Aplinkos fizika ir chemija: vyksmai atmosferoje ir hidrosferoje, aplinkos taršos dėsningumų tyrimai, foninės ir antropogeninės taršos bei radioekologinis monitoringas

Kryptyje aplinkos fizika ir chemija mokslo tiriamąją veiklą orientuojame į procesų, nulemiančių atmosferos teršalų formavimąsi, pernešimą, chemines transformacijas atmosferoje ir patekimo iš atmosferos į sausumos ir vandens ekosistemas kelius, nagrinėjimą bei įvairių teršalų poveikio žmogaus sveikatai ir ekosistemoms įvertinimą.

Teršalų sklaida aplinkoje.

Kuriami nauji tyrimo metodai, apjungiantys skaitmeninius modelius ir stebėjimų duomenis, kurių pagalba bus suprasti sudėtingi sąryšiai larp aplinką veikiančių teršalų šaltinių, koncentracijų atmosferoje, srautų iš atmosferos į žemės paviršių. Pastarųjų metų darbai orientuoti į dujinių ir aerozolinių teršalų dinamikos atmosferoje tyrimą bei fotooksidatonų, rūgštinančių medžiagų, sunkiųjų metalų ir stabilių organinių junginių apykaitos tarp atmosferos ir biosferos įvertinimą. Be to, tiriama sunkiųjų metalų ir stabilių organinių teršalų migracija žemės ir vandens ekosistemose. Šie moksliniai tyrimai įneša ženklų indėlį į ES projektus "Baltijos jūros sistemos tyrimas" ir "Aplinką veikiančių teršalų pernešimas ir cheminės transformacijos troposferoje virš Europos". Be to, naujausi duomenys apie sieros ir azoto junginių srautus iš atmosferos į žemės paviršių buvo panaudoti, apskaičiuojant sieros ir azoto kritines apkrovas Lietuvos miškų ekosistemose. Pastarasis darbas yra vykdomas artimai bendradarbiaujant su Lietuvos Aplinkos ministerija ir gauti duomenys sudarys pagrindą kuriant teršalų emisijų kontrolės strategiją Lietuvoje.

Sunkiųjų metalų bioakumuliacija ir migracija.

Sąveika tarp atmosferos ir hidrosferos teršalų ir bioorganizmų yra labai svarbi problema. Dažniausiai sunkiųjų metalų bioakumuliacija yra pasyvus procesas, ir tai suteikia galimybę kai kuriuos bioorganizmus panaudot kaip atmosferos ar hidrosferos taršos indikatorius. Tačiau visada yra tam tikri kritiniai biologiniai procesai ir mikroaplinkos sąlygos, kurios veikia sunkiųjų metalų įsisavinimą. Tuo pat metu sunkieji metalai migruoja iš vienos ekosistemos į kitą, taigi jų migracijos kelių ir šių procesų kiekybinių parametrų (gyvavimo trukmės, adsorbcijos ar akumuliacijos koeficientų) nustatymas, o taip pat sunkiųjų metalų pasiskirstymo tarp skirtingų fizinių ir cheminių formų įvertinimas yra būtinos prielaidos, sprendžiant sunkiųjų metalų poveikio aplinkai problemą.

Meteorologinių parametrų įtaka miestų oro taršai.

Nustatyta, kad didelio oro užterštumo epizodai miestuose paprastai nėra nulemti staigaus teršalų emisijos padidėjimo, o greičiau yra trumpalaikių nepalankių meteorologinių sąlygų rezultatas. Todėl laikinas teršalų emisijų sumažinimas, pagrįstas meteorologine ir oro taršos prognoze, gali tapti efektyviu būdu, siekiant eliminuoti didelio oro užterštumo epizodų atsiradimo tikimybę. Tuo tikslu jau yra sukurtas realiai veikiantis oro teršalų ir meteorologinių parametrų matavimo tinklas, nustatyti pagrindiniai meteorologiniai veiksniai, įtakojantys oro taršą, atliktas kokybinis ir kiekybinis oro teršalų koncentracijų ir meteorologinių kintamųjų trumpalaikės ir ilgalaikės dinamikos įvertinimas. Gauti rezultatai įgalins sukurti oro taršos trumpalaikio prognozavimo modelį, kurio parametrai adaptuosis prie besikeičiančio emisijų intensyvumo.

Teršalų transformacija atmosferoje.

Norint pigiai ir efektyviai kontroliuoti teršalų emisijas, būtina tiksliai įvertinti teršalų srautus iš atmosferos į žemės paviršių. Šių srautų dydžiai priklauso nuo to, kokioje būsenoje, dujinėje ar aerozolinėje, yra nagrinėjami teršalai. Todėl atmosteroje dominuojančių oksidacijos reakcijų mechanizmų tyrimai bei virsmų "dujos-aerozolis" spartų įvertinimas teikia vertingą informaciją teršalų išsivaiymo iš atmosferos modelių patobulinimui.Natūrinių ir modelinių eksperimentų pagalba nustačius aerozolio dalelės augimo dėsningumus ir juos palyginus su teorinių modelių rezultatais, galima spręsti apie cheminių reakcijų, dominuojančių "dujos-aerozolis" virsmuose, mechanizmus. Aerozolio dalelės gali augti del žemo slėgio garų kondensacijos arba dėl dujų adsorbcijos ant dalelės paviršiaus ar visame skystos dalelės tūryje. Nustatyta, kad žemo slėgio garų, susidariusių homogeninių reakcijų metu, kondensacija ant aerozolio dalelių yra vyraujantis kontinentinio aerozolio dalelės augimo mechanizmas vasaros mėnesiais. Tuo tarpu žiemą submikroninės kontinentinio aerozolio dalelės augimą dažniausiai nulemia du tarpusavyje besirungiantys procesai: žemo slėgio garų kondensacija bei heterogeninės dujų oksidacijos reakcijos, vykstančios aerozolio lašeliuose. Nustatyta, kad ozonas veikia kaip aktyvus oksidantas heterogeninių oksidacijos reakcijų metu.

Atmosferos ir patalpų bioaerozoliai.

Biologines kilmės aerozolio dalelės, t.y. žiedadulkės, augalų atplaišos, mikromicetai, bakterijos, dumbliai ir kiti mikroorganizmai, sudaro didelę atmosferos ir uždarų patalpų aerozolio dalį. Jie sutinkami visuose dydžių diapazonuose ir smarkiai veikia žmogaus aplinką. Todėl ypatingas dėmesys skiriamas oro bakterijų ir mikromicetų rūšinės sudėties ir koncentracijų įvertinimui bei jų šaltinių nustatymui. Detalus bakterijų ir mikromicetų pernešimo iš vandens telkimų į atmosferą tyrimas atliekamas kartu su mokslininkais iš Cincinnati universiteto (JAV) ir Lietuvos Botanikos instituto vykdant NATO projektą "Oro ir vandens mikroorganizmų tapatumai ir skirtumai Baltijos regione". Lygiagrečiai atliekami laboratoriniai tyrimai, siekiant įvertinti UV spinduliuotes poveikį oro mikromicetų išgyvenimui ekstremaliomis sąlygomis.

Sukurti prietaisai ir siūlomas paslaugos.

Prietaisai:
• atominis-absorbcinis Hg garų analizatorius GARDIS-3;
• aerozolio matavimo pnetaisai:
• optinis aerozolio spektrometras LAS-15A;
• elektrostatinis aerozolio spektrometras ELAS-5;
• aerozolio generatonus VAG2;
• kondensacinis dalelių skaitiklis.

Siūlomos paslaugos:
• poveikio aplinkai vertinimas, ekspertizės, konsultacijos;
• atliekame elementinę analizę gamtiniuose bandiniuose.