Оценка уровня загрязненности приземного слоя атмосферы тяжелыми металлами в зоне влияния металлургических предприятий и угольных ТЭЦ

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-77-10060

НазваниеОценка уровня загрязненности приземного слоя атмосферы тяжелыми металлами в зоне влияния металлургических предприятий и угольных ТЭЦ

Руководитель Рогова Наталья Сергеевна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" , Томская обл

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-711 - Геоэкология и природопользование

Ключевые слова Загрязнение атмосферного воздуха, тяжелые металлы, мхи, активный биомониторинг, нейтронно-активационный анализ, атомно-эмиссионная спектрометрия.

Код ГРНТИ87.15.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Экспериментальное изучение распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является очень трудоемкой задачей, требующей больших затрат финансов и времени. Загрязняющие вещества от высотных источников переносятся на расстояния до 10…15 км и более. Содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на таких больших расстояниях сравнительно невелико. В данном случае традиционные инструментальные методы измерения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе малопригодны, так как для получения достоверных результатов требуются очень большие времена экспозиции. Для определения содержания тяжёлых металлов и других токсичных элементов в приземном слое атмосферы активно развиваются биомониторинговые методы наблюдения, которые позволяют контролировать загрязнение атмосферы на больших территориях за продолжительные промежутки времени и обладают высокой чувствительностью к негативным процессам, протекающим в окружающей среде под действием загрязняющих веществ. Наиболее важные экологические особенности мхов как подходящего инструмента для биомониторинга: способны получать питательные вещества из влажного и сухого осажденного слоя; обладают высокой аккумуляционной способностью и большой поверхностью; широко распространены; обычно растут группами; обладают продолжительным жизненным циклом (от 1 года до 15 лет); выживают в сильно загрязнённой окружающей среде. Мхи популярны в качестве биоиндикаторов не только из-за их морфологических и физиологических свойств, но также из-за экономических преимуществ – это наиболее дешевые и простейшие индикаторы для контроля концентраций тяжелых металлов в атмосфере. Результаты исследования мхов широко используются в мировой практике при изучении пространственных и временных тенденций в накоплении тяжелых металлов на обширных территориях, а также при изучении трансграничного переноса. Для проведения исследований предполагается использовать метод трансплантации мхов или «активный» биомониторинг, время экспозиции для которого составит несколько месяцев. «Активный» биомониторинг является актуальным направлением исследований. Техника "мох-мешок" является наиболее распространенным типом активного биомониторинга с наземными мхами, который используется в странах Европы и Азии. Этот метод включает в себя экспозицию в течение нескольких недель или месяцев образцов мха, помещенных в сетчатые мешки. Корректная оценка уровня загрязнения возможна только при сохранении жизнедеятельности трансплантированного мха. Однако не везде удается разместить сложные установки, обеспечивающие жизнедеятельность мхов в течение от нескольких недель до нескольких месяцев. Кроме того, существуют проблемы с выбором оптимальных форм и размеров мешков, способов размещения мха в мешках и т.д. Обзор литературы по активному биомониторингу показывает, что большинство проблем «активного» биомониторинга в полном объеме до сих пор не решены. В данном исследовании предлагается использование эпифитного мха Pylaisia polyantha, который обитает на коре деревьев и будет перенесен на кору дерева. Такой способ трансплантации позволяет устранить основные проблемы метода «мох-мешок». Концентрации химических элементов, содержащихся в выбросах предприятий и накопленных во мхах за время экспозиции, предполагается измерять нейтронно-активационным и атомно-эмиссионным методами. Математическая обработка измеренных концентраций тяжелых металлов во мхах, проведенная на основе полуэмпирической теории переноса загрязняющих веществ, позволит оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами, а также определить с помощью розы ветров зоны влияния предприятий.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Рогова Н.С., Рыжакова Н.К., Борисенко А.Л. Effect of placement conditions for active monitoring of trace element with the epiphytic moss Environmental monitoring and assessment, Volume 190, Issue 12, Page 733 (год публикации - 2018)
10.1007/s10661-018-7087-3

2. Рогова Н.С., Рыжакова Н.К., Борисенко А.Л. Определение и анализ природного и антропогенного геохимического фона для метода мхов-биомониторов Экология и промышленность России (год публикации - 2019)

3. Рыжакова Н.К., Рогова Н.С., Гусвицкий К.М. Estimation of the parameter of aerodynamic roughness of the underlying surface by the function of distribution of pollutant substances in the atmospheric boundary layer Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, Proceedings Volume 10833 (год публикации - 2019)

4. Н.С. Рогова, Н.К. Рыжакова, К.М. Гусвицкий, В.В. Ерунцов Studying the influence of seasonal conditions and period of exposure on trace element concentrations in the moss-transplant Pylaisia polyantha Environmental Monitoring and Assessment volume, 193, 168 (2021) (год публикации - 2021)
10.1007/s10661-021-08900-x

5. Рогова Н.С., Рыжакова Н.К., Борисенко А.Л. INFLUENCE OF PLACEMENT CONDITIONS OF EPIPHYTIC MOSS TRANSPLANTS ON THE CHEMICAL ELEMENTS CONTENT AT BIOMONITORING 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference & EXPO SGEM2018, SGEM2018 Conference Proceedings (год публикации - 2018)

6. Рогова Н.С., Рыжакова Н.К., Борисенко А.Л., Кабанов Д.В. Изучение влияния условий размещения эпифитных мхов на содержание химических элементов при активном мониторинге Естественные и технические науки (год публикации - 2018)

Публикации