Утворення, розподіл і перенесення галогенвуглеводнів у геологічному середовищі

Грунти, донні відклади, рослинність і сніг є важливим депонуючим середовищем для ГВ та інших атмосферних забруднювачів. Тому було розглянуто вплив фізико-хімічних характеристик компонентів грунту та параметрів СОЗ на швидкість їх перенесення в грунтах.

Отримано рівняння для швидкості потоку СОЗ з повітря в грунт з врахуванням коефіцієнтів розподілу та констант швидкості їх загибелі в компонентах грунту та вивчено вплив відносного вмісту цих компонентів на ефективний коефіцієнт дифузії СОЗ в грунті. На рис. 10 наведено результати, отримані для потоку СОЗ в грунтах різного складу. Знайдено, що основними параметрами СОЗ, які впливають на швидкість їх перенесення в грунті, є коефіцієнти розподілу між водою, мінеральною та органічною складовими твердої фази та повітрям і водою грунту.

Однак ці коефіцієнти розподілу погано описують поведінку забруднювачів на поверхнях різних твердих атмосферних аерозолів, грунтів, рослинності, гірських порід і донних відкладів, оскільки поверхня цих матеріалів має структуру, що відрізняється від н-октанолу, тому для їх оцінки бажано використовувати розрахунки за рівняннями 1а,б.

Для оцінки швидкості потоку домішок у снігу, що необхідна при інтерпретації отриманих аналітичних даних для летких домішок з табл. 1, також використано мас-балансову багатофазну модель. Як показано вище, однією з причин збагачення повітря теплого антарктичного льодовика атмосферними домішками може бути їх розчинення в воді верхнього снігового покрову, що тане, перенесення з інфільтраційною водою та концентрування в більш глибоких шарах снігу та фірну. Тому такі фази, як повітря, вода, поверхня льоду та поверхня органічної речовини, що містяться в снігу, можуть значно впливати на розподіл і перенесення в ньому летких атмосферних домішок.

Встановлено, що температура навколишнього середовища значно впливає на відношення концентрацій домішок, що адсорбовані на поверхні льоду, до тих, що розчинені у воді снігового покрову. Якщо в період австралійської зими (Т < -5^oC) основний внесок в цей розподіл вносить адсорбція домішок з атмосфери на поверхні кристалів льоду, то при зростанні температури (T ? 0^oC) протягом австралійського літа та після метаморфічних перетворень цього снігу значна кількість цих домішок виявляється в розчиненому стані.

Температура навколишнього середовища і метаморфізм снігу можуть також значно впливати на швидкість перенесення домішка в різних фазах снігу. Для атмосферних домішок, які знайдено в пробах льоду, розраховано коефіцієнти дифузійного масопереносу в повітряній та у водній фазах свіжого холодного та давнього плавленого снігу. Встановлено, що швидкість дифузії домішок в повітряній фазі снігу набагато вища, ніж у водної фазі. Підвищення температури та метаморфічні зміни снігового покрову призводять до значного прискорення дифузії домішок в водній фазі та до затримання процесу перенесення в повітряній фазі покрову.

На підставі коефіцієнтів розподілу домішок між фазами та фізичних характеристик снігового покрову виконано розрахунок відносних внесків таких фаз, як повітря, вода, органічна речовина та поверхня льоду в стік домішок у свіжому холодному снігу. Як виходить з отриманих даних, основна доля летких домішок зосереджена в повітрі пор снігового покрову. Внесок водної фази в цьому покрові та адсорбції на поверхні льоду суттєві для сірковмісних газів (CS₂, COS) і деяких ГВ. Доля домішок, що знаходяться в органічній речовині снігового покрову дуже мала, і тому можливими біохімічними реакціями розкладу домішок з участю цієї речовини можна знехтувати. Таким чином, основним шляхом стоку домішок з снігового покрову можуть бути їх випаровування в атмосферу і такі їх реакції розпаду в повітрі пор снігу, як окислення радикалами ОН і озоном. Оскільки внесок водної фази в стік домішок у снігу малий, то вплив процесів гідролізу ГВ і нуклеофільного заміщення іоном Cl^- атомів Br і I в ГВ на їх стік повинен бути незначним.

Праць, опублікованих за темою дисертації

1. Bogillo V. I., Bazylevska M. S. Partitioning of volatile organic pollutants between air and environmental surfaces in Antarctic atmosphere // Бюл. Укр. Антаркт. Центру / Ред. П. Ф. Гожик. - К.: УАЦ, 2002. - Вип. 4. - С. 173-176.

2. Bogillo V. I., Bazylevska M. S., Borchers R. Preliminary results and perspectives of glaciochemical studies in Western coastal Antarctica // Бюл. Укр. Антаркт. Центру / Ред. П. Ф. Гожик. - К.: УАЦ, 2002. - Вип. 4. - С. 188-191.

3. Bazylevska M. S., Bogillo V. I. Use of inverse gas chromatography in characterization of the environmental surfaces // Неруйнівний контроль конструкційних та функціональних матеріалів: Зб. наук. пр. Фз.-мех. інститут НАНУ. - Львів, 2002. - С. 202-206.

4. Bogillo V. I., Bazylevska M. S. Physico-chemical parameters of polymers, their fillers and pigments as revealed by inverse gas chromatography // Неруйнівний контроль конструкційних та функціональних матеріалів: Зб. наук. пр. Фз.-мех. інститут НАНУ. - Львів, 2002. - С. 207-212.

5. Гожик П. Ф., Богилло В. И., Базилевская М. С. Природные источники атмосферных галогенуглеводородов // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. - 2003. - № 1. - C. 44-53.

6. Базилевская М. С. Распределение атмосферных органических загрязнителей в геологических среде // Геол. журн. - 2003. - № 2. - C. 120-128.

7. Богилло В. И., Базилевская М. С. Роль углеродсодержащих аэрозолей в атмосферных процессах // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. - 2003. - № 2. - С. 53-65.

8. Базилевская М. С., Богилло В. И. Модели переноса органических загрязнителей в геологической среде // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. - 2003. - № 4. - С. 76-88.

9. Базилевская М. С. Источники легколетучих соединений, содержащихся в прибрежном леднике Западной Антарктики // Доповіді НАН України. - 2003. - № 10. - C. 118-123.

10. Базилевская М. С. Модель переноса стойких органических загрязнителей в геологических средах / Сучасні проблеми геологічної науки: Зб. наук. пр. ІГН НАН України / П. Ф. Гожик, відп.ред. - К., 2003. - С. 249-253.

11. Bazylevska M. S., Bogillo V. I. Description of air/surface partitioning for volatile organic pollutants in Antarctic environment // In: “Role of interfaces in environmental protection”. NATO SCIENCE SERIES: IV: Earth and Environmental Sciences 24 / EdS. Barany. - Netherlands: Kluwer Acad. Publ., 2003. - P. 153-160.

12. Bogillo V. I., Bazylevska M.S., Borchers R. Past and future for ozone-depleting halocarbons in Antarctic environment // In: “Role of interfaces in environmental protection”. NATO SCIENCSERIES: IV: Earth and Environmental Sciences 24 / Ed: S. Barany. - Netherlands: Kluwer Acad. Publ., 2003. - P. 161-168.

13. Bogillo V I., Bazylevska MS. Description of partitioning of volatile organic pollutants between air and environmental surfaces in Antarctic atmosphere // Abstr. 1^st Ukr. Antarctic Meeting (IUAM2001). - Kyiv, Ukraine, 2001. - Р.46.

14. ogillo V. I., Bazylevska M. S. Direct and inverse problems in determination of Henry constant and adsorption isotherm from elution gas chromatography data // Abstract Book of 1^st International Conference on Inverse Gas Chromatography. - Imperial College, London, England, 2001. - Р. 88-91.

15. Bogillo V. I., Bazylevska M. S. Use of inverse gas chromatographic data in characterization of environmental surfaces // Abstr. Book 1^st Intern. Conf. Inverse Gas Chromatogr. - Imperial College, London, England, 2001. - Р. 92-95.

16. Bogillo V. I., Bazylevska M. S., Borchers R. Past and future for ozone-depleting halocarbons in Antarctic environment // Abstr. II Intern. Conf. “Interfaces against Pollution” (IAP 2002). - Miskolc-Lillafured, Hungary, 2002. - P. 57.

17. Bazylevska M. S., Bogillo V. I. Description of air/surface partitioning for volatile organic pollutants in Antarctic environment // Abstr. 2^nd Intern. Conf. “Interfaces against Pollution” (IAP 2002). - Miskolc-Lillafured, Hungary, 2002. - P. 96.

18. Bogillo V.I., Bazylevska M.S. Air-surface partitioning of VOCs in environment // Proc. 7^th Joint International Symposium on Atmospheric Chemistry within the Earth System. - Crete, 2002. - P. 119

19. Borchers R., Bogillo V. I., Bazylevska M. S. Atmospheric gases in ice samples from a sub-antarctic glacier // Proc. 7^th Joint International Symposium on Atmospheric Chemistry within the Earth System. - Crete, 2002. - P. 140-141.

20. Bogillo V I., Bazylevska M.S., Borchers R. Enrichment of oceanically produced volatile chemicals in retreated coastal antarctic glacier // Abstr. Intern. Workshop “Ecological and Health Threat Associated with Environmental Contamination”. - Kiev, 2002. - P. 21-22.

Размещено на Allbest.ru