Аммиак в атмосферном воздухе фоновых территорий и им- пактных зон

Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха и тенденций их изменений является крайне необходимым для обеспечения требуемого качества воздушной среды. Основой для выявления таких закономерностей служат наблюдения за состоянием загрязнения воздушного бассейна. Данные наблюдения проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах и т. д.), а также районах, удаленных от источников загрязнения (так называемые фоновые районы). Последние позволяют выявить особенности отклика экосистемы на воздействие фоновых концентраций загрязняющих веществ. Сравнение содержания загрязняющих веществ в зоне воздействия и на фоновых территориях позволяет определить вклад источников выбросов в загрязнение атмосферы.

Мониторингу содержания аммиака в атмосферном воздухе в последние годы уделяется значительное внимание. При этом размещение пунктов наблюдений и выбор программы измерений должны осуществляться с учетом характера источников поступления аммиака в атмосферный воздух, среди которых преобладают площадные источники, расположенные вне городов, в чем заключено отличие от исследования «традиционных» загрязняющих веществ - диоксида серы, твердых частиц, - для которых основными источниками являются точечные, локализованные преимущественно в городах.

Содержание аммиака в атмосферном воздухе фоновых территорий

Содержание аммиака на фоновых территориях по данным Программы ЕМЕП

Основным источником информации о содержании аммиака в атмосферном воздухе фоновых территорий в Европе является Программа ЕМЕП (Совместная программа наблюдения и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих веществ в Европе). Изначально данная программа служила для оценки трансграничного переноса веществ, вызывающих закисление и эвтрофикацию различных сред. Позднее масштаб Программы расширили и включили изучение приземного озона, взвешенных частиц, стойких органических загрязнителей, тяжелых металлов, элементарного и органического углерода. Основная цель этой программы - предоставить правительству информацию об осаждении и концентрации загрязняющих веществ, а также их трансграничных потоках. Для гармонизации измерений в 1977 г. создан Химический координационный центр ЕМЕП (ЕМЕР- ССС). Данные, полученные в рамках этой программы, широко используются учеными, уже более 40 лет на их основе проводятся научные исследования в разных странах мира.

Согласно критериям Программы ЕМЕП [68] станции сети мониторинга аммиака должны быть расположены в местах, достаточно удаленных от источников его выбросов: животноводческих комплексах, местах хранения и внесения навоза и др. Следует отметить, что данное условие достаточно трудно выполнимо в густонаселенных странах Европы с интенсивным сельским хозяйством, таких как Нидерланды или Дания, следование этим критериям может вызвать затруднения.

Наиболее длинный ряд измерений аммиака - на станции ЕМЕП K-puszta (Венгрия) - с 1986 г. В 1990 г. измерения выполнялись на трех станциях, в 2000 - на четырнадцати. В настоящее время мониторинг аммиака в атмосферном воздухе по Программе ЕМЕП выполняют около 30 станций в 15 странах (в 2011 - 29 станций).

По данным измерений на станциях Программы ЕМЕП, средняя концентрация аммиака в атмосферном воздухе для фоновых территорий в Европе в 2007-2011 гг. составила 1,1-1,4 мкг/м³. Максимальные средние концентрации характерны для станций Нидерландов (3,6-7,9 мкг/м³), высокие уровни содержания аммиака зафиксированы также на станциях Чехии и Швейцарии; минимальные - Германии (0,02-0,1 мг/м³) и Словакии (0,2- 0,4 мг/м³) [184] (табл. 3.1).

Повышенными концентрациями аммиака характеризуются страны с интенсивным сельским хозяйством (животноводством): Нидерланды, Швейцария, Венгрия, Германия, Италия. Низкие концентрации аммиака в воздухе Норвегии обусловлены невысокой сельскохозяйственной освоенностью этой страны и климатическими условиями.

Ряды среднегодовых концентраций аммиака в атмосферном воздухе Европы имеют в целом согласованный характер (рис. 3.1). Средняя фоновая концентрация аммиака в атмосферном воздухе в Европе за 1993-2000 гг. составила 0,9 мкг/м³,

Рис. 3.1. Динамика среднего содержания аммиака в атмосферном воздухе в Европе (наблюдения на станциях ЕМЕП), мкг/м³ [184]

Таблица 3.1. Среднегодовые концентрации аммиака в атмосферном воздухе на станциях ЕМЕП, осредненные по странам за период 2000-2011 гг., мкг/м³ [184]

Рис. 3.2. Динамика среднего содержания аммиака в атмосферном воздухе на станциях ЕМЕП, осредненного по странам, мкг/м³ [184]

за 2001-2011 гг. - 1,0 мкг/м³. Средняя за 10-летний период фоновая концентрация аммиака в атмосферном воздухе Европы увеличилась. Существенный вклад в это увеличение внесли наблюдения в Нидерландах, где среднегодовые концентрации аммиака в атмосферном воздухе в 2006-2011 гг. были выше среднеевропейских значений в 3-5 раз (табл. 3.1, рис. 3.2).

Содержание аммиака па фоновых территориях в Беларуси В настоящее время в Беларуси измерения содержания аммиака в атмосферном воздухе на станции фонового мониторинга «Березинский заповедник» не выполняются. Для определения ориентировочных концентраций аммиака на фоновых территориях проведены экспериментальные исследования на двух площадках, удаленных от непосредственных источников поступления аммиака в окружающую среду более чем на 1 км: площадка «Оз. Вяча» и площадка «Лысая гора». Измерения проводились в течение четырех лет в летнее время.

Экспериментальные работы на выбранных объектах проводились в соответствии с действующей нормативной документацией [69].

Для определения содержания аммиака в атмосферном воздухе использован метод, основанный на улавливании аммиака из воздуха слабым раствором серной кислоты и его фотометрическом определении по индофенолу, образующемуся в результате взаимодействия аммония с гипохлоритом и фенолом в присутствии нитропруссида натрия. Отбор проб воздуха на определение аммиака осуществлялся аспирационным методом, путем прокачивания атмосферного воздуха через поглотительный раствор. Отбор пробы продолжался 20 минут, скорость отбора - 2 л/мин. Для уменьшения величины случайной ошибки одновременно отбирались 2 параллельные пробы воздуха, при анализе результатов использовалось среднее арифметическое.

Концентрация аммиака на данных площадках варьировала от 2 до 17 мкг/м³. Среднее содержание аммиака в атмосферном воздухе для территорий, удаленных от источников выбросов, составило 8±2 мкг/м³, что выше полученного для фоновых территорий стран Европы, показанного в табл. 3.1. Наибольшие значения содержания аммиака в атмосферном воздухе зафиксированы на площадке «Оз. Вяча», наименьшие - на площадке «Лысая гора» за исключением 2010 г. (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Концентрация аммиака в атмосферном воздухе на территориях, удаленных от источников выбросов в 2007-2010 гг., мкг/м³