Моделирование трехмерных полей полихлорбифенилов на северо-западном шельфе Черного моря

В.А. Иванов, А.В. Багаев✉, С.Г. Демышев, С.П. Любарцева

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

✉ e-mail: bagaiev.andrii@gmail.com

Аннотация

Представлена трехмерная численная модель, предназначенная для расчета загрязнения водной толщи и донных осадков северо-западного шельфа Черного моря полихлорбифенилами (ПХБ). Модель состоит из вихреразрешающего гидродинамического блока, а также модулей переноса и трансформации детрита и ПХБ. Учитываются процессы адсорбции/десорбции ПХБ на оседающих частицах детрита, знакопеременный поток на границе вода – седименты, деструкция детрита. Приводится расчет сценария мгновенного аварийного выброса ПХБ из Георгиевского Гирла Дуная. Показано, что северо-западный шельф представляет собой природную буферную зону, демпфирующую распространение устойчивого хлорорганического загрязнения.

Ключевые слова

ПХБ, трехмерная модель, детрит, адсорбция, десорбция, северо-западный шельф Черного моря

Для цитирования

Моделирование трехмерных полей полихлорбифенилов на северо-западном шельфе Черного моря / В.А. Иванов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2013. № 1. С. 59-74. EDN TFYSEJ.

Ivanov, V.A., Bagaev, A.V., Demyshev, S.G. and Lyubartseva, S.P., 2013. Modeling of a polychlorinated biphenils three-dimensional fields on the northwestern shelf of the Black Sea. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (1), pp. 59-74 (in Russian).

Список литературы

  1. Клюев Н.А., Бродский Е.С. Определение полихлорированных бифенилов в окружающей среде и биоте // Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты XXI века. – М.: ВИНИТИ, 2000. – № 5. – С. 31 – 63.
  2. Qingyu М., Shaogang C., Xiaobai X. Sorption phenomena of PCBs in environment // Chin. Sci. Bull. – 2001. – 46, № 2. – P. 89 – 97.
  3. Jonsson A., Gustaffson G., Axelman J. et al. A global accounting of PCBs in the continental shelf sediments // Environm. Sci. Technol. – 2003. – 37. – P. 245 – 255.
  4. Орлова И.Г. Хлорированные углеводороды в экосистеме Черного моря // Исследование экосистемы Черного моря. – Одесса: ИРЭН-Полиграф, 1994. – Вып. 1. – С. 36 – 46.
  5. Maldonado C., Bayona M., Bodineau L. Sources, distribution, and water column processes of aliphatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in the northwestern Black Sea water // Environm. Sci. Technol. – 1999. – 33. – P. 2693 – 2702.
  6. Жерко Н.В., Егоров В.Н., Малахова Л.В. и др. Хлорорганические соединения в северозападной части Черного моря // Экология моря. – 2000. – № 51. – P. 88 – 90.
  7. Fillmann G., Readman J., Tolosa I. et al. Persistent organochlorine residues in sediments from Black Sea // Mar. Pollut. Bull. – 2002. – 44. – P. 122 – 133.
  8. Bakan G., Ariman S. Persistent organochlorine residues in sediments along the coast of mid-Black Sea region of Turkey // Ibid. – 2004. – 48. – P. 1031 – 1039.
  9. Tanabe S., Madhusree B., Ozturk A. et al. Persistent organochlorine residues in harbour porpoise (Phocoena phocoena) from the Black Sea // Ibid. – 1997. – 34. – P. 338 – 347.
  10. Wildish D., Metcalfe C., Akagi H. et al. Flux of Aroclor 1254 between estuarine sediments and water // Bull. Environm. Contam. Toxicol. – 1980. – 24. – P. 20 – 26.
  11. Koziy L., Maderich V., Margvelashvili N. et al. Three-dimensional model of radionuclide dispersion in estuaries // Environm. Model. Software. – 1998. – 13. – P. 413 – 420.
  12. Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана с неровным дном на сетке С // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. – М.: ИВМ РАН, 1992. – С. 163 – 231.
  13. Белокопытов В.Н. Термохалинная и гидролого-акустическая структура вод Черного моря: Автореф. дисс. … канд. геогр. наук. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2004. – 20 с.
  14. Кныш В.В., Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Методика реконструкции климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе ассимиляции гидрологических данных в модели // Морской гидрофизический журнал. – 2002. – № 2. – С. 36 – 52.
  15. Pacanovsky R.C., Philander G. Parametrization of vertical mixing in numerical models of the tropical ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1981. – 11. – P. 1442 – 1451.
  16. Алексеев Д.В., Иванов В.А., Иванча Е.В. и др. Исследование полей концентрации взвеси на северо-западном шельфе Черного моря при взмучивании донных осадков движущимся циклоном // Морской гидрофизический журнал. – 2007. – № 1. – С. 3 – 19.
  17. Pietrzak J. The use of TVD limiters for forward-time upstream-biased advection schemes in ocean modeling // Mon. Wea. Rev. – 1998. – 126. – Р. 812 – 830.
  18. Фомин В.В. Применение схем TVD для численного моделирования фронтальных зон солености в мелком море // Метеорология и гидрология.– 2006. – № 2. – С. 59 – 68.
  19. Витюк Д.М. Взвешенное вещество и его биогенные компоненты. – Киев: Наук. думка, 1983. – 210 с.
  20. Jonsson A., Carman R. Distribution of PCBs in sediment from different bottom types and water depths in Stockholm Archipelago, Baltic Sea // AMBIO. – 2000. – 29, № 4. – P. 277 – 281.
  21. Alexander M., Capotondi A., Miller A. et al. Decadal variability in the northeast Pacific in a physical-ecosystem model: role of mixed layer depth and trophic interactions // J. Geophys. Res. – 2008. – 113. – P. C02017(1 – 12).

Скачать статью в PDF-формате