Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)

Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)

Недостаточная изученность ряда факторов, влияющих на изменение содержания биогенных элементов в атмосферных выпадениях, до настоящего момента позволяла только качественно оценить вклад различных составляющих. В данной статье сделана попытка количественного описания изменения концентраций биогенных э...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2005
Hauptverfasser: Чайкина, А.В., Холопцев, А.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Морський гідрофізичний інститут НАН України 2005
Schriftenreihe:Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Schlagworte:
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57003
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос.Кацивели (Южный берег Крыма) / А.В. Чайкина, А.В. Холопцев // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 215-219. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-57003
record_format dspace
spelling irk-123456789-570032014-03-03T03:01:17Z Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма) Чайкина, А.В. Холопцев, А.В. Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Недостаточная изученность ряда факторов, влияющих на изменение содержания биогенных элементов в атмосферных выпадениях, до настоящего момента позволяла только качественно оценить вклад различных составляющих. В данной статье сделана попытка количественного описания изменения концентраций биогенных элементов в атмосферных осадках с учетом интенсивности выпадения последних, а также концентрации этих веществ в облаках и атмосфере. The lack of study of series of factors which influence the change of biogenic elements content in atmospheric precipitation until now allows estimating only the contribution of different components. This article gives an attempt of quantitative description of biogenic elements concentration change in the atmospheric precipitation taking into consideration the intensity of its fall and concentration of these substances in the clouds and atmosphere. 2005 Article Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос.Кацивели (Южный берег Крыма) / А.В. Чайкина, А.В. Холопцев // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 215-219. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57003 502.2(262.5) ru Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морський гідрофізичний інститут НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
spellingShingle Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Чайкина, А.В.
Холопцев, А.В.
Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description Недостаточная изученность ряда факторов, влияющих на изменение содержания биогенных элементов в атмосферных выпадениях, до настоящего момента позволяла только качественно оценить вклад различных составляющих. В данной статье сделана попытка количественного описания изменения концентраций биогенных элементов в атмосферных осадках с учетом интенсивности выпадения последних, а также концентрации этих веществ в облаках и атмосфере.
format Article
author Чайкина, А.В.
Холопцев, А.В.
author_facet Чайкина, А.В.
Холопцев, А.В.
author_sort Чайкина, А.В.
title Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)
title_short Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)
title_full Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)
title_fullStr Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)
title_full_unstemmed Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. Кацивели (Южный берег Крыма)
title_sort особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос. кацивели (южный берег крыма)
publisher Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate 2005
topic_facet Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57003
citation_txt Особенности гидрохимического состава атмосферных осадков летнего периода 2004 г. в районе пос.Кацивели (Южный берег Крыма) / А.В. Чайкина, А.В. Холопцев // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 215-219. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv AT čajkinaav osobennostigidrohimičeskogosostavaatmosfernyhosadkovletnegoperioda2004gvrajoneposkaciveliûžnyjberegkryma
AT holopcevav osobennostigidrohimičeskogosostavaatmosfernyhosadkovletnegoperioda2004gvrajoneposkaciveliûžnyjberegkryma
first_indexed 2025-07-05T08:14:49Z
last_indexed 2025-07-05T08:14:49Z
_version_ 1836794029366312960
fulltext 215 УДК 502 .2 (262 .5 ) А.В.Чайкина*, А.В .Холопцев** *Морское отделение Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института, г.Севастополь **Севастопольский Национальный технический Университет, г.Севастополь ОСОБЕННОСТИ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ ЛЕТНЕГО ПЕРИОДА 2004 г. В РАЙОНЕ ПОС.КАЦИВЕЛИ (ЮЖНЫЙ БЕРЕГ КРЫМА) Одной из важных составляющих бюджета биогенных элементов в море являет- ся их поступление из атмосферы. Выпадение загрязняющих веществ, в том числе и соединений азота, из атмосферы осуществляется двумя путями – с атмосферными осадками и при поглощении вещества из атмосферы подстилающей поверхностью. Недостаточная изученность ряда факторов, влияющих на изменение содержа- ния биогенных элементов в атмосферных выпадениях, до настоящего момента по- зволяла только качественно оценить вклад различных составляющих. В данной ста- тье сделана попытка количественного описания изменения концентраций биоген- ных элементов в атмосферных осадках с учетом интенсивности выпадения послед- них, а также концентрации этих веществ в облаках и атмосфере. Согласно общим представлениям [1], содержание микроэлементов в ат- мосферных осадках зависит от концентрации микроэлементов в облаках, и подстилающей атмосфере, а также от интенсивности атмосферных осадков. Процесс загрязнения микроэлементами атмосферных осадков – это раз- новидность процесса диффузии. Ему присущи те же общие закономерности, что и прочим диффузионным процессам [2]. Содержание микроэлементов в атмосферных выпадениях определяется концентрациями рассматриваемых микроэлементов в облаках и окружающей атмосфере, интенсивностью вы- падения осадков, площадью границы раздела вода – воздух. В то время как на качественном уровне особенности влияния перечис- ленных факторов на изменения концентраций микроэлементов в атмосфер- ных осадках известны, количественные соотношения в настоящее время не установлены, и сравнительный анализ значимости отдельных факторов не проводился. Целью данной работы является попытка количественного описания на- блюдаемых изменений концентраций микроэлементов в атмосферных осадках, с учетом таких факторов как интенсивность осадков и предполагаемая кон- центрация загрязняющих веществ в облаках и слое атмосферного аэрозоля. Исследование значимости влияния указанных параметров на поток за- грязняющих веществ, поступающий на земную поверхность в составе атмо- сферных осадков, проводилось на примере соединений азота NO2 -, NO3 - и NH4 +, поскольку присутствие в атмосферных выпадениях перечисленных элементов показывает не только степень закисленности осадков, но и уро- вень антропогенного загрязнения атмосферы. Временные ряды значений интенсивности и гидрохимического состава © А .В .Чайкина*, А .В .Холопцев , 2005 216 атмосферных осадков были сформированы из результатов измерений, про- веденных на метеостанции, расположенной в пос.Кацивели. Отбор проб атмосферных осадков и их химический анализ на содержа- ние соединений азота проводились согласно РД 52.04.186-89 [3], что обес- печивало величину относительной погрешности определения концентрации рассматриваемых веществ в осадках ± 10 %. Метод определения нитрат-иона основан на восстановлении нитратов до нитритов с помощью омедненного кадмия и их фотометрическом опре- делении по реакции с реактивом Грисса. Метод определения нитрит-иона основан на диазотировании нитритов сульфаниловой кислотой при после- дующем взаимодействии образовавшегося диазосоединения с α-нафтилами- ном, вызывающим появление красной азокраски. Метод определения ионов аммония основан на взаимодействии аммонийных солей и аммиака со ще- лочным раствором ртутноиодистоводородного калия (реактивом Несслера). Анализируемые ряды наблюдений содержат по 20 значений, что позво- ляет рассчитать значение 95 % порога достоверной корреляции по крите- рию Стьюдента: Г(95 %) = 0,44. Расчет коэффициента корреляции проводился с помощью стандартной программы КОРРЕЛ (еxl). Полученные при этом результаты приведены в табл. Как видно из таблицы, величины коэффициентов корреляции между временными рядами концентраций рассматриваемых веществ в атмосфер- ных осадках, выпадающих в пос.Кацивели в летнее время, и интенсивно- стью осадков не превышают порога достоверной корреляции. Это позволяет сделать вывод о том, что интенсивность выпадения не является определяю- щим фактором в изменении концентрации соединений азота в осадках. На рис. приведена зависимость концентрации NO2 - в атмосферных осадках, выпадающих в летнее время в пос.Кацивели, от их интенсивности. В то же время из таблицы видно, что хорошо коррелируют между собой нитратный и нитритный, а также нитритный и аммонийный азот. Хорошую корреляцию нитратного и нитритного азота можно объяснить сходными источниками поступления их в атмосферу, а также тем, что они являются элементами взаимного превращения. Вместе с тем различие источников по- ступления аммонийного и нитратного азота в атмосферу, по-видимому, объясняет снижение корреляционной связи между указанными элементами. Т а б л и ц а . Результаты корреляционного анализа временных рядов интенсивно- стей атмосферных осадков и концентраций в них NO2 -, NO3 - и NH4 +. сумма осад- ков, мм концентрация NO2 -, мг/л концентрация NO3 -, мг/л концентрация NH4 +, мг/л сумма осад- ков, мм 1 0,0024 0,2200 – 0,0552 концентрация NO2 -, мг/л 1 0,5917 0,4639 концентрация NO3 -, мг/л 1 0,3804 концентрация NH4 +, мг/л 1 217 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0 5 10 15 20 25 интенсивность осадков мм/сутки к он ц ен тр ац и я N O 2 м г/ л Р и с . Зависимость концентрации NO2 - в атмосферных осад- ках, выпадающих в летнее время (май – сентябрь 2004 г.) в пос.Кацивели, от их интенсивности. Для более достоверного понимания взаимодействия форм азота, проис- ходящего в трехкомпонентной системе: облачный покров – атмосферный аэрозоль – земная поверхность, необходимо владеть информацией о кон- центрации их в каждом звене. Отсутствие в настоящее время комплексных исследований содержания азотных соединений в системе обуславливает необходимость математического описания зависимости концентрации этих элементов в атмосферных осадках от их концентрации в облаках и подсти- лающей атмосфере, а также от интенсивности выпадения. При выпадении жидких или твердых осадков происходит абсорбция [4] загрязняющих веществ, содержащихся в атмосфере. При этом составляю- щая потока загрязняющих веществ, поступающих на земную поверхность с атмосферными осадками, обусловленная процессом абсорбции, пропорцио- нальна концентрации загрязняющих веществ в слое атмосферного аэрозоля. Изменение концентрации примеси в слое подстилающей атмосферы происходит за счет двух процессов. Первый – загрязнение атмосферы рас- сматриваемой примесью, поступающей из внешних (природных или техно- генных) источников. Второй – очищение аэрозоля в результате абсорбции атмосферными осадками загрязняющих веществ. При этом уменьшение концентрации примеси в слое аэрозоля пропорционально интенсивности атмосферных осадков и значению концентрации примеси в этом слое. Изменение концентрации загрязняющих веществ в слое атмосферы, вы- званное прохождением сквозь него атмосферных осадков, определяется уравнением: dB(t) = [– к B(t)C(t) + G(t)]dt (1) где dB – концентрация примеси в слое аэрозоля; G(t) – приток загрязняю- щих веществ в слой аэрозоля; С(t) – интенсивность выпадения осадков; к – 218 коэффициент пропорциональности, имеющий размерность, противополож- ную размерности интенсивности осадков. Решение уравнения (1) имеет вид: B1(t) = B(0)exp{– к∫ t 0 C(t)dt} [1 + ∫ t 0 G(t)dt]. (2) Если предположить, что в течение ограниченного интервала наблюде- ния интенсивность осадков С и поток загрязняющих веществ в подстилаю- щую атмосферу G не зависят от времени, то (2) приводится к виду: B1(t) = B(0)exp{– к Ct} [1 + Gt]. (3) Из (3) можно сделать вывод, что при отсутствии притока примеси в подстилающую атмосферу (G = 0) концентрация примеси в слое атмосферы убывает по экспоненциальному закону: B1(t) = B(0)exp{– к Ct}, а при отсутствии осадков (С = 0) и при неизменном притоке примеси в слой подстилающей атмосферы концентрация примеси увеличивается пропор- ционально времени: B1(t) = B(0) [1 + Gt]. Связь концентрации загрязняющих веществ в облаке с притоком примеси в облако и интенсивностью выпадения осадков описывается уравнением: B2(t) = B2(0) exp{к ∫ t 0 C(t)dt} [1 + ∫ t 0 R(t)dt], (4) где B2(t) – концентрация загрязняющих веществ в облаке; R(t) – приток за- грязняющих веществ в облако. Таким образом, поток примеси, поступающей на земную поверхность в составе атмосферных осадков П(t), может быть определен из соотношений (2) и (4). При неизменности входящих в них параметров он определяется формулой: П(t) = С exp{– к Ct}[ B(0)(1 + Gt) + B2(0)(1 + Rt)]. (5) Поток примеси непосредственно связан с ее концентрацией. Концентра- ция примеси Х(t) равна отношению потока к объему осадков. Следовательно, Х(t)= exp{– к Ct} [ B(0)(1 + Gt) + B2(0)(1 + Rt)]. (6) Интенсивность атмосферных осадков С и приносимых ими примесей П могут быть непосредственно измерены с помощью стандартных методик, в то время как информация о параметрах, заключенных в квадратную скобку (приток загрязняющих веществ в слой аэрозоля G, концентрация загряз- няющих веществ в облаке B2, приток загрязняющих веществ в облако R), как правило отсутствует. Как видно из уравнения (6), концентрация примеси в атмосферных осад- ках пропорциональна параметрам загрязнения аэрозоля и облаков, а также обратно пропорциональна экспоненте интенсивности атмосферных осадков. 219 Проведенный анализ экспериментальных данных об изменениях кон- центраций соединений NO2 -, NO3 - и NH4 + в атмосферных осадках различной интенсивности в п. Кацивели в летний период показал, что влияние интен- сивности осадков как фактора изменчивости содержания в них азотных со- единений невелико (достоверная корреляция отсутствует). В то же время достоверно коррелированны изменения NO2 - и NO3 -, а также NO2 - и NH4 +. К числу наиболее значимых факторов изменения концентраций форм азота относятся: – начальные концентрации рассматриваемых примесей в облаках, из которых выпадают осадки B2(0), и атмосфере B(0); – поток загрязняющих веществ в облака R(t) и аэрозоль G(t). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Исидоров В.А. Химическая экология.– М.: Наука, 2002.– 352 с. 2. Репетин Л.Н., Войцехович О.В., Рябинин А.И., Ильин Ю.П., Долотов В.В., Лип- ченко А.Е. Организация и результаты экспериментального мониторинга атмо- сферных осадков и биогенных веществ, выпадающих на поверхность Черного моря (проект BSERP/GEF) // Матер. до 6-го Міжнар. Симпозіуму «Екологічні проблеми Чорного моря». 11-12 листопада, 2004 р.– Под ред. Г.Г.Мінічевой, Б.М.Каца.– Одеса: ОЦНТЕІ, 2004.– С.363-367. 3. РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы.– М., 1991.– 46 с. 4. Хргиан А.Х. Физика атмосферы.– М.: Государственное издательство технико- теоретической литературы, 1953.– 456 с. Материал поступил в редакцию 12 .12 .2004 г . После доработки 23 .03 .2005 г .

Ähnliche Einträge