Физико-географическая характеристика Арктического региона: климат и источники загрязнения (первичные, вторичные, перенос радиоактивных веществ). Влияние факторов среды на пространственное распределение содержания радионуклидов в морских грунтах.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Влияние радионуклидов на донные отложения арктических морей России

Введение

арктический радиоактивный морской загрязнение

Одной из наиболее острых экологических проблем арктических морей является радиоактивное загрязнение их акватории. Российская Арктика, как и все остальные регионы планеты, испытала воздействие глобальных антропогенных источников радионуклидов, возникших после освоения атомной энергии. Основной из этих источников - это испытания ядерного оружия, проводившиеся США, СССР, Китаем, Великобританией и Францией в период 1945-1990 гг.

Использование ядерного деления для получения энергии также привело к глобальным выбросам и сбросам радиоактивных изотопов, в особенности, в результате крупномасштабных аварий. Здесь особое место занимает авария в Чернобыле в апреле-мае 1986 г. Часть радионуклидных выпадений, образовавшихся в результате аварии, пришлась на районы Арктики и районы, непосредственно примыкающие к ней.

Использование атомной энергии на кораблях и судах военного и гражданского флота также коснулось Российской Арктики в очень крупных масштабах. Размещение атомного флота и структуры по его обслуживанию пришлись, в первую очередь на заливы Кольского полуострова и гавань-верфь Северодвинск на Белом море. Нынешние проблемы по снятию с эксплуатации атомного флота и его инфраструктуры выходят на одно из первых мест при обеспечении радиационной безопасности северо-запада России.

В связи с планированием в арктических морях новых видов хозяйственной деятельности актуальными являются исследования по изучению степени загрязненности акваторий. Особую опасность представляет загрязнение донных осадков, которые не только обладают способностью аккумулировать различные вещества, в том числе и радионуклиды, но и могут служить вторичным источником загрязнения, вследствие интенсификации процессов десорбции, вызванных изменением внешних условий, например, температуры или состава объемной среды.

Цель данной работы заключается в анализе степени загрязнения радионуклидами донных отложений в арктических морях России.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявить основные физико-географические особенности района исследования.

2. Проанализировать основные источники поступления и миграции радионуклидов в экосистемах арктических морей.

3. Оценить пространственное распределение радионуклидов в донных отложениях.

4. Выявить основные факторы, определяющие их накопление.

1. Физико-географическая характеристика Арктического региона

1.1 Климат

Климат арктических регионов поражает pазнообpазием - от сравнительно мягкого и влажного климата на западном побережье Hоpвегии до климата полярных пустынь во внутренних районах Гренландии со средними годовыми темпеpатуpами около - 30° С. Зимой над всей арктической областью господствуют арктические воздушные массы, устремляющиеся к югу в умеренные широты. Средние месячные темпеpатуpы воздуха в Арктике в течение зимы меняются в зависимости от влияния холодных и теплых морских течений, особенностей рельефа и преобладающих ветров.

В Канадской Арктике зимние темпеpатуpы колеблются от - 34° С на о-вах Королевы Елизаветы до -23° С на юге Баффиновой Земли. В этих районах средние месячные темпеpатуpы постоянно держатся ниже +10° С. Однако на суше в конце июля - начале августа днем температуры могут повышаться до +21° C и более. Отепляющее влияние Северо-Атлантического течения отчетливо проявляется в Баренцевом море, где порт Мурманск почти всегда свободен ото льда. Большая часть Северного Ледовитого океана находится внутри Северного полярного круга. Важнейший признак этой области - полярная ночь и полярный день. В Мурманске полярная ночь длится 40 суток, полярный день - 58; на мысе Челюскина - самой северной точке материка - продолжительность полярной ночи 107 суток, полярного дня - 123; на Северном полюсе полярная ночь и полярный день длятся приблизительно по полгода.

В течение круглого года над Северным Ледовитым океаном происходит, с одной стороны, антициклональный процесс, с другой - развитие циклонической деятельности. В нижней тропосфере полярный антициклон хорошо выражен только зимой; летом он выражен значительно слабее, причем центр его в июле смещается к Берингову проливу, а в августе вновь сдвигается к западу. Циклоническая деятельность, наоборот, особенно интенсивна летом. Вследствие этого сезонный ход атмосферного давления над Северным Ледовитым океаном выражен очень отчетливо. Зимними месяцами являются ноябрь - апрель, летними - июль и август. В связи с циклонической деятельностью ветровой режим над Северным Ледовитым океаном непостоянен, но сильные ветры (более 15 м/сек) бывают редко. Облачность имеет заметно выраженный годовой ход, особенно по отношению к низким облакам. В летние месяцы вероятность наличия полной нижней облачности достигает 90-95%, зимой - 40-50%. Атмосферные осадки выпадают главным образом в виде снега; дождь наблюдается редко, только в летние месяцы и чаще всего со снегом. Климат центральных районов океана является более мягким (морским) по сравнению с климатом окраинных его районов, прилегающих к берегам.

Несмотря на то, что солнце круглые сутки совершает свой путь над горизонтом, увидеть его удается очень редко. Температура воздуха на Земле Франца-Иосифа, мысе Челюскина, Северной Земле летом держится около 0⁰ С. В любой летний день она может понизиться до - 50⁰, - 100⁰ С, возможен сильный снегопад, пурга. [14]

1.2 Северный Ледовитый океан

Главная природная особенность этой акватории - наличие морского льда, что сыграло большую роль в истории освоения Арктики. Благодаря своему географическому положению Северный Ледовитый океан получает гораздо меньше солнечной энергии, чем другие океаны, расположенные в более низких широтах. Следствием этого является настолько низкая температура его поверхностных вод, что, за исключением районов у берегов Норвегии и Мурманского побережья, океан круглый год почти полностью скован льдом. Однако ледяной покров неоднороден и состоит из ледяных глыб различного размера. В центральной части океана ледяные глыбы покрывают более 4/5 акватории, но они не спаяны. Между мощным многолетним льдом и неконсолидированным покровом наличествуют зоны более или менее открытой воды, где лед занимает около 1/10 части поверхности.

Зимой (в феврале) центральные районы Северного Ледовитого океана полностью забиты ледяными торосами, а в периферических областях формируется сплошной ледяной покров. В это время ото льда свободны только участки у берегов Исландии и Норвегии (лед там занимает менее 1/10 части поверхности). В конце лета (сентябрь) ледовитость в центральной Арктике все еще очень высока, однако прибрежные акватории Канады, Аляски и России на значительных площадях почти свободны ото льда; сплоченный лед сохраняется только у берегов северной половины Гренландии. Центральная часть Северного Ледовитого океана всегда покрыта льдом, который находится в постоянном движении. Проходы во льду могут образовываться в любое время года, тогда как летом наиболее часто создаются такие условия, что на поверхности океана плавают разреженные паковые льды. Большинство заливов, проливов и фьордов сковано сезонным припаем, который во многих районах вскрывается, хотя бы на короткое время, в конце лета - начале осени. В некоторых районах в течение почти всего года по ряду причин океан остается свободным ото льда и там образуются полыньи (например, полынья Норт-Уотер в море Баффина и проливе Смита).

Плавание между островами Канадского архипелага очень опасно даже в летний сезон, и там удается пройти лишь специально оснащенным судам. Плавание судов у берегов России менее опасно. На основе использования ледоколов и авиации ледовой разведки России удалось наладить судоходство с практическими целями от Мурманска до Берингова моря.

Одна из важных особенностей арктического бассейна - сильная опресненность поверхностного слоя, связанная в первую очередь с большими объемами стока северных рек.

Благодаря этой опресненности так велика ледовитость океана, т.к. чем выше соленость, тем ниже температуры необходимы для ее замерзания. Ледовый покров снижает общую жесткость климата, так как парящие полыньи несколько повышают температуру окружающего воздуха, но также резко повышают его влажность, что в совокупности приводит к возрастанию эффекта влажного ветрового охлаждения - одного из главных факторов дискомфортности.

1.3 Рельеф и геологическое строение Арктического бассейна

В структурном отношении в Северном Ледовитом океане можно выделить глубокую центральную котловину, окруженную окраинными морями: Норвежским, Гренландским, Линкольна, Чукотским, Восточно-Сибирским, Лаптевых, Карским, Баренцевым и Белым. Море Бофорта представляет собой часть ложа океана.

Больше половины площади Северного Ледовитого океана приходится на шельф. Шельф у северных берегов Европейской России отличается исключительно большой глубиной и сильной изрезанностью, вероятно, в результате деятельности плейстоценовых ледников.

Центральную часть океана занимает глубоководная котловина овальной формы (около 1130 км по короткой оси и 2250 км по длинной). Ее разделяет на две части крупное под...