Арктика

Мониторинг СОЗ и ртути в атмосферном воздухе на станциях Амдерма и Тикси в 2015 - 2017 годах

Мониторинг стойких органических загрязняющих веществ (СОЗ) с использованием активных пробоотборников воздуха большого объема проводился в различных точках Российской Арктики в различные периоды времени, начиная с 1993 года, в том числе в Амдерме (1998-2001 гг.). Однако такой мониторинг СОЗ с применением активного пробоотбора больших объемов в Российской Арктике носил характер отдельных кампаний и выполнялся с использованием внешнего финансирования.

Мониторинг ртути в воздухе на севере России проводился на станции воздушного мониторинга в Амдерме, начиная с 2001 года в рамках научных исследований.

В 2015-2017 годах ФГБУ НПО «Тайфун» и АМАП предприняли совместные усилия для продолжения и расширения сети воздушного мониторинга СОЗ и ртути на севере России и заключили контракт, предусматривающий софинансирование этих работ. Работа была направлена на то, чтобы содействовать укреплению возможностей воздушного мониторинга в России в рамках участия в программе арктического мониторинга АМАП, а также других соответствующих международных программах воздушного мониторинга.

Целью настоящего контракта являлась организация работ для продолжения и расширения сети воздушного мониторинга в Российской Арктике, осуществление сбора, обобщения и систематизации данных по мониторингу СОЗ и ртути в атмосферном воздухе на станциях в Амдерме и Тикси в течение ближайших трех лет и в последующие годы.

1.1. Подбор места и монтаж проботборной установки в п.Амдерма

Отбор проб атмосферного воздуха для мониторинга СОЗ проводился в п. Амдерма в 1998-2001 г. В 2015 году установка отбора проб смонтирована на метеоплощадке вблизи п. Амдерма. Во избежание снегового заноса пробоотборное оборудование установлено на высоте 2,4 м от поверхности земли на специальной платформе. Пробный пуск проведен 24.04.2015 инженерами НПО «Тайфун».

Станция мониторинга СОЗ в п. Амдерма

Отбор проб СОЗ

1.2. Регламент отбора проб

Для проведения мониторинга СОЗ на пункте Амдерма был установлен регламент отбора каждой пробы продолжительностью 7 суток. Отбор проб проводился путем концентрирования аналитов на стекловолокнистый аэрозольный фильтр типа TFAGF41 и два последовательно расположенных полиуретановых фильтра (PUF) общей толщиной 80 мм. Подготовленные для отбора фильтры поставлялись из лаборатории ИПМ НПО «Тайфун» в количестве, необходимом на каждые три месяца пробоотбора.

Реальное время отбора контролировали по показаниям электромеханического таймера и фиксировали в журнале установки. Экспонированные фильтры немедленно упаковывали в стеклянные контейнеры с тефлоновой крышкой, контейнеры маркировали и хранили в специальных чемоданах. На каждые 4 экспонированных фильтра (4 недели отбора) предоставляются бланковый полиуретановый и стекловолокнистый фильтр, которые хранятся вместе с экспонированными фильтрами данной партии. При проведении отбора проб ежедневно фиксируются метеоусловия – температура воздуха, направление и скорость ветра, относительная влажность воздуха.

Собранные экспонированные фильтры и бланковый фильтр направляли на анализ в НПО «Тайфун» не реже одного раза в квартал.

1.3. Анализ проб

Идентификация и количественное определение содержания хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов в экстрактах проводится методом хромато-масс спектрометрии высокого разрешения HPGC/HRMS (R>7500) на приборе Agilent 7200 Q-TOF.

Определение полиароматических соединений в экстрактах проводится методом хромато-масс-спектрометрии низкого разрешения (HPGC/LRMS) на приборе Agilent 5977A MSD.

Определение токсафенов и полибромированных дифениловых эфиров (PBDEs) проводится методом хромато-масс-спектрометрии в режиме химической ионизации с детектированием отрицательных ионов (CI/NI) на приборе Agilent 5977A MSD.

2. Мониторинг содержания ртути в атмосферном воздухе п. Амдерма.

2.1. Автоматический анализатор ртути «Текран»

Анализатор «Текран», производства канадской компании, был поставлен НПО «Тайфун» секретариатом АМАП в ходе выполнения совместных работ по мониторингу Арктики в 2001 г. В этом же году анализатор был перевезен в п. Амдерма и запущен в эксплуатацию. Прибор с перерывами эксплуатировался до 2012 г. и вновь был запущен в 2015 году.

2.2. Автоматический анализатор ртути «Люмекс РA 915AM»

В соответствии с программой работ, НПО «Тайфун» был закуплен анализатор ртути российского производства «Люмекс РA 915AM» с термостабилизированным блоком электроники, позволяющим эксплуатировать прибор в широком температурном диапазоне. Анализатор ртути доставлен в п. Амдерма 03.09.2015.

Для организации пункта мониторинга ртути было выделено помещение в здании метеослужбы. Отбор и анализ проб на содержание ртути проводится непрерывно с периодом измерений 30 мин.

В общей сложности мониторинг ртути на станции Амдерма проводился в непрерывном режиме в периоды: октябрь 2015- июль 2016, ноябрь 2016 - март 2017 г.

Анализаторы « Текран» и «Люмекс». Помещение в здании метеослужбы в п. Амдерма

2.3. Передача данных

Поступающие данные регистрировали в режиме on-line на компьютерах приборов и на дополнительном компьютере оператора. Данные, накопленные за неделю работы оборудования, передавали по электронной почте в НПО « Тайфун».

Результаты работы анализаторов « Текран» и «Люмекс».

3. Выполнение программы мониторинга СОЗ в п. Тикси

Мониторинг СОЗ в атмосферном воздухе проводился на гидрометеорологической станции п. Тикси в 2010-2011 годах. Оборудование для отбора проб, изготовленное в ЦКБ «НПО Тайфун», обеспечивало концентрирование аэрозолей и паров аналитов на соответствующие фильтры и сорбенты, аналогично установке фирмы Wedding & Associates inc., установленной в п. Амдерма. Монтаж прибора осуществлен на специальной платформе метеостанции на месте нахождения пробоотборника.

3.1. Отбор проб и обслуживание пробоотборника на станции Тикси

Мониторинг содержания СОЗ начат в штатном режиме 26.10.2015. Регламент отбора проб аналогичен установленному для п. Амдерма.

Станция мониторинга СОЗ в Тикси

4. Результаты работы

По результатам мониторинга СОЗ и ртути за период 2015-2017 годов ФГБУ «НПО «Тайфун» представил данные и окончательные отчеты согласно формату NASA/AMES в базу данных в тематическом центре атмосферных данных АМАП в Норвежском институте исследований воздуха (NILU).

Всего по  двум  станциям в Российской Арктике Амдерма  и  Тикси за период  апрель 2015 - ноябрь 2017 года  получены результаты измерений 184 проб (раздельно газовая и аэрозольная фракции) по следующим группам соединений:

−        хлорорганические   пестициды;

−        полихлорированные  бифенилы;

−        полибромированные   дифениловые эфиры;

−        полициклические ароматические углеводороды.

До настоящего времени это единственный трехлетний непрерывный цикл мониторинга СОЗ и ртути в атмосферном воздухе  в Арктической зоне Российской Федерации.