Химический состав атмосферных осадков г. Одессы

Представлены результаты собственных исследований ионного состава и органических веществ из атмосферных осадков, являющихся одним из неконтролируемых источников загрязнения прибрежной зоны моря в районе г.Одесса. Показано, что загрязнение воздушной среды города влияет на соотношение ионов и компонент...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Савин, П.Т., Подплетная, Н.Ф., Дятлов, C.Е.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Морський гідрофізичний інститут НАН України 2005
Назва видання:	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Теми:	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57004
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы / П.Т. Савин, Н.Ф. Подплетная, C.Е. Дятлов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 220-225. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-57004
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-570042014-03-03T03:01:14Z Химический состав атмосферных осадков г. Одессы Савин, П.Т. Подплетная, Н.Ф. Дятлов, C.Е. Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Представлены результаты собственных исследований ионного состава и органических веществ из атмосферных осадков, являющихся одним из неконтролируемых источников загрязнения прибрежной зоны моря в районе г.Одесса. Показано, что загрязнение воздушной среды города влияет на соотношение ионов и компонентный состав углеводородов атмосферных осадков, в результате чего в морскую среду поступают видоизмененные ароматические углеводороды, трудно поддающиеся деструкции. 2005 Article Химический состав атмосферных осадков г. Одессы / П.Т. Савин, Н.Ф. Подплетная, C.Е. Дятлов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 220-225. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57004 04.054 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 Савин, П.Т. Подплетная, Н.Ф. Дятлов, C.Е. Химический состав атмосферных осадков г. Одессы Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description	Представлены результаты собственных исследований ионного состава и органических веществ из атмосферных осадков, являющихся одним из неконтролируемых источников загрязнения прибрежной зоны моря в районе г.Одесса. Показано, что загрязнение воздушной среды города влияет на соотношение ионов и компонентный состав углеводородов атмосферных осадков, в результате чего в морскую среду поступают видоизмененные ароматические углеводороды, трудно поддающиеся деструкции.
format	Article
author	Савин, П.Т. Подплетная, Н.Ф. Дятлов, C.Е.
author_facet	Савин, П.Т. Подплетная, Н.Ф. Дятлов, C.Е.
author_sort	Савин, П.Т.
title	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы
title_short	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы
title_full	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы
title_fullStr	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы
title_full_unstemmed	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы
title_sort	химический состав атмосферных осадков г. одессы
publisher	Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57004
citation_txt	Химический состав атмосферных осадков г. Одессы / П.Т. Савин, Н.Ф. Подплетная, C.Е. Дятлов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 220-225. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
series	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv	AT savinpt himičeskijsostavatmosfernyhosadkovgodessy AT podpletnaânf himičeskijsostavatmosfernyhosadkovgodessy AT dâtlovce himičeskijsostavatmosfernyhosadkovgodessy
first_indexed	2025-07-05T08:14:52Z
last_indexed	2025-07-05T08:14:52Z
_version_	1836794032070590464
fulltext	220 УДК 504 .054 П.Т .Савин , Н.Ф.Подплетная, C.Е .Дятлов Одесский филиал Института биологии южных морей НАН Украины, г.Одесса ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ г.ОДЕССЫ Представлены результаты собственных исследований ионного состава и органи- ческих веществ из атмосферных осадков, являющихся одним из неконтролируемых источников загрязнения прибрежной зоны моря в районе г.Одесса. Показано, что за- грязнение воздушной среды города влияет на соотношение ионов и компонентный со- став углеводородов атмосферных осадков, в результате чего в морскую среду поступа- ют видоизмененные ароматические углеводороды, трудно поддающиеся деструкции. Глобальное антропогенное загрязнение атмосферы и его вклад в загряз- нение Мирового океана определили важность исследования химического состава атмосферных выпадений на региональном уровне, как один из эта- пов оценки степени техногенного воздействия на морскую среду. Фрагментарные данные по химическому составу атмосферных осадков известны с 1910 г. [1]. Практически полный ионный состав дождя и снега на европейской части СССР с 1947 по 1966 гг. представлен в [1 – 3]. Наиболее распространенными и чаще всего анализируемыми компонентами являются ионы Cl–, SО4 2–, HCО3 –, Na+, Ca2+, Mg2+, K+, NH4 +, NО3 –, NО2 –. В качестве ос- новного критерия степени загрязнения дождевой воды используется коэф- фициент обогащения β, который представляет собой частное от деления от- ношения содержания данного иона к содержанию иона хлора в осадках на такое же отношение этого же элемента к хлору в морской воде [1, 4]. При этом фактически проводится сравнительный анализ ионного состава атмо- сферных осадков и морской воды. Согласно литературным данным [2 – 8], на содержание различных ионов в атмосферных осадках оказывает влияние расстояние от моря, климатические условия, литологический состав почвы, а также антропогенное загрязнение атмосферы. В частности, в зависимости от степени загрязнения атмосферы промышленными выбросами в атмосфер- ных осадках увеличивается содержание сульфатов от 2 – 9 до 50 мг/л, что приводит к резкому увеличению значений β от 2,7 до 38 соответственно [3]. Содержание кальция, магния и в меньшей степени калия в атмосфере над сушей зависит, прежде всего, от минерального состава ее поверхности и ветрового выноса [7], однако увеличение их концентрации в атмосферных осадках также свидетельствуют об антропогенном загрязнении атмосферы. Материал и методы. Изучение химического состава атмосферных осадков, выпадающих в черте г.Одессы, проводили с 16 января по 2 марта и с 9 по 15 июля 2003 г. Объектом исследования являлся свежевыпавший и лежалый снег, а также дождевая вода. Всего было собрано и проанализировано 14 проб. Пробы отбирали в парковой зоне, на морских склонах и улицах города с интенсивным автомобильным движением. © П .Т .Савин , Н .Ф .Подплетная , C.Е .Дятлов , 2005 221 Химические анализы выполняли по стандартным методикам [2, 6, 10]. Идентификацию органических веществ осуществляли с применением методов ультрафиолетовой (УФС) и инфракрасной (ИКС) спектрофотометрии [3, 10]. Биотестирование дождевых и талых вод проводили с использованием в качестве тест-объекта вествистоусого ракообразного Ceriodaphnia affinis Lill. по стандартной методике [11, 12]. В качестве показателя токсичности проб талых и дождевых вод использовали время гибели 50 и 100 % тест-объектов (LТ50 % , LТ100 %). Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований была выполнена сравнительная оценка ионного состава снега и дождевой воды, отобранных на морских склонах и в парковой зоне г.Одессы (табл.1), из которой следует, что атмосферные осадки на территории Одессы незави- симо от сезона содержат избыточное количество сульфат-ионов, ионов ка- лия и кальция. Максимальное превышение коэффициентов β над средним фоном наблюдается зимой (в 6,6 раза). Летом это соотношение значительно ниже (в 4,4 раза), что связано с обогащением приземной атмосферы города в зимнее время продуктами сгорания ископаемого топлива и подтверждает- ся аналогичной сезонной динамикой ионов Ca+, Mg+ и К+. Более полная характеристика степени загрязнения дождевой воды и снега, отобранных для сравнения на морских склонах и районах интенсив- ного автомобильного движения в центральной части города, представлена в табл.2. Из приведенных данных видно, что общее содержание растворимых минеральных солей в талой воде, в зависимости от места отбора, изменяется от 7 – 13 мг/л для прибрежной зоны до 13 – 25 мг/л для районов интенсив- ного автомобильного движения. Минерализация дождевой воды, отобран- ной в одной и той же точке, снижалась от 27 мг/л в начале дождя до 10 мг/л в конце дождя, содержание нефтепродуктов (НУ) при этом уменьшалось в 6 раз. Это свидетельствует об активном «вымывании» загрязняющих ве- ществ из атмосферы. Не выявлена зависимость значений рH и Еh проб снега и дождевой во- ды от времени и места отбора. Однако следует отметить, что максимальной и минимальной минерализации проб снега соответствует максимальное и минимальное значение рН, что говорит о присутствии и заметном влиянии на pH карбонатов щелочных металлов. Т а б л и ц а 1 .Содержание основных ионов в атмосферных осадках. снег дождь ионы С, мг/л β С, мг/л β βср. для фоно- вых районов [1] Na+ 1,20 1,10 1,50 1,10 1,06 K+ 0,46 13,0 0,30 6,20 4,10 Mg++ 0,60 5,20 0,50 2,80 1,78 Ca++ 0,80 15,80 0,70 13,30 3,30 SO4 2– 3,40 13,50 3,20 9,00 2,03 HCO3 – 1,80 – 1,20 – – Cl– 1,80 – 2,50 – – 222 Т а б л и ц а 2 .Гидрохимические показатели и загрязняющие вещества в атмосфер- ных осадках, отобранных в различных районах г.Одессы. объект ис- следования отбор проб* рH Еh, мв минерали- зация, мг/л НУ, мг/л Znвзв, мкг/л Pbвзв, мкг/л 1 7,60 144 14,0 0,33 23,8 10,0 2 7,37 140 13,0 0,15 5,0 2,1 1 6,59 173 13,0 0,56 6,8 4,0 2 6,11 130 7,0 0,10 1,8 1,6 3 6,87 160 9,6 0,14 – – 1 – – – 0,93 25,5 19,2 снег свеже- выпавший 2 7,42 152 – 0,37 8,0 9,4 4 7,25 161 16,0 0,99 56,5 21,9 5 7,62 117 25,0 2,97 158,0 50,8 6 6,90 160 12,0 0,31 20,0 10,9 снег лежа- лый 7 – – – 0,69 2,0 62,2 3 7,58 179 18,0 0,12 – – 3 7,07 186 27,0 0,43 – – дождь 3 7,03 190 10,0 0,07 – – П р и м е ч а н и е : * – точки 1, 4, 5, 7 – улицы города с интенсивным автомобиль- ным движением; 2, 6 – морские склоны (Отрада), 3 – парковая зона. Наиболее существенным показателем загрязнения приземной атмосфе- ры выхлопными газами автомобилей является содержание в пробах снега и дождя тяжелых металлов (свинца и цинка) и НУ. В пробах снега, отобран- ных вблизи автомобильных магистралей (табл.2), содержание взвешенной формы свинца в 2,5; цинка в 3 – 8 раз и НУ в 2 – 10 раз превышало эти же показатели в пробах, отобранных на морских склонах. Очевидно, НУ явля- ются наиболее приоритетными загрязняющими веществами атмосферных осадков. При сравнении содержания НУ в атмосферных осадках с уровнем загрязнения городских ливневых вод [13, 14] оказывается, что 4 – 12 % от общего количества нефтепродуктов, поступающих в морскую среду через водосборные коллекторы, составляют НУ, «вымытые» из атмосферы и их компонентный состав отличается от компонентного состава НУ, поступаю- щих в море с индустриальными стоками. Адсорбированные снегом из за- грязненной воздушной среды органические вещества должны обладать бо- лее высокой токсичностью и повышенной стойкостью к деструкции, свя- занной с присутствием в выхлопных газах автомобилей ароматических со- единений, содержащих атомы кислорода, азота и тяжелых металлов (рис.1). Как видно на рис.1, основные отличия электронных спектров гексано- вых экстрактов углеводородов из атмосферных осадков от аналогичных спектров дизельного топлива заключаются в заметном росте, расширении и смещении абсорбционного максимума с длиной волны 227 нм (зона погло- щения сопряженных связей) в область 229 – 235 нм, а также в присутствии серии достаточно выраженных максимумов в области 255 – 300 нм, харак- 223 терных для спектров замещенных ароматических систем. Анализ УФ- спектра с использованием спектральных характеристик индивидуальных веществ и их функциональных групп, степени влияния бато-, гипсо-, гипер-, гипохромных эффектов, коэффициентов молекулярной экстинции [3] по- зволил достаточно обоснованно определить в атмосферных осадках кисло- род- и азот- содержащие органические соединения, содержащие амино-, спиртовую, альдегидную или кетогруппу, нитрогруппу. В пробах дождя и талой воды были идентифицированы анилин (λ = 230 нм, ε = 8600), толуидин (λ = 232 нм, ε = 8600), п-аминофенол (λ = 233 нм, ε = 8000), салициловый аль- дегид (λ = 256 нм, ε = 12600), п-оксибензальдегид (λ = 283 нм, ε = 16000), ди- нитробензол (λ = 266 нм, ε = 14500). Достаточно ярко выраженный абсорбци- онный максимум на длине 300 нм соответствует поглощению УФ-излучения дифинильной цепью и, по-видимому, не связан с продуктами окисления НУ. ИК-спектр, представленный на рис.2, однозначно показал присутствие в исследуемых атмосферных осадках достаточно высокого количества про- дуктов окисления углеводородного топлива в виде альдегидов и кетонов с максимумом поглощения на волновых числах 1700 и 1730. Р и с . 2 .ИК спектры: дизельное топливо в ССl4 (0,024 мг/мл) (а); экс- тракт углеводородов талой воды в ССl4 (точка 1) (б). 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 3 ,0 3 3 ,3 9 3 ,5 5 5 ,7 9 6 ,0 6 7 ,2 5 8 ,3 3 П р о п у ск а н и е, % λ, µк а а 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 ,0 3 3 ,3 9 3 ,5 5 5 ,7 9 6 ,0 6 7 ,2 5 8 ,3 3 П р о п у ск а н и е, % λ, µк б б 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 8 8 1 9 2 2 0 3 2 1 7 2 3 0 2 5 0 2 6 6 2 7 8 3 1 2 λ, nm П р о п у с к а н и е, % а 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 8 6 1 9 3 1 9 8 2 0 5 2 2 5 2 3 2 2 5 6 2 6 3 2 7 3 2 8 3 3 0 0 3 3 3 3 5 7 λ, nm П р о п у ск а н и е, % б Р и с . 1 .УФ спектры: дизельное топливо в н-гексане (0,024 мг/мл) (а), экстракт углеводородов талой воды в н-гексане (точка 1) (б). а б 224 Талые воды, полученные из свежевыпавшего снега, не оказывали ост- рого токсического влияния на стандартный тест-объект Сeriodaphnia affinis Lill. (Cladocera, Crustacea). Снег, пролежавший на наиболее оживленных городских магистралях (1 ст. Черноморской дороги, автотрасса у Морвокза- ла) более 7 сут., обладал остротоксическими свойствами, вызывая гибель тест-объектов после 6 – 24 ч экспозиции. В то же время снег, пролежавший более 7 сут. на приморских склонах, не вызывал токсического эффекта у тест-объектов. Пробы талых вод, сбрасываемых в море через ливневые коллекторы в период интенсивного таяния снега, также обладали остротоксическими свойствами (LТ100 % = 24 ч). Отстаивание и устранение взвешенной фазы из пробы устраняло ее острую токсичность (LT50 % = 24 – 48 ч). Все пробы дождевых и талых вод обладали хронической токсичностью и достоверно снижали плодовитость C. affinis. Выводы. 1. Обобщенная оценка степени загрязнения атмосферных осадков, вы- полненная на основе расчета коэффициентов обогащения β показала, что наиболее заметный вклад в загрязнение их вносят сульфаты в виде ионов или их соединения, характеризующие загрязнение атмосферы промышлен- ными выбросами. 2. Экологически опасными соединениями атмосферных осадков явля- ются взвешенные частицы свинца и цинка, поступающие в атмосферу с вы- хлопными газами автомобилей, и продукты неполного сгорания органиче- ского топлива, токсическое действие которых (как и активность УФ- поглощения) значительно усилено соединением их молекул с атомами ки- слорода и азота в виде карбонильных, окси-, нитро- и аминогрупп. 3. Локальное антропогенное загрязнение воздушной среды города зна- чительно влияет на химический состав атмосферных осадков, поступающих в морскую среду с ливневыми, дренажными водами или по рельефу. В ре- зультате этого в морской среде происходит накопление ароматических уг- леводородов, неподдающихся биологической деструкции. 4. Полученные результаты исследований могут быть использованы для инвентаризации источников загрязнения прибрежной зоны моря в районе г.Одессы, необходимой для контроля экологической ситуации и расчета ба- ланса веществ и энергии в бассейне с учетом антропогенного воздействия как основы регламентации антропогенных нагрузок. Авторы приносят глубокую благодарность ведущему инженеру отдела проблем качества водной среды ОФ ИнБЮМ Л.Ю.Секундяк за предостав- ление данных о содержании тяжелых металлов в талой воде. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Алекин О.А. Основы гидрохимии.– Л.: Гидрометеоиздат, 1970.– 443 с. 2. Кульский Л.А., Гороновский И.Т., Когановский А.М., Шевченко М.А. Справоч- ник по свойствам, методам анализу и очистке воды.– Киев: Наукова думка, 1980.– С.219-223. 3. Селезнева Е.С. Атмосферные аэрозоли.– Л.: Гидрометеоиздат, 1966.– 174 с. 4. Хорн Р. Морская химия.– М.: Мир.– 1972.– С.261-273. 225 5. Лавриненко Р.Ф. Баланс сульфатов в атмосферных осадках // Труды ГГО.– 1979.– вып.418.– С.34-42. 6. Лавриненко Р.Ф. К вопросу о формировании химического состава атмосферных осадков // Естественные и антропогенные аэрозоли: Мат. III Международной конференции.– НИИФ СпбГУ, 2003.– С.38-52. 7. Петренчук О.П., Лавриненко Р.Ф. Химический состав аэрозолей на морском побережье Крыма // Труды ГГО.– 1974.– вып.314.– С.168-180. 8. Мединец В.И., Волков В.Ю., Коренной Ю.В. Загрязнение атмосферы над Чер- ным морем соединениями серы и азота // Исследования экосистемы Черного моря.– Одесса: Ирэн-полиграф, 1994.– вып.1.– С.82-85. 9. Руководство по методам химического анализа морских вод / Под ред. С.Г.Ора- довского.– Л.: Гидрометеоиздат, 1977.– С.118-127. 10. Гордон А., Форд Р. Спутник химика.– М.: Мир, 1976.– С.207-241. 11. КНД 211.1.4.055-97 Методика. Визначення гострої токсичності води на рако- подібних Ceriodaphnia affinis Lilljeborg.– Киев, 1997.– 13 с. 12. Методическое руководство по биотестированию воды РД 118-02-90.– М.: Гос- комприрода СССР, 1991.– 49 с. 13. Тучковенко Ю.С., Сапко О.Ю. Оценка вклада антропогенных источников в за- грязнение морской среды // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.– 2003.– 47.– С.130-139. 14. Экологическое обоснование удаленных выпусков в море ливневых вод г. Одессы: Отчет о НИР ОФ ИнБЮМ АН Украины: шифр темы 10/89.– Одесса, 1990.– 172 с. Материал поступил в редакцию 28 .03 .2005 г .

Химический состав атмосферных осадков г. Одессы

Репозитарії

Схожі ресурси