Трансграничное загрязнение воздуха

В 2009 г. Совместной программой наблюдений и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в Европе (ЕМЕП), осуществляемой в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, были представлены данные за 2007 г.

По этим данным, на европейской части территории России (ЕТР), подпадающей под действие Конвенции, суммарные выпадения окисленной серы (SO_x) от всех источников – отечественных и зарубежных, антропогенных и природных составили 1312 тыс. т, из которых 532 тыс. т (40,6%) – вклад российских источников, а 780 тыс. т (59,4%) – зарубежных.

Из анализа данных по распределению плотности суммарных выпадений окисленной серы на ЕТР (рис.1.12а) и доли в них трансграничных выпадений этого загрязняющего вещества (рис. 1.12б) следует, что максимальными значениями плотности суммарных выпадений SO_x (> 700 мг/м²/год) характеризуются отдельные районы Ленинградской области, приграничные районы Курской, Белгородской, Воронежской и Ростовской областей, причерноморские районы Краснодарского края, а также территории Московской, Тульской, Нижегородской и Самарской областей, Республики Башкорстан и некоторых других субъектов Российской Федерации. Общая площадь территории с плотностью выпадений SO_x > 700 мг/м²/год составила более 127 тыс. км².

а б

Рис. 1.12. Распределение плотности суммарных выпадений окисленной серы на ЕТР, мг/м² (а); доля трансграничных выпадений окисленной серы, % от суммарных выпадений (б)

Наибольший вклад в трансграничное загрязнение ЕТР выпадениями SO_x внесли источники выбросов, расположенные на территории Украины (208,1 тыс. т), Польши (67,9 тыс. т), Турции и Румынии (соответственно 54,3 и 38,1 тыс. т). Трансграничные выпадения окисленной серы от российских источников во всех странах – Сторонах Конвенции в 2007 г. составили лишь 83 тыс. т, из которых более 70% пришлось на Казахстан (26 тыс. т), Украину (24 тыс. т), Финляндию и Беларусь (по 5 тыс. т). В 2007 г. суммарные антропогенные трансграничные выпадения SO_x на ЕТР от стран – Сторон Конвенции (586 тыс. т) в 7 раз превысили суммарные трансграничные выпадения от российских источников на эти страны.

Суммарные выпадения окисленного азота (NO_x) на ЕТР в 2007 г. составили 895 тыс. т, из которых 511 тыс. т (57,1%) обусловлено выбросами от российских источников, а 384 тыс. т (42,9%) – от зарубежных.

Из анализа распределения плотности выпадений окисленного азота на ЕТР в 2007 г. (рис. 1.13а) и доли в этих выпадениях трансграничной составляющей (рис. 1.13б) следует, что максимальными значениями плотности общих выпадений NO_x (>500мг/м²/год) характеризуются отдельные районы Московской области общей площадью более 12 тыс. км², в которых трансграничная составляющая не превышала 30–40% от суммарных выпадений окисленного азота. В ряде районов Московской, Владимирской и Рязанской областей плотность суммарных выпадений NO_x составляла 400–500 мг/м²/год.

а б

Рис. 1.13. Распределение плотности суммарных выпадений окисленного азота на ЕТР, мг/м² (а); доля трансграничных выпадений окисленного азота, % от суммарных выпадений (б)

В Калининградской области и в приграничных районах Брянской области плотность общих выпадений NO_x достигала 300–400 мг/м²/год при доле трансграничных выпадений > 70%, а в отдельных районах Ленинградской области, в приграничных районах Курской, Белгородской, Воронежской, Ростовской областей и Краснодарского края при той же плотности суммарных выпадений NO_x доля трансграничных выпадений составила 60–70% от суммарных.

На ЕТР 46,2% трансграничных выпадений окисленного азота внесли источники Украины (68,1 тыс. т), Польши (38,7 тыс. т), Германии (28,3 тыс. т) и Великобритании (19,8 тыс. т). Трансграничные выпадения NO_x от российских источников на территории Казахстана составили 42 тыс. т, Украины – 33 тыс. т, Турции и Беларуси – по 8 тыс. т. В 2007 г. суммарные трансграничные выпадения NO_x на ЕТР от антропогенных источников стран Европы и Средней Азии (335 тыс. т) в 2,6 раза превысили суммарные трансграничные выпадения от России в странах – Сторонах Конвенции (128 тыс. т).

Суммарные выпадения восстановленного азота (NH₃), играющего важную роль в процессах евтрофикации вод озер и рек, в 2007 г. на ЕТР составили 683 тыс. т, из них 326 тыс. т (47,8%) поступили от российских источников, 356 тыс. т (52,2%) – от зарубежных.

Анализ распределения плотности суммарных выпадений NH₃ по ЕТР (рис. 1.14а) и доли в них трансграничных выпадений (рис. 1.14б) показывает, что наибольшему трансграничному загрязнению восстановленным азотом подвержена территория Калининградской области (плотность трансграничных выпадений составила 300–400 мг/м²/год), а также некоторые приграничные районы Саратовской и Оренбургской областей, в которых плотность трансграничных выпадений NH₃ превысила 400 мг/м²/год. Плотность трансграничных выпадений восстановленного азота в приграничных районах Смоленской и Брянской областей превышала 300 мг/м²/год.

Наибольший вклад в трансграничное загрязнение ЕТР восстановленным азотом в 2007 г. внесли источники Казахстана (113,2 тыс. т), Украины (38,9 тыс. т), Беларуси (29,6 тыс. т) и Польши (23,8 тыс. т). Выпадения NH₃ от российских источников на территории Украины составили 11 тыс. т, Казахстана – 8 тыс. т, Турции – 3 тыс. т, Беларуси – 2 тыс. т. Трансграничные выпадения восстановленного азота на ЕТР от всех антропогенных источников в 2007 г. составили 336 тыс. т, что в 2,5 раза превысило трансграничные выпадения от российских источников (134 тыс. т).

a б

Рис. 1.14. Распределение плотности суммарных выпадений восстановленного азота на ЕТР, мг/м² (а); доля трансграничных выпадений восстановленного азота, % от суммарных выпадений (б)

Суммарные выпадения свинца на ЕТР от всех источников в 2007 г. составили 3181 т, из которых 1649,1 т (51,8%) – вклад российских источников, расположенных на всей территории России, а 1532 т (48,2%) – трансграничные выпадения от антропогенных источников стран Европы и Средней Азии (377 т), других источников (1155 т).

Из анализа распределения плотности суммарных выпадений свинца на ЕТР (рис. 1.15а) и доли в них трансграничных выпадений (рис. 1.15б) следует, что трансграничный вклад в загрязнение ЕТР выпадениями свинца в 2007 г. был наиболее существенным в Калининградской области и приграничных районах Ленинградской, Брянской, Курской и Белгородской областей, Краснодарского края, Республики Дагестан, Саратовской и Оренбургской областей. В отдельных районах этих субъектов Российской Федерации плотность выпадений свинца превышала 1 кг / км ²/ год при трансграничной составляющей более 50%.

а б

Рис. 1.15. Распределение плотности суммарных выпадений свинца на ЕТР, г/км²/год (а); доля трансграничных выпадений свинца,(% от суммарных выпадений (б)

В Московской области на общей площади более 12 тыс. км², в отдельных районах Вологодской и Липецкой областей, Республики Башкорстан плотность суммарных выпадений свинца составляла более 3 кг/км²/год, однако, трансграничная составляющая на этих территориях была менее 10%.

Основной вклад в трансграничное загрязнение территории ЕТР свинцом (66% суммарных антропогенных выпадений свинца от стран – Сторон Конвенции) внесли Казахстан (103 т), Украина (81 т), Польша (40 т) и Турция (25 т). От российских источников трансграничные выпадения свинца на территории Казахстана составили 138,6 т, Украины – 60,7 т, Финляндии – 21,6 т, Беларуси – 18,8 т. Суммарные трансграничные выпадения антропогенного свинца от стран Европы и Средней Азии на ЕТР составили 377 т, в то время как от ЕТР на территории стран Европы и Средней Азии выпало 328,6 т свинца, т. е. на 13% меньше.

Суммарные выпадения кадмия на ЕТР от всех источников в 2007 г. определены в 113 т, из них доля выпадений от стран – Сторон Конвенции составила 81,6 т (72,2%). Трансграничные выпадения на ЕТР от стран Европы и Средней Азии оценены в 13,2 т (16,2% от стран – Сторон Конвенции, или 11,7% суммарных выпадений от всех источников).

Выпадения на ЕТР от российских источников, расположенных на европейской и азиатской частях страны, составили 68,4 т (83,8% суммарных выпадений кадмия от стран – Сторон Конвенции, или 60,5% от всех источников). Вклад всех зарубежных источников в трансграничное загрязнение ЕТР кадием оценен в 39,5%, российских источников – в 60,5%. Анализ распределения плотности суммарных выпадений кадмия на ЕТР в 2007 г. (рис. 1.16а) с учетом доли в этих выпадениях трансграничной составляющей (рис. 1.16б) показывает, что наибольшая плотность суммарных выпадений кадмия, составляющая в основном от 50 до 100 г/км²/год (в отдельных районах более 100 г/км²/год), относится к Ленинградской, Вологодской, Московской, Владимирской, Нижегородской, Ярославской, Тверской, Тульской областям, республикам Башкорстан, Татарстан и Удмуртия. Однако, во всех этих субъектах Российской Федерации доля трансграничной составляющей меньше 20% (от 5 до 20г/км²/год). Основные же выпадения кадмия на этих территориях были обусловлены выбросами от российских источников.

a b

Рис. 1.16. Распределение плотности суммарных выпадений кадмия на ЕТР, г/км²/год (а);

доля трансграничных выпадений кадмия, % от общих выпадений (б)

Основной вклад в трансграничное загрязнение ЕТР кадмием в 2007 г. внесли Польша (2,9 т), Казахстан (2,3 т), Украина (2,2 т) и Турция (1,0 т). Выпадения кадмия на ЕТР от внешних антропогенных источников региона ЕМЕП (стран Европы и Средней Азии) составили 13,2 т, а от ЕТР на эти страны – 13,1 т.

Суммарные выпадения ртути на ЕТР от всех источников в 2007 г. составили 42,6 т, из них 8,4 т (19,7%) поступили от российских источников, расположенных в европейской и азиатской частях страны. Таким образом, суммарные трансграничные выпадения ртути на ЕТР от всех источников составили 34,2 т (80,3% от суммарных выпадений ртути), от стран Европы и Средней Азии – 4,4 т (10,3%). От источников, находящихся за пределами европейского региона, а также из атмосферы на территорию ЕТР выпало 29,8 т ртути, т. е. 70% от суммарных выпадений, обусловленных всеми источниками.

Сопоставив плотность выпадений ртути на ЕТР (рис. 1.17а) с вкладом трансграничной составляющей (рис. 1.17б), можно заключить, что максимальная плотность суммарных выпадений ртути (20–30 г/км²/год) при содержании в них более 80% трансграничной составляющей отмечена в ряде районов Ленинградской области, в приграничных районах Краснодарского края, Карачаево-Черкесской Республики, Чеченской Республики, Республики Дагестан.

а б

Рис. 1.17. Распределение плотности общих выпадений ртути на ЕТР, г/км²/год (а);

доля трансграничных выпадений ртути, % от общих выпадений (б)

Основной вклад в трансграничное загрязнение ЕТР ртутью в 2007 г. внесли Казахстан (1,6 т), Украина (0,7 т), Польша и Турция (по 0,4 т). От стран Европы и Средней Азии на ЕТР поступило 4,4 т выпадений ртути, от ЕТР на эти страны – 1,26 т, или в 3,5 раза меньше. Следует отметить, что при выбросах с европейской и азиатской частей России 45 т ртути ее выпадения на ЕТР и страны Европы и Средней Азии составили лишь 18,3 т, или 40,7% эмиссии, а остальная масса ртути (59,3%) частично выпала за пределами сети ЕМЕП, частично осталась в атмосфере.

Оценки загрязнения ЕТР стойкими органическими загрязнителями (СОЗ) в 2007 г. были выполнены ЕМЕП по выпадениям и концентрациям в приземном слое бенз(а)пирена, а также полихлорированных дибензо(п)диоксинов и дибензофуранов (ПХДД/Ф), причем по ПХДД/Ф они производились с учетом не только дальнего переноса ПХДД/Ф, но и их накопления в природных средах за 1970–2007 гг., так как их вторичная эмиссия играет значительную роль в формировании загрязнения. В расчетах использовались официальные данные европейских стран по выбросам СОЗ, дополненные экспертными оценками, а также официальные данные о выбросах от источников, находящихся в Канаде, и экспертные оценки выбросов от источников в США.

Общие выпадения бенз(а)пирена на ЕТР в 2007 г по сравнению с 2006 г. уменьшились на 15% и составили 23,3 т, из них 16,4 т (около 70%) – трансграничные выпадения, 6,9 т –выпадения от российских источников. Основной вклад в трансграничное загрязнение ЕТР (около 72%) внесли источники Польши, Латвии, Украины и Беларуси. Плотность выпадений бенз(а)пиренав пределах ЕТР варьировала от 1 до 20 г/км² в год и более. При этом максимальные значения плотности выпадений были характерны для районов ЕТР, граничащих с Эстонией, Латвией, Литвой, Польшей, Беларусью и Украиной (рис. 1.18а).

а б в

Рис. 1.18. Распределение плотности общих выпадений бенз(а)пиренана ЕТР, г/км² /в год (а): доля трансграничных выпадений бенз(а)пирена, % от общих выпадений (б); среднегодовые концентрации бенз(а)пиренав воздухе, нг/м³ (в)

Вклад зарубежных источников в трансграничное загрязнение ЕТР был значительным в Калининградской, Псковской, Смоленской и Брянской областях, граничащих с Эстонией, Латвией, Литвой, Польшей и Беларусью (составлял более 80% от общих выпадений бенз(а)пирена) (рис. 1.18б). В приграничных с Финляндией районах Республики Карелия, в Курской, Белгородской, Воронежской и Ростовской областях, граничащих с Украиной, отмечены локальные площади с такой же высокой долей трансграничного загрязнения бенз(а)пирена.

Среднегодовые концентрации бенз(а)пирена в 2007 г. менялись в пределах ЕТР от 0,02 до 0,13 нг/м³ и более (рис. 1.18в). Учитывая вариабельность среднесуточных концентраций (до 10 раз), можно заключить, что в ряде западных, а также центральных областей России максимальные среднесуточные концентрации бенз(а)пирена превышали ПДК (1 нг/м³).

Общие выпадения полихлорированных дибензо(п)диоксинов и дибензофуранов (ПХДД/Ф) на ЕТР в 2007 г. оценены в 2440 г ДЭ (диоксинового эквивалента), что превысило уровень 2006 г. на 9,5%. Общие выпадения от вторичной эмиссии оцениваются в 1420 г ДЭ. Общий объем антропогенных выпадений от выбросов 2007 г составил 1020 г ДЭ при вкладе европейских стран 250 г ДЭ, а всех российских источников (европейских и азиатских) 640 г ДЭ. Существенный вклад в трансграничное загрязнение вносят также источники США и Канады (около 130 г ДЭ). Таким образом, трансграничная составляющая в суммарных выпадениях ПХДД/Ф на ЕТР в 2007 г. от антропогенных выбросов года составила 37,5%, российских источников – 62,5%.

Наиболее значительный вклад в трансграничное загрязнение ЕТР диоксинами и фуранами вносят Украина, Турция, Польша и Казахстан (70% выпадений от европейских стран).

Плотность выпадений ПХДД/Ф на ЕТР варьировала от 0,1 до 2 нг ДЭ/м² в год и более (рис. 1.19а). Максимальные значения плотности выпадений имеют локальный характер и в основном приурочены к центральным и западным регионам России. Вклад загрязнения ПХДД/Ф на ЕТР за счет внешних источников (трансграничный перенос и вторичная эмиссия) наиболее значителен для Республики Карелия (до значений > 90% общих выпадений), юга Мурманской области, а также Республики Калмыкия, Астраханской области и прилегающих районов (рис. 1.19б).

а б в

Рис. 1.19. Распределение плотности общих выпадений ПХДД/Ф на ЕТР, нг ДЭ/м² в год (а); доля выпадений ПХДД/Ф за счет внешних источников (трансграничные выпадения и выпадения от вторичных источников, % от общих выпадений (б); среднегодовые концентрации ПХДД/Ф в воздухе, фг ДЭ/м³ (в)

Среднегодовые концентрации ПХДД/Ф в приземном слое воздуха (рис. 1.19в) оценены в пределах от 0,1 до 1,5 фг ДЭ/м³ и более, т. е. не превышали принятую в России ПДК для воздуха населенных мест.