Оценка трансграничного переноса тяжелых металлов в 1999 году.
Анализ трендов

ЕМЕП Отчет 3/2001

И.Ильин, А Рябошапко, O. Афиногенова, Т.Бегр; A.-Г.Хьельбрекке

Краткое содержание

Этот отчет содержит результаты мониторинга и математических расчетов переноса и выпадений свинца, кадмия и ртути в 1999 году, а также анализ трендов в концентрациях и выпадениях за 90-е годы.

Первая глава отчета содержит информацию о поступлении свинца, кадмия и ртути в атмосферу от антропогенных источников.

В отчете описаны методы оценки выбросов тех или иных металлов для стран, не предоставлявших официальные данные по выбросам. На основе совокупности официальных данных и экспертных оценок сценарии выбросов свинца, кадмия и ртути в регионе ЕМЕП были разработаны для 1999 года. В дополнение к этому, отчет предоставляет пространственное распределение этих металлов с разрешением 50х50 км. Были проанализированы распределение выбросов по высоте и их сезонная изменчивость.

Вторая глава обобщает данные по мониторингу тяжелых металлов в воздухе и атмосферных осадках. Координационный Химический Центр продолжил расширение соответствующей базы данных. В настоящий момент эта база включает данные измерений от конца 80-х до 1999 года, собранных в рамках ЕМЕП и другими международными и национальными программами.

Третья глава описывает общую структуру модели для расчета дальнего атмосферного переноса тяжелых металлов и их выпадений (MSCE-HM). Область расчетов полностью охватывает Европу, а также прилегающие регионы Атлантики, Арктики, Азии и Африки. Модель является моделью регионального уровня эйлерова типа. Ее пространственное разрешение составляет 50х50 км2 по вертикали. Модель охватывает пограничный слой и часть свободной тропосферы до высоты примерно 4 км.

Помимо структуры модели, глава содержит информацию о входных геофизических данных. Для расчетов многолетних трендов загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами была подготовлена база данных, содержащая однородную метеорологическую информацию.

Четвертая глава посвящена расчетам многолетних трендов концентраций и выпадений свинца и кадмия в атмосфере в 90-х годах. Многолетние тренды позволяют выявить наиболее характерные особенности изменений атмосферной нагрузки на окружающую среду. Характер трендов концентраций и выпадений был сопоставлен с трендом выбросов, что позволяет странам оценить эффективность национальных природоохранных мер и выявить существование трансграничных проблем.

Пятая глава, прежде всего, описывает результаты сравнения расчетных и измеренных величин за 1999 год на основании статистической обработки. Такое сравнение позволяет осознать степень надежности модельных результатов. Для сравнения из базы данных ЕМЕП/КХЦ были отобраны наиболее репрезентативные данные.

Глава также описывает результаты моделирования концентраций, выпадений и трансграничных потоков свинца, кадмия и ртути в 1999 году. Результаты расчетов представлены в виде карт концентраций и выпадений рассматриваемых металлов для целого региона ЕМЕП. Карты дают представление об общей ситуации в регионе, позволяя выявить участки наибольшего загрязнения.

В шестой главе на основе подготовленного сценария эмиссии главные компоненты атмосферного баланса свинца, кадмия и ртути были оценены для региона ЕМЕП в целом. Для свинца и кадмия было показано, что их поступление за счет эмиссии и втока через границы модельной области превалирует над выпадениями в пределах региона. В то же время основная часть антропогенных выбросов выпадает в пределах региона. Существующий вынос частично компенсируется поступлением через границы региона от глобальных источников. Для ртути ситуация более сложная. Короткоживущие формы окисленной ртути выпадают в пределах региона, в то время как долгоживущая элементарная ртуть от европейских источников вовлекается в глобальный цикл.

Ситуация на уровне отдельных стран может заметно различаться от региональной картины в зависимости географического положения страны, ее размера, интенсивности эмиссии на ее территории и территориях соседних стран. Вклад в выпадения тяжелых металлов как от собственных, так и трансграничных источников был рассчитан для каждой страны. Помимо этого, выпадения, полученные от природных и трансконтинентальных источников, также были оценены. Полная информация о трансграничном загрязнении представлена в виде матрицы "страна-на-страну" (приложение К). Матрица показывает, что для многих стран вклад трансграничного загрязнения может превышать 50%.

Вклад природных и глобально распределенных источников очень важен при расчетах переноса и выпадений ртути.

Региональные моря, такие как Балтийское, Северное, Средиземное и Черное при расчетах выделяются в виде индивидуальных регионов - приемников. В качестве вклада ЕМЕП в соответствующие конвенции по предотвращению морского загрязнения были рассчитаны атмосферные потоки на акватории этих морей.
Заключительная часть отчета содержит выводы о проделанной работе. Приложения А - Д показывают результаты мониторинга тяжелых металлов на станциях ЕМЕП в 1999 году. В приложениях также дана матрица взаимных выпадений тяжелых металлов "страна - на - страну" для 1999 года (Приложение К). Приложение Л на примере Словакии дает детальную информацию об "экспорте" и "импорте" выпадений, динамике трендов выбросов в течение последнего десятилетия, сравнение расчетных и измеренных значений в 1999 году.