ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
есные пожары и горение торфяников являются основными источниками эмиссий экологически-активных аэрозолей, также опасных для здоровья людей. Природные пожары в Сибири - важный климатообразующий фактор, влияние которого на экосистему Евразии и Арктики остается неопределенным. Микрофизические и химические свойства эмитируемых аэрозолей, фотохимические процессы в атмосфере и их воздействие на окружающую среду оказываются в центре внимания фундаментальных исследований. В комплексе с менее изученными и наиболее актуальными биологическими и токсикологическими исследованиями они являются целью развития междисциплинарного подхода к анализу дымов природных пожаров и оценке опасного воздействия на здоровье людей. Данный проект предлагает совместные российско-германские фундаментальные исследования в области анализа свойств эмиссий природных пожаров и опасного воздействия на окружающую среду и здоровье людей. Основной задачей является проведение Комплексного Микрофизико-Химико-Биологического Эксперимента в Большой Аэрозольной Камере ИОА СО РАН с целью анализа эмиссий и шлейфов пожаров сибирских лесов и торфяников, позволяющей моделирование в наиболее реалистичных условиях с учетом природных факторов, в течение длительного времени и при контролируемых условиях горения. Важнейшим достижением предполагается моделирование стимулированного солнечным излучением фотохимического старения дымов в атмосфере. Впервые на основе развития современных методов и инструментов аэрозольного анализа предлагается междисциплинарный подход для всесторонней характеризации газового и аэрозольного состава дымов при моделировании ночного и дневного времени суток с целью определения физико-химических и биолого-токсикологических свойств дымов и их различий, определяемых фазой горения и типом биомасс. Будут проведены исследования в режимах тления, открытого пламенного и смешанного горения для определения 1) массовой концентрации PM2.5 и черного углерода, 2) распределения частиц по размерам, 3) углеродосодержащих фракций, 4) элементного состава, 5) водорастворимых ионов, и 6) органических и неорганических функциональных групп. Целенаправленно будут проанализированы классы химических соединений и состав индивидуальных компонент в органической фракции дымовых аэрозолей для идентификации стабильных маркеров горения сибирской древесины, лесного опада и торфа, а также специфических индикаторов образования вторичных органических аэрозолей в шлейфе пожаров. Анализ микроструктуры позволит на микроуровне провести классификацию дымов и определение микромаркеров среди наиболее распространенных групп дымовых аэрозолей в процессе фотохимического старения. Сравнение биологических тестов с данными физико-химического анализа определит условия горения и длительность старения, при которых в дымах образуются наиболее токсичные аэрозоли, а также аэрозоли, которые могут вызывать симптомы аллергии у населения при воздействии сибирских природных пожаров. Анализ динамических процессов и гетерогенных реакций, образования новых групп частиц и вторичных органических аэрозолей, эволюции химического состава и токсикологических свойств дымов позволят впервые оценить критерии опасного воздействия аэрозолей в шлейфах лесных пожаров на окружающую среду и здоровье людей в реальных условиях, определяемых наиболее значимыми природными факторам.
Emissions from wildfires are major contributors to the global budget of ambient particulate matter (PM) impacting air quality, absorbing and scattering incoming radiation, forming haze and clouds. Several adverse health effects are discussed, including induction of diseases via inflammatory and gene-toxic pathways. By using the world largest aerosol chamber (LAC) in Tomsk, Russia, and the expertise to simulate wildfires and the aging of the emitted aerosols it will be possible to collect enough fresh and aged PM for a study of biological effects of fine particles which also can reveal the physicochemical parameters responsible for the adverse effects. The scientific questions tackled within the interdisciplinary project are related to the simulation of combustion at the conditions of real world environment, realistic aging of emitted aerosols, as well as comprehensive aerosol characterization and characterisation of the biological effects. For this purpose wild fires are simulated according to existing procedures in the LAC. The emissions are aged (dark aging and und simulated sunlight) and the aging process is supervised by on-line analytical methods. Only the large volume of the LAC chamber of 1,800 m3 allows collecting sufficient amounts of aged wildfire particulate matter (PM2.5) for combined thorough chemical, microphysical and toxicological investigations. The consortium of Technical University Munich (TUM), University of Rostock (UR), and Moscow State University (MSU) will address the following hypotheses: A: The phase of biomass combustion, open flame or smouldering, significantly impacts the PM composition and the health relevance; B: The type of fuel (i.e. peat, wood) controls the PM composition and the health relevance; C: With aging and type of aging, depending on ageing time and type of biomass burning, particulate matter might be toxified or de-toxified; D: The balance on oxidative-acting and antioxdative compounds is important for relevant toxicological endpoints. This balance is changed during aging. To address these hypotheses the main objectives within the project are followed up in three work packages: I. LAC combustion and aging experiments (MSU), II. Characterization of BB aerosols (UR) and III. Biological effects of BB particulate matter (TUM).
1.Развитие фундаментального подхода моделирования природных пожаров. 2. Развитие междисциплинарного подхода характеризации многокомпонентных аэрозолей горения лесных биомасс и торфа. 3. Газофазные процессы и всесторонняя физико-химическая характеризация аэрозолей дымов сибирских биомасс в зависимости от фазы горения и при смешанном горении, во время эволюции дымов при старении:
Свойств, состав и микроструктура аэрозолей дымов сибирских пожаров, концентрация и специфические маркеры, эволюция в шлейфах пожаров, характерные маркеры формирования вторичных органических аэрозолей будут зависеть от фазы горения, состава биомассы и от режима старения, что окажет определяющее влияние на определение наиболее важных процессов старения аэрозолей и окончательно на биологические свойства аэрозолей дымов, воздействующих на здоровье людей.
ИОА | Соисполнитель |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 15 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Междисциплинарное исследование влияния дымовых аэрозолей горения лесной биомассы на окружающую среду и здоровье людей |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Междисциплинарное исследование влияния дымовых аэрозолей горения лесной биомассы на окружающую среду и здоровье людей |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Междисциплинарное исследование влияния дымовых аэрозолей горения лесной биомассы на окружающую среду и здоровье людей |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".