XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Атмосферныеаэрозолиявляютсяпродуктамисложнойсовокупностихимическихифизическихпроцессов. Вследствие многообразия этих процессов, протекающих в атмосфере, и относительно короткого времени жизни самого аэрозоля его химические состав и физические характеристики очень изменчивы [1]. В настоящее время мы все больше осознаем важность атмосферных аэрозолей в химии и физике атмосферы. Аэрозоли играют важную роль в качестве ядер конденсации облаков и играют ключевую роль в гидрологическом цикле благодаря их влиянию на типы и скорость образования облаков. Аэрозоли, и облака, которые они производят, могут также рассеивать или поглощать входящее излучение от солнца или исходящее излучение от Земли, что имеет важные последствия для теплового баланса планеты, а также для климата и погоды.

Данная работа посвящена определению элементного состава атмосферных аэрозолей в приземном слое атмосферы урбанизированной территории. Модельной площадкой был выбран город Ростов-на-Дону, расположенный в степной зоне, с преобладающим в ней умеренно-континентальным, степным климатом [2].

Атмосферные аэрозоли отбирались на фильтр из ткани Петрянова ФПП-15-1.7 общей площадью 0,56 м² на аспирационной станции Лаборатории ядерной физики НИИ физики Южного федерального университета в 2000-2009 годах в рамках комплексного мониторинга приземного слоя воздуха на юго-восточной окраине г. Ростов-на-Дону. Элементный (химический) состав образцов исследовался с помощью ренгенофлуоресцентного спектрометра РФС-001на основе полного внешнего отражения.

Были проанализированы данные по элементному составу приземного слоя атмосферы были в 2004 и 2008г.. Эти года были выбраны из-за существенных различий в метеорологических условиях.

В результате измерений были получены две группы элементов, отличающихся происхождением: литогенные (K, Ca, Mn и Fe) и антропогенные (S, Cu, Zn и Pb). Также были зафиксированы Al, U, As, Br, Ti, P, Rb и Sr, которые носили характер единичных выбросов, поэтому их содержание мало для статистической обработки.

Вариации концентраций литогенных (естественных) элементов определяются их содержанием в земной коре. Поэтому выделение в пробах атмосферных аэрозолей группы естественных почвенных элементов на основе критерия большой величины концентрации, является закономерным следствием геохимического состава и свидетельствует о естественном почвенном источнике поступления этих элементов в атмосферу.

Концентрации макроэлементов K, Ca, Fe в каждой серии измерений меняются очень похожим образом, что указывает на возможный общий источник их поступления в атмосферу (рис.1а). С учетом большого абсолютного содержания этих элементов в атмосфере и хорошей корреляции пространственно-временных зависимостей их концентраций в теплый сухой период, эту группу можно рассматривать как элементы естественного почвенного происхождения. В летние периоды наблюдений к этой группе примыкает Mn.

Сезонное распределение массовой доли элементов Zn, S, Ni, и Cu заметно увеличивается в ноябре (рис.1б). Временная зависимость данных элементов указывает на то, что их источниками в аэрозолях могут служить ТЭЦ-2 и ТЭС Ростова-на-Дону, которые являются крупнейшими тепло- и энергоисточниками города и в указанный период увеличивают количество выбросов в атмосферу.

Список литературы

1. Медведева С.А., Тимофеева С.С. // Физико-химические процессы в техносфере: учебное пособие. Изд-во: Инфра-Инженерия. 2017. С.84.

2. Кобышева Н. В. Климат России / Н. В. Кобышева [и др.]. –СПб:-Гидрометеоиздат, 2001 –645