Химический состав атмосферных осадков

Мониторинг атмосферных осадков проводили в 19 пунктах. На станции фонового мониторинга Березинский заповедник (далее – СФМ Березинский заповедник), в соответствии  с рекомендациями Всемирной метеорологической организации, анализировались недельные пробы атмосферных осадков, на остальных – месячные пробы атмосферных осадков. В пробах атмосферных осадков определяли кислотность, содержание компонентов основного солевого состава и удельную электропроводность.

Содержание отдельных компонентов в атмосферных осадках, прежде всего, зависит от количества осадков: чем больше осадков, тем меньше их загрязненность. Влияет и направление ветра, и интенсивность осадков, и предшествующая выпадению погода (длительность периода без осадков).

В 2016 г. в среднем по стране выпало 741 мм осадков, или 113% климатической нормы (в 2015 г. и 2014 г – 82% и 86%, соответственно). Из 12 месяцев сухими были май, июнь, август и сентябрь. Остальные месяцы года были влажными. Самым сухим месяцем был сентябрь: в большинстве пунктов мониторинга Гомельской и Брестской областей выпало от 15% до 29% нормы. Дефицит осадков в сентябре отмечен также в Гродно, Лиде, Новогрудке, Полоцке, Могилеве, Березино, Бобруйске и на Нарочи. Наиболее влажным был октябрь: количество осадков превышало норму в 2 – 3 раза. В отдельных пунктах (Новогрудок, Бобруйск) выпало 3,4 – 3,6 нормы, в Мозыре – свыше 4-х норм. 

Общая минерализация. В 2016 г. в районах стационарных пунктов, проводящих наблюдения за региональным переносом загрязняющих веществ, величина общей минерализации атмосферных осадков (сумма ионов) варьировалась в диапазоне от 7,47 мг/дм³ (Мозырь) до 31,84 мг/дм³ (Барановичи). Осадки с малой минерализацией (не более 15 мг/дм³) отмечены в десяти пунктах.

По сравнению с предыдущим годом, в 17 из 18 пунктов отмечено снижение минерализации атмосферных осадков: в Пинске, Березино, Борисове, Бресте, Нарочи – на 20 – 29%; Гомеле, Минске, Мозыре, Гродно и Новогрудке – 35 – 46%; Лиде – 70%; Барановичах, Бобруйске, Жлобине, Могилеве, Пружанах и Полоцке – на 4 – 16%. В Орше минерализация атмосферных осадков сохранялась практически на уровне предыдущего года.   

В 16 пунктах минимальные значения минерализации зафиксированы в июле и октябре – ноябре, которые характеризовались избыточным количеством осадков. Абсолютные минимальные значения минерализации (4,06 – 5,02 мг/дм³) зарегистрированы в Мозыре, Лиде и Минске и были ниже, чем в предыдущем году.

Максимальные значения минерализации (31,24 – 36,61 мг/дм³) отмечены в Гомеле и Жлобине, 57,72 мг/дм³ – в Барановичах. В остальных пунктах максимальные значения минерализации были значительно ниже.     

На СФМ Березинский заповедник существенное снижение концентраций загрязняющих веществ отмечено в осадках, выпавших в июле – августе и октябре. Максимальное содержание загрязняющих веществ зафиксировано в осадках, выпавших в марте.

Основные компоненты. Качественный состав атмосферных осадков по-прежнему характеризовался существенным разнообразием, однако доминирующая роль принадлежала гидрокарбонатам. Осадки гидрокарбонатного типа отмечены на 67% пунктов. В Жлобине и Березино вклад гидрокарбонатов в  общую минерализацию составлял 41 – 44%, в Барановичах – почти 50%. В отдельные месяцы вклад гидрокарбонатов в Барановичах достигал 62%. Минимальный вклад гидрокарбонатов в общую минерализацию (18 – 22%) характерен для Лиды и Нарочи.

В 11 пунктах доля сульфат-иона составляла от 10% до 15%, в Мозыре, Лиде и Гомеле – от 19% до 22%. В Барановичах, Березино, Могилеве, Орше и Полоцке доля нитрат-иона была ниже 10%. Максимальный вклад нитрат-иона в общую минерализацию атмосферных осадков (26 – 28%) характерен для Новогрудка и Мозыря, 35% – для Лиды, 39% – для Нарочи. Минимальный (1 – 4%) вклад ионов аммония отмечен в Березино, Барановичах, Бобруйске, Гомеле, Гродно, Жлобине, Лиде, Могилеве, Орше, Полоцке и на Нарочи, максимальный (7 – 8%) – в Минске, Мозыре, Новогрудке и Пинске.

В катионах по-прежнему основную долю занимал кальций (от 8% до 12%), в Гомеле и Жлобине – 14 – 15%.  Вклад катионов калия и магния в большинстве пунктов был ниже 5%, натрия – 7%.

В Березинском заповеднике доминирующее положение занимал нитрат-ион.  Максимальные концентрации нитрат-иона зафиксированы в январе – феврале. Доля сульфат-иона была почти в 1,5 раза ниже. Существенный вклад ионов аммония и кальция отмечен в марте – апреле. 

Кислотность осадков. Кислотность осадков обусловлена распределением вклада основных кислотообразующих ионов (SO^2-₄ и NO^-₃) и ионов НСО^-₃.

Среднегодовые величины рН осадков на Нарочи и в Лиде находились в пределах 5,27 – 5,41; Бресте, Гомеле, Гродно, Мозыре, Новогрудке и Пружанах – 5,75 – 5,91; в остальных пунктах – 6,06 – 6,52.

Выпадения кислых осадков (рН<5,0) зафиксированы в Бобруйске, Бресте, Жлобине, Могилеве, Мозыре и на СФМ Березинский заповедник. Количество дней с выпадениями кислых осадков в Могилеве и Бобруйске было незначительно (не более 5), а в Бресте, Березинском заповеднике и Жлобине составляло 10, 12 и 16 дней, соответственно.

Свыше 75% выпадений кислых осадков зарегистрировано в отопительный сезон. В Мозыре выпадения кислых осадков отмечали почти ежемесячно. Минимальные значения рН составляли: в Мозыре – 4,04 (21 января); на СФМ Березинский заповедник – 4,30 (10 февраля); в Бобруйске и Бресте – 4,37 – 4,48 (27 ноября); в Жлобине и Могилеве – 4,44 – 4,81 (5 октября).

Как и в предыдущие годы, для большинства пунктов характерны выпадения слабощелочных осадков. В Бресте, Жлобине, на СФМ Березинский заповедник, Бобруйске, Борисове, Гомеле, Могилеве, Минске и Полоцке повторяемость их составляла 55 – 78%, в Пинске, Пружанах, Орше и Полоцке – более 90%. Самая низкая повторяемость выпадений слабощелочных осадков (19%) характерна для Мозыря. В 9 пунктах зафиксированы выпадения щелочных осадков (рН>7,0). Чаще всего выпадения щелочных осадков отмечались в Бобруйске, Борисове, Гомеле и Полоцке. Максимальное значение (рН=7,60) зарегистрировано 19 мая в Полоцке.

Таким образом, результаты исследований химического состава атмосферных осадков позволили сделать следующие выводы:

- в Борисове, Бресте, Гомеле, Гродно, Жлобине, Лиде, Минске, Мозыре, Новогрудке, на Нарочи и СФМ Березинский заповедник выпадали осадки с малой минерализацией (не более 15,0 мг/дм³). В Барановичах минерализация осадков составляла 31,8 мг/дм³. В остальных пунктах мониторинга среднегодовая минерализация находилась в пределах от 15,6 мг/дм³ до 23,0 мг/дм³;

- по сравнению с предыдущим годом, минерализация атмосферных осадков понизилась. Существенное снижение минерализации отмечено в атмосферных осадках, выпавших на территории Гродненской области;

- в осадках, выпавших в Барановичах, Березино, Бобруйске, Гомеле, Могилеве, Орше, Полоцке и Пружанах доминировали гидрокарбонаты и сульфаты, в Борисове, Бресте, Гродно, Жлобине, Мозыре, Новогрудке и на Нарочи – гидрокарбонаты и нитраты. В Минске и Пинске вклад нитратов и сульфатов в общую минерализацию почти равнозначен;

- наибольшая повторяемость (58%) выпадений кислых осадков характерна для Мозыря, щелочных осадков – для Борисова, Гомеля и Полоцка. В Полоцке, расположенном в ближнем следе загрязнения от крупного источника выбросов серы диоксида – Новополоцкого промузла, закисление на протяжении многих лет не регистрируется.

Химический состав атмосферных осадков на станциях

Высокое, Браслав и Мстиславль

В 2016 г., в рамках Программы ЕМЕП, на станции Высокое (западная граница республики) продолжались работы по мониторингу атмосферных осадков. Дополнительно, в рамках данной программы работ, проводились наблюдения за суточными выпадениями атмосферных осадков на станциях Мстиславль (восточная граница республики) и Браслав (северная граница республики).

На станции Высокое значения рН атмосферных осадков варьировались в диапазоне от  5,00 до 7,10, при среднем годовом 6,51. Минимальное значение рН отмечено в осадках, выпавших 16 – 17 апреля, максимальное – в конце января. На станциях Браслав и Мстиславль диапазон значений рН более широкий. На станции Мстиславль значения рН варьировались в диапазоне от 4,96 до 7,83, при среднем годовом 6,52, на станции Браслав – от 4,30 до 8,53, при среднем годовом 6,07. На станции Мстиславль выпадения кислых осадков (рН<5,0) зарегистрированы только в период с 25 по 28 апреля. На станции Браслав выпадения кислых осадков отмечены в январе, феврале, июне и августе. В ноябре – декабре преобладали щелочные осадки.

В 2016 г. отмечено  существенное снижение содержания загрязняющих веществ в атмосферных осадках, выпавших на всех станциях. Концентрации сульфатной серы и азота окисленного были в 5 – 6 раз ниже, чем в предыдущем году. Содержание азота восстановленного в атмосферных осадках, выпавших на станциях Мстиславль и Высокое понизилось в 1,2 – 1,6 раза, на станции Браслав – в 2,8 раза. Такое значительное снижение концентраций связано с большим количеством осадков, выпавших в течение года.

Как и в предыдущие годы, диапазон минимальных и максимальных концентраций загрязняющих веществ весьма значителен (табл.1). По большинству компонентов максимальные концентрации на несколько порядков выше минимальных концентраций.  

Таблица 1 – Минимальные и максимальные концентрации сульфатной серы, окисленного и восстановленного азота на трансграничных станциях в 2016 году, мг/дм³

Максимальное содержание сульфатной серы на станции Высокое отмечено в феврале, на станции Браслав – в марте, на станции Мстиславль – в апреле. Увеличение концентраций азота окисленного и азота восстановленного на всех станциях зарегистрировано в марте – апреле. Существенное снижение содержания основных компонентов в атмосферных осадках, выпавших в районах станций Высокое и Браслав отмечено в июне – июле и октябре – ноябре.

Динамика среднегодовых взвешенных концентраций серы и азота на станции Высокое по-прежнему очень неустойчива. Однако, по сравнению с 2007 г. концентрации сульфатной серы понизились в 4 раза, азота окисленного – в 8 раз. В 2016 г. содержание сульфатной серы и азота окисленного было минимально за весь период наблюдений. Концентрации азота восстановленного понизились только на 17% (табл.2).

Таблица 2 – Динамика среднегодовых взвешенных концентраций серы и азота (мг/дм³) и величины рН в атмосферных осадках на ст. Высокое в 2007 – 2016 гг.