3. Разработан метод и алгоритм решения поставленной задачи для широкого диапазона изменения внешних условий и свойств загрязнителей.

4. Исследован основные закономерности изучаемого процесса напримере типичных антропогенных эмиссий.

5. В результате численных исследований определен ряд загрязняющих атмосферу веществ, которые способны конденсироваться на поверхности элементов фитоценозов. По значению пороговой концентрации (выше которой вещество способно конденсироваться) эти примеси атмосферы можно разделить на группы: 1) компоненты, концентрация которых в атмосфере равна среднесуточной предельно допустимой; 2) компоненты, концентрации которых превышают среднесуточную предельно допустимую; 3) компоненты, которые могут конденсироваться при значениях в атмосфере равной ПДК рабочей зоны; 4) компоненты, концентрация которых превышает предельно допустимую концентрацию рабочей зоны.

6. Определены параметры процесса конденсации примесей атмосферы, а также условия при которых рассматриваемый процесс реализуется. На основании результатов численного анализа установлено, что в типичных условиях летнего суточного цикла конденсируются вредные вещества, имеющие температуру кипения больше 200°С и критическую температуру больше 400°С.

78

7. Установлено, что концентрация вредных веществ в результате конденсации на поверхности элементов фитоценозов может достигать значений в 10 и более раз превышающих ПДК (при концентрации этих веществ в газовой фазе меньше ПДК или превышающей незначительно).

8. Установлено, что в состав пленкит конденсата могут входить различные фитотоксичные вещества, которые, проникая в растения и накапливаясь в них, оказывают отрицательное воздействие на процессы фотосинтеза, метаболизма и т.д. Пленка конденсата может включать в себя несколько вредных компонент, образуя смесь загрязняющих веществ, которая может оказывать синергетичеекое воздействие на элементы фитоценоза.

В заключении автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям зав. отделом НИИПММ, доктору физ,- мат. наук Г. В. Кузнецову и кандидату физ.-мат. наук И. К. Жаровой за постановку задачи, общее руководство и полезные обсуждения.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата физико-математических наук, Зотова, Лариса Викторовна, Томск

1. Хорват Л. Кислотный дождь. М.: Стройиздат. 1990. 79 с.

2. Двораковская М. С. Экология растений. -М.: 1983. 189 с.

3. Илькун Г. М. Загрязнения атмосферы и растения. Киев.: Наукова думка, 1978. 246 с.

4. Дурмишидзе С. В. Расшипление ароматического кольца некоторыми экзогенными соединениями в растениях -Тбилиси.: Мецниереба, 1975. 50 с.

5. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. М.: Издательство мир, 1979. 200 с.

6. Трешоу М. Загрязнение воздуха и жизнь растений. -Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 534 с.

7. Майснер А. Д. Жизнь растений в неблагоприятных условиях. -Минск.: Высшая школа, 1981. 96 с.

8. Chamberlain А. С. The movement of particles in plant communities. Pp. 155203 in Vegetation and the Atmosphere, Vol. I (Ed. J.L. Monteith). Academic Press. New York, NY, 1975. USA: xviii+278 pp.

9. Fowler, D. Removal of sulphur and nitrogen compounds from the atmosphere in rain and by dry deposition. Pp. 22-32 in Ecological Impact of Acid Precipitation.

10. Ed.D. Drablos and E. Tollan), 1980. pp. 21-22.

11. Bennet J. H., Hill A. C. Interaction of air pollutants with canopies of vegetation. Pp. 273-306 in Responses of plants to Air Pollution (Ed. J. B. Mudd, T. T. Kozlowski). 1975. Academic Press, NewYork- San Francisco-London: xii+383 pp., illustr.

12. Сытник K.M., Мусатенко Л.И., Богданова Т.Л. Физиология листа.- Киев.: Наукова думка. 1978. 393 с.

13. Угрехелидзе Д. Ш., Дурмишидзе С. В. Поступление и детоксикация органических ксенобиотиков в растениях. -Тбилиси.: Мецниереба 1984. 229 с.

14. Мальгин М. А., Пузанов А. В., Ельчининова О. А., Горюнова Т. А.

15. Тяжелые металлы и мышьяк в дикорастущих лекарственных растениях Алтая. // Сибирский экологический журнал, Т. 4, № 6, 1995. с. 12-14.

16. Jensen К. F., Kozlovski Т.Т. Absorption and translocation of sulphur dioxide by seedlings of four forest tree species. J. Environ. Qual. 1975.

17. Барахтенова JI. А. Воздушные поллютанты и обмен серы у сосны обыкновенной, пороговые концентрации, эффекты защиты. // Сибирский экологический журнал. 1995. № 6 т. 4, с. 14-18.

18. Hill А. С. Vegetation: a sink for atmosphere pollutants. J. Air Pollut. Control assoc., 21, 1971. pp. 341-6.

19. Davison A. W., Blakemore J. Factors determining fluoride accumulation in forage. Pp. 17-30 in Effects of Air Pollutants on Plants (Ed. T. A. Mansfied). Cambridge University Press, Cambridge, 1976. 209 pp.

20. Кунина И. M. Влияние озона на растения. // Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем. -Л.: Гидрометеоиздат, Т. 9, 1986. С. 44-87.

21. Coulson С. L., Heath R. L. The interaction of peroxyacetyl nitrate (PAN) with the electron flow of isolated chloroplasts. Atmos. Environ., 9, 1975. pp. 231-820.

22. Сухоруков Ф. В., Маликова И. Н. и др. Техногенные радионуклиды в окружающей среде Западной Сибири (источники и уровни загрязнения) // Сибирский экологический журнал. 2000. Т. 7. №1, С. 60-62.

23. Жунгиету Г. И., Жунгиету И. И. Химическая экология высших растений. -Кишинев: Штиинца, 1991. 198 с.

24. Мельников Н.Н., Баскаков Ю.А. Химия гербецидов и регуляторов роста растений. -М.: ГоНТИ хим. Лит., 1962. С. 59-66.

25. Malhotra S. S., Khan A. A. Effects of sulphur dioxide and other air pollutants on acid phosphatase activity in pine seedlings. Biochem. Physiol. Pfianzen, 175, 1980. pp. 228-36.

26. Jeffree C.E. Plant damage caused by SO2. Pp. 328-54 in Papers presented to the Symposium on the Effect Airborne Pollution on Vegetation, Warsaw, Poland. UN Econ. Comm. 1980. Europe: xx+410 pp.

27. Leffler H. R., Cherry J. H. Destruction of enzymatic activities of corn and soybean leaves exposed to ozone. Can. J. Bot., 43, 1974. pp. 677-85.

28. Ormrod D. P. Pollution in Horticulture. 1978. Elsevier, Amsterdam, The Netherland: xi+ 260 pp.

29. Антипов В. Г. Влияние дыма и газов на цветение и плодоношение некоторых деревьев и кустарников // Сб. ботанических работ, вып.2. Белорусское отд. ВБО Минск, 1960. 200 с.

30. Тарабрин В. П. Устойчивость древесных растений в условиях промышленного загрязнения окружающей среды: Автореферат диссертации д-ра биологических наук,- Киев, 1974. 54 с.

31. Ashenden Т. W., Williams I. A. D. Growth reductions in Lolium multiflorum Lam. and Phleum pratense L. as a result of S02 and N02pollution. Environ. Pollut. (Ser. A), 21, 1980. pp. 131-9.

32. Kohut R. J., Davis D. D. Response of Pinto Bean to simultaneous exposure to ozone and peroxyacetylnitrate. Phytopathology, 68, 1978. pp. 567-9.

33. Runeckles V. C., Palmer K., Giles K. Effects of sequential exposures to NO2 and 03 on plants. 3rd Int. Congr. Plant Pathology, munich, Abstracts. 1978. p. 343.

34. Keller T. The simultaneus effect of soil-borne NaF and air pollutant S02 on C02- uptake and pollutant accumulation. Oecologia, 44, 1980. pp. 283-5.

35. Linzon S. N. Effects of airborne sulphur pollutants on plants. Pp.110-62 in Sulphur in the Environment, Part II: Ecological Impact (Ed. J.C. Nriagu). John Wiley, Sons, Chichester, England, 1978. 482 pp.

36. Vostal J.J. Effects of fluoride on vegetation. Pp.77-132 in fluorides (Charman, Panel on Fluorides, J.J. Vostal). National Academy of Sciences, Washington,DS,1971.295 pp.

37. Hick D.R. Diagnosing Vegetation Injury Caused by Air Pollution. Environmental protection Agency, Washington, DC, 1978. USA: 182 pp.

38. Tingey D.T., Reinert R.A., Dunning J.A., Heck W.W Foliar injuri responses of eleven plant species to ozone-sulphur dioxide mixtures Atmos. Environ., 7, 1973. pp.210-8.

39. Николаевский B.C. Биологические основы газоустойчивости растений. -Новосибирск: Наука 1979. 278 с.

40. Александров В.Я. О способности растительных клеток репарировать повреждения, вызванные нагревом. В кн. Система надежности клетки. -Киев.: Наукова Думка 1977. С. 85-88.

41. Илькун Г.М. Газоустойчивость растений. -Киев.: Наукова. думка, 1971. С. 17-29.

42. Rich S., Turner N. С. Importance of moisture on stomotal behaviour of plants subjected to ozone. J. Air Pollut. Control Assoc., 1972. pp. 22.

43. Huttunen S. Air-pollution-induced stresses in forest ecosystems. Pp. 1392-400 in Proceedings of the 5th International Clean Air Congress, Buenos Aires, 20-250ctober, 1980. Buenos Aires, Argentina: 1498 pp.

44. Shriner D. S. 1977. Effects of simulated rain acidified with sulfuric acid on host-parasite interactions. Water, Air and Soil Pollution, 8, 1982. pp. 9-14.

45. Shriner D. S., Cowling E. B. Effects of asidification on plant pathogens. Pp. 435-42 in Effects of Acid Precipitation on Terrestrial Ecosystems Ed. Т. C. Hutchinson, M. Havas. 1980. Nato Conference Series Ecology: xi+654 pp. Illustr.

46. Гришин A. M. Математическое моделирование лесных пожаров. -Томск: Из-во Томского университета. 1981. 277с.

47. Павлюкевич Н. В., Горелик Г. Е. Левданский В. В., Лейцина В. Г., Рудин

48. Г. И. Физичесая кинетика и процессы переноса при фазовых превращениях. -Минск.; 1980. 150 с.

49. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. -JL: Химия. 1982. 591 с.

50. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике.- М: Наука, 1965. 848 с.

51. Недужий И. А., Болотин Н. К. В кн. Теплофизические характеристики вещества. Вып. 1 М., "Стандарты" 1968. 200 с.

52. Bingham Е. С., and Stookey: J. Am. Chem. Soc., 61: 1625 (1939).

53. Edmister W. C.: Pet. Refiner, 37(4): 173 (1958).

54. Eubank P. Т., Smith J. M.: AIChE J.,8: 117 (1962).

55. Исаченко В. П. Теплообмен при конденсации. -М.: Энергия,1977. 55 с.

56. Fuller Е. N., Giddings J. С.: J. Gas Chromator., 3: 222 (1965).

57. Marrero Т. R., Mason E. A.: J. Phys. Chem. Ref. Data, 1: 3 (1972).

58. Самарский А. А. Теория разностных схем. -М.: Наука. 1977. 656 с.

59. Пасконов В. М., Полежаев В. И., Чудов JL А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. -М.: Наука, 1984. 284.

60. Исаченко В. П. Теплообмен при конденсации. -М.: Энергия, 1977. 150 с.

61. Лазарев Н.В., Левина Э.Н. Вредные вещества в промышленности. Т.1 Органические вещества. -Л.: Химия. 1976. 525 с.

62. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 448 с.

63. Биологические механизмы и феномены действия низкочастотных и статестических электромагнитных палей на живые системы./ Под ред. Г.Ф.

64. Плеханова. Материалы Всесоюзного симпозиума // Томск: Из-во Том. Ун-та, 1984. 158 с.

65. Казначеев В.П., Михайлова В.П., Биоэнергетическая функция естественных электромагнитных полей. Новосибирск: Наука, 1985. 181 с.

66. Тулупов П.Е.и др. Химические превращения диметилгидразина в атмосфере воздуха и идентификация их продуктов / Загрязнение атмосферы и почвы. М.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 87-101.

67. Даниленко A.A., Коломейчук B.C., Селегей В.В. Химический состав и загрязнение поверхностных вод бассейна Верхней Оби // Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах. Аналитический обзор. Ч. III, Новосибирск, 1989. С. 30-42.

68. Крышев И.И., Сзыкина Т.Г. Имитационные модели динамики экосистем в условиях антропогенного действия ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1990.

69. Глобальные выпадения продуктов ядерных взрывов как фактор облучения / Под. Ред. А.Н. Марея. М.: Атомиздат, 1980.

70. Алексеев В.А. Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных загрязнителей. Таллин, 1982. Ч. I С. 97-115.

71. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / Под. Ред. В.А. Алексеева. Л.: Наука, 1990. 220 с.

72. Экогеохимия городских ландшавтов / Под. ред. Н.С. Касимова. М.: Из-во МГУ, 1995. 336 с.

73. Авров Ф.Д. Экология и селекция лиственницы. Томск: Спектр, 1996. 213 с.

74. Цельникер Ю.Л., Малкина И.С. Хлорофильный индекс как показатель годичной аккумуляции углеродадревостоя леса. Физиология растений, 1994. Т. 41. С. 325-330.

75. Воронин П.Ю., Ефимцев Е.И., Васильев A.A., Ватковский О.С., Мокроносов А.Т. Проективное содержание хлорофилла и биоразнообразие растительности основных ботанико-географических зон России. Физиолоия растений, 1995. Т. 42. С. 295-302.

76. Пьянков В.И., Мокроносов А.Т. Основные тенденции изменения растительности Земли в связи с глобальным потеплением климата. Физиология растений, 1993. Т. 40. С. 515-531.

77. Пьянков В.И., Иванов Л.А. Структура биомассы у растений бореальной зоны с разными типами экологических стратегий. Экология, 2000. №1. С. 310.

78. Алексахин P.M. Радиоактивное загрязнение почвы и растений. М., 1963.

79. Лобарев В.М., Замышляев B.B. и др. Ядерные испытания, окружающая среда и здоровье населения Алтайского края. Барнаул, 1993.T.I. Кн. 2. С. 5120.

80. Мальгин A.A., Пузанов A.B. Цезий-137 в почвах Алтайского края. Сибирский экологический журнал. 1995. №6. С. 499-509.

81. Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радионуклиды / СОР АН, Объед. Институт геологии, геофизики и минералогии; Научн. ред. Чл.-кор. РАН Г.В. Поляков. Новосибирск.: Из-во СОРАН, НИЦ ОИГГМ, 1996 248 с.

82. Зотова Л.В. Математическое моделирование конденсации вторичных веществ, загрязняющих атмосферу, на поверхности фитоценозов // Сопряженные задачи механики и экологии: Материалы зимней школы-семинара молодых ученых. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1999. С. 32.

83. Зотова Л.В. Выпадение кислотных примесей, загрязняющих атмосферу, на поверхность фитоценозов // Рукопись деп. в ВИНИТИ 05.05.2000, № 1304 Деп. 11 с.

84. Зотова Л.В. Процесс выпадения антропогенных эмиссий, загрязняющих атмосферу, на поверхность фитоценозов // Рукопись деп. в ВИНИТИ 05.05.2000, № 1303 Деп. -13 с.

85. Зотова Л.В. Конденсация антропогенных примесей атмосферы на поверхности фитоценозов // Современные проблемы физики и технологии: Сб. статей молодых ученых. Томск: Изд-во НТЛ, 2000. С. 91.