Введение к работе
Актуальность работы. Интенсивное развитие промышленности и сельского хозяйства, а такяб экстенсивные методы хозяйствования привели к существенному ухудшению экологической обстановки в нашей стране. Немалый ущерб народному хозяйству и здоровью населения наносят минеральные водорастворимые компоненты. Они в значительной степени' уси.-ливают засоление почв, снижают качество природных вод, вызывают коррозии металлических конструкций, оказывают токсическое действие на ливне организмы.
Являясь наиболее легкомигрпруемыми с воздушными массами, минеральные водорастворимые компоненты разносятся по территории на ооль-шие расстояния от различных источников и выпадают на подстилающую поверхность с атмосферными осадками и сухими выпадениями. Сухие ат -мосферше выпадения (CAB) - это тгэрдыо пылевые частицы размером
г > 0,1 ик, гравитационно оседающие на подстилающую поверхность. Вклад их в общее загрязнение составляет от 40 до 70/J. Большое значение сухие атмосферные выпадения приобретают для жарких и засушливых районов. Одним из таких районов является Среднеазиатский регион со сложным рельефом местности и специфическим континентальным климатом (резкие колебания температур, сухие ветра, пнлыше бури, сухость подстилающей поверхности, малое количество осадков). Несмотря на это, систематический контроль за содержанием загрязняющих веществ в . сухих атмосферных выпадениях до сих пор не проводился. .Основной причиной этого является отсутствие нявджшх методов отбора и анализа проб сухих атмосферных выпадений. В связи с этим актуальность разработки метода контроля химического состава сухих атмосферных выпаданий не вызывает сомнений.
Проведенные научные исследования являются частью выполняемых в . САНИШИ им.В.А.Бугаева работ по научно-технической программа НТП . ГКНТ СССР 0.85.01.07.01 ,Н6 тема Ш'.236.01 (номер гос.регистрации 0I84003I303), НТП ПОТ СССР 02.0Z.H3 тема P3.7.I7 (помер госїрвгн -страции 01560034943).
Цель работы. Целыэ настоящей диссертационной работы является разработка комплекса методик анализа минеральных водораствортаих компонентов в пробах сухих атмосферних выпадений и создание система их мониторинга. Она включила слодугсип задачи:
-
Разработку методов пробоотбора сухих атмосферных выпадений.
-
Разработку схемы разделения пробы сухих атмосферных выпадений на основные классы загрязняющих веществ.
-
Выбор, обоснование и оптимизацию катодов определения мине -ральных водорастворимых компонентов в- пробах сухих атмосферных выпадений. _,
-
Создание сети станций"для наблюдений за химическим составил сухих атмосферных выпадений на территории Среднеазиатского региона.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые разработана и аттестована методика анализа, минеральных водорастворимых компонентов для малоизученного природного объекта - сухих атмосферных выпадений;
впервые оценены сорбирующие свойства модельных подложек (гли- ' церина, ткани Петрянова, марли), на основании чего разработан способ отбора проб сухих -атмосферных выпадений;
исследован дисперсный состав проб сухих атмосферных выпадении, отобранных на глицерин, ткань Петрянова и марлю, выявлена его зависимость от времени экспонирования;
модифицирован и впервые предложен нефелометрический метод для расчета размеров и концентрации гравитационно осевших твердых аэрозольных частиц;
разработана схема разделения пробы сухих атмосферных выпадений на основные классы загрязняющих веществ;
впервые на территории Среднеазиатского региона создана систе-' ма мониторинга сухих атмосферных выпадений и с ее помощью исследовано пространственно-временное распределение минеральных водорастворимых солей на территории региона.
Практическая значимость работы. Разработана и аттестована методика анализа минеральных водорастворимых компонентов в сухих атмосферных выпадениях, включающая в себя отбор проб, экстракцию и аналитическое определение отдельных компонентов из одной пробы (калия, натрия, кальция, магния, сульфатов, хлоридов, нитратов, гидрокарбонатов).
Разработаны "Временные методические указания (ЕМУ) по сбору проб сухих атмосферных выпаданий, которые внедрены в гидрометеорологических службах Узбекистана, Казахстана, Туркменистана, а также в
Институте химической и биологической физики АН Эстонской республики. Предложенные методика явились частью методической базы для создания системы мониторинга атмосферных выпадений в Среднеазиатском региона.
Материалы по химическому составу атмосферных выпадений на под -отилающую поверхность в исследуемом регионе были использованы при составлении справок в Советы Министров среднеазиатских республик о состоянии загрязнения их территорий минеральными солями. Институтом связи АН УзССР при оценке влияния атмосферного загрязнения на ухудшение кпд солнечных батарей и при разработке мероприятий по его устранению.
Результаты проведенных исследований позволили оценить дальность-выноса минеральных солей с осушенной чести и акватории Аральского моря на прилегающие территории.
Автор выносит на зашит?:
-
Результаты исследования сорбирующей способности модельных подложек (глицерин, ткань Гадрянова, марля) и разработанный на их основе способ отбора проб сухій атмосферных выпадений.
-
Результаты изучения дисперсного состава проб сухих атмосферных выпадений с помощью микроскопического п модифицированного нефе -ломэтряческого методов.
3; Схему разделения пробы сухих атмосферных выпадений на основные классы загрязняющих веществ (органических, тяжелых металлов и минеральных водорастворимых компонентов).
4. Результаты исследования и оптимизации процессов экстракции проб сухих атмосферных выпадений.
.5» Выбор и оптимязацкт. методов определения минеральных водорастворимых компонентов и их метрологические характеристики.
6. Качественные и количественные оценки загрязнения Среднеазиатского региона минеральными водорастворимыми компонентами, полученные с помощью разработанной системы мониторинга сухих атмосферных выпа -денпй.
Апробация работы. Основные экспериментальные материалы диссер -тационной работы докладывались и обсуждались на: Республиканской научной конференции "Географические основы природопользования в Узбекской ССР" (г.Ташкент, 1983 г.); конференции молодых ученых САНИШИ (г.Ташкент, 1984 г.); Республиканской конференции ВХО км.Д.И.Менде-
леева "Химия и химическая технология получения силикатных, полимерных материалов и вопросы очистки сточных вод в химической промышленности" (г. Ташкент, 1985 г.); Всесоюзной конференции молодых ученых (Р.Ленинград, 1965 г.); Юбилейной Республиканской научной конференции ,молодіте ученых и специалистов, посвященной 60-летию Ленинского комсомола Узбекистана (г.Ташкент, 1966 г.); Ш Международном симпозиуме "Комплексный глобальный мониторинг состояния биосферы" (г.Ташкент, 1965 г.); У Всесоюзной конференции по проблемам комплексного изучения и освоения пустынь СССР (г.Ашхабад, I9G6 г.); У Всесоюоном совещании по миграции загрязняющих веществ в сопредельных средах (г.Обнинск, Ї9Є6 г.); Международной конференции по атмосферным наукам и применению их к оценке качества воздуха (г.Шанхай, Китай, 1990 год); Республиканской конференции "Аналитика-90" (г.Ташкент, 1990 г.); РеопубликанскоЛ конференции "Хроматография в анализе объектов окру-»ащвй среды" (г.Ташкент, 1991 г.),
Публикации результатов исследований. По диссертационной работе Опубликовано 22 работы в виде статей и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, ? глав, заключения,'выводов и списка используемой литературы из 124 наименований. Она изложена на //^страницах машинописного текста, иллюстрирована 13 рисунками и содержит 34 таблицы, завершается приложением.
