Коэффициент концентрации некоторых рассеянных элементов

Аэрозоли

В 60-х годах ХХ века в тропосфере были обнаружены ничтожные концентрации рассеянных элементов, измеряемые нанограммами в 1 м³ воздуха. Это означает, что суммарные массы этих элементов в тропосфере относительно велики. Наибольшая концентрация металлов наблюдается в нижнем слое тропосферы, который соприкасается с поверхностью суши или воды. Основная масса рассеянных элементов сосредоточена в нижнем километровом слое воздуха. Выше этого слоя концентрация быстро убывает 10-100 раз. Было установлено также, что состав, содержание элементов над поверхностью континентов и океанов неодинаково.

Для оценки избирательной аккумуляции химических элементов в аэрозолях используется коэффициент аэрозольной аккумуляции К_а:

К_а = А/К,

где А – содержание элемента в твердой фазе аэрозоля; К – кларк этого же элемента в гранитном слое континентальной земной коры. Расчет производится на твердое вещество аэрозолей (табл. 7.1)

Таблица 7.1

Коэффициент концентрации некоторых рассеянных элементов

в континентальных аэрозолях (по В.В. Добровольскому, 1980)

Металлы	Значение Ка	Интенсивность обогащения
Кадмий	> 100	очень сильная
Свинец, олово	50 – 100	сильная
Цинк, медь, никель, хром	10 – 50	средняя
Ванадий	1 – 10	умеренная
Титан	< 1	отрицательная

Концентрации в километровом слое воздуха над континентами соответствуют содержанию в нем тысяч тонн металлов и мышьяка, сотен тонн селена, ртути, сурьмы. Примечательно, что это явление природное, никак не связанное с производственной деятельностью людей.

Носителями рассеянных элементов служат аэрозольные частицы. Установлено, что концентрации тяжелых металлов в воздухе тесно связаны с распределением аэрозольных частиц. Поэтому знание состава и динамики аэрозолей помогает понять закономерности миграции химических элементов в атмосфере.

Например, исследование твердого осадка снега позволяет определить ртутную нагрузку на урбанизированную территорию зимний период в Сибири при использовании разного вида топлива. При этом исключается вклад почвенной составляющей в состав аэрозоля. Кроме того, полученные данные дают косвенную оценку приземных слоев воздуха.

По результатам апробирования твердого аэрозоля снега г. Томска, как кратковременной депонирующей среды, средние концентрации ртути выше фоновых (57 нг/г) и составляют 80 нг/г [1]. Пылевая нагрузка на территорию г. Томска относится к низкой, но превышает значение фоновой (20 мг/м²*сут) в 1,1-9,7 раз. Приток ртути на территорию г. Томска в зимний период превышает таковой на фоновом участке от 0,76 - в Кировском до 5,06 - в Ленинском, с максимумом в Советском и Ленинском районах в 15,62 и 18,69 раз соответственно. Значение коэффициента аэрозольной аккумуляции указывает на отрицательную интенсивность обогащения аэрозоля ртутью. Превышение содержания ртути в твердом аэрозоле г. Томска над минимальным аномальным содержанием составляет от 0,04 до 2,26 раз, а над временной допустимой концентрацией от 0,16 до 6,0 раз.

Аэрозоли в атмосфере по отношению к тяжелым металлам выполняют функцию глобального геохимического барьера.

Дата добавления: 2015-08-10