student from 01.09.2016 until now
33 Central Research Institute Ministry of Defence of the Russian Federation (Biotehnologii i promyshlennoy biologii, bakalavr)
student from 01.09.2012 to 31.07.2016
Schelkovo, Moscow, Russian Federation
employee from 01.01.2014 until now
Moskva, Moscow, Russian Federation
employee from 01.01.2016 until now
Simferopol, Russian Federation
employee
Simferopol, Russian Federation
GRNTI 87.17 Загрязнение и охрана атмосферы
OKSO 05.03.06 Экология и природопользование
BBK 201 Человек и окружающая среда. Экология человека. Экология в целом. Охрана природы
Detailed analysis of factors influencing ozone formation in the atmosphere’s surface layers has been carried out in this paper. The analysis of temperature and humidity effects has showed that, despite the obvious relationship between these parameters and ozone concentration, there are other factors that also effect significantly. In particular, the temperature and humidity dependences do not allow explain with a high degree of reliability a significant short-term increase in tropospheric ozone concentration by more than 70%. The paper authors, as follows from the analysis of biennial data on the content of tropospheric ozone, have noted that the cases of significant surpassing for ozone concentration occur only when winds are eastern, northeastern or southeasterly ones, resulting in proposition on a possible impact of oil spills at the Feodosia commercial seaport, situated at a distance of 16 km from the station.
surface layer ozone, volatile organic compounds, terpenes, Karadag Nature Reserve.
1. Введение
Процессы, протекающие в атмосфере Земли, привели к такому распределению озона, когда основная его часть (около 90%) находится в верхнем слое атмосферы — в стратосфере на высоте порядка 15–50 км, а в нижней части атмосферы — в тропосфере, на высоте порядка 0–12 км, концентрация озона составляет величину, почти в 100 раз меньшую [1]. Озон относится к веществам первого класса опасности. В России установлены следующие ПДК в атмосферном воздухе населенных мест для озона: среднесуточная величина — 30 мкг/м3, максимально разовая — 160 мкг/м3 (среднее за 30 мин) [2], для рабочей зоны — не более 100 мкг/м3 [3]. Повышенные концентрации озона негативно сказываются на здоровье человека [4]. Многие российские и европейские исследователи [5, 6, 7] пришли к выводу о том, что существует зависимость между концентрацией озона и состоянием здоровья населения. Так, например, D. V. Bates установил [7], что повышение концентрации озона приводит к увеличению смертности населения от заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Всемирная Организация Здравоохранения включила озон в перечень особо контролируемых загрязняющих веществ, за содержанием которых необходимо следить при определении качества атмосферного воздуха [8]. Одна из станций фонового мониторинга расположена в Республике Крым близ поселка Коктебель на юго-восточном склоне горы Святая, на высоте 180 м над уровнем моря. Согласно многолетним наблюдениям (с 2006 по 2014 г.), концентрации приземного озона неоднократно значительно превышали значения среднесуточной ПДК, а иногда и максимально разовой концентрации. Поскольку Крымское побережье является курортно-туристической зоной, ежегодный поток туристов в которой составляет около 6 млн человек [9], исследование причин повышения концентрации приземного озона является актуальной задачей. Существует несколько источников, обусловливающих образование озона у поверхности Земли — в тропосфере [10]: генерация разрядами молний (на планете происходит около ста разрядов молний каждую секунду, но поскольку грозовые участки рассредоточены, то в сумму общего баланса тропосферного озона данный источник не вносит большого вклада [11]); приток из стратосферы; образование в тропосфере в результате фотохимических реакций. Величина потока озона, поступающего из стратосферы в тропосферу через тропопаузу, составляет в среднем около 1010–1011 см–2с–1 [12], но так как данный процесс проходит на больших высотах и сопровождается сильными ветрами, то перемешивание потоков происходит очень быстро, в результате чего возникшие пиковые концентрации озона быстро сглаживаются [13]. Основная составляющая образования приземного озона — это фотохимические реакции с участием пероксильных радикалов и оксидов азота, которые имеют как естественное, так и антропогенное происхождение. Механизм образования и разрушения озона в тропосфере представлен в [10].
1. Tarasova N. P., Kuznetsov V. A. Khimiya okruzhayushchey sredy. Atmosfera [Chemistry of the environment. Atmosphere]. Moscow, Akademkniga Publ., 2007. 228 p. (in Russian)
2. GN2.1.6.3492-17 Predel’no dopustimye kontsentratsii (PDK) zagryaznyayushchikh veshchestv v atmosfernom vozdukhe naselennykh mest [GN2.1.6.3492-17 Maximum permissible concentration (MPC) of pollutants in the atmospheric air of populated areas].(in Russian)
3. GN2.2.5.3532-18. Predel’no dopustimye kontsentratsii (PDK) vrednykh veshchestv v vozdukhe rabochey zony [GN2.2.5.3532-18. Maximum permissible concentration (MPC) of harmful substances in the air of the working area].(in Russian)
4. World Health Organization Air Quality Guidelines for Particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide. GlobalUpdate, 2006.p.484.
5. Pavlova O. E. Ozon i ndutsirovannye izmeneniya v sisteme krovi [Ozone and induced changes in the blood system]. Materialy VI nauchno-prakticheskoy konferentsii po problemam fizicheskogo vospitaniya uchashchikhsya «Chelovek, zdorov’e, fizicheskaya kul’tura i sport v izmenyayushchemsya mire» [Proceedings of the VI scientific-practical conference on the problems of physical education of students «Man, health, physical culture and sport in a changing world»]. Kolomna, 1996, pp. 154-155. (in Russian)
6. Alexandros Gryparis, Bertil Forsberg et. al. Acute Effects of Ozone on Mortality from the «Air Pollution and Health: A European Project Approach»//Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2004, V.170. P. 1080-1087.
7. Bates, David V. Ambient Ozone and Mortality// Epidemiology. - 2005. V.16(4). P. 427-429
8. Milyaev V. A., Kotel’nikov S. N. Problema Troposfernogo ozona v Moskve i Moskovskoy oblasti. Vliyanie ozona na rasteniya i zdorov’e cheloveka (dlya spetsialistov) [The Tropospheric Ozone Problem in Moscow and the Moscow Region. Effect of ozone on plants and human health (for specialists)]. Moscow, Meditsinskaya konsul’tatsiya Publ., 2008. pp. 10-18. (in Russian)
9. Ministerstvo kurortov i turizma Respubliki Krym [Ministry of resorts and tourism of the Republic of Crimea]. Available at: https://mtur.rk.gov.ru/ru/index (accessed 28 November 2017). (in Russian)
10. Belan B. D. Troposfernyy ozon. Soderzhanie ozona v troposfere. Mekhanizmy i faktory, ego opredelyayushchie [Tropospheric ozone. Ozone content in the troposphere. Mechanisms and factors that determine it]. Optika atmosfery i okeana [Optics of the atmosphere and the ocean]. 2008, V. 21, I. 7, pp. 600-618. (in Russian)
11. Nekos V. E. Osnovy obshchey ekologii i neoekologii [Fundamentals of general ecology and neoecology]. Khar’kov: KhGU Publ., 1998. 156 p. (in Russian)
12. Danilov A. D., Karol’ I. L. Atmosfernyy ozon - sensatsii i real’nost’ [Atmospheric ozone - sensations and reality]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1991. 120 p. (in Russian)
13. Perov S. P., Khrgian A. Kh. Sovremennye problemy atmosfernogo ozona [Modern problems of atmospheric ozone]. Moscow: Gidrometeoizdat Publ., 1980. 288 p. (in Russian)
14. Carter W.P.L., Crosley D. R., Golden D. M., Iraci L. T., Johnston J. C., Makar P. A. Atmospheric chemistry and chemical mechanisms, University of California, Riverside SRI International, Environment Canada, 1999, p.2.
15. Nilov V. I., Vul’f E. V. Efiromaslichnye rasteniya, ikh kul’tura i efirnye masla [Ethereal plants, their culture and essential oils]. Leningrad: VASKhNIL (VIR) Publ., 1937, V. 3, 408 p. (in Russian)
16. Krymskiy portal Tavrika [Crimean portal of Taurica]. Available at: https://tavrika.su/ (accessed 20 February 2018). (in Russian)
17. Lapchenko V. A., Zvyagintsev A. M. Prizemnyy ozon v Krymu [Prizemny Ozon in the Crimea]. Prostranstvo i Vremya [Space and Time]. 2014, I. 2(16), pp. 254-257. (in Russian)
18. Lapchenko V. A., Zvyagintsev A. M. Malye gazovye sostavlyayushchie atmosfery v Karadagskom prirodnom zapovednike v Krymu [Small gas constituents of the atmosphere in the Karadag Nature Reserve in the Crimea]. Optika atmosfery i okeana [Optics of the Atmosphere and the Ocean]. 2015, V. 28, I. 2, pp. 178-181. (in Russian)
19. Shalygina I. Yu., Zvyagintsev A. M., Lapchenko V. A. Prizemnyy ozon na poberezh’yakh Balkanskogo poluostrova i Kryma [Surface ozone on the coasts of the Balkan Peninsula and the Crimea]. Optika atmosfery i okeana [Optics of the atmosphere and the ocean]. 2017, V. 30, I. 6, pp. 515-523. (in Russian)
20. Arkhivnye dannye sayta MeteoUA: Ukrainskiy gidrometeorologicheskiy tsentr kompanii Foreca [Archived site data of MeteoUA: Ukrainian hydrometeorological center of Foreca company]. Available at: http://meteo.ua/archive/682/koktebel/ 2014-11-3 (accessed 26 November 2017). (in Russian)
21. Arkhivnye dannye sayta GisMeteo: Pogoda v Rossii i mire (vlazhnost’ vozdukha) [Archived data of the GisMeteo website: Weather in Russia and the World (air humidity)]. Available at: https://www.gismeteo.ru/diary/11357/2014/6/ (accessed 28 November 2017). (in Russian)
22. Arkhivnye dannye sayta GisMeteo: Pogoda v Rossii i mire (napravlenie vetra) [Archived data of the GisMeteo website: Weather in Russia and in the world (wind direction)]. Available at: https://www.gismeteo.ru/diary/11357/2014/6/ (accessed 28 November 2017). (in Russian)
23. OOO «SIFService» - agentirovanie sudov i ekspedirovanie gruzov Ukrainy [LLC «SIFService» - ship agency and freight forwarding of Ukraine]. Available at: http://www.sifservice.com/index.php/informatsiya/porty-ukrainy/morskie-porty/item/33-feodosiya-morskoy-port (accessed 28 November 2017). (in Russian)
24. Samoylov N. A., da Konseysao A. A. Matematicheskoe modelirovanie isparyaemosti nefti i nefteproduktov pri ikh avariynykh razlivakh [Mathematical modeling of the volatility of oil and petroleum products in case of emergency spills]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Izvestiya Samara Scientific Center, Russian Academy of Sciences]. 2010, I. 1(9), p. 2251. (in Russian)
25. Plotnikova I. N. Fraktsionnyy sostav nefti i metody ego izucheniya [Fractional composition of oil and methods of its study]. Uchebno-metodicheskoe posobie po izucheniyu sostava prirodnoy nefti, bitumov i organicheskogo veshchestva porod dlya studentov spetsialistov [Teaching-methodological manual on studying the composition of natural oil, bitumen and organic matter of rocks for students of specialists]. Kazan’, Kazanskiy (Privolzhskiy) federal’nyy universitet Institut geologii i neftegazovykh tekhnologiy Publ., 2013. 29 p. (in Russian)
26. Khafizov F. Sh., Krasnov A. V. Davlenie nasyshchennykh parov dlya nefteproduktov [Saturated Vapor Pressure for Oil Products]. Neftegazovoe delo [Oil and Gas]. 2012, I. 3, pp. 406-412. (in Russian)
27. Duryagina E. G. Nefteprodukty v morskoy srede [Petroleum products in the marine environment]. Uchenye zapiski. RGMU [Uchenye zapiski. RSMU]. 2011, I. 17, pp. 122-130. (in Russian)
28. Golubev V. N. Biologicheskaya flora Kryma [Biological flora of the Crimea]. Yalta: NBS-NNTs Publ., 1996. 126 p. (in Russian)
