ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРНОМ АЭРОЗОЛЕ Г. ТОМСКА (ЗИМНЕ-ВЕСЕННИЙ ПЕРИОД 2020-2021 ГГ.)
Authors: СИМОНОВА Г.В. , КАЛАШНИКОВА Д.А. , ЗОЛОТОВ С.Ю. , ДАВЫДКИНА А.Е. , БАТУХТИНА А.С. 
Published: February 2025

Загрязнение атмосферного воздуха представляет серьезную угрозу как здоровью населения, так и окружающей среде. Исследование изотопного состава углерода атмосферного аэрозоля в городах имеет большой потенциал для определения доминирующих источников возникновения аэрозольных частиц. В настоящей работе анализируются результаты непрерывного мониторинга изотопного состава общего углерода (d13С) в атмосферном аэрозоле (с разрешением 3 сут), полученные в течение зимне-весеннего сезона (ноябрь 2020 г. - май 2021 г.) в Томске. Величина d13С изменялась в пределах от -29,4 до -24,7‰, процентное содержание углерода от 1,3 до 35%. Для 67 образцов углеродсодержащего атмосферного аэрозоля среднее значение d13С = -26,2 ± 0,3‰; среднее значение d13С аэрозоля составило -25,9 ± 0,5‰ зимой и -26,5 ± 1‰ весной. Наибольший разброс значений d13С зафиксирован в весенний период, что подтверждает наличие различных источников формирования углеродсодержащих частиц аэрозоля. Эти источники были выявлены благодаря совместному анализу данных Глобальной карты ветров (earth.school.net), обратных траекторий движения воздушных масс (HYSPLIT), розы ветров и данных изменчивости значений d13С. Зимой доминирующим источником углеродсодержащего аэрозоля была городская тепловая электростанция ГРЭС-2. Результаты данного исследования помогают раскрыть особенности происхождения и процессов трансформации атмосферных аэрозолей в Томске, а также могут служить входными параметрами моделирования переноса аэрозольных частиц на региональном уровне.

Air pollution is a serious danger not only to human health, but also to the environment. The study of the carbon isotope composition of atmospheric aerosol in cities is of particular interest and has great potential for determining the dominant sources of aerosol particles. The results of continuous monitoring of the isotopic composition of total carbon (d13C) in atmospheric aerosol (with a resolution of 3 days) during the winter-spring season (November 2020 - May 2021) in Tomsk are presented. The d13С value ranged from -29.4 to -24.7‰, with the carbon percentage ranging from 1.3 to 35%. For 67 samples of carbonaceous atmospheric aerosol, the mean d13С value was -26.2 ± 0.3‰. The average d13С values of aerosol were -25.9 ± 0.5‰ in winter and -26.5 ± 1‰ in spring. The widest scatter of d13С values was observed during the spring, which indicates the presence of various sources of origin of carbonaceous aerosol particles. The main sources of carbonaceous aerosol particles were identified through the combined analysis of global map of wind (earth.school.net), air masses backward trajectories (by NOAA HYSPLIT model), wind rose, and data on the variability of d13C values. In winter, the dominant source of carbonaceous aerosol was the city thermal power plant GRES-2. The study results not only contribute to understanding the sources of origin and transformation processes of atmospheric aerosols in Tomsk, but also can be input parameters for modeling the transport of aerosol particles on the regional scale.