Сезонное поведение 210Pb в приземном слое воздуха крупного промышленного центра



Скачать 32.46 Kb.
Дата02.05.2016
Размер32.46 Kb.
Сезонное поведение 210Pb в приземном слое воздуха крупного промышленного центра (на примере г. Ростова-на-Дону)

Нефедов В.С., Долгополов А.В., Стасов В.В., Дергачева Е.В.

Аспирант

Южный федеральный университет, физический факультет,

Ростов-на-Дону, Россия

nv060790@yandex.ru

Сезонное поведение 210Pb в аэрозолях в значительной мере определяется переносом воздушных масс в системе стратосфера-тропосфера за счет турбулентного перемешивания в весенне-летний период. В нижних слоях тропосферы происходит вымывание радиоактивных аэрозолей осадками и их сухое осаждение на земную поверхность. Образование природного 210Pb определяется эксгаляцией 222Rn с земной поверхности (зависящей от метеопараметров) и различными техногенными факторами, связанными с переработкой органического сырья (в целях отопления, производства электроэнергии, для транспорта). В результате сезонный ход 210Pb в аэрозолях может быть значительно сложнее.

Объектом настоящего исследования является приземный слой воздуха г. Ростова-на-Дону. Климат Ростова-на-Дону — умеренно-континентальный, с прохладной зимой и жарким летом. Средняя температура воздуха в Ростове-на-Дону, по данным многолетних наблюдений, составляет +9,9 °C. Участок отбора проб атмосферного воздуха (атмосферных аэрозолей) расположен на юго-восточной окраине г. Ростова-на-Дону.

Для отбора проб атмосферных аэрозолей использовали фильтровентиляционную установку (ФВУ). Фильтровентиляционная установка разработана на базе электровентилятора производительностью 600 м3/час и давлением 335 мм.рт.ст. (мощность электродвигателя 0,676 кВт). На фильтродержателе (цилиндр из металлической сетки) устанавливается фильтр из ткани Петрянова ФПП-15-1.7 общей площадью 0.56 м3 (в том числе торцевой части площадью 0.028 м3). Воздух через заборный патрубок поступает в герметичную камеру с фильтром и через воздухоотводящий патрубок и электровентилятор выбрасывается в атмосферу. Контроль расхода воздуха проводится сразу после установки и перед снятием фильтра. Экспонированный фильтр просушивали на воздухе и запрессовывали в таблетки диаметром 35 мм и высотой 10 – 30 мм. Через 14 суток после снятия фильтра его гамма-спектр измеряли в течение 24 часов.

Содержание 210Pb в атмосферных аэрозолях за период 2002-2010 гг. определяли гамма-спектрометрическим методом радионуклидного анализа. Использовали спектрометр гамма-излучения с GeHP-детектором с эффективностью 25% в диапазоне 30-1500кэВ, отношением пик/комптон 51,7:1 (модель 7229N-7500sl-2520, фирмы Canberra) и набор счетных геометрий «фильтр» (диск высотой h=7мм, диаметром 50мм, V=0,015л)). Объемную активность 210Pb оценивали по фотопику 46,5 кэВ (4,05%). Погрешность определения объемной активности 210Pb не превышала 10%.

В целом объемная активность 210Pb в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону варьирует в достаточно широких пределах (0,12-9,05) мБк/м3, при среднем, за весь период наблюдений 1,75 мБк/м3.

В сезонном ходе содержания 210Pb кроме двух максимумов в теплое время года (в апреле и сентябре), разделенных локальным минимумом в июне, виден максимум зимой (в январе). Весенне-летние максимумы связаны с повышенным содержанием 210Pb в атмосфере после ее весенней перестройки, а локальный минимум связан со значительным вымыванием аэрозолей 210Pb в период максимального количества выпавших осадков. Летние максимумы могут быть обусловлены повышением температуры и понижением атмосферного давления. Не исключено влияние и техногенного 210Pb от работы автомобильного и авиационного транспорта (на севере от ФВУ проходит автомобильная трасса Ростов-Новочеркасск, на востоке от ФВУ – аэропорт г. Ростова-на-Дону).

Для природного 210Pb в сезонной зависимости основой для интерпретации является весенняя перестройка атмосферы с максимумом содержания в весенне-летний период и минимумом в осенне-зимний период. Такой сезонный ход 210Pb во многом подобен поведению 7Ве космогенного происхождения [1]. Образование и перенос 7Ве и 210Pb во многом схожи. В этой зависимости имеет место максимум в весенне-летний период из-за перестройки атмосферы и увеличения скорости вертикального переноса воздушных масс. Они образуются из газовых предшественников (210Pb от 222Rn при его распаде, 7Ве из азота и кислорода в результате ядерных реакций, вызываемых протонами и нейтронами космического излучения), в атмосфере их содержания возрастают от тропосферы к стратосфере (содержание 210Pb практически линейно возрастает с высотой из-за особенностей образования 210Pb из чистого 222Rn земного происхождения, а 7Ве образуется преимущественно в стратосфере от первичных высокоэнергетических протонов и в меньшей степени в тропосфере от вторичных нейтронов), а дисперсный состав их аэрозолей очень близок и изменяется через несколько суток после момента образования первичных продуктов в результате коагуляции и других процессов.



Поэтому сезонный ход 210Pb в аэрозолях (так же, как и 7Ве) в значительной мере определяется переносом воздушных масс в системе стратосфера-тропосфера за счет турбулентного перемешивания в весенне-летний период. В нижних слоях тропосферы происходит вымывание радиоактивных аэрозолей осадками и их сухое осаждение на земную поверхность.

Литература

  1. Ioannidou A., Manolopoulou M., Parastefanou C. Temporal changes of 7Be and 210Pb concentrations in surface air at temperate latitudes (40°N)// Applied Radiation and Isotopes. 2005, №63. р. 277-284.




База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал