Атмосферные аэрозоли самым широким образом входят в круговорот обменных процессов, имеющих место на нашей планете. Вопросу об источниках атмосферного аэрозоля уделяется внимание, практически, в каждой работе в этой области.
С развитием теоретических и экспериментальных методов внимание ученых привлечено к субмикронных аэрозолях, представляющих собой основное количество находящихся в атмосфере частиц. Проблема образования вторичных аэрозолей возникла как фундаментальная научная задача во второй половине прошлого столетия.
Процесс перехода легкоконденсирующихся веществ, изначально бывших в газообразном состоянии, в конденсированную фазу может осуществляться в результате :
гомогенной конденсации молекул одного и того же газа (пара);
гомогенной и гетеромолекулярной конденсации молекул нескольких газов (паров);
адсорбции молекул газа (пара) на аэрозольных частицах-катализаторах;
гетерогенной конденсации на ядрах.
В атмосфере основными продуцентами вторичных аэрозолей выступают оксиды серы, азота, аммиака, воды, а также окисленные и полимеризованные углеводороды. Процессы окисления проходят в присутствии сильных окислителей (таких как озон, атомарный кислород и некоторые другие) и при облучении смеси реагентов солнечной коротковолновой радиацией. Более четверти века назад было выявили, что основной компонент вторичных аэрозолей это соединения серы. Анализ возможных источников соединений серы и их балансов в весьме очень непросто, и до настоящего времени этот вопрос в значительной мере остается открытым. Оценки содержания в тропосфере сульфатного аэрозоля различного происхождения внесет разнообразие в широком диапазоне значений [1]. На основании анализа проведенных оценок в работе изъявляет мнение, что наиболее адекватными понимать следующее значение массы субмикронного сульфатного аэрозоля, образующегося в атмосфере в течение года – 44⋅106 т. Из антропогенных же источников растрагиваются около 220⋅106 т аэрозолей в год.
В Институте систем энергетики им. Л.A. Мелентьева СО РАН велись моделирования процессов вторичного загрязнения атмосферы, возникло и сследование влияния 7 наиболее характерных компонентов в выбросах энергетики: метана (СН4), оксидов углерода (СО и СО2), формальдегида (НСОН), оксидов азота (NO и NO2) и аммиака (NH4). Изучались связи между их концентрациями и концентрациями большого ряда газообразных и твердых вторичных загрязнителей при различных значениях температуры, давления и влажности. Значительность вторичных изменений в химическом составе атмосферы получили оценку с помощью показателей г (отклик) и к (чувствительность), которые дают возможность классифицировать первичные загрязнители по интенсивности инициируемых ими вторичных реакций.
На основании результатов расчетов обнаружили и теоретически сформировали зависимость потенциальной опасности первичного загрязнителя от его окислительной способности. Следовательно, наибольшие изменения в химическом составе атмосферы следует ожидать от выбросов органических веществ, что соединено с их высокой окислительной способностью.
Для исследований проблемы загрязнения окружающей среды аэрозолями применяются снегосъемки.
Исследование загрязнения снежного покрова является благоприятным и достаточно недорогим способом получения данных о поступлении загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность. Особый интерес снежный покров предъявляет, изображает при изучении процессов длительного загрязнения (месяц, сезон), поскольку как естественный планшет-накопитель дает действительную величину сухих и влажных выпадений в холодное время года [2].
Было подтверждено, что снег является индикатором атмосферного загрязнения пылью, макрокомпонентами, тяжелыми металлами, нефтяными полициклическими ароматическими углеводородами, белковыми соединениями и т.д. [3]. Снежный покров в некоторых работах характеризуются как своеобразная осадочная порода, состоящая из смеси кристаллов снега, льда, воды, водяных паров и воздуха. Химический состав снежного покрова определен не только загрязнением снега из атмосферы, которое происходит путем сухого и влажного осаждения как антропогенных, так и естественных примесей, но и взаимодействием с воздухом почвогрунтов и в целом с почвенно-растительным покровом. Динамика химических элементов и соединений в снежном покрове еще до конца не исследована. Упоминается, что осенью складываются благоприятные условия для миграции веществ из почвы в снег .
Взаимоотношения между сухими и влажными выпадениями подчинены ряду, обусловленых факторов, главными из которых являются: длительность холодного периода, в течение которого сохраняется снежный покров, частота снегопадов и их интенсивность, физико-химические свойства загрязняющих веществ, размер аэрозолей.
В начале зимы, когда не имеется сплошного снежного покрова, а загрязнение снега может быть в результате ветровой эрозии обнаженных участков замерзших почв. Основная масса этого загрязнения вызвана главным образом достаточно крупными (50 мкм и более) минеральными частицами, которые рисуют алевритовую и перлитовую фракции почв. Эти частицы откладывается на небольшие расстояния от нескольких метров до десятков и сотен метров. По мере роста высоты снежного покрова такое загрязнение быстро опускается и при образовании сплошного снежного покрова вовсе затихает, кончается. В аридных районах с малым количеством атмосферных осадков и на приграничных с ними территориях этот фактор влияет в течение всего холодного периода.
Загрязнение снега при внутри облачном и подоблачном вымывании и сухом выпадении, обусловленное влиянием многих источников, повергает к изменению его состава. Поступление тех или иных веществ соединено с пространственным распределением источников, высотой поступления примесей в атмосферу, средним временем их пребывания в ней, скоростью распространения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Время снегопадов в среднем охватывает 10-35 % холодного периода, а средняя повторяемость дней с осадками для Южного региона 12-15 %. В этой связи продемонстрировано, что по сравнению с северной частью Казахстана в восточной части преобладает сухое выпадение над влажным . Вблизи же локальных источников при больших выбросах грубодисперсных аэрозолей на долю сухих выпадении должно доводиться от 70 до 90 % .
Библиографическая ссылка
Сихынбаева Ж.С., Шынгысбаева Ж.А., Жолдасбекова К.А. К ВОПРОСУ О ПРОБЛЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 10. – С. 87-88;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34740 (дата обращения: 21.11.2024).