Sunkiųjų metalų ir policiklinių aromatinių angliavandenilių ore bei

atmosferos iškritose tyrimų rezultatai ir jų svarba aplinkosaugos politikos

įgyvendinimui

Dr. Jonas Šakalys,Fizinių ir technologijos mokslų centro Fizikos institutas

Darbo tikslas:

Įvertinti sunkiųjų metalų ir policiklinių aromatinių angliavandenilių kiekius, pakliūnančius su atmosferos iškritomis į natūralias ekosistemas.

Uždaviniai:

1. Nustatyti sunkiųjų metalų Cd, Cu, Pb, Ni, Mn, Fe, Cr, Zn, As, Hg ir benz(a)pireno kiekius atmosferos iškritose Aukštaitijos ir Žemaitijos IMS (matavimai tęsiami nuo 2006 m.).

2. Nustatyti sunkiųjų metalų Cd, Cu, Pb, Ni, Mn, Fe, Cr, Zn, As ir benz(a)pireno kiekius atmosferos ore Aukštaitijos IMS (tik 2006.06-2007.12).

3. Įvertinti sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno apkrovos ekosistemos ploto vienetui erdvinį pasiskirstymą ir sezoninę kaitą.

ElementasIškritęs kiekis per metus, g m-2 Koncentracija krituliuose, g l-1

Žemaitijos IMS Aukštaitijos IMS Žemaitijos IMS Aukštaitijos IMS

Pb 9380 1980 7,45 3,63

Zn 40600 9010 42,3 17,1

Cr 384 169 0,417 0,326

Ni 2060 345 1,71 0,653

Cu 5270 1150 4,92 2,20

Mn 5650 2510 7,03 4,68

Cd 219 77,9 0,156 0,139

Fe 87900 58600 133 121

As 337 170 0,248 0,312

Hg 9,32 7,88 0,0065 0,0116

B(a)P 7,92 4,42 0,0216 0,0098

Krituliųkiekis, mm 1145 642

Vidutiniai sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno kiekiai iškritę per metus į žemės paviršiaus ploto vienetą bei vidutinė sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno koncentracija krituliuose (2006 – 2009 m.).

Elementas Iškritusio kiekio per metus Koncentracijos krituliuose

Pb 4,74 2,05

Zn 4,51 2,47

Cr 2,27 1,28

Ni 5,96 2,62

Cu 4,58 2,241,50Mn 2,25

Cd 2,81 1,12

Fe 1,50 1,10

As 1,98 0,793

Hg 1,18 0,562

B(a)P 1,79 2,21

Krituliųkiekio 1.78

Sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno kiekių, iškritusių per metus į žemės paviršiaus ploto vienetą, bei sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno koncentracijos krituliuose santykiai Aukštaitijos ir Žemaitijos IMS (Aukštaitijos IMS imant už vienetą, 2006 – 2009 m.).

Mn

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

C,

g l-1

Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Fe

050

100150200250300350400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

C,

g l-1

Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Pb

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

C,

g l-1

Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Pb

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

Kie

kis

, g

m-2

mėn

-1 Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Fe

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

Kie

kis

, g

m-2

mėn

-1 Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Mn

0

200

400600

800

1000

12001400

1600

1800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mėnuo

Kie

kis

, g/

m2 m

ėn. Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

As

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

Kie

kis

, g

m-2

mėn

-1 Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

As

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

C,

g l-1

Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno koncentracija krituliuose, sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno kiekių, iškritusių per metus į žemės paviršiaus ploto vienetą bei kritulių kiekių sezoninė eiga Aukštaitijos ir Žemaitijos IMS.

B(a)P

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

C,

g l-1

Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

B(a)P

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

Kie

kis,

g

m-2

mėn

-1 Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

h, m

m

Žemaitijos IMS

Aukštaitijos IMS

Mn

0

0,5

11,5

2

2,5

33,5

4

4,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnesiai

C, n

g m

-3

Fe

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnesiai

C, n

g m-3

Pb

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnesiai

C, n

g m-3

Fe

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnuo

C, n

g m

-3

Mn

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mėnuo

C, n

g m

-3

Pb

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mėnuo

C, n

g m

-3

Aukštaitijos IMS EMEP stotis Preiloje

Koncentracija ore

B(a)P

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mėnuo

C, n

g m

-3

Maišymosi aukštis

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mėnesiai

h,

m

Pb

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Pb

0

5

10

15

20

25

30

35

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Cr

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Ni

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Cu

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Cr

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Ni

0

2

4

6

8

10

12

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Cu

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

C,

g l-1

Žemaitijos IMS Aukštaitijos IMSTendencijos

Cr

0

10

20

30

40

50

60

70

80

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

Kie

kis

,

g m

-2 m

ėn.-1

Ni

0

20

40

60

80

100

120

140

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

Kie

kis

,

g m

-2 m

ėn.-1

Cu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

Kie

kis

,

g m

-2 m

ėn.-1

Cr

0

20

40

60

80

100

120

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

Kie

kis

,

g m

-2 m

ėn.-1

Cu

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2006.01 2006.07 2007.01 2007.07 2008.01 2008.07 2009.01 2009.07

Metai, mėnuo

Kie

kis

,

g m

-2 m

ėn.-1

TendencijosŽemaitijos IMS Aukštaitijos IMS

IšvadosDidesnę žemės paviršiaus apkrovą vakarų Lietuvoje sunkiaisiais

metalais lemia šios priežastys: 1) oro masės, iš kurių krituliais išplaunami sunkieji metalai, vakarų Lietuvoje yra labiau užterštos nei rytų Lietuvoje ir 2) vakarų Lietuvoje iškrenta daugiau kritulių, o kartu su jais ir daugiau sunkiųjų metalų.

Sunkiųjų metalų koncentracija ore daugumai metalų turi sezoninę eiga: Zn, Pb, As, Cd, Cu koncentracija vasaros laikotarpiu yra mažesnė, nei šaltuoju laikotarpiu, o Fe ir Mn atvirkščiai – šaltuoju laikotarpiu mažesnė nei šiltuoju. Žemės paviršiaus apkrova gyvsidabriu didesnė rytinėje Lietuvos dalyje, ką patvirtina ir gyvsidabrio koncentracijos samanose matavimai.

Nustatytos Cr, Ni, Cu koncentracijos krituliuose bei Cr, Ni ir Cu kiekių, iškritusių per metus į žemės paviršiaus ploto vienetą didėjimo tendencijos Aukštaitijos ir Žemaitijos IMS. Nustatytos Pb koncentracijos krituliuose

mažėjimo tendencijos abejose IMS.Nustatyta, kad benz(a)pireno koncentracija atmosferos ore

Aukštaitijos IMS turi aiškiai išreikštą sezoninę eigą; šilto sezono metu (balandis-rugsėjis) benz(a)pireno koncentracija kito nuo 0,007 iki 0,05 ng/m3, o šalto sezono metu (spalis-kovas) kito nuo 0,18 iki 0,43 ng/m3. Nustatyta, kad benz(a)pireno srautas į žemės paviršių kito nuo 0,075 iki 0,875 µg m-2 mėn.-1 Aukštaitijos IMS ir nuo 0,384 iki 1,153µg m-2mėn.-1 Žemaitijos IMS. Abiejose stotyse benz(a)pireno koncentracija krituliuose ir jo srautas į žemės paviršių turėjo silpnai išreikštą sezoniškumą. Pagrindinė priežastis – didelė oro masių trajektorijų kaita bei kritulių nereguliarumas.

Rekomendacija

Atsižvelgiant į sunkiųjų metalų ir benz(a)pireno atliktus tyrimus Žemaitijos ir Aukštaitijos integruoto monitoringo stotyse 2006-2009 m. rekomenduojame juos tęsti abiejose stotyse analizuojant šiuos teršalus tiek atmosferos iškritose tiek ir ore, vertinant mėnesinius matavimo rodiklius. Abi stotys yra skirtingose Lietuvos dalyse ir abi vietovės dažnai yra įtakojamos skirtingų taršos šaltinių bei meteorologinių sąlygų. Labai aktualius taršos kitimo tendencijų tyrimus komplikuoja kritulių nereguliarumas, todėl norint išryškinti šias tendencijas būtina sukaupti kuo daugiau matavimo rezultatų.

Ačiū už dėmesį.