Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Химия в интересах устойчивого развития

2002 год, номер 5

1.
Предисловие




2.
Проблема кислотных выпадений в Западной Сибири

Б. С. Смоляков
Институт неорганической химии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия).
E-mail: ecol@che.nsk.su
Страницы: 521-546

Аннотация >>
Проблема кислотных выпадений на территории Западной Сибири обсуждается на основе данных по ионному составу атмосферных аэрозолей, осадков и поверхностных вод, полученных для различных природно-климатических зон (от тундровых на севере до степных на юге) в 1996-2001 гг. Региональные особенности формирования аэрозолей и осадков в северных регионах, обусловленные недостаточной эффективностью действия терригенных источников нейтрализующих катионов, приводят к их закислению, несмотря на низкую концентрацию кислотообразующих анионов. Степень закисления поверхностных вод зависит от интенсивности взаимодействия снеготалых вод с грунтами. Отдельные озера тундровой зоны при низкой минерализации вод закислены (рН 5-5.5) не только весной, но и круглый год. Концентрация наиболее токсичных форм металлов в таких озерах намного превышает уровень безопасности для планктонных организмов. Условия формирования аэрозолей, осадков и поверхностных вод в южных регионах Западной Сибири не способствуют их закислению.


3.
Биогенная компонента атмосферного аэрозоля на юге Западной Сибири

И. С. Андреева 1, А. И. Бородулин 1, Г. А. Буряк1, В. А. Жуков1, С. В. Зыков1, Ю. В. Марченко 1, В. В. Марченко 1, С. Е. Олькин1, В. А. Петрищенко 1, О. В. Пьянков1 , И. К. Резникова 1, В. Е. Репин1, А.С. Сафатов1 , А. Н. Сергеев1, В. Ф. Рапута2, В. В. Пененко2, Е. А. Цветова2, М. Ю. Аршинов3, Б. Д. Белан3, М. В. Панченко 3, А. Н. Анкилов4, А. М. Бакланов 4, А. Л. Власенко 4, К. П. Куценогий 4, В. И. Макаров4, Т. В. Чуркина 4
1Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии « Вектор »,
пос. Кольцово Новосибирской обл. 633159 (Россия)
2Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия)
3Институт оптики атмосферы Сибирского отделения РАН,
проспект Академический, 1, Томск 634055 (Россия)
4Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН,
ул. Институтская, 3, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: safatov@vector.nsc.ru
Страницы: 547-562

Аннотация >>
Представлены результаты трехлетних исследований биогенной компоненты атмосферного аэрозоля на юге Западной Сибири с использованием наземных измерений и самолетного мониторинга атмосферы, а также анализа образцов снежного покрова. Получена сезонная динамика содержания составляющих этой биокомпоненты, определены их возможные локальные и удаленные источники. Показано, что максимальные и минимальные значения концентрации суммарного белка в атмосфере различаются примерно на порядок, а концентрации жизнеспособных микроорганизмов – более чем на два порядка. Вместе с тем найденные значения вполне согласуются с литературными данными для других регионов. На основании полученных данных сделано предположение, что основной вклад в биогенную компоненту атмосферного аэрозоля даже в весенне-летний период вносят не локальные, а удаленные источники биоаэрозолей. Предложены математические модели, позволяющие сделать определенные выводы о местоположении этих источников. Показано, что наибольшее влияние на наш регион оказывают источники, расположенные в Средней


4.
Азии и Северо-Западном Казахстане. Разработка и апробация локальной моделивыпадения загрязняющих веществ промышленного происхождения из атмосферы на подстилающую поверхность

А. А. БЫКОВ, Е. Л. СЧАСТЛИВЦЕВ, С. Г. ПУШКИН, М. Ю. КЛИМОВИЧ
Кемеровский научный центр Сибирского отделения РАН,
ул. Рукавишникова, 21, Кемерово 650610 (Россия)
E-mail: prezidium@kemsc.ru
Страницы: 563-574

Аннотация >>
На основе известных теоретических разработок построена и программно реализована достаточно простая модель локального масштаба, которая использует в качестве входной информации нормативные базы данных о промышленных источниках и доступную климатическую информацию. Рассматриваются литературные источники и общие принципы построения модели, а также проводится сопоставление результатов расчета с экспериментальными исследованиями для некоторых промышленных объектов и городов Кемеровской области.


5.
Некоторые результаты экспериментальных наблюдений и математического моделирования распределения подкисляющих атмосферных примесей в регионе Южного Байкала

Л. П. Голобокова, Н. А. Кобелева, В. Л. Макухин, О. Г. Нецветаева, В. А. Оболкин, Т. В. Ходжер
Лимнологический институт Сибирского отделения РАН,
ул. Улан-Баторская, 3, Иркутск 664033 (Россия), E-mail: r431@lin.irk.ru
Страницы: 575-584

Аннотация >>
Получены экспериментальные данные о внутригодовой изменчивости средних за 7-10 дней концентраций главных ионов в растворимой фракции атмосферных аэрозолей (1999-2002 гг.) и в атмосферных осадках (1999–2001гг.) на станциях мониторинга кислотных выпадений в Листвянке и Иркутске. Подтверждена характеристика атмосферного аэрозоля этих станций как континентального. Показано существование различных факторов, природных и техногенных, формирующих ионный состав аэрозоля на ст.Иркутск в разное время года. Отмечается влияние переноса веществ по трассе Иркутск-Листвянка на химический состав водорастворимой фракции аэрозоля ст. Листвянка. Подтверждено, что зимние осадки ст. Иркутск cущественно более минерализованы, чем летние. Минерализация осадков на ст. Листвянка не имеет значительных сезонных различий. Доминирующими ионами в атмосферных осадках в течение года являются Са2+ сульфат-ион. Выпадение кислотных осадков отмечается в основном на ст. Листвянка. Проведены расчеты с помощью математической модели, основанной на численном решении пространственного нелинейного нестационарного полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии примеси. Рассчитаны пространственные поля среднемесячной концентрации соединений серы и азота и малых газовых составляющих атмосферы в регионе Южного Байкала. Определена плотность массового расхода сульфатов и нитратов на подстилающей поверхности исследуемого региона за год.


6.
Деструктивная фотосорбция галогенсодержащих углеводородов в условиях тропосферы компонентами твердого атмосферного аэрозоля

В. С. ЗАХАРЕНКО, В. Н. ПАРМОН
Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия),
E-mail: zakh@catalysis.nsk.su
Страницы: 585-592

Аннотация >>
Представлены результаты исследования взаимодействия галогенсодержащих углеводородов в темноте и под действием солнечного тропосферного излучения с оксидами магния, алюминия и кремния промышленного и лабораторного приготовления. По своему химическому составу эти оксиды соответствуют основным компонентам твердого атмосферного аэрозоля. Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что фтор-, хлорорганические соединения, содержащие в своем составе атомы водорода, деструктивно фотосорбируются на MgO, выдержанном длительное время на воздухе, с образованием в результате фотосорбции галогенидов магния. Скорость фотосорбции выше для галогенсодержащих углеводородов (ГСУ), содержащих в своем составе фтор, и в несколько раз меньше для хлорсодержащих углеводородов. Количество фотосорбированных ГСУ при комнатной температуре и давлении 1Па может превышать 15 % монослоя поверхности MgO. Взаимодействие оксида магния с ГСУ приводит к их удалению из атмосферного воздуха в условиях тропосферы до парциального давления ГСУ менее 10-6 Па. Полученные результаты свидетельствуют о существенном вкладе фотопроцессов на поверхности MgO в удаление вышеуказанных ГСУ из газовой фазы тропосферы.


7.
Анализ поверхностных слоев частиц атмосферных аэрозолей Восточной Сибири методом вторичной ионной масс-спектрометрии

В. П. Иванов1,2, С. Н. Трухан1,2, Д. И. Кочубей1, О. Г. Нецветаева 3, Т. В. Ходжер3
1Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия)
2Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
ул. Ленинградская, 113, Новосибирск 630008 (Россия)
3Лимнологический институт Сибирского отделения РАН,
ул. Улан-Баторская, 3, Иркутск 664033 (Россия)
E-mail: vpivanov@catalysis.nsk.su
Страницы: 593-600

Аннотация >>
Методом вторичной ионной масс-спектрометрии исследован элементный и фазовый состав поверхностных слоев частиц атмосферных аэрозолей (АА), отобранных зимой 1998 г. в Иркутске, Листвянке и Улан-Удэ. Установлено, что источником АА является эрозия алюмосиликатных почв. Поверхность частиц АА покрыта адсорбированными углеводородами, азотсодержащими соединениями, водой и частично органическими частицами, размеры которых составляют примерно 30 нм.


8.
Задача усвоения данных метеорологических и аэрозольных наблюдений

Е. Г. Климова, Г. С. Ривин
Институт вычислительных технологий Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: klimova@ict.nsc.ru
Страницы: 601-608

Аннотация >>
Приведен краткий обзор работ авторов по разработке системы математического моделирования процессов в атмосфере и усвоения данных метеорологических наблюдений, а также исследованию применимости теории фильтра Калмана к задаче усвоения данных наблюдений.


9.
Исследование атмосферных аэрозолей методами рентгеновской дифракции и рентгеновской спектроскопии поглощения с использованием синхротронного излучения

В. В. Кривенцов 1, А. Н. Шмаков1, В. П. Иванов1,2, С. Н. Трухан1,2, Д. И. Кочубей1 , О. Г. Нецветаева 3, Т. В. Ходжер3
1Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия)
2Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
ул. Ленинградская, 113, Новосибирск 630008 (Россия)
3Лимнологический институт Сибирского отделения РАН,
ул. Улан-Баторская, 3, Иркутск 664033 (Россия)
E-mail: V.V. Kriventsov@inp.nsk.su
Страницы: 609-614

Аннотация >>
Исследованы спектры аэрозолей, отобранных в районе оз. Байкал, с использованием синхротронного излучения (СИ). Показано, что возможно определение фазового состава реальных атмосферных аэрозолей и степени окисления 3d-элементов в них методами XANES и рентгеновской дифракции с использованием СИ.


10.
Термодинамическое моделирование обводнения аэрозолей в атмосфере Методика оценки мощности выбросов от удаленных промышленных источников

К. П. КУЦЕНОГИЙ 1, А. И. СМИРНОВА 1, Б. С. СМОЛЯКОВ 2, Т. В. ЧУРКИНА1
1Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН,
ул. Институтская, 3, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: koutsen@ns.kinetics.nsc.ru
2 Институт неорганической химии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия)
Страницы: 615-626

Аннотация >>
Предложен метод определения мощности выброса различных компонентов промышленными предприятиями по данным о пространственно-временнуй изменчивости концентрации химических элементов или соединений в удаленных от источника пунктах наблюдений.


11.
Сезонная изменчивость суточного цикла массовой концентрации субмикронной фракции континентального атмосферного аэрозоля удаленных территорий

П. К. Куценогий
Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН,
ул. Институтская, 3, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: pkoutsen@ns.kinetics.nsc.ru
Страницы: 627-636

Аннотация >>
Предложена полуэмпирическая модель для описания сезонной изменчивости суточного цикла массовой концентрации аккумуляционной моды континентального атмосферного аэрозоля удаленных территорий. Приведены экспериментальные данные синхронных измерений суточного цикла массовой концентрации аккумуляционной моды АА в зимний и летний периоды в двух пунктах наблюдений в Новосибирской области, отстоящих друг от друга на 450 км. Результаты расчетов по теоретической модели хорошо согласуются с экспериментальными данными.


12.
Термодинамическое моделирование обводнения аэрозолей в атмосфере

Е. В. Кучменко, А. В. Кейко, М. С. Зароднюк
Институт систем энергетики имени Л. А. Мелентьева Сибирского отделения РАН,
ул. Лермонтова, 130, Иркутск 664033 (Россия), E-mail: kuch@isem.sei.irk.ru
Страницы: 637-642

Аннотация >>
Термодинамические модели экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) использованы для описания особенностей формирования зародышевых капель и обводнения аэрозолей в атмосфере. Показаны преимущества МЭПС при описании фазовых переходов в многокомпонентной среде. Обсуждены результаты расчетов равновесного (термодинамически наиболее вероятного) радиуса капель для различных соотношений растворимого и нерастворимого компонентов ядер конденсации. Предложенный подход позволяет численно исследовать влияние метеоусловий на микрофизические характеристики дымки, облаков и туманов. Теоретическое обоснование распределения по размерам аэрозолей различного происхождения позволит оценить возможное антропогенное влияние на оптические характеристики атмосферы, которые являются одним из основных климатообразующих факторов.


13.
Определение фазового состава атмосферных аэрозолей безэталонным стехиографическим методом дифференцирующего растворения

В. В. Малахов, А. А. Власов, Л. С. Довлитова
Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: malakhov@catalysis.nsk.su
Страницы: 643-650

Аннотация >>
Использован безэталонный стехиографический метод дифференцирующего растворения (ДР) для получения данных о стехиометрическом составе и количественном содержании твердых фаз, включая фазы переменного состава, в образцах многоэлементных многофазовых атмосферных аэрозолей. В пробе аэрозоля, отобранного на фильтр в одном из районов Новосибирска, определено содержание водорастворимых фаз (предположительно гидросульфитов) ряда металлов, индивидуальной фазы кальция (предположительно карбоната), фазы сульфата кальция, а также двух алюмосиликатных. В этих фазах, образованных основными элементами из состава аэрозолей (Si, S, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na) определено содержание ряда примесных элементов. На примере группы щелочноземельных металлов – Mg, Ca, Sr и Ba – количественно охарактеризовано соотношение между всеми этими элементами в фазах, образованных основными элементами Mg и Ca и микроэлементами Sr и Ba. Сделан вывод, что возможность получения детальных количественных сведений о фазовом составе аэрозолей имеет существенное значение при исследовании различных аспектов, связанных как с механизмами образования и эволюции атмосферных аэрозолей, так и с их влиянием на состояние окружающей среды.


14.
Влияние конвекции на обмен газоаэрозольных эмиссий между подстилающей поверхностью и атмосферой

В. М. Мальбахов 1, В. А. Шлычков2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия)
2Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (Новосибирский филиал),
Морской проспект, 2, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: mvm@оmmfao1.sscc.ru
Страницы: 651-658

Аннотация >>
На основе анализа результатов расчетов по гидродинамической модели атмосферного конвективного ансамбля (LES) обсуждены различные механизмы процессов облако- и осадкообразования. Изучено влияние конвекции на вертикальный перенос аэрозолей. Показаны преимущества LES применительно к теоретическому изучению вертикального переноса аэрозолей в атмосфере.


15.
Методика оценки воздействия техногенного химического загрязнения атмосферы на лесоболотные комплексы в нефтедобывающих районах Западной Сибири

Ю. М. Полищук, О. С. Токарева
Институт химии нефти Сибирского отделения РАН,
проспект Академический, 3, Томск 634055 (Россия), E-mail: yuri@ipc.tsc.ru
Страницы: 659-668

Аннотация >>
Изложены методические вопросы и результаты анализа воздействий загрязнения атмосферы на лесоболотные комплексы таежной зоны Западной Сибири на примере выбросов экологически опасных химических веществ при сжигании попутного газа в факелах, установленных на территории нефтегазовых месторождений. Анализ проведен с использованием комплексного подхода, основанного на сочетании санитарно-гигиенического и ландшафтно-геохимического методов. Дана количественная оценка размера площади ландшафтных выделов, загрязненных выбросами в атмосферу сажи и диоксида азота, в зависимости от объема сжигаемого газа и от порогового уровня загрязнения атмосферы. Исследования проводились с использованием данных о загрязнении воздуха, полученных на основе экологических паспортов нефтяных месторождений на территории нефтедобычи.


16.
Методы интерпретации данных мониторинга загрязнения снежного покрова

В. Ф. Рапута1, В. В. Коковкин2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия)
2Институт неорганической химии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия), E-mail: basil@che.nsk.su
Страницы: 669-682

Аннотация >>
Проведен обзор экспериментальных и теоретических методов исследования аэрозольного загрязнения снежного покрова в окрестностях антропогенных источников. На основе постановок обратных задач переноса примесей в приземном и пограничном слое атмосферы дано описание моделей восстановления полей аэрозольных выпадений для источников различных типов. Изложены результаты апробации на техногенных источниках Западной и Восточной Сибири. Обсуждено использование методов последовательного анализа данных мониторинга и планирования маршрутных снегосъемок. Рассмотрены модели оптимального снижения выбросов от совокупности источников.


17.
Контроль аэрозольных выбросов в окрестности автотрасс

В. Ф. Рапута1, В. В. Коковкин 2, О. В. Шуваева2, А. П. Садовский 3, С. Е. Олькин3, С. В. Морозов4
1Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия)
2Институт неорганической химии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: basil@che.nsk.su
3Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»,
пос. Кольцово Новосибирской обл. 633159 (Россия)
4Новосибирский институт органической химии имени Н. Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск 630090 (Россия)
Страницы: 683-690

Аннотация >>
Предложена модель длительного загрязнения местности выбросами автотранспорта. Проведена апробация численной модели для восстановления длительного аэрозольного загрязнения местности полициклическими ароматическими углеводородами, свинцом, макрокомпонентами с использованием данных маршрутных снегосъемок в окрестностях Барнаульской автотрассы и Советского шоссе Новосибирска. Проанализированы структурные изменения аэрозольных выбросов автотранспорта в течение зимних сезонов 1998-2001 гг.


18.
Анализ аэрозольного загрязнения в районе Новосибирского оловокомбината

В. Ф. Рапута1, О. В. Шуваева2, В. В. Коковкин 2, С. Г. Шурухин 3, О. А. Воробьева 4
1Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 6, Новосибирск 630090 (Россия)
2Институт неорганической химии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия)
E-mail: basil@che.nsk.su
3Западно-Сибирский центр мониторинга загрязнения окружающей среды УГМС,
ул. Линейная, 33, Новосибирск 630049 (Россия)
4Западно-Сибирское управление гидрометеослужбы,
ул. Советская, 30, Новосибирск 630099 (Россия)
Страницы: 691-698

Аннотация >>
Представлены основные результаты исследований загрязнения мышьяком снежного покрова в окрестностях Новосибирского оловокомбината в конце зимних сезонов 1994-1995 и 2000-2001гг. На основе постановки обратных задач переноса аэрозольных примесей в атмосфере интерпретированы данные натурных наблюдений и выявлены количественные закономерности загрязнения местности. Проанализирована структура аэрозольных выпадений и проведено сопоставление уровней концентрации мышьяка в снеге в рассматриваемые зимние сезоны.


19.
Мониторинг кислотных выпадений в Байкальском регионе

Т. В. Ходжер, М. Ю. Семенов, В. А. Оболкин, В. М. Домышева, Л. П. Голобокова, Н. А. Кобелева, О. Г. Нецветаева, В. Л. Потемкин, М. В. Сергеева
Лимнологический институт Сибирского отделения РАН,
ул. Улан-Баторская, 3, Иркутск 664033 (Россия), E-mail: khodzher@lin.irk.ru
Страницы: 699-

Аннотация >>
Приведены данные трехлетних наблюдений за химическим составом атмосферных осадков, аэрозоля, почв и поверхностных вод на трех станциях мониторинга в Байкальском регионе. Обоснован выбор объектов наблюдения. Рассмотрены вопросы устойчивости природных объектов к подкислению. Количественно оценена устойчивость наземных экосистем к подкислению и качественно – поверхностных вод. Показано, что наиболее сильно признаки подкисления проявляются в районах, подветренных по отношению к региональным промышленным центрам на удалении в несколько десятков и сотен километров от них. Допустимая нагрузка кислотности для почв рассматриваемой территории варьирует от 1.25 до 1.4кг-экв/(га.год), в то время как максимальная современная кислотная нагрузка достигает лишь 0.40кг-экв/(га.год).