Илья Ильин, ЕМЕП/МСЦ-В Оценка концентраций и выпадений тяжелых Европы (ЮВЕ)

Оценка концентраций и выпадений тяжелых
металлов в странах ВЕКЦА и Юго-Восточной
Европы (ЮВЕ)
Илья Ильин, ЕМЕП/МСЦ-В
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Одна из приоритетных задач Конвенции –
сотрудничество со странами ВЕКЦА и ЮВЕ
 План действий Конвенции в интересах стран ВЕКЦА
(ECE.EB.AIR/WG.5/2007/17)
 Программа по оказанию методологической и
практической помощи странам ВЕКЦА (ЕМЕП)
 организация совместных совещаний Центров ЕМЕП с
национальными экспертами (выбросы, мониторинг,
моделирование … )
 участие национальных экспертов в заседаниях целевых групп
при финансовой поддержке ЕМЕП
 перевод и распространение материалов на русском языке
 расширение сети мониторинга
 расширение охвата ЕМЕП (включение стран Центральной Азии)
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Содержание
 Включение стран Центральной Азии в
область ЕМЕП
 Информация о выбросах
 Сеть мониторинга
 Результаты модели и их верификация
 Сотрудничество с Рабочей
Группой по Воздействиям
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Расширение охвата ЕМЕП
Область ЕМЕП
135
Область ЕМЕП
Казахстан
Узбекистан Киргизстан
1
Туркменистан Таджикистан
1
111
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Расширение охвата ЕМЕП
Расширение охвата ЕМЕП для покрытия
стран Центральной Азии
135
Расширенная
область
Информация по
расширенной
области:
За 2005 г. - Pb
Казахстан
За 2006 г. и далее
- Pb, Cd и Hg
Узбекистан Киргизстан
Туркменистан Таджикистан
1
1
111
159
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
 «Руководящие принципы оценки и представления данных о
выбросах» (ECE/EB.AIR/GE.1/2007/15)
 «Справочное руководство EMEP/CORINAIR по инвентаризации
выбросов»
Основные требования к странам по
предоставлению данных по выбросам
- Суммарные выбросы от стран
- Данные на сетке с шагом 50 км
- Выбросы от отдельных секторов
- Информация по крупным точечным источникам
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Полнота данных по суммарным выбросам тяжелых
металлов (Pb, Cd и Hg) в странах ВЕКЦА и ЮВЕ
(1990 - 2005 г.)
100
80
%
60
40
ЕМЕП/МСЦ-В
Узбекистан
Туркмения
БЮР Македония
Таджикистан
Сербия и Черногория
Киргизстан
Казахстан
Грузия
Босния Герцеговина
Азербайджан
Албания
Украина
Армения
Хорватия
Россия
Белоруссия
0
Республика Молдова
20
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Данные по выбросам свинца в странах
ВЕКЦА и ЮВЕ за 2005 г.
Регион
Источник
данных
Армения, Белоруссия,
Хорватия, Республика
Молдова, Россия
(ЕТР), Украина
Официальные данные
Узбекистан,
Туркменистан,
Таджикистан, Россия
(Вост. часть)
Экспертные Скорость сокращения
оценки
выбросов с 1990 по
(GEIA-1990) 2005 как в России
Другие страны ВЕКЦА
и ЮВЕ
Экспертные
оценки
(TNO)
ЕМЕП/МСЦ-В
Дополнительные
предположения
Интерполяция между
2000 и 2010 г.
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Выбросы свинца в 2005 г.
Казахстан (2)
Казахстан
Россия
Украина
Узбекистан
Сербия и Черногория
Таджикистан
БЮР Македония
Босния и Герцеговина
Белоруссия
Туркменистан
Киргизстан
Албания
Азербайджан
Хорватия
Грузия
Республика Молдова
Армения
0
200
400
600
800
Суммарные выбросы, т/год
Казахстан – за 2002 - 2006 г. данные предоставлены!
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Данные по выбросам кадмия и ртути в
странах ВЕКЦА и ЮВЕ за 2005 г.
(по «старой» сетке ЕМЕП)
Страны ВЕКЦА и ЮВЕ
Источник
данных
Белоруссия, Хорватия, Республика
Молдова, Россия (ЕТР), Украина
Официальные
данные
Албания, Азербайджан, Армения,
Босния и Герцеговина, Грузия,
Казахстан, БЮР Македония, Сербия и
Черногория
Экспертные оценки
(TNO),
Для Hg – Pacyna et
al, 2006
(глобальные
оценки за 2000 г.)
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Расширение охвата ЕМЕП
Расширение охвата ЕМЕП для покрытия
стран Центральной Азии
135
Расширенная
область
Казахстан
Узбекистан Киргизстан
Туркменистан Таджикистан
1
1
111
159
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Данные по выбросам кадмия и ртути в
странах ВЕКЦА и ЮВЕ за 2005 г.
(по «старой» сетке ЕМЕП)
Страны ВЕКЦА и ЮВЕ
Источник
данных
Белоруссия, Хорватия, Республика
Молдова, Россия (ЕТР), Украина
Официальные
данные
Албания, Азербайджан, Армения,
Босния и Герцеговина, Грузия,
Казахстан, БЮР Македония, Сербия и
Черногория
Экспертные оценки
(TNO),
Для Hg – Pacyna et
al, 2006
(глобальные
оценки за 2000 г.)
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Выбросы ртути в 2005 г.
Россия
Казахстан
Украина
Сербия и Черногория
Босния и Герцеговина
БЮР Македония
Азербайджан
Хорватия
Белоруссия
Грузия
Республика Молдова
Албания
Армения
0
5
10
15
Суммарные выбросы, т/год
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Выбросы кадмия в 2005 г.
Россия
БЮР Македония
Сербия и Черногория
Казахстан
Украина
Азербайджан
Белорусия
Босния и Герцеговина
Хорватия
Грузия
Албания
Республика Молдова
Армения
0
20
40
60
80
Суммарные выбросы, т/год
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Данные по выбросам
Поступление металлов в атмосферу с
ветровым подъемом (Pb, 2005)
Ветровой подъем
~ 9 кт / год
Антроп. выбросы
~ 5.5 кт / год
Информация от стран ВЕКЦА и ЮВЕ (ветровой подъем,
концентрации металлов в почве …) крайне желательна!
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Мониторинг
 «Стратегия мониторинга и программа измерений ЕМЕП на 20042009 годы» (EB.AIR/GE.1/2004/5)
 «Руководство ЕМЕП по отбору проб и химическому анализу»
(http://www.nilu.no/projects/ccc/manual/index.html)
4
2
1
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
0
20
DE1
15
10
Страны ЮВЕ
5
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
0
1990
3
Конц. в воздухе, нг/м
Страны ВЕКЦА
NO1
3
1990
Конц. в осадках, мкг/л
Сеть станций мониторинга тяжелых металлов
ЕМЕП/МСЦ-В
Станции ЕМЕП (2006)
Планируемые станции
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Моделирование трансграничного
переноса тяжелых металлов (MSCE-HM)
Выходные данные:
• Поля концентраций и
выпадений
• Матрицы трансграничных
выпадений
• Тренды
• Выпадения на разные
типы экосистем
Более детальные описание:
Travnikov O. and Ilyin I., 2005. Regional model MSCE-HM of heavy metal
transboundary air pollution in Europe. EMEP/MSC-E Technical report 6/2005
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Верификация модели
Сравнение с данными измерений
Концентрации Cd в воздухе (2005) на станции CZ1 (Чехия)
Конц. в воздухе, нг/м
3
2
Измерения
Модель(антроп.+ветр. подъем)
1.5
Модель (антроп.)
1
0.5
CZ1
01.09.2005
ЕМЕП/МСЦ-В
16.12.05
02.12.05
18.11.05
04.11.05
21.10.05
07.10.05
23.09.05
09.09.05
26.08.05
12.08.05
29.07.05
15.07.05
01.07.05
17.06.05
03.06.05
20.05.05
06.05.05
22.04.05
0
CZ1
06.11.2005
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Верификация модели
Оценка надежности модели ТМ ЕМЕП (ECE/EB.AIR/GE.1/2006/4)
“Модель может использоваться для оперативного
моделирования поведения тяжелых металлов в региональном
масштабе”
Анализ неопределенностей
Неопределенность модели ~ 30-40% (Pb, Cd)
Неопределенность измерений ~ 30 - 40 %
Неопределенность данных выбросов ~ 2-3 раза
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Концентрации свинца в воздухе 2005 г. (КАПАКТ)
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Выпадения свинца в 2005 г.
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Выпадения свинца в 2005 г. (Кавказ)
Выпадения
ЕМЕП/МСЦ-В
Суммарные
выбросы
Осадки
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Выпадения свинца в 2005 г. (Кавказ)
Выпадения
ЕМЕП/МСЦ-В
Суммарные
выбросы
Осадки
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Потоки выпадений тяжелых металлов на
страны ВЕКЦА и ЮВЕ (2005 г.)
3.5
Pb
0.2 – 2.1 кг/км2/год
3.0
2.0
2
кг/км /год
2.5
1.5
1.0
Туркменистан
Россия
Казахстан
Узбекистан
Таджикистан
Азербайджан
Армения
Киргизстан
Беларусь
Грузия
Украина
Республика Молдова
Албания
Хорватия
БЮР Македония
Босния и Герцеговина
0.0
Сербия и Черногория
0.5
Cd
3 – 160 г/км2/год
Hg
2 – 30 г/км2/год
Pb (среднее значение и разброс)
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Выпадения Pb от источников Казахстана в 2005
(в рамках проекта КАПАКТ)
г/км2/год
Казахстан
241 т
37%
Россия
200 т
31%
Вынос за
сетку
92 т
14%
Другие
регионы
65 т
10%
Выпадения свинца от
источников Казахстана в
2005 г.
ЕМЕП/МСЦ-В
Киргизстан
21 т
3%
Таджикистан
3т
1%
Туркмени стан, 5 т
1%
Узбекистан
16 т
3%
Трансграничный перенос
свинца от источников
Казахстана в 2005 г.
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Модельные оценки
Оценки трансграничного переноса свинца для
стран Центральной Азии (2005 г.)
Казахстан,
241 т
24%
Узбекистан,
42 т
4%
Россия, 31 т
3%
Таджикистан,
10 т
1%
Киргизстан,
7т
1%
Иран,
Китай,
…
Туркменистан,
7т
1%
Ветровой
подъем, 290 т
29%
Вклад трансграничного переноса
в выпадения от антропогенных
источников
Ост. Азия,
362 т
35%
Страны
ЕМЕП, 24 т
2%
Вклад различных
источников в выпадения
свинца в Казахстане
Для уточнения этих оценок - глобальная модель
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Глобальная модель ЕМЕП
Главные задачи
 Оценить влияние внешних
источников на загрязнение
региона ЕМЕП
 Связать глобальный,
региональный и локальный
масштабы
 Оценить влияние
источников ЕМЕП на другие
регионы
 Оценить межкотинетальный
перенос и уровни
загрязнения в глобальном
масштабе
Модельные оценки
Вклады трансграничного переноса и
национальных источников в антропогенные
выпадения (2005 г.) в странах ВЕКЦА и ЮВЕ
Трансграничный
перенос:
Pb
30 - 90 %
Трансграничный перенос
80%
Национальные источники
60%
40%
Казахстан
Сербия и Черногория
Узбекистан
Россия
БЮР Македония
Таджикистан
Украина
Белоруссия
Азербайджан
Туркменистан
Албания
Киргизстан
Грузия
Босния Герцеговина
Pb
Армения
0%
Хорватия
20%
Республика Молдова
Вклад в выпадения свинца, %
100%
Cd
15 - 95 %
Hg
25 - 85 %
Глобальные источники: 5 – 80%
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
20
1.5 - 1.6
1.7 - 1.8
1.9 - 2.0
2.1 - 2.2
2.3 - 2.4
2.5 - 2.6
2.7 - 2.8
2.9 - 3.0
0.5 - 0.6
0.7 - 0.8
0.9 - 1.0
1.1 - 1.2
1.3 - 1.4
Доля площади хвойных
лесов, %
20
15
10
5
0
Белоруссия
ЕМЕП/МСЦ-В
20
0.5 - 0.6
0.7 - 0.8
0.9 - 1.0
1.1 - 1.2
1.3 - 1.4
1.5 - 1.6
1.7 - 1.8
1.9 - 2.0
2.1 - 2.2
2.3 - 2.4
2.5 - 2.6
2.7 - 2.8
2.9 - 3.0
Поток выпадений, кг/км2/год
Доля площади хвойных
лесов, %
0.5 - 0.6
0.7 - 0.8
0.9 - 1.0
1.1 - 1.2
1.3 - 1.4
1.5 - 1.6
1.7 - 1.8
1.9 - 2.0
2.1 - 2.2
2.3 - 2.4
2.5 - 2.6
2.7 - 2.8
2.9 - 3.0
Доля площади хвойных
лесов, %
Вклад в разработку эффект-ориентированного
подхода (в кооперации с Рабочей Группой по
Воздействиям )
Выпадения свинца на хвойные леса в 2005 г.
25
25
Киргизстан
15
10
5
0
Поток выпадений, кг/км2/год
25
Хорватия
15
10
5
0
Поток выпадений, кг/км2/год
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
ЕМЕП/МСЦ-В
1.8 - 1.9
1.6 - 1.7
1.4 - 1.5
1.2 - 1.3
1.0 - 1.1
0.8 - 0.9
0.6 - 0.7
0.4 - 0.5
0.2 - 0.3
< 0.1
Доля площади пахотных
земель, %
30
20
10
0
Поток выпадений, кг/км2/год
1.8 - 1.9
1.6 - 1.7
1.4 - 1.5
1.2 - 1.3
1.0 - 1.1
0.8 - 0.9
0.6 - 0.7
0.4 - 0.5
0.2 - 0.3
Хорватия
< 0.1
Доля площади пахотных
земель, %
1.8 - 1.9
1.6 - 1.7
1.4 - 1.5
1.2 - 1.3
1.0 - 1.1
0.8 - 0.9
0.6 - 0.7
0.4 - 0.5
40
0.2 - 0.3
< 0.1
Доля площади пахотных
земель, %
Вклад в разработку эффект-ориентированного подхода
Выпадения свинца на пахотные земли в 2005 г.
40
Киргизстан
30
20
10
0
Поток выпадений, кг/км2/год
40
Армения
30
20
10
0
Поток выпадений, кг/км2/год
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Информация по всем странам ВЕКЦА и ЮВЕ
www.msceast.org
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Детальная информация для стран
Белоруссия
Выбросы от страны
Выбросы
Концентрации в воздухе
Вклад внешних
источников в выпадения
Поток выпадений
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Детальная информация для стран
Выпадения от страны
Выпадения на страну
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Детальная информация для стран
P e de r ske r - КОНВЕНЦИЯ
DK 20
О ТРАНСГРАНИЧНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ ВОЗДУХА
НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ
программа наблюдений и оценки переноса
S ta rin a -Совместная
S K6
EMEП
на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в
A nh olt - D K 8
Европе
S ta ra Le sna - S K 4
T a nge - DK 3
U lbo rg - D K31
B re dka le n - S E 5
Трансграничное загрязнение
Asp vre ten - S E 12
Беларуси
тяжелыми металлами
и
C hopo k - S K2
Vuo skoja rv i - F I95
P eso sjar vi - F I9 4
K e ld snor - DK 5
Ga rd sjon - S E97
стойкими
органическими
Va vihill - S E 11
M
a
to
rov
a
F
I36
R orv ik - S E 2
T op olniky - S K7
Ar up - S E5 1
загрязнителями
Hie taja rv i - F I92
P alla s - F I9 6
Leb a - P L4
L iese k - S K5
Ha iluoto - F I53
Vir olah ti II - F I1 7
B an cho ry - G B 91
Kotine n - F I93
H igh M uff les - G B 14
Nie m br o - E S 8
E a st R u ston - GB 90
C am p is ab alos - E S9
Uto - F I9
Kollum e rw a ar d - NL 9
Z ingst - D E9
N e uglo bsow - D E 7
P orsp ode r - F R 90
W e str la nd - D E1
L an ge nbr ugg e - D E2
S c hm u ck e - D E8
B rotja ck lrie ge l - D E5
Illm itz - AT 2
De Zilk - NL9 1
Sp it s b erg en ,
Ze pp e li n fj ell - N O 4 2
Sv an vi k - N O 4 7
St.Ko lom a n - A T 4
Ka ras jo k - N O 5 5
D e use lba ch - D E4
Метеорологический Синтезирующий
O ve rb yg d - N O 9 2 Центр Vor he gg - A T5
S c ha uins la nd - D E3
Восток
V ald a le n - N O 9 3
O se n - N O 4 1
H ur da l - N O 5 6
M o s cat h - N O 9 4
Bi rk en es - N O 1
U ala n d - N O 9 5 Li s ta - N O 99
Ka rv ath - N O 3 9
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Выводы
 Территории стран Центральной Азии (Казахстан, Киргизстан,
Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан) полностью включены в
область ЕМЕП.
 Среди стран ВЕКЦА и ЮВЕ 6 стран официально предоставили
данные по выбросам. Для остальных стран применяются различные
экспертные оценки.
 Ветровой подъем может вносить существенный вклад в уровни
загрязнения в странах ВЕКЦА, особенно для стран Центральной Азии.
Участие стран в оценке ветровой подъема совместно с ЕМЕП крайне
желательно.
 Ведется работа по созданию нескольких станций мониторинга в
странах ВЕКЦА и ЮВЕ при содействии с ЕМЕП / КХЦ.
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения
Выводы (продолжение)
 В условиях недостаточно плотной сети мониторинга используется
комплексный подход к оценке уровней загрязнения, сочетающий
мониторинг и моделирование.
 Неопределенности данных по выбросам (фактор 2-3 раза)
значительно выше неопределенностей модели и данных мониторинга
(30 - 40%). Чтобы снизить неопределенности оценок уровней
загрязнения, крайне важно обращать внимание на качество данных по
выбросам.
 В странах ВЕКЦА и ЮВЕ вклад трансграничного переноса в
выпадения металлов от антропогенных источников варьирует от 15 до
95%. Эти оценки могут быть уточнены, если применять модели
глобального охвата.
 Детальная информация по каждой стране за 2006 год будет
представлена в Интернете (www.msceast.org). По запросу может быть
подготовлена печатная версия.
ЕМЕП/МСЦ-В
TFHM, 14-16 мая 2008 г., Ереван, Армения