Критические нагрузки атмосферных выпадений оксидов серы

Интенсивность эмиссии и последующего поступления соединений серы (S) в наземные экосистемы с атмосферными выпадениями служит индикатором развития промышленного производства. Распределение техногенной нагрузки оксидов серы на территории Российской Федерации имеет дифференцированный характер. Максимальные значения выпадений приурочены к Центральному, Северо-Западному и Уральскому регионам России, где общий уровень поступления серы составляет 1000–1500 кг S/км2 в год (или 10–15 кг/га в год) и более. Непосредственно вблизи источников эмиссионных выбросов техногенные нагрузки могут быть в 3–5 раз выше, формируя осадки повышенной кислотности и обуславливая нарушения в функционировании биоты и экосистем в целом. Повышенный уровень выпадений вдоль западных границ России связан с трансграничным переносом оксидов серы от источников выбросов в соседних странах, прежде всего, в Польше и на Украине. В тоже время, на большую часть Азиатской территории России с атмосферными выпадениями поступает не более 300 кг S/км2 в год. Исключением являются районы вблизи промышленных центров Сибири, где техногенные нагрузки соответствуют европейским показателям. Необходимо отметить, что общий уровень поступления оксидов серы, характерный для последнего десятилетия, заметно снизился по сравнению с 70–80-ми годами ХХ века, что обусловлено, с одной стороны, спадом отечественного промышленного производства, а с другой — политикой сокращения эмиссии оксидов серы в странах Западной Европы.

Устойчивость экосистем к поступлению соединений серы с атмосферными выпадениями определяется их потенциалом в отношении нейтрализации образующихся кислотных компонентов. В соответствии с подписанным в 1994 г. в Осло (Норвегия) Протоколом о необходимости сокращения эмиссии оксидов серы, европейскими странами в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, в дополнение к расчетам величин критических нагрузок по кислотности, проводится оценка так называемых критических нагрузок максимальной серы. Это вызвано необходимостью определить раздельный вклад соединений серы и азота в суммарную кислотную нагрузку, поскольку в разных регионах соотношение поступлений этих элементов существенно отличается. В условиях, когда поступление азота с атмосферными выпадениями не превышает потребностей растительных сообществ на поддержание их продуктивности, максимальная нагрузка по сере количественно равна критической нагрузке по кислотности. Если же выпадения азота превышают потребности экосистем в этом элементе питания, то азотные соединения также способны вызывать подкисление почв и экосистем в целом. В этом случае, величина критических нагрузок по сере учитывает долю оксидов серы в суммарных выпадениях подкисляющих соединений.

Расчеты величин критических нагрузок максимальной серы для наземных экосистем Европейской части России проведены по материалам, предоставляемым Российской Федерацией в Международный центр по воздействиям, в соответствие и с договоренностями в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха. Большая часть экосистем Европейской части России чувствительна к поступлению соединений серы. Около 60% рассматриваемой территории имеют величины критических нагрузок максимальной серы ниже 1000 экв./га/год. Прежде всего, низкие значения этих величин характерны для северных и северо-восточных районов Европейской части России, где преобладают таежные экосистемы, представленные хвойными или смешанными лесами на различных вариантах кислых подзолистых почв. Только около 10% рассматриваемой территории могут считаться относительно устойчивыми к выпадениям оксидов серы, когда возможно поступление серы, соответствующее 2000 экв./га/год и выше. Как правило, это экосистемы степной или лесостепной зон на карбонатных отложениях и(или) с высоким уровнем выпадений катионов в составе атмосферных осадков.

Сравнивая величины поступления серы с атмосферными выпадениями и соответствующие региональные значения критических нагрузок, можно сделать вывод, что на большей части Европейской части России существующий в настоящее время уровень воздействия окислов серы ниже допустимых критических нагрузок. Превышения критичесикх нагрузок максимальной серы характерны для отдельных участков в центральных и южных районах Европейской части России, что связано с высоким уровнем промышленного воздействия в результате работы российских предприятий и трансграничного переноса соединений серы из стран Восточной Европы.