Стойкие органические загрязняющие вещества в атмосфере Российской Арктики

Никитин, Влас Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Стойкие органические загрязняющие вещества в атмосфере Российской Арктики
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Стойкие органические загрязняющие вещества в атмосфере Российской Арктики"

На правах рукописи

НИКИТИН Влас Александров

□03057484

СТОИКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА В АТМОСФЕРЕ РОССИЙСКОЙ АРКТИКИ

Специальность 25.00.36 — Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Обнинск-2007

003057484

Работа выполнена в Государственном учреждении «Научно-производственное объединение «Тайфун»

Научный руководитель Доктор биологических наук

Коноплев Алексей Владимирович

Официальные оппоненты:

Доктор географических наук, профессор Клещенко Александр Дмитриевич

Ведущая организация. Государственное учреждение «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» (ГУ ААНИИ), г Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится «21» мая 2007 г в 14 30 часов на заседании Диссертационного совета Д 002 049 01 при Государственном учреждении «Институт глобального климата и экологии Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Российской академии наук».

107258, РФ, г Москва, ул Глебовская, д 20-6, ГУ ИГКЭ Росгидромета и РАН, Диссертационный совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН

Автореферат разослан«//)■>__-¿<Л 200/г

Кандидат химических наук

Афанасьев Михаил Иосифович

Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор географических наук, профессор Черногаева Галина Михайловна

Актуальность темы

Стойкие органические загрязняющие вещества или загрязнители (СОЗ), поступающие в окружающую среду в результате деятельности человека, в силу высокой токсичности, стабильности, способности к дальнему переносу и биоаккумуляции считаются одними из наиболее опасных загрязнителей СОЗ являются объектами мониторинга во всех природных средах В связи с этим в конце XX века на международном уровне был принят ряд соглашений и программ по сокращению или полному прекращению их выбросов, а также контролю над содержанием этих соединений в природной среде Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию атмосферного загрязнения СОЗ в Российской Арктике (п. Амдерма в Западной Арктике и метеостанция Валькаркай на Чукотке) и оценке возможных источников СОЗ применительно к исследуемым регионам. Проблема загрязнения Арктики СОЗ актуальна в связи со специфическими климатическими условиями, присущими арктическим областям Низкая температура и отсутствие света зимой способствуют увеличению периода разложения СОЗ и их интенсивному накоплению в объектах окружающей среды Большинство исследуемых в работе веществ являются предметом Стокгольмской конвенции о СОЗ, подписанной Правительством РФ в 2002 г, а также Программы арктического мониторинга и оценки (АМАП) Кроме того, согласно данным ряда исследований, СОЗ даже в незначительных концентрациях способны оказать негативное влияние на состояние окружающей среды и здоровье человека

Цель работы

Целью настоящей работы является исследование уровней СОЗ в атмосфере Российской Арктики по данным наблюдений и оценка типа источников загрязнения окружающей среды этими веществами

Задачи исследования

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи организация новой станции экспериментальных наблюдений СОЗ на Чукотке (в районе метеостанции Валькаркай), выбор методики отбора проб воздуха и ее внедрение для наблюдений СОЗ в атмосфере на м/с Валькаркай,

систематизация и анализ данных экспериментальных наблюдений СОЗ в Валькаркае и Амдерме,

обобщение и сравнение данных мониторинга СОЗ в атмосфере по российским и зарубежным арктическим станциям, оценка типа источников загрязнения на основании анализа зависимостей содержания СОЗ в воздухе от температуры приземного слоя воздуха,

определение относительного вклада гомологических групп полихлорированных бифенилов (ПХБ) в их общее содержание в воздухе исследуемых регионов и оценка возможного типа источников

загрязнения ПХБ,

расчет характерных соотношений концентраций полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и выявление видов органического топлива, дающих наибольший вклад в общее содержание ПАУ в воздухе на метеостанции Валькаркай и в Амдерме

Личный вклад соискателя

Диссертационная работа является результатом исследований атмосферного загрязнения СОЗ в Российской Арктике, проводившихся автором в 2002-2007 гг в Химико-аналитическом центре Государственного учреждения «Научно-производственное объединение «Тайфун» Автор лично принял участие в двух экспедициях на Чукотку для организации станции экспериментальных наблюдений СОЗ в воздухе, подготовки персонала метеостанции Валькаркай, отбора проб и доставки проб в ГУ «НПО «Тайфун» В рамках целей и задач работы автором проведен сбор, расчет, обобщение и анализ данных мониторинга СОЗ в российских и зарубежных регионах Арктики Все научные выводы, изложенные в заключительной части диссертационной работы, принадлежат автору.

Научная новизна работы

В рамках проведенного исследования впервые получены концентрации ПХБ, ПАУ, хлорорганических пестицидов (ХОП) и их метаболитов в воздухе за продолжительный период времени в районе п Амдермы и за летний период 2002 г. на Чукотке (м/с Валькаркай).

Впервые проведено сопоставление полученных результатов экспериментальных наблюдений в Валькаркае и Амдерме с данными по другим российским и зарубежным станциям

Впервые получены зависимости натурального логарифма парциального давления паров ряда ПХБ, а также некоторых ХОП и их метаболитов, в воздухе в районе п Амдерма от температуры приземного слоя воздуха

Впервые рассчитано распределение концентраций конгенеров ПХБ в воздухе на станциях наблюдений СОЗ в Валькаркае и Амдерме в зависимости от количества атомов хлора в молекуле

Рассчитаны диагностические соотношения уровней содержания в воздухе некоторых индикаторных ПАУ на станциях наблюдений СОЗ в Российской Арктике.

Соискатель выносит на защиту

1. Результаты обобщения и анализа данных экспериментальных наблюдений СОЗ в атмосфере Российской Арктики

2 Оценка типа источников загрязнения воздуха ПХБ по распределению концентраций конгенеров ПХБ в воздухе в зависимости от количества атомов хлора в молекуле

3 Диагностические соотношения концентраций индикаторных ПАУ

для оценки видов топлива, дающих при сгорании основной вклад в атмосферное загрязнение ПАУ

4 Зависимости натурального логарифма парциального давления паров СОЗ в воздухе от температуры приземного слоя воздуха для района Амдермы

Практическая значимость работы

На территории Российской Арктики внедрена в практику современная методика отбора проб воздуха на содержание СОЗ, основанная на длительной прокачке воздуха через слои фильтрующего материала и позволяющая раздельно отобрать газовую фазу СОЗ и взвешенные в атмосфере твердые частицы

Полученные данные по загрязнению воздуха СОЗ на станциях наблюдений в российской Арктике (Амдерма и Валькаркай) в сочетании с данными по другим регионам составляют целостную картину атмосферного загрязнения Арктики СОЗ Выявленные уровни СОЗ в воздухе могут оказаться полезными при оценке вредного воздействия данных веществ на наземные экосистемы, принятии мер и выработке рекомендаций по сокращению выбросов и предотвращению загрязнения воздуха ПХБ и ПАУ.

Внедрение

Результаты исследования по теме диссертации были использованы и используются:

при выполнении НИР Росгидромета по теме 1.4.7 «Оценить состояние, тенденции и динамику изменения загрязнения почв токсикантами промышленного происхождения, пестицидами, а также стойкими органическими загрязняющими веществами в объектах природной среды, в том числе в рамках обязательств Росгидромета по МПГ Обеспечить подготовку и издание режимно-справочных материалов, выполнение международных обязательств Росгидромета, научно-методическое руководство работами сетевых организаций. Обеспечить обработку информации, получаемой с сети мониторинга загрязнения окружающей среды, включая анализ проб, и ведение режимно-справочных баз и банков данных о загрязнении окружающей среды», в материалах Росгидромета в рамках международного сотрудничества по программе АМАП

Апробация работы

Основные результаты диссертации представлялись на научных семинарах и итоговых секциях Ученого совета ГУ «НПО «Тайфун», а также на следующих научных конференциях

Международная конференции по СОЗ (Москва, 2002 г ), II Всероссийская конференция по проблемам диоксинов в России (Уфа, 2004 г),

X Всероссийская конференция молодых ученых- «Состав атмосферы

Климатические эффекты. Атмосферное электричество» (Звенигород,

2006 г.),

II Конференция молодых ученых национальных гидрометслужб

государств-участников СНГ «Новые методы и технологии в

гидрометеорологии» (Москва, 2006 г)

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 7 научных трудах соискателя

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы (119 источников) Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц, 32 рисунка.

ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ, СВОЙСТВА И ПОВЕДЕНИЕ СОЗ В АТМОСФЕРЕ И ДРУГИХ ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе 1 собраны и проанализированы литературные данные по свойствам, источникам, выбросам СОЗ и их уровням в атмосферном воздухе, а также охарактеризованы процессы атмосферного переноса СОЗ и выпадения СОЗ из атмосферы В настоящей работе рассматриваются такие классы соединений, как полихлорированные бифенилы (ПХБ), хлорорганические пестициды (ХОП) и их метаболиты, а также полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые по ряду свойств также примыкают к СОЗ

Существует 209 индивидуальных конгенеров ПХБ, различающихся числом и положением атомов хлора в молекуле и имеющих общую формулу С12Н10.„С1П, где п = 1-10 Используемые в промышленности ПХБ являются сложной смесью изомеров. ПХБ обладают стабильностью к внешним воздействиям, имеют значительную фотоустойчивость и малую реакционную способность и, как следствие, медленно разлагаются в природных средах (Клюев и Бродский, 2000) Токсическое действие ПХБ зависит от их химической структуры. Наиболее токсичны конгенеры с планарной конфигурацией (не имеющие заместителей в орто-положении относительно межъядерной связи СГСГ) Основными источниками поступления ПХБ в окружающую среду и биоту являются, испарение из пластификаторов, выделение в атмосферу при сжигании промышленных и бытовых отходов, при возгорании трансформаторов, конденсаторов и другого промышленного оборудования, утечки ПХБ на производстве вместе с другими промышленными отходами, вывоз ПХБ на свалки и поля аэрации, неконтролируемые пути промышленного загрязнения, химическое производство, металлургия, производство красок, клеев, полимеров и др Современные уровни смесей ПХБ

в атмосферном воздухе достигают нескольких десятков нг/м3, однако в фоновых районах эти величины во много раз ниже (Клюев и Бродский, 2000)

ХОП это большой класс химических веществ, представленный галогенпроизводными алициклических и ароматических соединений Большинство ХОП имеют ярко выраженные кумулятивные свойства, последствия которых проявляются в изменении иммунологического статуса живых организмов, мутагенных и тератогенных эффектах (Майстренко и Клюев, 2004) Низкая стоимость производства и эффективность воздействия обусловили широкое применение данных веществ во всем мире, начиная с 1950-х гг и заканчивая настоящим временем Эмиссия пестицидов в атмосферу при их производстве незначительна в сравнении с их поступлением в результате применения в сельском и лесном хозяйстве Фоновые уровни ХОП различны и могут быть достаточно велики Например, концентрация у-гексахлорциклогексана (у-ГХЦГ) в некоторых регионах Северного полушария может достигать нескольких нг/м3 (Шаталов и др , 2003)

ПАУ содержат в составе молекулы три или более бензольных колец Токсичность отдельных представителей ПАУ зависит как от индивидуальных особенностей живых организмов, так и от экологической обстановки в целом Она определяется также физико-географическими, климатическими и погодными условиями При этом для ПАУ кумулятивный эффект более выражен по сравнению с кратковременным воздействием высоких доз токсикантов (Майстренко и Клюев, 2004) Основные источники поступления ПАУ в окружающую среду это — ископаемое топливо, включая сырую нефть, и неполное сгорание органических материалов, таких как древесина, уголь, нефть Максимальные уровни содержания 4 индикаторных ПАУ (бензо(а)пирен, бензо(Ь)флуорантен, бензо(к)флуорантен и индено(1,2,3-сс!)пирен) в воздухе достигают единиц нг/м3, а минимальные концентрации этих соединений лежат в диапазоне 10"4— 10"2 нг/м3 и наблюдаются в местах, наиболее удаленных от районов промышленной деятельности человека, например, в Арктике (Манцева и др, 2002)

Атмосфера, по всей видимости, играет наиболее важную роль в переносе полулетучих СОЗ, поэтому наблюдение за концентрациями данных веществ в воздухе имеет первостепенное значение Важность атмосферного переноса обусловлена его скоростью при благоприятных метеорологических условиях перемещение загрязненных воздушных масс из регионов-источников в Арктику может занять от нескольких дней до нескольких недель (АМАР, 2004) Атмосферный перенос СОЗ определяется пространственным расположением источников загрязнения, закономерностями циркуляции воздуха, обменом с земной поверхностью и химической трансформацией веществ Атмосферные ветры переносят СОЗ к северу (АМАР, 1998) Обмен загрязняющих веществ между атмосферой и поверхностью земли - это комплекс процессов, включающих сухое осаждение частиц, газовый обмен и выпадение осадков Перенос за счет выпадения осадков зависит от распределения газовая фаза/частицы, растворимости в воде и адсорбции на частицах снега Для

определенных загрязнителей также важна химическая трансформация в результате реакций с ОН, N03, Br или CI (Barrie et al, 1997) Перенос веществ из атмосферы на земную поверхность в полярных регионах существенно усложняется за счет присутствия с нежного и ледяного покрова, толщина которого подвержена сезонным колебаниям

Регулярный атмосферный мониторинг СОЗ в Арктике проводился в разные годы или ведется в настоящее время на специально оборудованных станциях в Канаде, Исландии, Норвегии, Финляндии и России (АМАР, 2004, Kallenborn et al, 2002, Konoplev et al, 2002, Hung et al, 2005) Пробы воздуха также отбирались в ряде экспедиционных обследований В течение 1999 - 2001 гг НПО "Тайфун" в сотрудничестве с канадскими исследователями проводил атмосферный мониторинг СОЗ в Амдерме (Konoplev et al, 2002) В 2002 г в рамках российско-американо-канадского проекта на Чукотке, в районе м/с Валькаркай, была установлена станция экспериментальных наблюдений СОЗ Основными объектами мониторинга СОЗ являются представители ПХБ, ХОП и ПАУ

ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Географические особенности мест отбора проб

Амдерма Географические координаты п/с Амдерма (Архангельская обл ) 69° 43' с ш, 61° 37' в д П Амдерма находится на северной оконечности Югорского полуострова, на побережье Карского моря (рис 1) Большую часть года морская поверхность покрыта льдом и снегом Центр полуострова занимает низкий хребет Пай-Хой, являющийся продолжением Полярного Урала Окрестности поселка представляют собой болотистую тундру

Амдерма расположена в атлантической области субарктического пояса, для которого характерны суровость и изменчивость погод, пасмурность, продолжительная зима с частыми метелями, короткое холодное лето Климат формируется в условиях малого количества солнечной радиации зимой, под влиянием северных морей и интенсивного западного переноса, обеспечивающего вынос морских масс воздуха с Атлантического океана, а также под влиянием местных физико-географических особенностей территории

Средняя годовая температура воздуха составляет —7 °С Наиболее холодный месяц февраль со средней температурой -19 °С В отдельные дни температура воздуха может опускаться до -40 °С и ниже Август - наиболее теплый месяц года со средней температурой 7 °С Вегетационный период невелик и длится всего 2 месяца

Рис. 1. Расположение базовых станций мониторинга СОЗ в Арктике.

В Амдерме в целом за год выпадает более 300 мм осадков, из них около 30% приходятся на ноябрь-март. Осадки наблюдаются в течение 200 дней. Характерным для района Амдермы является высокий фон влажности воздуха. В течение года отмечается около 290 дней с влажностью воздуха более 80% и только 0.1 сухих дня.

В Амдерме наиболее суровая погода отмечается с ноября по март и в большей степени зависит от скорости ветра, чем от температуры воздуха. Скорости ветра значительны во все месяцы года. В холодное время преобладают ветры южных направлений, в теплое - северных и восточных.

Снежный покров в среднем появляется в конце сентября, но в отдельные годы уже в конце августа земля покрывается снегом. Как правило, держится он до начала июня, но иногда может растаять только к июлю. Снежный покров сохраняется большую часть года . 236 дней (Северное УГМС, 2003).

Вачъкаркай. М/с Валькаркай расположена на берегу Восточносибирского моря приблизительно в 40 км к северу от г. Пеаека с населением около 8000 человек и имеет координаты: 70°05'10" с. ш. и 170°55'28" в. д. В

пределах 250 км от м/с Валь каркай нет других крупных населенных пунктов, кроме г. Певека, или промышленных предприятий, которые могут послужить возможными источниками загрязнения воздуха СОЗ. Географическое расположение м/с Валькаркай представлено на рис. I.

В летне-осенний период года в районе м/с Валькаркай преобладают ветры северо-восточных направлений. Средняя многолетняя температура воздуха августе и сентябре составляет 2.7 и н0.4 °С соответственно, а среднегодовая: -12.5 °С (А]г70пе. 2002).

Прилегающая к метеостанции местность - ровная, хорошо продуваемая со всех сторон, относительно лишенная орографических особенностей (гористая местность начинается примерно в 15-20 км к югу). Станция наблюдений СОЗ (рис. 2) расположена приблизительно в 600 м в юго-западном направлении от м/с Валькаркай.

Рис. 2. Станция экспериментальных наблюдений СОЗ на Чукотке.

Исходные данные

В настоящей работе использованы результаты лабораторного анализа в общей сложности 280 проб атмосферного воздуха (148 проб - газовая фракция СОЗ, 74 пробы - аэрозольная фракция СОЗ, 58 холостых проб), отобранных в районе п. Амдермы и на Чукотке в районе метеостанции Валькаркай (по станции наблюдений на Чукотке использованы результаты анализа 36 проб). В каждой пробе исследовалось содержание свыше 150 индивидуальных химических соединений. Кроме того, в период наблюдений ежедневно

измерялась температура приземного слоя воздуха в местах отбора проб, которая впоследствии была использована при расчете зависимостей содержания СОЗ в атмосфере от температуры В исследовании также использовались результаты мониторинга СОЗ в Арктике, представленные в отчетах по Программе АМАП (1997, 1998, 2002 и 2004 гг) и ряде других научных работ Для оценки типа источников, влияющих на атмосферное загрязнение в исследуемой части Российской Арктики, проводилось сопоставление полученных результатов с взятыми из литературы экспериментальными коэффициентами зависимостей натурального логарифма давления насыщенных паров ПХБ и ХОП от обратной температуры, составом промышленных смесей ПХБ и характерными соотношениями концентраций индикаторных ПАУ в воздухе (результаты этих исследований и их обсуждение представлены в Главе 5)

Методы исследования

Методика отбора проб В основе метода отбора проб воздуха лежит прокачка воздуха через слои фильтрующего материала При этом происходит раздельный отбор аэрозольной и газовой фракций СОЗ. твердые частицы оседают на фильтре из стекловолокна (GFF), газовая фракция - на двух слоях полиуретанового фильтра (PUF), расположенных непосредственно за GFF-фильтром Пробоотборная установка состоит из впускного устройства, картриджа с фильтрами, стабилизатора расхода воздуха, компрессора и таймера (рис. 3)

Установка работала непрерывно, пробы отбирались один раз в неделю Каждые четыре недели для оценки возможного загрязнения фильтров в ходе пробоотборных процедур отбиралась бланковая проба Замена фильтров в картридже производилась в специальном помещении с использованием пинцетов и одноразовых перчаток После извлечения фильтры помещались в специальные контейнеры и герметично запечатывались тефлоновой лентой Все пробы маркировались специальным буквенно-цифровым кодом

впускное устройство

гсздух

стабилизатор расхода воздуха

защитный корпус

таймер

сеть 220 В

__(С i --i_

У//У////////У, УУ///////А /////////////УУ/,

выброс воздуха

компрессор

Рис. 3. Схематическое устройство пробоотборной установки.

Методика лабораторного анализа В пробах воздуха приземного слоя атмосферы исследовалось содержание ПХБ, ПАУ, а также некоторых ХОП и их метаболитов. Каждая проба экстрагировалась в аппарате Сокслета гексаном (PUF) или дихлорметаном в течение 20 часов Объем экстракта уменьшали до 68 мл, после чего примерно равные доли экстракта переносили в три предварительно взвешенные ампулы. Одна доля поступала на последующий анализ в Химико-аналитический центр НПО «Тайфун», другая отправлялась для лабораторного анализа в Канаду, третья сохранялась В лаборатории НПО «Тайфун» пробу делили на две аликвоты (2.1).

В первую аликвоту добавлялся стандартный раствор, содержащий меченые 13С конгенеры ПХБ и ХОП Проба фракционировалась при помощи дезактивированного флорисила Первая фракция элюировалась гексаном, вторая и третья - смесью гексана и дихлорметана Фракции затем анализировались методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии, причем вторая и третья фракции перед анализом объединялись Использованное оборудование - прибор GC/MS Varían Saturn 2200 Т

Во вторую аликвоту добавлялся суррогатный внутренний стандарт, содержащий дейтерированные ПАУ. Очистка экстракта проводилась методом гель-проникающей хроматографии с Bio-Beads SX-3 в качестве сорбента Затем проба фракционировалась при помощи колонки с дезактивированным алюмогелем и силикагелем Анализ ПАУ проводился методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии Использованное оборудование - прибор GC/MS HP 5890/5972А с ионизацией электронным ударом

Оценка типа источников загрязнения воздуха СОЗ Для оценки типа источников загрязнения воздуха СОЗ были использованы следующие методы

анализ зависимостей содержания ПХБ и ХОП в атмосферном воздухе от температуры приземного слоя воздуха (применительно к Амдерме), исследование относительного вклада гомологических групп ПХБ в их общее содержание и анализ диагностических соотношений концентраций индикаторных ПАУ Подробная информация по указанным методикам приводится в Главе 5

ГЛАВА 3. УРОВНИ СОДЕРЖАНИЯ СОЗ В ВОЗДУХЕ В АМДЕРМЕ И НА МЕТЕОСТАНЦИИ ВАЛЬКАРКАЙ

ПХБ Средняя суммарная концентрация 62-х конгенеров ПХБ в воздухе на м/с Валькаркай (газовая фаза и взвешенные частицы) составила около 70 пг/м3.

Таблица 1 Средние концентрации конгенеров ПХБ, контролируемых по программе АМАП (пг/м3)__

Конгенер ПХБ Валькаркай Амдерма

август-сентябрь 2002* август-сентябрь 1999* 1999-2000**

28 1,41 1,4 0,47

31 2,74 0,27

52 5,75 0,85 0,30

101 8,64 0,58 0,37

105 0,23 0,14 0,06

118 8,59 0,38 0,20

138 2,73 0,32 0,16

153 2,43 0,33 0,20

156 0,07 0 0,02

180 0,11 0,02 0,03

ЕПХБ 29,96 6,76 2,08

Примечание *- Среднее значение по 10-ти пробам воздуха (30-39 недели указанного года), ** -Копор1еу & а1, 2002.

В таблице 1 представлены средние концентрации в воздухе 10-ти конгенеров ПХБ, контролируемых по программе АМАП (28, 31, 52, 101, 105, 118, 138, 153, 156, 180 по номенклатуре ЮПАК), по двум станциям наблюдений СОЗ (Валькаркай и Амдерма) Суммарная концентрация этих 10-ти конгенеров в районе м/с Валькаркай составила около 30 пг/м3 Это значительно превышает суммарные концентрации аналогичных веществ в Амдерме как в осенне-летний период 1999 г. (около 7 пг/м3), так и за весь период пробоотбора в 1999-2000 гг (около 2 пг/м3, Konoplev et al, 2002) Кроме того, при сопоставлении полученных концентраций ПХБ на м/с Валькаркай с концентрациями на

некоторых зарубежных станциях мониторинга СОЗ, наблюдалась схожая картина. Так, например, по данным отчета АМАП за 1998 г., в августе-сентябре 1993 г, суммарные концентрации указанных выше конгенеров ПХБ в воздухе на станциях мониторинга в Тэгише, Алерте и Ню-Олесунне составили всего лишь 5, 6 и 11 пг/м' соответственно.

Тем не менее, в ряде случаев уровни ПХБ в воздухе в Ню-Олесунне были сопоставимы с аналогичными величинами в Валькаркае (рис, 4). Например, в 1998 г. концентрация 10 конгенеров ПХБ на норвежской станции

мониторинга превысила (Kaltenborn et al., 2002).

40 пг/м', а в 1999 г, составила около 25 пг/м

19 »t

ше

ilk .

im * &

и»

HLl.iiI ■

0 je ii 52 mioiiisufiisjiiiifo к пит с не у IIXJB

it 11 И ICH Hi 1 Iii J(1 li31iilt (I

e i

28 n si ШШШ№Ш1£6Ш

конгене)) ПХБ

ИШ 12 101 1»1ШЗ«Ш1*й18В

ковгенер I 1ХБ

Рис. 4. Концентрация 10 конгенеров ПХБ в воздухе (газовая фаза и взвешенные частицы, пг/м3) на арктических станциях мониторинга СОЗ: а-д (АМАР, 2004); е-данное исследование, а - Алерт, 1996 и 1998 гг.; б -1996 и 1998 гг.; в - Ню-Олесунн, 1998 г.; г - Паллас, 1996 и 1998 гг. (7 конгенеров ПХБ); д - Амдерма, 1999 г.; е - Валькаркай, август-сентябрь 2002 г.

ХОП, Концентрации гексахлобензола (ГХБ) и пентахлорбензола (ПеХБ) в Валькаркае были, в целом, сопоставимы с аналогичными в Амдерме (приблизительно 25 и 2 пг/м5), и составили около 18 и 1 пг/м3 соответственно (рис. 5). Концентрации изомеров ГХЦГ в районе м/с Валькаркай были приблизительно равны: а-ГХЦГ - 10 пг/мЗ, у-ГХЦГ - I пг/м3, в то время как в Амдерме эти величины составили около 19 и 5 пг/м3 соответственно.

Уровни ДДТ и его метаболитов в Валькаркае (рр'-ДДТ - около 2 пг/м3, 2ЩДТ - более 7 пг/м') оказались значительно выше, чем в Амдерме (рр'-ДДТ -около 0.5 пг/м3, ЕДДТ - менее 2 пг/м3). При сопоставлении этих уровней с концентрациями ДДТ на других станциях мониторинга в различные периоды времени выяснилось, что содержание ДДТ в воздухе в районе м/с Валькаркай,

как правило, в несколько раз выше, чем на других станциях. Например, уровни РР'-ДДТ в воздухе на станциях мониторинга СОЗ в Алерте, Тэгише и Нго-Олесунне в 1993 г были всего лишь 0.12, 0.17 и 0.26 пг/м соответственно (Halsall et al, 1998). Сравнение полученных результатов с данными более поздних лет выявило схожую тенденцию (рис. 6).

Интересно отметить, что уровни р-ГХЦГ, одного из компонентов технического ГХЦГ, в Валькаркае (2.35 пг/м3) оказались существенно выше, чем в 1993-1995 гг. на других станциях (табл. 2). В литературе также отмечается, что к концу 1999 г, среднегодовые концентрации р-ГХЦГ в воздухе Арктики составили всего 0,04-0,09 пг/м3, и в большей части проб содержание данного соединения было ниже пределов обнаружения (Hung et al., 2005).

30 -1

20 ;

ОС

э о 10

г л 1

тттт

ГХБ

1ШТ

r-хлордак рр'-ДДТ

Вещество

а-ГХЦГ д-ГХЦГ

Вещество

Рис. 5. Средние концентрации в воздухе ХОГ1 на станциях наблюдений СОЗ в Валькаркае (□, 2002 г.) и Амдерме (и, 1999 г.) в летне-осенний период года (август-сентябрь).

Таблица 2. Средние концентрации в воздухе (п г/м3) некоторых ХОП на 4 арктических станциях мониторинга СОЗ (данные по Кингейту, Тэгишу и

Вещество Кинге йт Тэгиш Дунай Валькаркай

1994 1995 1993 1994 1993 1994 2002

Гексахлорбензол 55,4 63,4 41.8 55,0 54,7 63,2 17,77

а-ГХЦГ 78,4 71,2 79,3 78,0 40,0 56,6 9,99

р-ГХЦГ 0,59 0,29 1,08 0,47 1.02 0,36 2,35

у-ГХЦГ 14,0 9,38 1 1,0 13,2 9,83 12,1 0,94

Октахлорстирол 0,97 0.62 0,44 0,89 0.60 0,86 0,77

транс-Хлордан 0,69 0,50 0,53 0,66 0,40 0,59 0,08

цис-Нонахлор 0.16 0,07 0,13 0,12 0,12 0,08 0,15

транс-Нонахлор 1,29 0.8! 1,01 1,12 0,79 0,89 0,48

РР'-ДДЕ 0,42 0,49 0,53 0,71 0,36 0,38 3,18

РР'-ДДТ 0,37 0,29 0,17 0,22 0,14 0,33 1,87

Уровни октахлорстирола, цис-нонахлора и гранс-нонахлора были сопоставимы между собой. Концентрация транс-хлордана в воздухе Валькаркае (0.08 пг/м3) оказалась значительно ниже, чем в 1993-1995 гг. в других регионах Арктики. Содержапи с некоторых других ХОП (гептахлор, пентахлоранизол,

цио хлор дан, гептахлор эпоксид, оксихлордан, эндосульфан. мирекс, дильдрин и др.) в большинстве проб (или во нсех) оказалось ниже минимального предела обнаружения.

12 10 8 6 4 2 О

Р, р'-ддт

8 6 4 2 О

р. Г-'-ДДЕ

л У,

£ £

Рис. 6. Концентрации рр'-ДД'Г и рр'-ДДЕ в воздухе (пг/м3) на арктических станциях мониторинга (АМАР, 2004) в сопоставлении с уровнями в Валькаркае.

ПАУ. Средняя суммарная концентрация ПАУ (17 индивидуальных представителей) в воздухе на м/с ВалькаркаЙ составила около 870 пг/м3, что существенно превышает аналогичную величину на друг их станциях (табл. 3). Исключение составляет лишь Тэгиш (около 740 пг/м ): в данном случае уровни загрязнения воздуха сопоставимы. Однако следует отметать, что на станции мониторинга в Тэгише основной вклад в суммарную концентрацию ПАУ (около 60 %) дает ретен, являющийся индикатором горения древесины хвойных пород (На1заН е1 а1., ¡997). Таким образом, применительно к Тэгишу. повышенный уровень ПАУ объясняется лесными пожарами в регионе пробоотбора (Вате е! а1., 1997; НаЕяаИ еЕ а1., 1997). На м/с ВалькаркаЙ вклад ретена в общую концентрацию невелик (около 5 %). следовательно, высокий уровень ПАУ не может быть обусловлен горением древесины.

Таблица 3 Средние концентрации ПАУ в воздухе (пг/м3) в летне-

осенний период года (данные по Алерту, Тэгишу и Дунаю - НакаП е! а!, 1997)

Вещество Валькаркай Амдерма Алерт Тэгиш Дунай

авг -сент авг - авг - май- май- май-

2002 сент сент сент сент сент

1999 2000 1994 1993 1993

Бензо(Ь)флуорантен 44,1 5,24 3,01 3,08 36,9 11,1

Бензо(к)флуорантен 12,6 1,09 0,57 - 0,62 5,02

Бензо(а)пирен 4,5 0,11 0,36 2,32 12,5 1,08

Индено(1,2,Зсс1)пирен 10,1 1,40 0,82 - - -

ХПАУ (17 веществ) 867 279 157 87 743 317

Количество индивидуальных представителей ПАУ, мониторинг которых проводится на арктических станциях в рамках программы АМАП, достигает 25 в зависимости от станции Тем не менее, только 11 ПАУ (антрацен, Б(а)А, Б(а)П, изомеры Б(Ь,],к)Ф, Б(§1и)П, хризен, Д(аЬ)А, флуорантен, ИП, фенантрен и пирен) являются общими для всех станций (АМАР, 2004) Чтобы привести равноценное сравнение уровней ПАУ в воздухе в различных регионах Арктики, применительно к станции Валькаркай была также рассчитана средняя суммарная концентрация указанных веществ, которая составила около 700 пг/м3 (рис 7)

«>000

2000

1000

Ачерт Ню-Очссмш П.1тп.н 1998 1998 " 1998

Аишрмл В.» чьклркай 1999 2002

Рис 7 Концентрация 11 ПАУ в воздухе (пг/м3) 4 арктических станций мониторинга СОЗ (АМАР, 2004) и в Валькаркае

Уровни 11 ПАУ в 2002 г в Валькаркае оказались выше, чем в 1998 г в Алерте и Ню-Олесунне, и немного ниже, чем в 1998 г в Палласе (около 900 пг/м3)

ГЛАВА 4. ЗАВИСИМОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПХБ И ХОП В ВОЗДУХЕ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ ВОЗДУХА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К П. АМДЕРМЕ

Подход к описанию зависимости уровней СОЗ от температуры

Изменение концентраций СОЗ в воздухе обусловлено двумя основными факторами - сорбцией/десорбцией этих веществ на подстилающей поверхности и дальним переносом СОЗ за счет перемещения воздушных масс Примененный в настоящей работе подход к описанию процессов, влияющих на первый фактор, предполагает, что подстилающая поверхность и прилегающая атмосфера находятся в химическом равновесии Когда концентрация вещества на подстилающей поверхности достаточно велика, так что ее изменение за счет испарения в области изменения температур воздуха пренебрежимо мало, зависимость логарифма парциального давления этого вещества от обратной температуры является линейной (Warna et al, 1998)

In PA=j + b

Полученные коэффициенты т сравниваются с аналогичными величинами для различных регионов, имеющимися в литературных источниках На основании такого сопоставления делается вывод о типе источника, влияющего на атмосферное загрязнение в районе отбора проб (Halsall et al, 1998, Warna et al, 1998) А именно чем меньше т, тем круче наклон прямой линии, описывающей данную регрессию, и, соответственно, тем больше вклад испарения СОЗ с подстилающей поверхности в общее загрязнение воздуха Если же наклон невелик, то можно сделать вывод, что в районе пробоотбора доминирует дальний перенос СОЗ (Yeo et al, 2003, Cortes et al, 1998, Warna et al, 1998, Cope et al, 1995)

Для ряда СОЗ было отмечено, что зависимость их содержания в воздухе от температуры приземного слоя воздуха четко проявляется в летний период года и исчезает при низких температурах (Hoff et al, 1992) Последнее выражается в нелинейной зависимости \пРл от 1/Г (Warna et al, 1998) Принимая во внимание вышеизложенное, было условно выделено два периода пробоотбора летний (í > 0 °С) и зимний (/ < 0 °С), зависимости от температуры по которым в настоящей работе рассматриваются отдельно

Зависимость уровней СОЗ от температуры приземного слоя воздуха (п. Амдерма)

ПХБ Зависимость от температуры проявлялась во всем диапазоне температур практически для всех 10 конгенеров ПХБ, контролируемых по программе АМАП (таблица 4) Исключение составляли ПХБ 156 (практически во всех пробах в летний период его содержание было ниже предела обнаружения, а в зимний - температурная зависимость отсутствовала полностью) и ПХБ 28 (отсутствие зависимости зимой)

Таблица 4 Коэффициенты т зависимости натурального логарифма

парциального давления паров (Па) 10-ти конгенеров ПХБ, контролируемых по программе АМАП, от обратной температуры (К"1)__

Амдерма Алерт*

Конгенер Зима Лето 1993-1998

ПХБ т N т г2 N т

28 1149 <0,1 47 -18903 0,56 16 -499 <0,1

31 -4230 0,56 48 -7956 0,43 16 -476 <0,1

52 -469 <0,1 48 -7465 0,23 16 -682 <0,1

101 -3159 0,26 48 -7750 0,30 16 -930 <0,1

105 -2450 0,11 47 -7113 0,18 16 -1010 0,13

118 -2356 0,13 47 -6734 0,29 16 -2795 0,31

138 -533 <0,1 44 -14612 0,35 16 -2865 0,36

153 -2691 0,11 47 -7628 0,12 16 -2646 0,31

156 1838 <0,1 13 - - 4 -447 <0,1

180 -2782 <0,1 37 -11979 <0,1 9 -3378 0,42

ЕюПХБ -2112 0,23 48 -9194 0,48 16 - -

Примечания г2 - коэффициент корреляции, N- количество проб, *- Hung et al, 2001

Для ПХБ 180 как зимой, так и летом, наблюдалась низкая степень корреляции (/^ < 0 1), хотя коэффициенты т были достаточно низки Однако, как и следовало ожидать, влияние температуры на атмосферное содержание ПХБ в летний период сказывалось в значительно большей степени, чем в зимний

Сравнение полученных результатов по десяти конгенерам АМАП с данными долгосрочного мониторинга СОЗ в Алерте (Hung et al, 2001) выявило похожую зависимость от температуры для конгенеров 118, 153 и 180 в зимний период В целом, можно сказать, что как в Алерте в течение нескольких лет мониторинга (1993-1998 гг.), так и в Амдерме в зимний период (1999-2001 гг) зависимость парциального давления паров от температуры для большинства представителей ПХБ проявлялась слабо.

ХОП Зависимость натурального логарифма парциального давления в воздухе паров а-ГХЦГ от обратной температуры (таблица 5) в летний период отсутствовала полностью, а в зимний была выражена слабо (т около -1700 К, г2 = 0 15 при уровне значимости р<0 005) Влияние температуры на атмосферное содержание у-ГХЦГ проявлялось более четко, причем в зимний период (т менее -4500 К, г1 = 0 35 при р <0 005) лучше, чем в летний (т около -2500 К, ^<0 1)

Более явная зависимость от температуры для у-ГХЦГ по сравнению с а-ГХЦГ отмечается в большинстве аналогичных исследований (Warna et al, 1998) Воды океанов имеют тенденцию содержать больше а-ГХЦГ, чем у-изомера (Iwata et al, 1993, Warna et al, 1998), поскольку в глобальном масштабе выбросы а-ГХЦГ были больше (АМАР, 1998, Li et al, 1996) и, возможно потому, что этот изомер более устойчив Соответственно, фоновые концентрации в воздухе а-ГХЦГ выше, чем у-ГХЦГ как в Арктике (АМАР,

1998, АМАР, 2004; CACAR II, 2003), так и в других регионах (Warna et al, 1998) Однако промышленно развитые страны Западной Европы использовали линдан, но практически не применяли технический ГХЦГ (Li et al, 1996) Например, исследование содержания изомеров ГХЦГ в хвое (Западная Европа) показало, что уровни у-ГХЦГ неизменно выше, чем a-изомера (Calamari et al, 1994) Места отбора проб, испытывающие влияние со стороны западноевропейских стран (к таким местам можно причислить и Амдерму), как правило, характеризуются описанными особенностями зависимостей от температуры для изомеров ГХЦГ (Wania et al, 1998)

Таблица 5 Сравнительная характеристика коэффициентов т зависимости натурального логарифма парциального давления паров (Па) некоторых ХОП и их метаболитов от обратной температуры (К"1)_

Вещество Амде рма Алерт* 1993-1997

Зима Лето

т г2 N от г* N т Г2

а-ГХЦГ -1669 0,15 49 268 <0,1 16 227 0,00

у-ГХЦГ -4714 0,35 49 -2517 <0,1 16 -27 0,00

т-хлордан -2430 0,23 48 -1086 <0,1 16 -854 <0,1

ц-хлордан -4069 0,39 48 1565 <0,1 16 -1930 0,17

оксихлордан -5475 0,49 49 2687 0,1 16 -2195 0,24

т-нонахлор -5603 0,53 48 3205 0,12 16 -2870 0,35

ц-нонахлор -7536 0,50 22 1641 <0,1 16 -3919 0,54

гептахлор эпоксид -4110 0,39 49 -6127 <0,1 16 -3107 0,31

дильдрин -3846 0,18 42 -3526 0,1 15 -2943 0,30

о,п-ДЦЕ -1555 <0,1 46 284 <0,1 16 473 <0,1

п,п-ДДЕ 60 <0,1 48 -3817 <0,1 15 1594 0,1

о,п-ДДТ -2692 0,12 47 -3042 <0,1 16 -1246 <0,1

п,п-ДДТ -2973 0,1 39 -6051 <0,1 16 - -

пентахлор-анизол -1568 <0,1 49 5830 0,18 16 1102 <0,1

эндосульфан -6105 0,43 48 673 <0,1 15 -2396 0,13

Примечания г2 - коэффициент корреляции, N- количество проб, *- Hung et al, 2002

Слабая зависимость (или ее отсутствие) в положительном интервале температур была характерна и для многих других ХОП и их метаболитов (таблица 5) Особенно это касается таких соединений как транс- и цис-хлордан, оксихлордан, транс- и цис-нонахлор, о,п'-ДДЕ, пентахлоанизол, эндосульфан В зимний период зависимость атмосферного содержания исследуемых загрязнителей от температуры во многих случаях проявлялась несколько лучше, чем в летний

Чтобы произвести равноценное сопоставление с литературными данными, применительно к п Амдерма была получена температурная зависимость парциального давления всех конгенеров ПХБ На рис 8

представлена зависимость натурального логарифма парциального давления в воздухе смеси ПХБ (около 90 конгенеров) от обратной температуры (К"1)

В летний период зависимость от температуры была ярко выражена т составлял около -9500 К, тогда как в отрицательном интервале температур она проявлялась слабо «более-1500 К Степень корреляции в первом случае также достаточно высока (г2 около 0 5 при р<0 005)

а)

смесь ПХБ (шм!)

-21,5

0 00 -22 -

164 0 00371 0 00578 0 00385 0 Я 0392 0 00399 0X10406 0 Я0413

-22 5 ■ -23 --23 5 --24 --24 5 -

InPt ' -1434/Г 17.24 г2 -0 13

1/Т

б)

0,00 ■21 5

-22

^ «2 5 ■23 ■23 5 -24

152 00035^ 000356 000358 0.00360 0 00362 0 00364 0.00366 0.00368

1пРЛ - -94541Т+11,27 г' - 0.48

смесь ПХБ (пето)

1/Т

Рис 8 Зависимость натурального логарифма парциального давления в воздухе (Па) смеси ПХБ (около 90 конгенеров) от обратной температуры (К"1)

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА СОЗ В ИССЛЕДУЕМЫХ РЕГИОНАХ

Определение типа источника загрязнения на основании анализа зависимостей содержания ПХБ и ХОП в воздухе (п. Амдерма) от температуры

Чтобы оценить вклад испарения ПХБ с подстилающей поверхности в общее загрязнение воздуха данными соединениями, полученные в настоящей

работе коэффициенты т, были сопоставлены с аналогичными коэффициентами зависимости давления насыщенных паров от обратной температуры, полученными экспериментально (Falconer and Bidleman, 1994) Оказалось, что в летний период эти величины сопоставимы между собой (таблица 4 и 6) Это говорит о том, что атмосферное загрязнение ПХБ в Амдерме в летний период было обусловлено преимущественно испарением данных соединений с подстилающей поверхности, нежели их дальним переносом. В зимний период вклад дальнего переноса в общее загрязнение ПХБ был достаточно велик и, по-видимому, определял уровни ПХБ в воздухе в Амдерме.

Таблица 6 Расчетные коэффициенты т зависимости натурального логарифма давления насыщенных паров (Па) от обратной температуры (К'1) для 10-ти конгенеров ПХБ, контролируемых по программе АМАП, и некоторых ХОП и их метаболитов

Конгенер Расчетный коэффициент Соединение Расчетный

ПХБ т (Falconer and Bidleman, коэффициент т

1994) (Hinckley et al, 1990)

28 -9373 а-ГХЦГ -8223

31 -9333 Y-ГХЦГ -8464

52 -9706 т-хлордан -9697

101 -10382 ц-хлордан -9853

105 -10943 т-нонахлор -10276

118 -10727 ц-нонахлор -10069

138 -11040 гептахлор -9166

153 -10983 дильдрин -9913

156 -11383 п,п-ДДТ -11190

180 -11597 п,п-ДДЕ -10474

Преобладание дальнего переноса СОЗ, и ПХБ в частности, в Арктике наблюдается весьма часто Это явление может быть обусловлено несколькими причинами С\\^аша е1 а1, 1998) уровни СОЗ на подстилающей поверхности Арктики невелики по сравнению с содержанием этих веществ в поступающих из других регионов воздушных массах, поскольку источники загрязнения окружающей среды СОЗ в Арктике отсутствуют или незначительны, а почвы характеризуются низкой способностью удерживать осаждающиеся из атмосферы СОЗ, снежный и ледяной покров ограничивает испарение СОЗ с поверхности почвы, температура приземного слоя воздуха настолько низкая, что летучесть СОЗ из почв в летний период повышается незначительно, высокая скорость обмена СОЗ между воздухом и водной поверхностью при низких температурах может ослабить вызванные изменением температуры колебания концентраций в воздухе

Результаты, полученные в настоящей работе, полностью подтверждают вышеизложенное лишь применительно к зимнему периоду В этой связи необходимо подчеркнуть важность условного разделения температурного

интервала, поскольку этот простой подход позволяет более точно охарактеризовать зависимость атмосферного содержания СОЗ от температуры приземного слоя воздуха и оценить вклад дальнего переноса в общее загрязнение атмосферы.

При сравнении полученных в данной работе коэффициентов т для изомеров ГХЦГ с полученными опытным путем величинами (Hinckley et al, 1990) выяснилось, что сопоставимым является только коэффициент т для у-ГХЦГ в зимний период, а для а-ГХЦГ величины т были далеки от экспериментальных данных (таблица 5 и 6) Причина различий в зависимостях от температуры для а- и у-изомеров ГХЦГ в Амдерме, по-видимому, заключается в том, что уровни а-ГХЦГ определяются главным образом приходящими воздушными массами с фоновым содержанием этого соединения, а на концентрации у-ГХЦГ в большей степени влияет испарение данного инсектицида с земной поверхности под действием температуры

Аналогичное сопоставление, проведенное для ряда других ХОП и их метаболитов, показало, что в летний период коэффициенты т сильно отличались от величин, полученных опытным путем (таблица 5 и 6) Некоторые исключения, например п,п-ДДТ (т ниже -6000 К), следует рассматривать с осторожностью из-за низкой степени корреляции Таким образом, можно с уверенностью сказать, что для многих ХОП и их метаболитов (транс- и цис-хлордан, оксихлордан, транс- и цис-нонахлор, о,п'-ДЦЕ, пентахлоанизол, эндосульфан) дальний перенос являлся ключевым фактором, определявшим уровни этих соединений в воздухе в районе п Амдерма в летний период

Относительный вклад гомологических групп ПХБ в их общее содержание

На уровни содержания СОЗ в воздухе влияют два основных типа источников загрязнения: локальные источники и глобальный перенос В случае глобального переноса смесей СОЗ из определенного источника, доля более летучих соединений в конечном итоге, как правило, выше, чем в исходной смеси из-за неизбежных потерь малолетучих веществ в процессе переноса Если вклад локальных источников в общее загрязнение СОЗ велик, то состав смесей СОЗ в воздухе около источника загрязнения предположительно будет приблизительно сопоставим с составом этих смесей в самом источнике.

Основная смесь ПХБ, которая выпускалась и применялась в промышленности СССР с 1934 г, это Совол с содержанием высокохлорированных ПХБ до 80 %, а трихлорированных гомологов - всего лишь около 1 % (Клюев и Бродский, 2000) Помимо Совола в СССР также выпускались различные марки Совтола (64-90 % Совола и 10-36 % трихлорбензола; Клюев и Бродский, 2000) и низкохлорированный Трихлордифенил (около 50 % трихлорированных ПХБ, Ivanov and Sandell, 1992) По результатам долгосрочных наблюдений, в воздухе на арктических станциях мониторинга СОЗ, как в России, так и за рубежом, преобладают в основном трихлорированные ПХБ (Stern et al, 1997) Чтобы определить тип

возможного источника загрязнения воздуха ПХБ в районе м/с Валькаркай, была проведена оценка вклада конгенеров ПХБ с различным содержанием атомов хлора в молекуле в общую концентрацию этих веществ

Таблица 7 Распределение концентраций ПХБ в зависимости от количества атомов хлора в молекуле (%)_

Станция Вклад различных гомологических групп ПХБ в общую концентрацию (%)

моно- ди- три- тетра- пента- гекса- гепта- окта- нона- дека-

Валькаркай 0 0,49 4,74 28,90 50,96 13,65 0,83 0,24 0,18 0,01

Амдерма 0 17,19 42,00 16,56 17,38 6,18 0,64 0,06 0 0

В воздухе в районе м/с Валькаркай преобладают пентахлорированные ПХБ (около 51 %), а содержание низкохлорированных конгенеров составляет менее 5 % В Амдерме, как и на многих других станциях мониторинга СОЗ в различные периоды времени (Stern et al, 1997), в воздухе доминируют трихлорированные конгенеры ПХБ (около 42 %), а вклад пентахлорированных соединений в общую концентрацию относительно небольшой (около 17 %) Подобное распределение конгенеров ПХБ в воздухе в Валькаркае более характерно для промышленных смесей ПХБ, чем для дальнего переноса

Анализ поступлений ХОП по соотношению концентраций ХОП и их метаболитов

ДДТ Анализ соотношения ДДТ/ДДЕ дает возможность оценить влияние свежих поступлений ДДТ на атмосферное загрязнение в регионе пробоотбора Более высокие соотношения ДДТ/ДДЕ говорят в пользу недавнего применения давно запрещенного препарата (АМАР, 2004)

За период пробоотбора соотношение ДДТ/ДДЕ колебалось от 0 3 до 1 8 (таблица 8), а среднее значение составило 0 8 Это ниже, чем в Амдерме в августе-сентябре 1999 г (1 - 3.3) или в Алерте в летнее время (1-1 5; Konoplev et al, 2002) Несмотря на повышенные уровни ДДТ в воздухе в Валькаркае, относительно невысокое соотношение ДДТ/ДДЕ с большой долей вероятности свидетельствует об отсутствии недавнего применения ДДТ на Чукотке.

ГХЦГ Соотношение концентраций у-ГХЦГ/а-ГХЦГ, также как и соотношение ДДТ/ДДЕ, во многих исследованиях используется для оценки свежих поступлений линдана в окружающую среду (отчеты АМАП, Ваше et al, 1997, и др работы)

Таблица 8 Соотношение концентраций ХОП и их метаболитов в воздухе в районе м/с Валькаркай_

Соотношение Календарная неделя 2002 г

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

ДДТ/ДДЕ 0,59 0,29 0,63 0,48 1,80 1,21 0,56 0,70 0,82 0,86

у-ГХЦГ/а-ГХЦГ - 0,21 0,14 0,44 - 0,13 - 0,11 - -

По данным экспериментальных наблюдений было рассчитано соотношение концентраций у-ГХЦГ и а-ГХЦГ в воздухе на Чукотке За период пробоотбора эта величина изменялась от 0 до 0 44 при среднем значении 0 1 (таблица 8), что свидетельствует об отсутствии или небольшом количестве свежих поступлений инсектицида у-ГХЦГ в атмосферу в районе места пробоотбора

Выявление источников ПАУ по диагностическим соотношениям их концентраций

Загрязнение окружающей среды ПАУ обусловлено прежде всего процессами горения различных видов органического топлива В целях выяснения источника, влияющего на атмосферное загрязнение ПАУ в Валькаркае и Амдерме, были рассчитаны диагностические соотношения содержания некоторых ПАУ в воздухе (аэрозольная фракция) Полученные данные были сопоставлены со значениями аналогичных соотношений для процессов горения различных видов топлива (Кл11т й а1, 2004)

Таблица 9 Сравнительная характеристика диагностических соотношений ПАУ (аэрозольная фракция) для различных источников горения (КлШп е! а1, 2004) с данными по Валькаркаю и Амдерме (среднее значение ± стандартное отклонение)_

Источник флуорантен Б(е)П ип Б(а)П Б№)П ип

флуорантен+ пирен Б(е)П + Б(а)П ИП + Б(8|11)П Б(8Ы)П

Валькаркай (1999)* 0,57±0 074 0,54±0,117 0,57±0,018 0,49±0,243 1,30±0,096

Амдерма (1999)* 0,43±0,126 0,94±0,038 0,53±0,049 0,11 ±0,081 1,2±0,220

Амдерма (2000)* 0,51±0,213 0,80±0,109 0,47±0,138 1,02±0,420 1,0±0,494

Амдерма (весь период) 0,55±0,121 0,89±0,093 0,53±0,107 0,26±0,162 1,24±0,568

Диз топливо 0,60-0,70 0,67 0,35-0,70 0,81 -

Бензин 0,40 0,60-0,80 0,18 1,2 0,33

Древесина 0,74 0,48 0,69 1,4 2,3

Уголь 0,48-0,60 - 0,48-0,57 - 1,1

Примечания *- 30-39 недели указанного года

По станции Валькаркай соотношения флуорантен/(флуорантен + пирен) и ИП/(ИП+ Б^1п)П) составили около 0 57 в каждом случае (таблица 9) Это говорит в пользу сжигания угля как источника загрязнения ПАУ Соотношение ИП/Б^1и)П ( 1 3±0 096) было также близко к характерному для угля (1 1) На основании рассмотренных данных можно сказать, что сжигание угля является доминирующим процессом, влияющим на уровни ПАУ в воздухе в районе м/с Валькаркай

В Амдерме атмосферное загрязнение ПАУ определялось сжиганием жидкого топлива (бензин, дизельное топливо) и угля Причем подобная картина наблюдалась в Амдерме как в летне-осенний период 1999 и 2000 гг, так и в течение всего периода пробоотбора (таблица 9)

ВЫВОДЫ

1 При непосредственном участии автора организована новая станция наблюдений СОЗ на Чукотке, внедрена методика отбора проб и проведены первые экспериментальные наблюдения в районе метеостанции Валькаркай

2 Результаты обобщения и анализа данных экспериментальных наблюдений СОЗ в атмосфере Российской Арктики показали, что уровни загрязнения воздуха СОЗ на исследуемых станциях являются фоновыми Тем не менее, выяснилось, что концентрации гомологов ПХБ и ДДТ на Чукотке, являются относительно повышенными в сравнении с другими арктическими станциями Концентрация у-ГХЦГ в воздухе в Валькаркае была минимальной по сравнению с другими станциями, а уровни а-ГХЦГ не превышали характерные величины для северных регионов Суммарная концентрация ПАУ на Чукотке была выше, чем в Арктике в первой половине 1990-х гг Сопоставление данных по ПАУ с более поздними наблюдениями в целом выявило сходную тенденцию (лишь в 1998 г в Финляндии уровни ПАУ в воздухе оказались немного выше, чем в 2002 г в Валькаркае) Что касается уровней СОЗ в воздухе в Амдерме, то за исключением данных по нескольким соединениям (ПеХБ, ГХБ, изомеры ГХЦГ, т-хлордан), они были ниже, чем аналогичные величины в Валькаркае

3 Для оценки типа источников загрязнения воздуха ПХБ было рассчитано распределение концентраций конгенеров ПХБ в воздухе в зависимости от количества атомов хлора в молекуле Установлено, что в воздухе в районе м/с Валькаркай преобладают пентахлорированные ПХБ (около 51 %), а содержание низкохлорированных конгенеров составляет менее 5 %, в то время как в Амдерме доминируют трихлорированные конгенеры ПХБ (около 42 %), а вклад пентахлорированных соединений в общую концентрацию относительно небольшой (около 17 %) Выяснено, что полученное распределение конгенеров ПХБ в воздухе в Валькаркае практически соответствует составу Совола - технической смеси ПХБ, широко применявшейся на территории бывшего СССР Сделан вывод о возможном наличии локальных или региональных источников загрязнения ПХБ в районе места пробоотбора на Чукотке

4 Результаты расчета диагностических соотношений концентраций индикаторных ПАУ для оценки видов топлива, дающих при сгорании основной вклад в атмосферное загрязнение ПАУ, позволили установить тип источника атмосферного загрязнения ПАУ в районе метеостанции Валькаркай при их сопоставлении с аналогичными величинами, характерными для процессов горения различных видов топлива Установлено, что сжигание угля является доминирующим процессом, влияющим на уровни ПАУ в воздухе в районе м/с

Валькаркай По станции Валькаркай соотношения флуорантен/(флуорантен + пирен) и ИП/(ИП+ E(ghi)n) составили около 0 57 в каждом случае, а соотношение Hn/B(ghi)n бьшо равно приблизительно 1 3 Показано, что в Амдерме в 1999-2000 гг. атмосферное загрязнение ПАУ вероятно определялось сжиганием жидкого топлива (бензин, дизельное топливо) и угля

5. Для выявления типа источников, влияющих на атмосферное загрязнение СОЗ в районе п. Амдермы, были проанализированы зависимости натурального логарифма парциального давления паров СОЗ в воздухе от температуры приземного слоя воздуха Установлено, что влияние температуры на атмосферное содержание как отдельных конгенеров ПХБ, так и их смеси (около 90 индивидуальных соединений), в летний период сказывалось в значительно большей степени, чем в зимний В зимний период зависимость атмосферного содержания исследуемых ХОП от температуры во многих случаях проявлялась лучше, чем в летний Сделан вывод о том, что атмосферное загрязнение ПХБ в Амдерме в летний период было обусловлено преимущественно испарением этих веществ с подстилающей поверхности, нежели их дальним переносом В зимний период вклад дальнего переноса в общее загрязнение ПХБ был достаточно велик и, по-видимому, определял уровни ПХБ в Амдерме. Установлено, что для многих ХОП и их метаболитов (а-ГХЦГ, транс- и цис-хлордан, оксихлордан, транс- и цис-нонахлор, о,п'-ДДЕ, пентахлоанизол, эндосульфан) дальний перенос являлся ключевым фактором, влияющим на уровни этих соединений в воздухе в районе п Амдерма в летний период пробоотбора Показана возрастающая роль обмена ХОП и их метаболитов между подстилающей поверхностью и атмосферой в отрицательном интервале температур Установлено, что зависимости от температуры для большинства ХОП и их метаболитов в Амдерме являются характерными для арктических областей

6. Применительно к станции наблюдений СОЗ в Валькаркае, рассчитаны и проанализированы соотношения концентраций в воздухе ДДТ/ДЦЕ и у-ГХЦГ/а-ГХЦГ. Сделан вывод об отсутствии свежих поступлений ДДТ и у-ГХЦГ в атмосферу в регионе пробоотбора

7. Результаты проведенных исследований, касающихся наблюдений атмосферного загрязнения СОЗ в районе метеостанции Валькаркай, показали необходимость продолжения подобных исследований на Чукотке с целью определения локальных источников СОЗ

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Коноплев АВ, Самсонов ДП., Никитин В.А, Рычков AM Мониторинг стойких органических загрязняющих веществ в атмосферном воздухе Российской Арктики // Всероссийская конференция по проблеме стойких органических загрязнителей, Москва, 28-29 октября 2002 г • Тезисы докладов — Центр международных проектов, Москва, 2003 - С 85-92

2 Никитин В. А., Коноплев А. В , Самсонов Д П, Черник Г. В , Рынков А. М, Феллин Ф., Гин Ч Стойкие органические загрязняющие вещества (СОЗВ) в атмосферном воздухе дальневосточной Арктики // II Всероссийская конференция по проблемам диоксинов, Уфа, 23-27 мая 2004 г * Тезисы докладов.-Уфа,2004 -С 236-237.

3. Коноплев А. В , Никитин В. А, Самсонов Д П, Черник Г В , Рычков А. М. Полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды в атмосфере дальневосточной российской Арктики // Метеорология и гидрология -2005 -№7.-С. 39-45

4. Никитин В. А., Коноплев А. В , Самсонов Д. П., Хомушку Г. В , Черник Г. В , Рычков А М Полициклические ароматические углеводороды в атмосфере дальневосточной российской Арктики // Метеорология и гидрология. - 2006 -№4.-С. 70-79.

5 Никитин В А, Коноплев А. В., Булгаков А А. Зависимость содержания стойких органических загрязняющих веществ в атмосфере российской Арктики от температуры приземного слоя воздуха // Метеорология и гидрология. - 2006 - №6 -С.44-52

6. Никитин В А., Коноплев А. В. Мониторинг стойких органических загрязняющих веществ в российской Арктике // Состав атмосферы Климатические эффекты. Атмосферное электричество: Тезисы докладов X Всероссийской конференции молодых ученых, Звенигород, 16-19 мая 2006 г. -М : МАКС Пресс, 2006. - С. 23-24

7 Никитин В. А., Коноплев А. В. Атмосферный мониторинг стойких органических загрязняющих веществ в российской Арктике // Новые методы и технологии в гидрометеорологии- Тезисы докладов Второй конференции молодых ученых национальных гидрометслужб государств-участников СНГ, Москва, 2-3 октября 2006 г. - Москва, 2006 -С. 67.

249038, Обнинск Пр Ленина, д 82 16 04 2007 ГУ «НПО «Тайфун», Заказ 094 Тираж 80 экз

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Никитин, Влас Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 Источники, свойства и поведение СОЗ в атмосфере и других природных средах. Обзор литературы.

1.1 Характеристика СОЗ.

1.1.1 Полихлорированные бифенилы.

1.1.2 Хлорорганические пестициды.

1.1.3 Полициклические ароматические углеводороды.

1.2 Источники загрязнения окружающей среды СОЗ и выбросы СОЗ в атмосферу.

1.2.1 Источники и выбросы ПХБ.

1.2.2 Источники и выбросы ХОП.

1.2.3 Источники и выбросы ПАУ.

1.3 Атмосферный перенос и выпадение СОЗ из атмосферы.

1.3.1 Особенности атмосферной циркуляции в полярных регионах.

1.3.2 Обмен СОЗ между атмосферой и поверхностью Земли.

1.3.2.1 Сухое осаждение частиц.

1.3.2.2 Ветровой подъем частиц.

1.3.2.3 Влажное осаждение.

1.3.2.4 Газообмен между атмосферой и снежным покровом.

1.3.2.5 Газообмен между атмосферой и поверхностью воды, почвы.

1.3.3 Типы атмосферного переноса.

1.4 Уровни СОЗ в атмосфере в некоторых регионах мира.

1.5 Мониторинг СОЗ в атмосфере Арктики.

ГЛАВА 2 Исходные данные и методы исследования.

2.1 Сравнительная характеристика и выбор методов отбора проб.

2.2 Критерии выбора места пробоотбора.

2.3 Географические особенности мест пробоотбора.

2.3.1 Амдерма.

2.3.2 Валькаркай.

2.4 Описание пробоотборной установки.

2.5 Процедура отбора проб.

2.6 Лабораторный анализ.

2.7 Исходные данные.

ГЛАВА 3 Уровни содержания СОЗ в воздухе в Амдерме и на метеостанции

Валькаркай.

3.1 Уровни ПХБ в воздухе.

3.2 Уровни ХОП в воздухе.

3.3 Уровни ПАУ в воздухе.

ГЛАВА 4 Зависимость концентраций ПХБ и ХОП в воздухе от температуры приземного слоя воздуха применительно к п. Амдерме.

4.1 Подход к описанию зависимости содержания СОЗ в воздухе от температуры.

4.2 Зависимость уровней ПХБ от температуры приземного слоя воздуха.

4.3 Зависимость уровней ХОП и их метаболитов от температуры приземного слоя воздуха.

ГЛАВА 5 Оценка источников загрязнения воздуха СОЗ в исследуемых регионах.

5.1 Определение типа источника загрязнения на основании анализа зависимостей содержания ПХБ и ХОП в воздухе (п. Амдерма) от температуры.

5.2 Относительный вклад гомологических групп ПХБ в их общее содержание.

5.3 Соотношение концентраций ХОП и их метаболитов.

5.4 Выявление источников ПАУ по диагностическим соотношениям их концентраций.

5.5 Обсуждение результатов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Стойкие органические загрязняющие вещества в атмосфере Российской Арктики"

Стойкие органические загрязняющие вещества или загрязнители (СОЗ), поступающие в окружающую среду в результате деятельности человека, в силу высокой токсичности, стабильности, способности к дальнему переносу и биоаккумуляции считаются одними из наиболее опасных загрязнителей. СОЗ являются объектами мониторинга во всех природных средах. В связи с этим в конце XX века на международном уровне был принят ряд соглашений и программ по сокращению или полному прекращению их выбросов, а также контролю над содержанием этих соединений в природной среде. Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию атмосферного загрязнения СОЗ в Российской Арктике (п. Амдерма в Западной Арктике и метеостанция Валькаркай на Чукотке) и оценке возможных источников СОЗ применительно к исследуемым регионам. Проблема загрязнения Арктики СОЗ актуальна в связи со специфическими климатическими условиями, присущими арктическим областям. Низкая температура и отсутствие света зимой способствуют увеличению периода разложения СОЗ и их интенсивному накоплению в объектах окружающей среды. Большинство исследуемых в работе веществ являются предметом Стокгольмской конвенции о СОЗ, подписанной Правительством РФ в 2002 г., а также Программы арктического мониторинга и оценки (АМАП). Кроме того, согласно данным ряда исследований, СОЗ даже в незначительных концентрациях способны оказать негативное влияние на состояние окружающей среды и здоровье человека.

Цель работы

Задачи исследования

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

- организация новой станции экспериментальных наблюдений СОЗ на Чукотке (в районе метеостанции Валькаркай), выбор методики отбора проб воздуха и ее внедрение для наблюдений СОЗ в атмосфере на м/с Валькаркай;

- систематизация и анализ данных экспериментальных наблюдений СОЗ в Валькаркае и Амдерме; обобщение и сравнение данных мониторинга СОЗ в атмосфере по российским и зарубежным арктическим станциям;

- оценка типа источников загрязнения па основании анализа зависимостей содержания СОЗ в воздухе от температуры приземного слоя воздуха;

- определение относительного вклада гомологических групп полихлорированных бифенилов (ПХБ) в их общее содержание в воздухе исследуемых регионов и оценка возможного типа источников загрязнения ПХБ;

- расчет характерных соотношений концентраций полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и выявление видов органического топлива, дающих наибольший вклад в общее содержание ПАУ в воздухе на м/с Валькаркай и в Амдерме.

Личный вклад соискателя

Диссертационная работа является результатом исследований атмосферного загрязнения СОЗ в Российской Арктике, проводившихся автором в 2002-2007 гг. в Химико-аналитическом центре Государственного учреждения «Научно-производственное объединение «Тайфун». Автор лично принял участие в двух экспедициях на Чукотку для организации станции экспериментальных наблюдений СОЗ в воздухе, подготовки персонала метеостанции Валькаркай, отбора проб и доставки проб в ГУ «НПО «Тайфун». В рамках целей и задач работы автором проведен сбор, расчет, обобщение и анализ данных мониторинга СОЗ в российских и зарубежных регионах Арктики. Все научные выводы, изложенные в заключительной части диссертационной работы, принадлежат автору.

Научная новизна работы

В рамках проведенного исследования впервые получены концентрации ПХБ, ПАУ, хлорорганических пестицидов (ХОП) и их метаболитов в воздухе за продолжительный период времени в районе п. Амдермы и за летний период 2002 г. на Чукотке (м/с Валькаркай).

Впервые проведено сопоставление полученных результатов экспериментальных наблюдений в Валькаркае и мониторинга в Амдерме с данными по другим российским и зарубежным станциям.

Впервые получены зависимости натурального логарифма парциального давления паров ряда ПХБ, а также некоторых ХОП и их метаболитов, в воздухе в районе п. Амдерма от температуры приземного слоя воздуха.

Впервые рассчитано распределение концентраций конгенеров ПХБ в воздухе на станциях наблюдений СОЗ в Валькаркае и Амдерме в зависимости от количества атомов хлора в молекуле.

Соискатель выносит на защиту

1. Результаты обобщения и анализа данных экспериментальных наблюдений СОЗ в атмосфере Российской Арктики.

2. Оценка типа источников загрязнения воздуха ПХБ по распределению концентраций копгенеров ПХБ в воздухе в зависимости от количества атомов хлора в молекуле.

3. Диагностические соотношения концентраций индикаторных ПАУ для оценки видов топлива, дающих при сгорании основной вклад в атмосферное загрязнение ПАУ.

4. Зависимости натурального логарифма парциального давления паров СОЗ в воздухе от температуры приземного слоя воздуха для района Амдермы.

Практическая значимость работы

Полученные данные по загрязнению воздуха СОЗ на станциях наблюдений в российской Арктике (Амдерма и Валькаркай) в сочетании с данными по другим регионам составляют целостную картину атмосферного загрязнения Арктики СОЗ. Выявленные уровни СОЗ в воздухе могут оказаться полезными при оценке вредного воздействия данных веществ на наземные экосистемы, принятии мер и выработке рекомендаций по сокращению выбросов и предотвращению загрязнения воздуха ПХБ и ПАУ.

Внедрение

Результаты исследования по теме диссертации были использованы и используются: - при выполнении НИР Росгидромета по теме 1.4.7 «Оценить состояние, тенденции и динамику изменения загрязнения почв токсикантами промышленного происхождения, пестицидами, а также стойкими органическими загрязняющими веществами в объектах природной среды, в том числе в рамках обязательств Росгидромета по МПГ. Обеспечить подготовку и издание режимно-справочных материалов, выполнение международных обязательств Росгидромета, научно-методическое руководство работами сетевых организаций. Обеспечить обработку информации, получаемой с сети мониторинга загрязнения окружающей среды, включая анализ проб, и ведение режимно-справочпых баз и банков данных о загрязнении окружающей среды»;

- в материалах Росгидромета в рамках международного сотрудничества по программе АМАП.

Апробация работы

Основные результаты диссертации представлялись на научных семинарах и итоговых секциях Ученого совета ГУ «НПО «Тайфун», а также на следующих научных конференциях:

- Международная конференции по СОЗ (Москва, 2002 г.);

- II Всероссийская конференция по проблемам диоксинов в России (Уфа, 2004 г.);

- X Всероссийская конференция молодых ученых: «Состав атмосферы. Климатические эффекты. Атмосферное электричество» (Звенигород, 2006 г.);

- II Конференция молодых ученых национальных гидрометслужб государств-участников СНГ: «Новые методы и технологии в гидрометеорологии» (Москва, 2006 г).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 7 научных трудах соискателя. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы (119 источников). Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц, 32 рисунка.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Никитин, Влас Александрович

ВЫВОДЫ

1. При непосредственном участии автора организована новая станция наблюдений СОЗ на Чукотке, внедрена методика отбора проб и проведены первые экспериментальные наблюдения в районе метеостанции Валькаркай.

2. Результаты обобщения и анализа данных экспериментальных наблюдений СОЗ в атмосфере Российской Арктики показали, что уровни загрязнения воздуха СОЗ на исследуемых станциях являются фоновыми. Тем не менее, выяснилось, что концентрации гомологов ПХБ и ДДТ на Чукотке, являются относительно повышенными в сравнении с другими арктическими станциями. Концентрация у-ГХЦГ в воздухе в Валькаркае была минимальной по сравнению с другими станциями, а уровни а-ГХЦГ не превышали характерные величины для северных регионов. Суммарная концентрация ПАУ на Чукотке была выше, чем в Арктике в первой половине 1990-х гг. Сопоставление данных по ПАУ с более поздними наблюдениями в целом выявило сходную тенденцию (лишь в 1998 г. в Финляндии уровни ПАУ в воздухе оказались немного выше, чем в 2002 г. в Валькаркае). Что касается уровней СОЗ в воздухе в Амдерме, то за исключением данных по нескольким соединениям (ПеХБ, ГХБ, изомеры ГХЦГ, т-хлордан), они были ниже, чем аналогичные величины в Валькаркае.

3. Для оценки типа источников загрязнения воздуха ПХБ было рассчитано распределение концентраций конгенеров ПХБ в воздухе в зависимости от количества атомов хлора в молекуле. Установлено, что в воздухе в районе м/с Валькаркай преобладают пентахлорированные ПХБ (около 51 %), а содержание низкохлорированных конгенеров составляет менее 5 %, в то время как в Амдерме доминируют трихлорированные конгенеры ПХБ (около 42 %), а вклад пентахлорированных соединений в общую концентрацию относительно небольшой (около 17 %). Выяснено, что полученное распределение конгенеров ПХБ в воздухе в Валькаркае практически соответствует составу Совола - технической смеси ПХБ, широко применявшейся на территории бывшего СССР. Сделан вывод о возможном наличии локальных или региональных источников загрязнения ПХБ в районе места пробоотбора на Чукотке.

4. Результаты расчета диагностических соотношений концентраций индикаторных ПАУ для оценки видов топлива, дающих при сгорании основной вклад в атмосферное загрязнение ПАУ, позволили установить тип источника атмосферного загрязнения ПАУ в районе метеостанции Валькаркай при их сопоставлении с аналогичными величинами, характерными для процессов горения различных видов топлива. Установлено, что сжигание угля является доминирующим процессом, влияющим на уровни ПАУ в воздухе в районе м/с Валькаркай. По станции Валькаркай соотношения флуорантен/(флуорантен + пирен) и ИП/(ИП+ B(ghi)n) составили около 0.57 в каждом случае, а соотношение ИП/Б^Ы)П было равно приблизительно 1.3. Показано, что в Амдерме в 1999-2000 гг. атмосферное загрязнение ПАУ вероятно определялось сжиганием жидкого топлива (бензин, дизельное топливо) и угля.

5. Для выявления типа источников, влияющих на атмосферное загрязнение СОЗ в районе п. Амдермы, были проанализированы зависимости натурального логарифма парциального давления паров СОЗ в воздухе от температуры приземного слоя воздуха. Зависимость содержания практически всех конгенеров ПХБ в воздухе от температуры проявлялась во всем диапазоне температур (от -29 до +9 °С). Установлено, что влияние температуры на атмосферное содержание как отдельных конгенеров ПХБ, так и их смеси (около 90 индивидуальных соединений), в летний период сказывалось в значительно большей степени, чем в зимний. Обнаружена слабая зависимость от температуры (или ее отсутствие) в положительном интервале температур для многих ХОП и их метаболитов (изомеры ГХЦГ, транс- и цис-хлордан, оксихлордан, транс- и цис-нонахлор, о,п'-ДЦЕ, пентахлоапизол, эндосульфап). В зимний период зависимость атмосферного содержания исследуемых ХОП от температуры во многих случаях проявлялась несколько лучше, чем в летний. По результатам сопоставления полученных в настоящей работе зависимостей от температуры с аналогичными экспериментальными зависимостями давления насыщенных паров от обратной температуры, взятыми из литературы, сделан вывод о том, что атмосферное загрязнение ПХБ в Амдерме в летний период было обусловлено преимущественно испарением этих веществ с подстилающей поверхности, нежели их дальним переносом. В зимний период вклад дальнего переноса в общее загрязнение ПХБ был достаточно велик и, по-видимому, определял уровни ПХБ в воздухе в Амдерме.

Установлено, что для многих ХОП и их метаболитов (а-ГХЦГ, транс- и цис-хлордан, оксихлордан, транс- и цис-нонахлор, о,п'-ДДЕ, пентахлоанизол, эндосульфан) дальний перенос являлся ключевым фактором, влияющим на атмосферные уровни этих соединений в воздухе в районе п. Амдерма в летний период пробоотбора. Показана возрастающая роль обмена ХОП и их метаболитов между подстилающей поверхностью и атмосферой в отрицательном интервале температур. Подтверждена необходимость условного разделения температурного интервала на положительный и отрицательный диапазоны при анализе зависимостей давления насыщенных паров СОЗ от обратной температуры. Проведено сопоставление полученпых результатов по зависимостям от температуры в Амдерме с опубликованными данными аналогичных исследований. Показано, что зависимость от температуры для смеси ПХБ в положительном диапазоне температур (коэффициент т около -9500 К) сопоставима с подобными зависимостями для регионов с умеренно-холодным климатом (например, Эгберт), а при отрицательных температурах сравнима с данными по Арктике. Установлено, что зависимости от температуры для большинства ХОП и их метаболитов в Амдерме являются характерными для арктических областей.

6. Применительно к станции наблюдений СОЗ в Валькаркае, рассчитаны и проанализированы соотношения концентраций ДЦТ/ДЦЕ и у-ГХЦГ/а-ГХЦГ в воздухе. Сделан вывод об отсутствии свежих поступлений ДЦТ и у-ГХЦГ в атмосферу в регионе пробоотбора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование уровней и оценка источников СОЗ, а также идентификация процессов, определяющих поведение этих соединений в природных средах, являются одними из приоритетных задач современной экологии.

Активное применение многих хлорсодержащих СОЗ (например, ХОП) началось в середине XX века и продолжалось в течение нескольких десятилетий. В результате в окружающую среду попали миллионы тонн опасных химических соединений. Несмотря на то, что в последние годы использование наиболее вредных СОЗ было прекращено или ограничено, эти вещества в силу своей устойчивости еще долго будут представлять угрозу для состояния окружающей среды и здоровья человека. СОЗ, как правило, применяются локально, но впоследствии они способны распространяться в глобальном масштабе. Этому, прежде всего, способствует атмосферный перенос СОЗ, а также океанические течения и крупные реки. Согласно современным исследованиям (АМАР, 2004) именно эти пути являются основными при переносе СОЗ в Арктику.

Мониторинг уровней содержания СОЗ в окружающей среде (в частности, в атмосфере) является отправной точкой для проведения углубленных исследований, целью которых служит выявление источников загрязнения СОЗ и изучение особенностей поведения данных соединений в природных средах. Принимая во внимание высокую изменчивость уровней СОЗ в воздухе, наблюдение за концентрациями данных веществ в воздухе должно быть по возможности продолжительным. Кроме того, учитывая многочисленность индивидуальных соединений в пределах одной гомологической группы (например, одних только ПХБ существует 209 конгенеров), мониторинг СОЗ должен охватывать достаточно большое количество отдельных загрязнителей. Поскольку большинство СОЗ подвергается трансформации в природных средах, следует также контролировать атмосферное содержание их основных метаболитов. Исследования подобного рода в Арктике были начаты в 1992 г. (Oehme et al., 1995) и продолжаются в настоящее время. Вплоть до 1999 г. станция мониторинга СОЗ на острове Дунай (устье р. Лены) была единственной на территории российской Арктики, где в течение длительного времени (1993-1995 гг.) проводился отбор проб воздуха для анализа содержания СОЗ. Чтобы восполнить нехватку данных по уровням СОЗ в воздухе в российской части Арктики, в 1999 г. при участии специалистов НПО "Тайфун" была основана станция мониторинга СОЗ в окрестностях п. Амдермы, а в августе-сентябре 2002 г. подобная станция эксплуатировалась на Чукотке в районе метеостанции Валькаркай. В результате в настоящее время накоплен обширный массив данных по концентрациям ряда СОЗ (ПХБ, ХОП и ПАУ) в воздухе в регионах российской Арктики. Полученные в настоящей работе уровни СОЗ в воздухе в совокупности с данными других российских и зарубежных исследований позволяют составить достаточно целостную картину атмосферного загрязнения Арктики СОЗ.

Суровый арктический климат и труднодоступность мест отбора проб предъявляют повышенные требования к применяемому пробоотборному оборудованию. Это должны быть надежные, простые в эксплуатации системы с принудительной прокачкой воздуха, обладающие высокой производительностью. В последние годы для целей атмосферного мониторинга СОЗ хорошо зарекомендовали себя так называемые пробоотборники большого объема. Их высокая производительность (свыше 10000 м3 в неделю) позволяет отобрать пробу фонового воздуха с содержанием СОЗ на фильтре в количестве, достаточном для дальнейшего лабораторного анализа, а простота обслуживания делает возможным их применение в отдаленных северных районах. Данное оборудование также обеспечивает раздельный отбор газовой фазы СОЗ и твердых аэрозольных частиц. Эти устройства применяются современными исследователями в большинстве приарктических государств. Использование такой же методики в настоящей работе позволило получить результаты, сопоставимые с данными зарубежных исследований атмосферного загрязнения СОЗ в Арктике.

Хорошо известно, что большинство СОЗ никогда не применялись в Арктике или использовались в весьма ограниченных количествах (отчеты АМАП). Поэтому фоновые уровни СОЗ, наблюдаемые в северных областях, являются следствием дальнего переноса этих соединений с воздушными массами или водными потоками. Действительно, проведенное в настоящей работе сопоставление данных по Чукотке с результатами исследований в других арктических регионах показало, что концентрации многих соединений (ГХБ, ПеХБ, а- и у-ГХЦГ, хлордан, нонахлор) в воздухе согласуются с полученными ранее результатами или даже ниже соответствующих уровней в других районах Арктики. В то же время было установлено, что во многих случаях содержание ряда загрязнителей (ПХБ, ПАУ, гомологи ДДТ) в атмосфере Чукотки существенно, а порой и многократно, превышает уровни, характерные для Арктики в целом. Последнее обстоятельство говорит в пользу вероятных локальных источников загрязнения воздуха Чукотки указанными соединениями.

На процессы переноса и распределения СОЗ между средами влияют как физико-химические свойства самих загрязнителей, так и климатические факторы окружающей среды. Атмосфера находится в непрерывном взаимодействии с почвой, водной поверхностью, снегом, льдом и растительным покровом, вследствие чего возможен обмен

СОЗ между этими природными составляющими. Это приводит к колебаниям концентраций СОЗ в воздухе в зависимости от меняющихся условий окружающей среды, а в особенности от температуры. Вторым процессом, определяющим содержание СОЗ в атмосфере, является дальний перенос с воздушными массами, который практически не зависит от температуры. Анализ зависимости концентрации СОЗ в атмосферном воздухе от температуры приземного слоя воздуха позволяет оценить вклад сорбированных на подстилающей поверхности (в районе пробоотбора) СОЗ в общее загрязнение атмосферы данными веществами.

Оценка типа источников загрязнения СОЗ является важнейшей задачей. От выявления типа источников напрямую зависит направление дальнейшей работы: в случае локальных источников следует проводить дальнейшее исследование по установлению их точного местоположения в регионе отбора проб, тогда как изучение дальнего переноса связано с анализом долговременных тенденций и глобальных процессов, определяющих загрязнение атмосферы. Полученные в настоящей работе результаты позволяют оценить степень влияния того или иного типа источников на общее загрязнение воздуха СОЗ и выработать на их основе стратегию последующих исследований в регионах Российской Арктики.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Никитин, Влас Александрович, Обнинск

1. Авхименко М. М. Медицинские и экологические последствия загрязнения окружающей среды полихлорированными бифенилами // Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты 21 века. Инф. Выпуск № 5 М., ВИНИТИ, 2000, стр. 14-31.

2. Брюханов П. А. Оценка антропогенной эмиссии ПАУ на территории отдельных стран Западной Европы. Труды ИПГ им. академика Е. К. Федорова, 1988, вып. 71, стр. 33-38.

3. Галимов Ш. Н. и Камилов Ф. X. Гопадотропные эффекты феноксигербецидов в мужском организме. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2001,184 с.

4. Галиулин Р. В., Башкин В. Н., Галиулина Р. А. Распределение стойких хлорорганических соединений в агроландшафтах различных регионов. Прикубанская низменность // Агрохимия, 1993, №1, стр. 111-116.

5. Гуральник И. И., Дубинский Г. П., Ларин В. В., Мамиконова С. В. Метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1982,440 с.

6. Данилина А. Е. и Куценко В. В. Политика и управление ПХБ в России // Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты 21 века. Инф. Выпуск № 5 М., ВИНИТИ, 2000,стр. 5-13.

7. Клюев Н. А. и Бродский Е. С. Определение полихлорированных бифенилов в окружающей среде и биоте // Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты 21 века. Инф. Выпуск № 5 М., ВИНИТИ, 2000, стр. 31-64.

8. Клюев Н. А., Юфит С. С., Винокуров И. Ю. и др. Загрязнение Владимирской области диоксиновыми ксенобиотиками и полиароматическими углеводородами // Диоксины. Супертоксиканты 21 века. Инф. Выпуск № 3 М., ВИНИТИ, 1998, стр. 82-101.

9. Коноплев А. В., Никитин В. А., Самсонов Д. П., Черник Г. В., Рычков А. М. Полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды в атмосфере дальневосточной российской Арктики // Метеорология и гидрология, 2005, №7, стр. 39-45.

10. Лунев М. И. Пестициды и охрана агрофитоценозов. М.: Колос, 1992,270 с.

11. Майстренко В. Н. Суперэкотоксиканты — проблема XXI века // Диоксины. Супертоксиканты XXI века. Информ. Выпуск № 1 М., ВИНИТИ, 1997, стр. 3-16.

12. Майстренко В. Н. и Клюев Н. А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004,323 с.

13. Майстренко В. Н., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996, 319 с.

14. Манцева Е., Маланичев А., Вулых Н. Полициклические ароматические углеводороды в окружающей среде // Техническая записка МСЦ-В, 9/2002.

15. Матвеев Л. Т. Курс общей метеорологии./Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984,752 с.

16. Мельников Н. Н. Пестициды: Химия, технология и применение. М.: Химия, 1987,712 с.

17. Никитин В. А., Коноплев А. В., Самсонов Д. П., Хомушку Г. В., Черник Г. В., Рычков А. М. Полициклические ароматические углеводороды в атмосфере дальневосточной российской Арктики // Метеорология и гидрология, 2006а, №4, стр. 70-79.

18. Никитин В. А., Коноплев А. В., Булгаков А. А. Зависимость содержания стойких органических загрязняющих веществ в атмосфере российской Арктики от температуры приземного слоя воздуха // Метеорология и гидрология, 20066, №6, стр. 44-52.

19. Оксенгендлер Г. И. Яды и организм. СПб.: Наука, 1991, 320 с.

20. Полихлорированные бифенилы // Под ред. Н. Ф. Измерова. МРПТХВ, М., 1988, 62 с.

21. Пройнова В. А. Загрязнение окружающей среды «ксеноэстрогенами» как глобальная проблема // Токсикологический вестник, 1998, №2, стр. 2-6.

22. Радиоактивные загрязнения внешней среды. Под ред. В. П. Шведова и С. И.

23. Широкова. М.: Госатомиздат, 1962,276 с.

24. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т. А., Алексеева Т. А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. JL: Гидрометеоиздат, 1988, 224 с.

25. Ровинский Ф.Я., Воронова Л.Д., Афанасьев М.И., Денисова А.В., Пушкарь И.Г. Фоновый мониторинг загрязнения экосистем суши хлорорганическими соединениями. JL: Гидрометеоиздат, 1990,270 с.

26. Северное УГМС. Информационное письмо № 3 (175), 2003 г.

27. Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях. Текст и приложения. ЮНЕП, 2001.

28. Тонкопий Н. И., Шестопалова Г. Е., Розанова В. Я. Канцерогенные вещества в окружающей среде. М.: Наука, 1979, стр. 65-68.

29. Трегер Ю. А. и Розанов В. Н. Производство и потребление полихлорбифенилов в России // Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты 21 века. Инф. Выпуск № 5 М., ВИНИТИ, 2000, стр. 64-70.

30. Федоров JL А. и Яблоков А. В. Пестициды токсический удар по биосфере и человеку. М.: Наука, 1999.462 с.

31. Химия нижней атмосферы. Под ред. С. Расула. М.: Мир, 1976,408 с.

32. Хромов С. П. Метеорология и климатология для географических факультетов. JL: Гидрометеоиздат, 1968,492 с.

33. Шаталов В., Дутчак С., Федюнин М., Манцева Е., Струков Б., Варыгина М., Вулых Н., Аас В., Мано С. Стойкие органические загрязнители в окружающей среде // Информационный отчет центров ЕМЕП: МСЦ-В и КХЦ, июнь 2003.

34. Янин Е. П. Электротехническая промышленность и окружающая среда (эколого-геохимические аспекты). М.: ИМГРЭ, 1998.-281 с.

35. Яценко-Хмелевская М. А. и Цибульский В.В. Выбросы стойких органических загрязнителей на территории России // Экологическая химия, 1999, №8(2), стр. 73-79.

36. AirZOne, December, 2002. Quality assurance/quality control audit of the POPs sampler procedures at the Valkarkai monitoring site in the Russian Arctic. Project No. 2001-40.

37. AMAP, 1997. Arctic Pollution Issues: A State of the Arctic Environment Report. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway, xii + 188 pp.

38. AMAP, 1998. AMAP Assessment Report: Arctic Pollution Issues. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway, xii + 859 pp.

39. AMAP, 2002. Arctic Pollution 2002: Persistent organic pollutants, Heavy Metals,

40. Radioactivity, Human Health, Changing Pathways. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway, xii + 112 pp.

41. AMAP, 2004. AMAP Assessment 2002: Persistent Organic Pollutants in the Arctic. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norway, xvi + 310 pp.

42. Barrie L. A. Arctic air pollution flow of current knowledge // Atmospheric Environment, 1986, vol. 20, pp. 643-663.

43. Barrie L. A. and Schemenauer R. S. Pollutant wet deposition mechanisms in precipitation and fog water // Water Air Soil Pollut., 1986, vol. 30, pp. 91-104.

44. Benezet H. J. and Matsumura F. Isomerisation of y-hexachlorcyclohexan to a-isomer in environments //Nature, 1973, vol. 243, pp. 480-483.

45. Borys R. D., Hamilton E. E., DeMott P. J. The chemical fractionation of atmospheric aerosol as a result of snow crystal formation and growth // J. Atmos. Chem., 1988, vol. 7, pp. 213239.

46. Borys R. D., Del Vechio D., Jaffrezo J.-L., Davidson С. I., Mitchell D. L. Assessment of ice particle growth processes at Dye-3, Greenland // Atmospheric Environment, 1993, vol. 27A, pp. 2815-2822.

47. Braune В. M., Fisk А. Т., Muir D. C. G., Bidleman T. F. Spatial and temporal patterns of HCH isomers in the Arctic environment. Second AMAP International Symposium on Environmental Pollution of the Arctic. Rovaniemi, 1-4 October, 2002, 0-027.

48. CACARII (Canadian Arctic Contaminants Assessment Report II). Northern Contaminants Program. Indian and Northern Affairs, Ottawa, Canada, 2003.

49. Calamari D., Tremolada P., Di Guardo A., Vighi M. Chlorinated hydrocarbons in pine needles in Europe: fingerprint for the past and recent use // Environ. Sci. Technol., 1994, vol. 28, pp. 429-434.

50. Collett J. L., Oberholser В., Staehlin J. Cloud chemistry at Mt. Rigi, Switzerland: dependence on drop size and relationship to precipitation chemistry // Atmospheric Environment, 1993, vol. 27A, pp. 33-42.

51. Cope R. H., Manning M. A., Foreman W. Т., Goolsby D. A., Majewski M. S. Occurrence of pesticides in rain and air in urban and agricultural area of Mississippi, April-September // Sci. Total Environment, 1995, vol. 248, pp. 227-240.

52. Cortes D. R., Basu I., Clyde W. S., Kennth А. В., Ronald A. H. Temporal trends in gas phase concentration of chlorinated pesticides measured at the shores of the Great Lake // Environ. Sci. Technol., 1998, vol. 32, pp. 1920-1927.

53. Daisey J. M., McCaffrey R. J., Gallaher R. A. Polycyclic aromatic hydrocarbons and total extractable particulate organic matter in the Arctic aerosol // Atmospheric Environment, 1981, vol. 15, pp. 1353-1363.

54. ECE/EB.AIR/66. UNITED NATIONS, 1999, New York and Geneva.

55. Erickson M. D. Analytical Chemistry of PCBs. Lewis publishers. -Y., 1997, 389 pp.

56. Falconer R. L. and Bidleman T. F. Vapor pressures and predicted particle/gas distributions of polychlorinated biphenyl congeners as functions of temperature and ortho-chlorine substitution // Atmospheric Environment, 1994, vol. 28, pp. 547-554.

57. Gusev A., Li Y.-F., Mantseva E., Shatalov V., Rozovskaya 0., Vulykh N. Evaluation of Ba.P and y-HCH transport from European and North American emission sources and assessment of deposition to the OSPAR region // EMEP/MSC-E Technical Report 12/2005.

58. Halsall, C. J.; Coleman, P. J., Davis, B. J., Burnett, V., Waterhouse, K. S., Harding-Jones, P., Jones, К. C. Polycyclic aromatic hydrocarbons in UK urban air // Environ. Sci. Technol., 1994, vol. 28, pp. 2380-2386.

59. Hargrave В. Т., Vass W. P., Erickson P. E., Fowler B. R. Atmospheric transport of organochlorines to the Arctic Ocean // Tellus, 1988, vol. 40B, pp. 480-493.

60. Harner Т., Farrar N. J., Shoeib M., Jones К. C., Gobas F. A. P. C. Characterization of polymer-coated glass as a passive air sampler for persistent organic pollutants. Environ. Sci. Technol., 2003, vol. 37, pp. 2486-2493.

61. Haugen J. E., Wania F, Ritter N, Schlabach M . Hexachlorocyclohexanes in air in Southern Norway. Temporal variation, source allocation, and temperature dependence // Environ. Sci. Technol., 1998, vol. 32, pp. 217-224.

62. HELCOM (Helsinki Commission). Baltic Marine Environment Protection Commission,2001. The pesticides selected for immediate priority action. Helsinki Commission, Helsinki, Finland, 77 p.

63. Hinckley D. A., Bidleman T. F., Foreman W. Т., Tuschall J. R. Determination of vapor pressures for nonpolar and semipolar organic compounds from gas chromatographic retention data // Journal of Chemical and Engineering Data, 1990, vol. 35, pp. 232-237.

64. Hoff R. M., Muir D. C. G., Grift N. P. Annual cycle of polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in air in southern Ontario. 2. Atmospheric transport and sources // Environ. Sci. Technol., 1992, vol. 26, pp. 276-283.

65. Hornbuckle К. C., Eisenreich S. J. Dynamics of gaseous semi-volatile organic compounds in a terrestrial ecosystem: Effects of diurnal and seasonal climate variation // Atmospheric Environment, 1996, vol. 30, pp. 3935-3945.

66. Hung H., Halsall C. J., Blanchard P., Li H. H., Fellin P., Stern G., Rosenberg B. Are PCBs in the Canadian Arctic atmosphere declining? Evidence from 5 years of monitoring II Environ. Sci. Technol., 2001, vol. 35, pp. 1303-1311.

67. Hung H., Halsall C. J., Blanchard P., Li H. H., Fellin P., Stern G., Rosenberg B. Temporal trends of organochlorine pesticides in the Canadian Arctic atmosphere // Environ. Sci. Technol.,2002, vol. 36, pp. 862-868.

68. Jantunen L. M. and Bidleman T. F. Reversal of the air-water gas exchange directions of hexachlorocyclohexanes in the Bering and Chukchi Seas: 1993 versus 1988 // Environ. Sci. Technol., 1995, vol. 29, pp. 1081-1089.

69. Y. F., McMillan A., Scholtz M. T. Global HCH Usage with Г xi0 Longitude/Latitude Resolution // Environ. Sci. Technol., 1996, vol. 30, pp. 3525-3533.

70. Manchester-Neesvig J.B. and Andren A.W. Seasonal variation in the atmospheric concentration of polychlorinated biphenyl congeners // Environ. Sci. Technol., 1989, vol. 23, pp. 1138-1148.

71. Metcalf R. L. Insect control technology // Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology, 1995, vol. 14, pp. 524-602.

72. Miller N. L. and Wang P. K. A theoretical determination of the collection rates of aerosol particles by falling ice crystal plates and columns // Atmospheric Environment, 1991, vol. 25A, pp. 2593-2606.

73. Mitra S. K., Barth U., Pruppacher H. R. A laboratory study of the efficiency with which aerosol particles are scavenged by snow flakes // Atmospheric Environment, 1990, vol. 24A, pp. 1247-1254.

74. Nicholson K. W., Branson J. R., Geiss P. Field measurements of the below-cloud scavenging of particulate material // Atmospheric Environment, 1991, vol. 25 A, pp. 771-777.

75. OSPAR, 2001. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). OSPAR Commission, 2001.

76. Ottar B. The transfer of airborne pollutants to the Arctic region // Atmospheric Environment, 1981, vol. 15, pp. 1439-1445.

77. Peters A. J., Lane D. A., Gundel L. A., Northcott G. L., Jones К. C. A comparison of high volume and diffusion denuder samplers for measuring semivolatile organic compounds in the atmosphere. Environ. Sci. Technol., 2000, vol. 34, pp. 5001-5006.

78. Pomeroy J. W. and Gray D. M. Snowcover accumulation, relocation and management. National Hydrology Research Institute Saskatoon, Canada, 1995, Science Report no. 7,144 p.

79. Reutergardh L. Identification and distribution of chlorinated organic pollutants in the environment. Swedish Environmental Protection Agency, Stockholm, 1988, Report 3465,182 p.

80. Schlabach M., Biseth A., Gundersen H. Sampling and measurement of PCDD/PCDF and non-orto PCB in Arctic air at Ny-Alesund, Spitsbergen // Organohalogen Compounds, 1996, vol. 28, pp. 325-329.

81. Shatalov V., Fedyunin M., Mantseva E., Strukov В., Vulykh N. Persistent organic pollutantsin the environment // Technical Report, 4/2003.

82. Shatalov V., Gusev A., Dutchak S., Holoubek I., Mantseva E., Rozovskaya 0., Sweetman A., Strukov В., Vulykh N. Modelling of POP contamination in European Region: Evaluation of the model performance // EMEP/MSC-E Technical Report, 7/2005.

83. Sherman J. D. Structure-activity relationships of chemicals causing endocrine, reproductive, neurotoxic, and oncogenic effects a public health problem // Toxicol, and Hlth, 1994, vol. 10, pp. 163-179.

84. Sparmacher H., Fulber К., Bonka H. Below-cloud scavenging of aerosol particles: particle bound radionuclides-experimental // Atmospheric Environment, 1993, vol. 27A, pp. 1247-1254.

85. Strand A. and Hov 0. A model strategy for the simulation of chlorinated hydrocarbon distribution in the global environment // Water, Air, and Soil Pollution, 1996, vol. 86, pp. 283-316.

86. Thomas V. and Spiro T. Summary of PCDD/PCDF emissions in the United States: history and relationship to chlorine in combusted material. 14th International Symposium on Chlorinated Dioxins, PCB and Related Compounds, Kyoto, November, 1994.

87. Van Metre P. C., Mahler B. J., Furlong E. T. Urban sprawl leaves its PAH signature. Environ. Sci. Technol. 2000, vol. 34, pp. 4064-4070.

88. Voldner E. C., Barrie L. A., Sirois A. A literature review of dry deposition of oxides of sulphur and nitrogen with emphasis on long range transport modeling in North America // Atmospheric Environment, 1986, vol. 20, pp. 2101-2123.

89. Vulykh N., Mantseva E., Shatalov V. New Substances: Model assessment of potential for long-range transboundary atmospheric transport and persistence of Endosulfan // EMEP MSC-E Information Note, 10/2005.

90. Wallace J.C., Hites R. A Diurnal variations in atmospheric concentrations of polychlorinated biphenyls and endosulfan: Implications for sampling protocols // Environ. Sci. Technol., 1996, vol. 30, pp. 444-446.

91. Wallcave L., Nagel D. L., Smith J. W., Waniska R. D. Two pyrene derivatives of widespread environmental distribution. Cyclopenta(cd)pyrene and acepyrene // Environ. Sci.

92. Technol., 1975, vol. 9 (2), pp. 143-145.

93. Wania F. and Mackay D. Global fractionation and cold condensation of low volatility organochlorine compounds in polar regions // Ambio, 1993, vol. 22, pp. 10-18.

94. Wania F. and Mackay D. Transport of contaminants to the Arctic: Partitioning, processes and models // Sci. Total Environ., 1995, vol. 160/161, pp. 25-38.

95. Wania F., Haugen J.-E., Lei Y. D., Mackay D. Temperature dependence of atmospheric concentrations of semivolatile organic compounds // Environ. Sci. Technol., 1998, vol. 32, pp. 1013-1021.

96. Wania F., Mackay D., Li Y-F., Bidleman T. F., Strand A. Global chemical fate of a-hexachlorocyclohexane. 1. Evaluation of a global distribution model I I Environmental Toxicology and Chemistry, 1999, vol. 18, pp. 1390-1399.

97. Wells D. E., Kelly A., Findlayson D. N., Eaton S., Robson J., Campbell L. Report of the survey for PCB contamination following the Piper Alpha incident. Department of Agriculture and Fisheries for Scotland, Edinburgh, 1989,43 p.

98. Yeo H.-G., Choi M., Chun M.-Y., Sunwoo Y. Concentration distribution of polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides and their relationship with temperature in rural air of Korea // Atmospheric Environment, 2003, vol. 37, pp. 3831-3839.

Информация о работе

Никитин, Влас Александрович
кандидата географических наук
Обнинск, 2007
ВАК 25.00.36

Диссертация

Стойкие органические загрязняющие вещества в атмосфере Российской Арктики - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы