Система глобального фонового мониторинга и фоновое загрязнение окружающей среды

Расчет суммарных поступлений загрязняющих веществ в различные природные среды, а также их деление по видам источников связан с многочисленными трудностями, поэтому данные разных авторов порой несопоставимы. В приведенной ниже табл. 2-1 показано поступление загрязняющих веществ в атмосферу за 1987 г. в глобальном масштабе.

Таблица 2 – 1

Глобальное поступление загрязняющих веществ в атмосферу по данным 1987 г. (тыс. т /год)

Источники	Свинец	Кадмий	Мышьяк	Ртуть	3,4 - БП	Сумма соединений серы
Антропогенные	420	9,5	40	6,4	5	90000
Природные	35	6,8	19	До 100	0,5	70000

 

 Из  табл. 2-2 видна существенная роль выноса морской соли в поступлении металлов в атмосферу.

 

Таблица 2 – 2

Поступление металлов в атмосферу по данным 1980 г. (тыс. т/год)

Металл	Вынос от основных природных источников			Вынос от антропогенных источников
	Вулканы	Морская соль	Континентальная пыль
Железо	11000	1000	31000	100
Марганец	1500	30	550	3
Кобальт	5	0,15	124	0,4
Медь	2	85	30	3
Цинк	9	75	60	8
Мышьяк	3	2	8,5	0,8
Кадмий	0,17	-	0,4	0,06
Ртуть	0,004	4	0,24	0,11
Свинец	0,006	-	8	20,3

 

В табл . 2-3 приведены данные о поступлении металлов в атмосферу в 1986 г.

Таблица 2 – 3

Поступление металлов в атмосферу по данным 1986 г. (тыс. т/год)

 

Металл	Вынос от основных природных источников			Антропогенные источники
	Океан	Земная кора	Вулканы	Сжигание топлива	Другие
Железо	50	10000	300	2000	4000
Марганец	7	200	9	8	400
Кобальт	0,2	7	0,1	0,9	2
Медь	5	10	6	2	50
Цинк	8	80	10	80	200
Свинец	8	3	0,4	4	400

 

На формирование фонового загрязнения как Земного шара в целом, так и отдельных его регионов, влияет множество факторов, основные из которых рассмотрим в следующем разделе. (Афанасьев, 2001)

 

Глава 3. Факторы, влияющие на формирование

фонового загрязнения окружающей среды

Фоновое загрязнение некоторого района, прежде всего, зависит от его географического положения. В среднем фоновое загрязнение Южного полушария ниже, чем Северного. Сравнительно высок уровень фонового загрязнения районов Европы, Северной Америки. Самый крупный континент Земли - Азия - отличается наличием районов как с очень низким уровнем фонового загрязнения, так и районов с высоким уровнем загрязнения. Низкий уровень фонового загрязнения атмосферы наблюдается над центральными частями Тихого и Индийского океанов.

Все это связано, прежде всего, с крайне неравномерным распределением как природных, так и антропогенных источников загрязнения.

Так, почти две трети действующих вулканов расположенных на берегах и островах Тихого океана. Другой район сосредоточения вулканов - Атлантический океан.

Практически на всех материках встречаются металлоносные провинции, отличающиеся повышенным содержанием того или иного металла (например, ртути, свинца, кадмия и т.п.). В районах, к ним прилегающих, фоновые концентрации соответствующего металла повышены. Наличие скоплений руд урана, тория и калия, а также их повышенное содержание в рудах других металлов и горных породах (например, в фосфоритах и гранитах) приводит к повышению радиационного фона в этих районах.

Наличие крупных пустынь в Азии, Африке и Южной Америке вызывает повышение запыленности воздуха на больших прилегающих территориях, а соответственно и к росту фоновых концентраций различных металлов в атмосфере этих районов.

На территории Среднеазиатских республик бывшего СССР, теперь суверенных государств, из-за непродуманной человеческой деятельности «высохла» значительная часть Аральского моря и почти вся территория залива Кара – Богаз - Гол, что привело к засолению почв и переносу солей в атмосфере на большие расстояния и, следовательно, росту фонового загрязнения окружающей среды этих регионов. (Израэль, 1989)

Антропогенные источники загрязнения сосредоточены в основном в крупных городах и промышленных центрах, которые размещены, прежде всего, в промышленно развитых странах Европы, Северной Америки и Азии. При этом в Северной Америке значительная доля промышленности расположена в восточной части США и Канады, а также вблизи Тихоокеанского побережья США. В Азии наблюдается концентрация антропогенных источников загрязнения в Японии, восточной части Китая и на некоторых территориях азиатской части России.

Размещение сельскохозяйственных регионов связано с наличием плодородных почв и благоприятных климатических условий, что и определяет их неравномерное распределение по континентам и странам Земного шара.

Все вышесказанное подтверждается приведенными ниже данными о фоновых уровнях загрязнения различных регионов мира.

В табл. 3-1 приведены фоновые значения загрязнения атмосферы соединениями серы.

 

Таблица 3 – 1

Концентрации соединений серы в атмосфере фоновых районов мира в 80-х годах XX века (мкг/м3)

Районы мира	Концентрация
	Диоксид серы	сульфаты
Европа
Северные районы	0,8	0,3
Северо-запад	10	5,0-8,0
Центральные районы	14	7,0-10
Южные районы	1,0-6,0	-
СССР, центральные районы	1,0-4,0	2,0-10
Кавказ	0,01-0,3	0,7-10
Азия
СССР, Средняя Азия	0,8-2,1	3,0-15
Забайкалье	0,01-0,1	0,2-0,8
Северная Америка
США, восток	10-14	8-10
Центр	6,0	-
Запад	0,3	1,0-3,0
Канада, восточные районы	1,6-7,0	0,3-6,0
Гренландия, южная часть	0,7	0,3
Южная Америка	0,9-3,2	0,2-1,6
Африка	6,1	1,5
Атлантический океан
Северная часть	0,1-4,0	0,5-3,0
Экваториальная часть	0,5-1,0	1,0-6,0
Южная часть	0,2	2,3
Тихий океан
Северная часть	0,05-0,7	0,3-0,7
Южная часть	0,04-0,9	1,2
Антарктида	0,05-0,5	1,6
Среднее для континентальных районов	0,2-10	0,3-10

 

 Видно, что наиболее высоки концентрации  диоксида серы и сульфатов  в северо-западном и центральном  районах Европы и на востоке  США, самыми низкими концентрациями этих соединений характеризуются Тихий океан и Антарктида.

Содержание тяжелых металлов в атмосфере и атмосферных осадках фоновых районов приведены соответственно в табл. 3-2 и 3-3.

Таблица 3 – 2

Концентрация тяжелых металлов в атмосфере фоновых районов мира в 80-х годах XX  века (нг/м3)

Регион	Свинец	Кадмий	Мышьяк	Ртуть
				Аэрозоль	Газ
Европа (без СССР)	2-107	0,15-3,0	0,23-5,4	0,03-4,0	6,5-49
СССР, европейская часть	2,9-17	0,1-0,9	0,19-3,4	0,7	4,9-26
Азия	1,2-43	0,06-0,92	0,2-8,8	0,1-7,0	5,1-34
Северная Америка	3,6-72	0,17-2,0	0,3-2,5	0,02-0,6	0,5-50
Южная Америка	1,9-11	0,02-1,1	0,9-1,6	0,05-0,07	-
Африка	15-77	1,2	0,6-1,7	0,35-0,7	-
Атлантический океан
северная часть	0,05-64	0,003-0,6	0,12	0,03-0,22	0,4-3,5
южная часть	0,18-1,3	-	0,1	0,007-0,31	0,8-1,3
Тихий океан
северная часть	0,17-1,9	-	0,02-0,14	0,02-0,4	1,5-2,0
южная часть	0,12	0,029-0,035	0,14	0,04	1,0
Индийский океан
северная часть	0,5-5,7	0,02-0,1	0,23	-	-
южная часть	0,13-1,0	0,005-0,065	-	0,024	-
Арктика	0,2-4,9	0,05-0,39	0,2-0,6	0,02-0,4	-
Антарктида	0,1-0,6	0,001-0,024	0,008	0,05-0,24	-

 

Таблица 3 – 3

Концентрация тяжелых металлов в атмосфере фоновых районов мира в 80-х годах XX  века (мкг/л)

Регион	Свинец	Кадмий	Мышьяк	Ртуть
Европа (без СССР)	0,3-69	0,07-1,2	0,7-3,9	0,1-0,4
СССР, европейская часть	1,3-35	0,1-1,2	0,7-2,0	0,03-1,5
Азия	0,5-9,3	0,1-4,9	0,4-6,1	0,02-1,8
Северная Америка	0,6-39	0,15-1,0	0,03-4,0	0,01-2,2
Африка	Меньше 13	Меньше 1,3	Меньше 1,4	Меньше 0,2
Австралия	4,7	-	-	-
Атлантический океан
северная часть	1,5-9,0	-	-	-
Тихий океан
северная часть	0,006-0,11	0,019-0,032
Арктика	0,013-0,62	0,0004-0,8	0,019-0,021	0,005-0,12
Антарктида	0,005-0,23	0,003-0,032	0,008-0,025	0,026-0,033

 

В большинстве случаев наибольшими концентрациями характеризуются Европа и Северная Америка, хотя по некоторым металлам в числе «лидеров» следует отметить и Азию, и Африку. Наиболее «чистыми» по тяжелым металлам атмосфера и осадки наблюдаются над Тихим океаном, а вот над Северной Атлантикой содержание свинца может достигать весьма существенных значений. Особое внимание следует уделить сравнению фоновых концентраций тяжелых металлов над Арктикой и Антарктидой. В большинстве случаев атмосфера и осадки над Антарктидой содержат наименьшее количество тяжелых металлов, и лишь в случае для ртути такой вывод не однозначен.

Фоновое загрязнение окружающей среды, а следовательно, и его формирование зависит от временных факторов и характеризуется наличием годовых, сезонных, месячных, суточных и внутрисуточных колебаний. Так, средняя концентрация свинца в осадках в холодный сезон на территории Приокско-Террасного биосферного заповедника (БЗ) составляла в 1980-1986 гг. 19 мкг/л, в 1989 г. - 78 мкг/л, в 1993 г. - 16 мкг/л. Последний результат обычно связывают с очень малым количеством осадков, выпавших в этом году.