Модельная реконструкция сценария аварийного выброса полихлорбифенилов в прибрежной зоне Черного моря

Abstract

Проанализированы результаты расчетов, проведенных с помощью комплексной гидрофизической модели динамики полихлорбифенилов на северо-западном шельфе Черного моря. Модель объединяет блок расчета трехмерных полей течений, солености и температуры, модуль переноса и трансформации детрита с системой уравнений, описывающих концентрацию загрязнения в растворе, на частицах детрита и в верхнем слое донных осадков. Показано, что в рамках сценария аварийного выброса полихлорбифенилов из Георгиевского Гирла Дуная в весенний период доминирующим транспортным механизмом является горизонтальная адвекция. Адсорбция полихлорбифенилов на оседающих частицах детрита приводит к значительному (свыше 20% за первые 2 сут после аварии) уменьшению массы растворенных полихлорбифенилов в воде и ослаблению горизонтальных адвективных потоков вещества. При этом усиливается роль вертикальных потоков, которые вызывают не только быстрый транспорт и депонирование полихлорбифенилов на дне, но и повторное загрязнение водной толщи.

Проаналізовано результати розрахунків, проведених за допомогою комплексної гідрофізичної моделі динаміки поліхлорбіфенілів на північно-західному шельфі Чорного моря. Модель об'єднує блок розрахунку тривимірних полів течій, солоності та температури, модуль переносу і трансформації детриту із системою рівнянь, які описують концентрацію забруднення в розчині, на частинках детриту та у верхньому шарі донних осадів. Показано, що в рамках сценарію аварійного викиду поліхлорбіфенілів з Георгіївського Гирла Дунаю у весняний період домінуючим транспортним механізмом є горизонтальна адвекція. Адсорбція поліхлорбіфенілів на осідаючих частинках детриту призводить до значного (більше 20% за перші 2 доби після аварії) зменшення маси розчинених поліхлорбіфенілів у воді та послаблення горизонтальних адвективних потоків речовини. При цьому посилюється роль вертикальних потоків, які викликають не тільки швидкий транспорт і накопичення поліхлорбіфенілів на дні, але й повторне забруднення водної товщі.

The results of simulations carried out using the combined hydrophysical model of polychlorinated biphenyl dynamics on the Black Sea northwestern shelf are analyzed. The model combines the block for calculating current, temperature and salinity three-dimensional fields, the module describing detritus transport and transformation, and the equation system describing contamination concentration in solution, on detritus particles and in the sediment upper layer. It is shown that horizontal advection constitutes the predominant transport mechanism in the scenario of an accidental polychlorinated biphenyl spill from the St George Arm of the Danube in spring. Polychlorinated biphenyl adsorption on the settling detritus particles leads to significant (more than 20% during the first two days after an accident) decrease of the dissolved polychlorinated biphenyl in seawater and to attenuation of the horizontal advective fluxes of the substance. At that the role of vertical fluxes providing not only rapid transport and accumulation of polychlorinated biphenyl on the bottom, but also recontamination of water column grows.