Научные публикации

Измерения ГФУ-134а и ГХФУ-22 в подземных водах и воздухе ненасыщенной зоны: значение ГФУ и ГХФУ в качестве индикаторов датирования

опубликованный
2014

Был разработан новый аналитический метод с использованием газовой хроматографии с атомно-эмиссионным детектором (ГХ-АЭД) для измерения концентраций гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) и гидрофторуглеродов (ГФУ) в почве, воздухе и грунтовых водах в окружающей среде с целью определения их полезности в качестве трассеры возраста подземных вод. Пределы аналитического обнаружения ГХФУ-22 (дифторхлорметан, CHClF2) и ГФУ-134а (1,2,2,2-тетрафторэтан, C2H2F4) в пробах подземных вод объемом 1 л составляют 4.3 × 10–1 и 2.1 × 10–1 пмоль кг– 1, соответственно, что соответствует равновесному соотношению газовой фазы примерно 5–6 частей на триллион по объему (pptv). При оптимальных условиях пополнение запасов после 1960 г. (ГХФУ-22) и после 1995 г. (ГФУ-134а) можно было определить с помощью этих индикаторов в стабильных несмешанных пробах подземных вод. Концентрации ГХФУ-22 и ГФУ-134a в окружающей среде были измерены в 50 пробах подземных вод из 27 мест в северной и западной частях Вирджинии, Теннесси и Северной Каролины (США), а в северной Вирджинии были собраны профили трех ненасыщенных зон. Соотношения смешивания как ГХФУ-3, так и ГФУ-22a уменьшаются с глубиной в газовых профилях ненасыщенной зоны с сопутствующим увеличением содержания CO.2 и потеря О2. По-видимому, концентрации ГХФУ-22 и ГФУ-134а в окружающей среде легко потребляются метанотрофными бактериями в аэробных условиях в ненасыщенной зоне. Результаты этого исследования показывают, что почвы являются стоком для этих двух парниковых газов. Эти наблюдения противоречат ранее опубликованным результатам экспериментов с микрокосмом, которые показали, что разложение было ограничено ГФУ-134а выше температуры окружающей среды. Концентрации ГФУ и ГХФУ в подземных водах сравнивались с концентрациями хлорфторуглеродов (ХФУ, ХФУ-11, ХФУ-12, ХФУ-113) и гексафторида серы (SF6). Почти во всех пробах были измерены концентрации ГХФУ-22 или ГФУ-134а, которые были ниже концентраций, предсказанных ХФУ и SF6, при этом многие пробы показали полную потерю ГХФУ-22 и ГФУ-134а. Это исследование показывает, что ГХФУ-22 и ГФУ-134a не являются консервативными индикаторами окружающей среды, и ставит под вопрос полезность других ГХФУ и ГФУ в качестве потенциальных индикаторов возраста.

Хаазе, К.Б., Э. Бузенберг, Л. Н. Пламмер, Г. Касиле и В. Е. Сэнфорд (2014) Измерения ГФУ-134а и ГХФУ-22 в подземных водах и воздухе ненасыщенной зоны: значение ГФУ и ГХФУ в качестве индикаторов датирования, Химическая геология 385:117-128.

Теги
Загрязняющие вещества (SLCPs)