Український антарктичний журнал

№ 6-7 (2008): Український антарктичний журнал
Articles

Взаємодія хлорорганічних забруднювачів із сніговим покривом Антарктики

PDF
  • В. І. Богілло,
  • М. С. Базилевська
В. І. Богілло
Інститут геологічних наук НАН України, Київ
М. С. Базилевська
Інститут геологічних наук НАН України, Київ
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.6-7.2008.502
Опубліковано December 15, 2008
Як цитувати
Богілло, В. І., & Базилевська, М. С. (2008). Взаємодія хлорорганічних забруднювачів із сніговим покривом Антарктики. Український антарктичний журнал, (6-7), 119-134. https://doi.org/10.33275/1727-7485.6-7.2008.502

Анотація

Сніговий покрив Антарктики є глобальним стіком для високотоксичних стійких хлорорганічних забруднювачів (ХОЗ) з антропогенних джерел у тропіках та в середніх широтах. Обчислені коефіцієнти розподілу поверхня снігу-повітря (KIA), поверхня мінералів-вода (Km) та відповідні зміни ентальпій у цих процесах для ХОЗ, виявлених у повітрі, морській воді та в сніговому покрові Антарктики. Оцінено вплив природи ХОЗ на їх відношення уловлювання в системі сніг-повітря. Показано, що поверхня розподілу фаз лід/повітря вносить основний вклад у зниження сумарної фугітивності ХОЗ у сніговому покрові в Центральній Антарктиді, тоді як у прибережних регіонах суттєвим може бути вклад органічної фази снігового покрову. Кінетика десорбції ХОЗ із снігового покрову у межовий шар повітря відповідає кінетиці процесу діагенезу цього покрову, вона може бути передбачена на основі незалежних вимірювань кінетики діагенезу за різних температур, і період полузникнення ХОЗ із покрову зростає зі збільшенням значення log KIA ХОЗ. Максимуми потоків ДДТ та поліхлордифенілів з повітря на поверхню снігового покрову Антарктики близькі до таких на поверхню снігу в Арктиці та до пікових значень виробництва і використання цих ХОЗ. Падіння в часі рівня ХОЗ у сніговому покрові Антарктики відображує глобальне зниження їх виробництва та застосування в Південній півкулі. Інтенсивність потоків ХОЗ із повітря у сніговий покрив Антарктики знизилась за останні десятиріччя, і нині цей процес близький до рівноважного. Хоча кількість ХОЗ, осаджених у снігу Антарктики, порівняно з їх глобальною емісією мала, льодовики та сніговий покрив у прибережних районах континенту та островів в умовах нинішнього глобального потепління в цих районах можуть бути суттєвим локальним джерелом емісії ХОЗ у прибережні води океану, озер та в атмосферу.

PDF

Посилання

  1. Aver`yanov, V. G. (1990). Glyacioklimatologiya Antarktidy`. [Glacioclimatology of Antarctica]. Gidrometeoizdat.
  2. Antarktika, Atlas okeanov. [Antarctica, Atlas of the Oceans]. (2005). SPb. MO RF, VMF, 6.
  3. Savel`ev, B. A. (1971). Fizika, ximiya i stroenie prirodny`x l`dov i merzly`x gorny`x porod. [Physics, chemistry and structure of natural ice and frozen rocks]. Moscow, Izd. Mosk. un-ta.
  4. Albert, M.R., & Shultz, E.F. (2002). Snow and firn properties and air-snow transport processes at Summit, Greenland. Atmos. Environ., 36, 2789-2797.
  5. Bales, R.C., Valdez, M.P., & Dawson, G.A. (1987). Gaseous deposition to snow: 2. Physical-chemical model for SO2 deposition. Journal of Geophysical Research, 92, 9789-9799.
  6. Beyer, A., Wania, F., Gouin, T. et al. (2002). Selecting internally consistent physical-chemical properties of organic compounds. Environ. Toxicol. Chem., 21, 941-953.
  7. Bogillo, V.I., & Bazylevska, M.S. (2007). Variations of organochlorine contaminants in Antarctica, in E. Mehmetli, B. Koumanova (Eds.), The fate of persistent organic pollutants in the environment. Berlin, Springer, 251-267.
  8. Cabanes, A., Legagneux, L., & Domine, F. (2003). Rate of evolution of the specific surface snow layers. Envin. Sci. Technol., 37, 661-666.
  9. Chiuchiolo, A.L., Dickhut, R.M., Cochran, M.A. et al. (2004). Persistent organic pollutants at the base of the Antarctic food web. Environ. Sci. Technol., 38, 3551-3557.
  10. Cook, A.J., Fox, A.J., Vaughan, D.G. et al. (2005). Retreating glacier fronts on the Antarctic Peninsula over the past half-century. Science, 308, 541-544.
  11. DeFelice, T.P. (1999). Chemical composition of fresh snowfalls at Palmer Station, Antarctica. Atmos. Environ., 33, 155-161.
  12. Dickhut, R.M., Cincinelli, A., Cochran, M. et al. (2005). Atmospheric concentrations and air-water flux of organochlorine pesticides along the Western Antarctic Peninsula. Environ. Sci. Technol., 39, 465-470.
  13. Domine, F., Cabanes, A., Taillandier, A.S. et al. (2001). Specific surface area of snow samples determined by CH4 adsorption at 77K and estimated by optical microscopy and scanning electron microscopy. Environ. Sci. Technol., 35, 771-780.
  14. Domine, F., Salvatori, R., Legagneux, L. et al. (2006). Correlation between the specific surface area and the short wave infrared (SWIR) reflectance of snow. Cold Regions Sci. Technol., 46, 60-68.
  15. Goss, K.U., & Schwarzenbach, R.P. (1999). Empirical prediction of heats of vaporization and heats of adsorption of organic compounds. Environ. Sci. Technol., 33, 3390-3393.
  16. Goss, K.U., & Schwarzenbach, R.P. (2002). Adsorption of a diverse set of organic vapors on quartz, CaCO3, and б-Al2O3 at different relative humidities. J. Collooid. Interface Sci., 252, 31-41.
  17. Goss, K. U., Buschmann, J., & Schwarzenbach, R.P. (2004). Adsorption of organic vapors to air-dry soils: model predictions and experimental validation. Environ. Sci. Technol., 38, 3667-3673.
  18. Grannas, A.M., Shenson, P.B., & Filley, T.R. (2004). Photochemistry and nature of organic matter in Arctic and Antarctic snow. Global Biochem. Cycl., 18.
  19. Gregor, D.J., Peters, A.J., Teixeira, C. et al. (1995). The historical residue trend of PCBs in the Agassiz Ice Cap, Ellesmere Island, Canada. Sci. Total Environ., 160, 117-126.
  20. Handbook of environmental degradation rates. (1991). Ed. by P.H. Howard, R.S. Boethling, W.F. Jarvis et al. New York, Lewis Publishers, Chelsea.
  21. Hansen, K.M., Halsall, C.J., & Christensen, J.H. (2006). A dynamic model to study the exchange of gas-phase persistent organic pollutants between air and a seasonal snowpack. Environ. Sci. Technol., 40, 2644-2652.
  22. Herbert, B.M.J., Villa, S., Halsall, C.J. et al. (2005). Rapid changes in PCB and OC pesticide concentrations in Arctic snow. Environ. Sci. Technol., 39, 2998-3005.
  23. Hermanson, M.H., Matthews, K.A., Iaksson, E. et al. (2002). Conginer profiles of polychlorinated biphenyls in firn and ice from Lomonosovfonna, Svalbard. Amer. Geophys. Union Fall Meet. San Francisco. December, 2002.
  24. Lakaschus, S., Weber, K., Wania, F. et al. (2002). The air-sea equilibrium and time trend of hexachlorocyclohexanes in the Atlantic Ocean between the Arctic and Antarctica. Environ. Sci. Technol., 36, 138-145.
  25. Legrand, M., & Mayewski, P. (1997). Glaciochemistry of polar ice cores: a review. Rev. Geophys., 35, 219-243.
  26. Lei, Y.D., & Wania, F. (2004). Is rain or snow a more efficient scavenger of organic chemicals? Atmos. Environ., 38, 3557-3571.
  27. Lukowski, A.B., & Ligowski, R. (1987). Cumulation of chlororganic insecticides by Antarctic marine diatoms. Polish Polar Research, 8, 167-177.
  28. Mackay, D., Shiu, W.Y., & Ma, K.C. (1995). Illustrated handbook of physical-chemical properties and environmental fate for organic chemicals. New York, Lewis Publ., BocaRaton, 1-5.
  29. Nguyen, T.H., Goss, K.-U., Ball, W.P. (2005). Polyparameter linear free energy relationships for estimating the equilibrium partition of organic compounds between water and the natural organic matter in soils and sediments. Environ. Sci. Technol., 39, 913-924.
  30. Platts, J.A., Butina, O., Abraham, M.H. et al. (1999). Estimation of molecular linear free energy relation descriptors using a group contribution approach. J. Chem. Inf. Comput. Sci., 39, 835-845.
  31. Risebrough, R.W., Walker, W.I., Schmidt, T.T. et al. (1976). Transfer of chlorinated biphenyls to Antarctica. Nature, 364, 738-739.
  32. Roth, C.M., Goss, K.-U., Schwarzenbach, R.P. (2002). Adsorption of a diverse set of organic vapors on the bulk water surface. J. Colloid. Interface Sci., 252, 21-30.
  33. Roth, C.M., Goss, K.-U., Schwarzenbach, R.P. (2004). Sorption of diverse organic vapors to snow. Environ. Sci. Technol., 38, 4078-4084.
  34. Scheringer, M., Wegmann, F., Fenner, K. et al. (2000). Investigation of the cold condensation of persistent organic pollutants with a global multimedia fate model. Environ. Sci. Technol., 34, 1842-1850.
  35. Schwarzenbach, R.P., Gshwend, P.M., & Imboden, D.M. (2003). Environmental organic chemistry. New York, Wiley.
  36. Sun, L.G., Yin, X.B., Pan, C.P. et al. (2005). A 50-years record of dichloro-diphenyl-trichloroethanes and hexachlorocyclohexanes in lake sediments and penguin droppings on King George Island, Maritime Antarctic. J. Environ. Sci., 17, 899-905.
  37. Tanabe, S., Hidaka, H., & Tatsukawa, R. (1983). PCBs and chlorinated hydrocarbon pesticides in antarctic atmosphere and hydrosphere. Chemosphere, 12, 277-288.
  38. Valsaraj, K.J. (1988). Binding constants for non-polar hydrophobic organics at the air-water interface: comparison of experimental and predicted values. Chemosphere, 17, 2049-2053.
  39. Vaughan, D.G. (2006). Recent trends in melting conditions on the Antarctic Peninsula and their implications for ice-sheet mass balance and sea level. Arctic, Antarctic and Alpine Research, 38, 147-152.
  40. Wania, F., & Mackay, D. (1993). Global fractionation and cold condensation of low volatility organochlorine compounds in polar regions. Ambio., 22, 10-18.
  41. Wania, F. (1997). Modelling the behaviour of non-polar organic chemicals in an ageing snow pack. Chemosphere, 35, 2345-2363.
  42. Wania, F., Hoff, J.T., Jia, C.Q. et al. (1998). The effects of snow and ice on the environmental behaviour of hydrophobic organic chemicals. Environmental Pollution, 102, 25-41.