МСЦ-З Записка о данных 1/2012Дата: июль 2012

METEOROLOGISK INSTITUTTНорвежский Метеорологический Институт

Трансграничное загрязнение воздухаосновными загрязняющими вeществами

(S, N, O3) и ТЧ в 2010 г.

Армения

EMEП/МСЦ-З: М. Гаусс, А. Нийри, Б. М. Стенсен и Х. Кляйн

Перевод с английского: С. Цыро

Записка о данных 2012

ISSN 1890-0003

2

Содержание

1 Как читать данный отчет 51.1 Разделы отчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 Коды стран . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.3 Определения и статистические параметры . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2 Выбросы 12

3 Тренды 13

4 Трансграничные потоки 154.1 Выпадения окисленной серы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.2 Выпадения окисленного азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.3 Выпадения восстановленного азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5 Трансграничные концентрации озона 185.1 AOT40uc

f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185.2 POD1.0,gen-DF – Потоки озона на лиственные леса . . . . . . . . . . 195.3 SOMO35 – Риск воздействия озона на здоровье человека . . . . . . . 20

6 Трансграничные концентрации твердых частиц 21

7 Сравнение с наблюдениями 23

8 Оценка риска воздействия озона и ТЧ в Армении 268.1 Величины АОТ40 для различных экосистем . . . . . . . . . . . . . . 268.2 Потоки озона на определенные экосистемы . . . . . . . . . . . . . . . 268.3 Воздействия озона и ТЧ на здоровье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3

4

1 Как читать данный отчет

Данный отчет входит в серию отчетов, содержащих данные по отдельным странами являющихся приложением к основному Отчету ЕМЕП 1/2012. В отчете пред-ставлена общая информация о трансграничном загрязнении основными загрязня-ющими веществами, приземным озоном и твердыми частицами (ТЧ) в Армении в2010 году.

Все расчеты проведены по модели ЕМЕП/МСЦ-З (рабочая версия rv4) с ис-пользованием метеорологических данных, полученных по модели численного про-гноза погоды ECMWF-IFS. Представленные здесь оценки вкладов трансгранично-го загрязнения основаны на расчетах источник-рецептор, полученных по моделиЕМЕП/МСЦ-З с использованием метеорологических данных и данных о выбросахдля 2010 года.Для правильной интерпретации представленных результатов в данном разделе да-но краткое пояснение результатов и метода их расчетов.

1.1 Разделы отчета

Выбросы (Раздел 2): Входные данные о выбросах в 2010 году подготовлены наоснове официальных данных, представленных в ЕЭК ООН КТЗВБР в 2010 году.Распределение выбросов по ячейкам сетки осуществлено Центром ЕМЕП по Ка-дастрам и Прогнозам Выбросов (ЦКПВ). Подробную информацию о данных повыбросам в 2010 году можно найти в докладе ЦКПВ Европейского Агентства поОкружающей Среде (ЕАОС) ”Обзор кадастров 2010 года стадия 1 и стадия 2 иобзор распределения данных по ячейкам сетки”.

Данные о выбросах для периода 2000-2010 гг. подготовлены на основе последнихофициальных данных, представленных в ЕЭК ООН КТЗВБР в мае 2012 года. Всвязи с этим, как сеточные данные по выбросам, так и общие выбросы по стране иотдельным секторам, могут отличаться от величин, использованных в предыдущихотчетах ЕМЕП. Распределение данных о выбросах по ячейкам сетки осуществленона основе базовых сеточных распределений для каждого конкретного года. В слу-чаях отсутствия таковых для перераспределения исторических данных о выбросахпо ячейкам сетки использовалaсь последняя имеющаяся информация о сеточномраспределении выбросов.

Все расчеты по модели проведены по расширенной сетке ЕМЕП. Однако экс-пертные оценки выбросов для расширенной сетки имеются только с 2007 года.Поэтому для областей расширенной сетки, для которых в базе данных ЕМЕП неимеется исторических данных по выбросам, распределенные по сетке выбросы для2007 года использовались также для всех лет с 2000 года по 2006 год.

Данныe по сеточным выбросам, использованныe в расчетах по модели в этомгоду, доступны на сайте WebDab http://emep-emissions.at/emission-data-webdab/.

Тренды (Раздел 3): Тренды выпадений и концентраций загрязняющих веществв воздухе представлены для периода с 2000 по 2010 год. Все результаты полученына основе расчетов по модели ЕМЕП/МСЦ-З, рабочая версия rv4. В расчетах напериод с 2000 по 2010 год использовались метеорологические данные для соответ-свующего года. На графиках трендов также представлены выпадения и концен-трации загрязняющих веществ в воздухе на 2020 год, основанные на расчетах помодели с использованием проекций о выбросах на 2020 г. в соответствии с пересмот-ренным Гетеборгским Протоколом. В расчетах на 2020 г. использовались входные

5

метеорологические данные на 2005 (поскольку 2005 г. является базисным годомПротокола). Таким образом, результаты на 2020 г. следует сравнивать с результа-тами на 2005 г.

Данные о трансграничном переносе (Разделы 4-6): Результаты представленыв виде карт, диаграмм и графиков. Данные получены по расчетам ”источник-рецептор”, в которых выбросы одного или нескольких веществ от каждого источ-ника были уменьшены на 15%. Результаты расчетов для окисленной серы, окис-ленного азота и восстановленного азота пересчитаны для общего объема выбросовот каждого источника. Для остальных веществ, характеризующихся значительнойнелинейностью химических превращений, представлены расчеты в результате 15%уменьшения выбросов. Для более наглядного представления воздействия выбро-сов от какой либо страны для обозначения уменьшения загрязнения в результатеуменьшения выбросов использована положительная шкала, в то время как отри-цательные значения означают увеличение уровней загрязнения.

С помощью круговых диаграмм представлены относительные вклады отдель-ных стран и регионов в выпадения и концентрации загрязняющих веществ в воз-духе в Армении.

Результаты по O3 и соответструющим индикаторам представлены в виде гра-фиков (столбовых диаграмм), поскольку уменьшениe выбросов в какой либо странеможет привести как к снижению, так и к повышению уровней O3 в других странах.На графиках для индикаторов озона показаны вклады шести основных вкладчиковв AOT40, потоки озона и SOMO35 для Армении. Поскольку вклады могут быть какположительными, так и отрицательными, относительная значимость вкладчиковопределена путем сравнения абсолютных величин их вкладов.

Сравнение с наблюдениями (Раздел 7): На карте станций мониторинга показа-ны все станции Армении, которые представили в ЕМЕП данные наблюдений 2010года. Сравнение данных измерений 2010 года с результатами модельных расчетовпредставлено в виде диаграммы распределения повторяемостей. Данные наблюде-ний могут быть запрошены в КХЦ: http://www.nilu.no/projects/ccc/emepdata.html.В таблице приведены средние за год статистические параметры сравнения резуль-татов расчетов с данными измерений для веществ, по которым велись наблюдения.

Риск от озона и ТЧ (Раздел 8): Представленые на картах концентрации озонаи ТЧ характеризуют региональный фоновый уровень и, следовательно, не явля-ются репрезентативными для местных точечных измерений, которые могут бытьзначительно выше фоновых величин (например, в городах).

6

ПРИМЕЧАНИЕ: Тренды для Кыргызстана, Узбекистана, Туркменистанаи Таджикистана также представлены в данной серии отчетов. Однако, какуказано выше, из-за отсутствия исторических данных о выбросах до 2007 годав расчетах по этим странам для периода с 2000 по 2006 год использовалисьвыбросы 2007 года. Таким образом, представленные межгодовые изменениявыпадений и концентраций в период с 2000 по 2006 год обусловлены исклю-чительно изменением выбросов на территории старой сетки ЕМЕП (132×111ячеек).

Тренды для Российской Федерации и Казахстана представлены для тер-риторий этих стран, расположенных в пределах расширенной сетки ЕМЕП(132×159 ячеек), которая включает полностью Казахстан и значительнуючасть территории Российской Федерации.

7

8

1.2 Коды стран

В большинстве таблиц и диаграмм, включенные в отчет, для обозначения стран ирегионов на территории ЕМЕП используются определенные коды. Список кодови названий соответствующих стран и регионов, включенных в расчеты источник-рецептор 2010 года, приведен в Таблице 1.

Код Страна/Регион Код Страна/РегионAL Албания IE ИрландияAM Армения IS ИсландияASI Проч. азиатские обл. (офиц.) IT ИталияAST Проч. азиатские обл. (расш.) КG КыргызстанAT Австрия KZ Казахстан (офиц.)ATL Проч. обл. С-В Атлант. Океана KZТ Казахстан (расш.)AZ Азербайджан LT ЛитваBA Босния и Герцоговина LU ЛюксембургBAS Балтийское море LV ЛатвияBLS Черное море MD Республика МолдоваBE Бельгия ME ЧерногорьеBG Болгария MED Средиземное мореBIC Граничные и Начальные условия MK БЮР МакедонияBY Беларусь MT МальтаCH Швейцария NL НидерландыCY Кипр NO НорвегияCZ Чешская Республика NOA Северная АфрикаDE Германия NOS Северное мореDK Дания PL ПольшаEE Эстония PT ПортугалияEMC Области суши ЕМЕП (офиц.) RO РумынияEXC Области суши ЕМЕП (расш.) RS СербияES Испания RU Российская Федерация (офиц.)EU Европейский Союз RUE Российская Федерация (расш.)FI Финляндия SE ШвецияFR Франция SI СловенияGB Великобритания SK СловакияGE Грузия ТJ ТаджикистанGL Гренландия ТМ ТуркменистанGR Греция TR ТурцияHR Хорватия UA УкраинаHU Венгрия UZ Узбекистан

Таблица 1: Коды стран/регионов, использованные при расчетах источник-рецептор. "офиц."означает часть страны/территории, расположенной в пределахофициальной сетки ЕМЕП. "расш."означает часть страны/территории, располо-женной в пределах расширенной сетки ЕМЕП.

9

1.3 Определения и статистические параметры

В этом отчете были использованы следующие определения и акронимы:

SIA - обозначает вторичные неорганические аэрозоли и определяется как суммасульфата (SO2−

4), нитрата (NO−

3) и аммиака (NH+

4). В Унифицированой мо-

дели ЕМЕП SIA рассчитывается как: SIA= SO2−4

+ NO−

3(мелкодисперсный)

+ NO−

3(грубодисперсный) + NH+

4.

SS - аэрозоль морской соли.

PPM - обозначает первичные твердые частицы, выбрасываемые антропогеннымиисточниками. Обычно различают мелкодисперсные первичные твердые ча-стицы, PPM2.5, с диаметрами меньше 2.5 мкм и грубодисперсные первичныетвердые частицы, PPMco, с диаметрами между 2.5µm и 10µm.

PM2.5 - обозначает мелкодисперсные твердые частицы, определяемые как суммар-ная масса аэрозолей с диаметрами до 2.5 мкм. В Унифицированой моделиЕМЕП PM2.5 рассчитывается как сумма: PM2.5 = SO2−

4+ NO−

3(fine) + NH+

4

+ SS(fine) + PPM2.5 + 0.27 NO−

3(coarse).

PMcoarse - обозначает твердые частицы с диаметрами между 2.5µm и 10µm. PMcoarse

= 0.73 NO−

3(coarse)+ SS(coarse) + PPMcoarse.

PM10 - обозначает твердые частицы, определяемые как суммарная масса аэрозолейс диаметрами до 10 мкм. В Унифицированой модели ЕМЕП PM10 рассчиты-вается как сумма: PM10 = PM2.5 + PMcoarse.

SOMO35 - сумма осредненных концентраций озона, превышающих 35 ppb (то есть, ча-сти на миллиард). Для каждого дня выбирается максимальная из 8-часовыхбегущих средних концентраций O3, а затем находится сумма всех величинпревышений уровня 35 ppb этими выбранными средними концентрациями завесь год.

Если мы обозначим максимальную 8-часовую среднюю концентрацию озоназа день d как Ad

8, то SOMO35 за год, состоящий из Ny дней (Ny = 365 или366), определяется как:

SOMO35 =∑d=Ny

d=1max

(

Ad8 − 35 ppb, 0.0

)

где функция max позволяет включать в вычисления только значения Ad8

values, превышающие 35 ppb. Единицы измерения SOMO35 - ppb·день (со-кращенно ppb·д).

AOT40 - суммарное (аккумулированное) количество озона над пороговой величиной40 ppb, то есть:

AOT40 =∫

max(O3 − 40 ppb, 0.0) dt

где функция max позволяет включать в вычисления только концентрацииозона, превышающие 40 ppb. Интегрирование производится по определенномуинтервалу времени, а именно, для периода роста данного типа растительностии только для дневных часов. Соответсвующие единицы измерения ppb·час(сокращенно ppb·ч).

10

Хотя модель ЕМЕП позволяет рассчитывать ряд параметров типа АОТ, сле-дуя рекоммендациям ЕЭК ООН Руководства по Картированию, в отчетах постранам представлены результаты по следующим двум показателям:

AOT40ucf - AOT40 для лесного покрова рассчитывается на основе модельных

оценок O3 на высоте лесного полога. Этот AOT40 соответствует опреде-лению, приведенному в Руководстве ЕЭК ООН по картированию крити-ческих уровней для лесных деревьев , но с использованием постоянногосезона роста с апреля по сентябрь.

AOT40ucc - AOT40 для сельскохозяйственных культур рассчитывается на ос-

нове оценок O3 на высоте полога растительности. Этот AOT40 соответ-ствует определению, приведенному в Руководстве ЕЭК ООН по карти-рованию критических уровней для сельскохозяйственных культур, но сиспользованием постоянного сезона роста с мая по июль и заданной вы-соты полога растительности 1 м.

PODY расчитывается по формуле:

PODY =

∫

max(Fst − Y, 0) dt (1)

где устичный поток Fstи пороговая величина Y выражены в nmol m−2 s−1, афункция max приравнивает max(A− B, 0) к A− B,если A > B, или к нулю,если A ≤ B. Интегрирование по времени проводится для периода активногороста, от его начала (SGS) до конца (EGS).

Суффикс “gen” обозначает определенный тип растительности, например,POD1.0,gen-DF относится к лиственному лесу, а для POD3.0,gen-CR сельско-хозяйственных культур.

11

2 Выбросы

Рис. 1: Пространственное распределение выбросов от Армении в 2010.

12

3 Тренды

Важная заметка: Для правильной интерпретации результатов данного раздела чи-тайте секцию ’Тренды’ в Разделе 1.1.

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2020

SOx 11 11 10 9 8 8 6 26 26 26 26 8

NOx 31 32 33 38 38 38 41 24 24 24 24 38

NH3 13 13 12 15 17 17 18 17 17 17 17 17

NMVOC 47 47 48 49 49 49 50 41 41 41 41 49

CO 167 160 160 170 186 186 193 126 125 125 125

PM2.5 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1

PM10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Таблица 2: Bыбросы от Армении. Единицы: Гг.

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2020

S dep. 27 28 30 22 18 20 18 20 21 22 24 20

oxN dep. 7 7 8 7 8 8 7 6 7 7 7 8

redN dep. 17 17 17 18 18 19 19 19 20 20 21 19

Таблица 3: Расчетные выпадения серы (S) и азота (N) в Армении. Единицы: Гг(S) иГг(N).

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2020

mean ozone 40 40 41 40 42 41 41 40 41 41 39 41

max ozone 47 46 48 47 49 48 48 47 48 48 46 48

AOT40ucf 20439 19274 19418 18133 22792 19612 21342 16513 20413 19298 19934 19627

SOMO35 3809 3576 4189 3770 4450 4086 4197 3741 4065 3998 3538 4027

POD1.0,gen-DF 21 23 25 26 26 26 25 25 26 25 24 26

PM2.5 anthrop. 9 9 9 9 9 9 11 8 11 9 13 9

PM10 anthrop. 16 17 16 16 17 17 21 14 23 16 27 17

Таблица 4: Расчетные средние за год и осредненные по территории Армении индикато-ры качества воздуха. Единицы: среднесуточный озон (ppb), максимальный суточныйозон (ppb), AOT40uc

f (ppb·h) SOMO35 (ppb·д), POD1.0,gen-DF (ммоль/м2); and PM2.5

(мкг/м3) and PM10 (мкг/м3) от антропогенных источников.

Рис. 2: Тренды выбросов предшественников фото-химических загрязнителей. Еди-ницы: Гг (обратите внимание, что здесь NOx в форме NO2).

13

Рис. 3: Тренды выбросов и выпадений окисленной серы, окисленного азота и вос-становленного азота. Единицы: Гг(S) и Гг (N).

Рис. 4: Изменения показателей загрязнения озоном относительно 2000 года. Еди-ницы: %. Значительные межгодовые изменения концентраций в отдельных стра-нах обусловлены в большой степени межгодовыми изменениями метеорологиче-ских условий.

Рис. 5: Тренды среднегодовых концентраций твердых частиц с 2000 года. Единицы:мкг/м3.

14

4 Трансграничные потоки

4.1 Выпадения окисленной серы

Рис. 6: Вклад выбросов Армении в выпадения окисленной серы на территорииЕМЕП. Единицы: мг(S)/м2. На круговой диаграмме показаны 6 главных террито-рий (рецепторов), принимающих выпадения окисленной серы от Армении. Едини-цы: %.

Рис. 7: Верх слева: Выпадение окисленной серы на территории Армении. Единицы:мг(S)/м2. Верх справа: Шесть главных вкладчиков в выпадение окисленной серына территории Армении. Единицы: %. Низ слева: Трансграничное выпадение окис-ленной серы. Единицы: мг(S)/м2. Низ справа: Доля трансграничного загрязненияв общее выпадение. Единицы: %.

15

4.2 Выпадения окисленного азота

Рис. 8: Вклад выбросов Армении в выпадения окисленного азота на территорииЕМЕП. Единицы: мг(N)/м2. На круговой диаграмме показаны 6 главных террито-рий (рецепторов), принимающих выпадения окисленного азота от Армении. Еди-ницы: %.

Рис. 9: Верх слева: Выпадение окисленного азота на территории Армении. Едини-цы: мг(N)/м2. Верх справа: Шесть главных вкладчиков в выпадение окисленногоазота на территории Армении. Единицы: %. Низ слева: Трансграничное выпаде-ние окисленного азота. Единицы: мг(N)/м2. Низ справа: Доля трансграничногозагрязнения в общее выпадение. Единицы: %.

16

4.3 Выпадения восстановленного азота

Рис. 10: Вклад выбросов Армении в выпадения восстановленного азота на тер-ритории ЕМЕП. Единицы: мг(N)/м2. На круговой диаграмме показаны 6 главныхтерриторий (рецепторов), принимающих выпадения восстановленного азота от Ар-мении. Единицы: %.

Рис. 11: Верх слева: Выпадение восстановленного азота на территории Армении.Единицы: мг(N)/м2. Верх справа: Шесть главных вкладчиков в выпадение восста-новленного азота на территории Армении. Единицы: %. Низ слева: Трансграничноевыпадение восстановленного азота. Единицы: мг(N)/м2. Низ справа: Доля транс-граничного загрязнения в общее выпадение. Единицы: %.

17

5 Трансграничные концентрации озона

5.1 AOT40ucf

Рис. 12: Уменьшение AOT40ucf к которому привело бы снижение выбросов

NOx(лево) и НМЛОС (право) от Армении на 15%. Единицы: ppb·ч.

Рис. 13: Шесть наиболее важных вкладчиков в AOT40ucf в Армении в следствие

выбросов NOx(лево) и НМЛОС (право). Единицы: %.

Рис. 14: Уменьшение AOT40ucf к которому привело бы снижение выбросов NOx

(лево) и НМЛОС (право) от трансгранитных источников на 15%. Единицы: ppb·ч.

18

5.2 POD1.0,gen-DF – Потоки озона на лиственные леса

Рис. 15: Уменьшение POD1.0,gen-DF , к которому привело бы снижение выбросов

NOx(лево) и НМЛОС (право) от Армении на 15%. Единицы: ммоль/м2.

Рис. 16: Шесть наиболее важных вкладчиков в POD1.0,gen-DF в Армении в след-

ствие выбросов NOx(лево) и НМЛОС (право). Единицы: %.

Рис. 17: Уменьшение POD1.0,gen-DF к которому привело бы снижение выбросов

NOx (лево) и НМЛОС (право) от трансгранитных источников на 15%. Единицы:ммоль/м2.

19

5.3 SOMO35 – Риск воздействия озона на здоровье человека

Рис. 18: Уменьшение SOMO35, к которому привело бы снижение выбросовNOx(лево) и НМЛОС (право) от Армении на 15%. Единицы: ppb·день.

Рис. 19: Шесть наиболее важных вкладчиков в SOMO35 в Армении в следствиевыбросов NOx(лево) и НМЛОС (право). Единицы: %.

Рис. 20: Уменьшение SOMO35, к которому привело бы снижение выбросов NOx (ле-во) и НМЛОС (право) от трансгранитных источников на 15%. Единицы: ppb·день.

20

6 Трансграничные концентрации твердых частиц

Рис. 21: Уменьшение концентраций SIA (слева) и PPM2.5 (справа), к которомупривело бы снижение выбросов от Армении на 15%. Единицы: мкг/м3.

Рис. 22: Основные вкладчики в конценрации SIA (слева) и PPM2.5 (справа) в Ар-мении. Единицы: %.

Рис. 23: Доля трансграничных вкладов в концентрации SIA (слева) и PPM2.5 (спра-ва) в Армении. Единицы: %.

21

Рис. 24: Уменьшение концентраций PM2.5 и грубодисперсных PM, к которому при-вело бы снижение выбросов от Армении на 15%. Единицы: мкг/м3. Обратите вни-мание на разницу в шкалах.

Рис. 25: Основные вкладчики в конценрации PM2.5 (лево) и грубодисперсных PM(право) в Армении. Единицы: %.

Рис. 26: Доля трансграничных вкладов в концентрации PM2.5 и грубодисперсныхPM в Армении. Единицы: %.

22

7 Сравнение с наблюдениями

Рис. 27: Расположение измерительных станций в Армении.

Необходимой для этого анализа выборки данных 2010 годане имеется.

Рис. 28: Распределение повторяемостей концентраций озона для Армении на стан-циях, которые представили измерения O3 в 2010 году (Модель, Измерения).

Компонент кол. станций СОО корреляция СКО

SO2 в воздухе 1 1196% 0.16 3.41Сульфат в воздухе 1 13% 0.21 0.45NO2 в воздухе 1 -35% -0.35 2.16NO3- в воздухе 0NH3+NH4 в воздухе 0Макс. суточный озон 0Сред. суточный озон 0SO4 влаж. вып. 0влаж. вып. нитрата 0влаж. вып. аммония 0Осадки 0

Таблица 5: Годовая статистика сравнения результатов модельных расчетов с дан-ными наблюдений в Армении для станций, на которых имелись данные с недель-ными или более частыми измерениями. Стандартные отклонения показывают диа-пазон изменений величин между станциями. СОО=среднее относительное откло-нение, СКО=средняя квадратическая ошибка.

23

Рис. 29: Распределение повторяемостей влажных выпадений для Армении (Модель,Измерения).

24

Рис. 30: Распределение повторяемостей концентраций веществ в воздухе в Армении(Модель, Измерения).

25

8 Оценка риска воздействия озона и ТЧ в Армении

8.1 Величины АОТ40 для различных экосистем

Рис. 31: AOT40ucf и AOT40uc

c в Армении в 2010 году.AOT40uc

f (сезон роста: апрель-сентябрь): Критический уровень для вредноговоздействия на лесные деревья 5000 ppb·ч. AOT40uc

c (сезон роста: май-июль):Критический уровень для сельскохозяйственных культур 3000 ppb·ч.

8.2 Потоки озона на определенные экосистемы

Рис. 32: POD3.0,gen-CR и POD1.0,gen-DF в Армении в 2010 году.

8.3 Воздействия озона и ТЧ на здоровье

Рис. 33: Региональные уровни SOMO35 и PM2.5 в Армении в 2010 году.

26