Химический состав атмосферных осадков

Отбор проб атмосферных осадков проводили в 22 пунктах наблюдений. На СФМ в Березинском заповеднике в соответствии с рекомендациями Всемирной метеорологической организации анализировались недельные пробы атмосферных осадков, на остальных – месячные пробы атмосферных осадков. В пробах атмосферных осадков определяли рН, удельную электропроводность, содержание компонентов основного солевого состава.

Содержание отдельных компонентов в атмосферных осадках прежде всего зависит от количества осадков: чем больше осадков, тем меньше их уровень загрязнения. Существенное влияние оказывают направление ветра и интенсивность осадков, а также предшествующие выпадению погодные условия (длительность периода без осадков).

За 2021 г. в среднем по стране выпало 718 мм осадков или 111 % нормы. Для 6 месяцев на протяжении года были характерны суммы осадков, превышающие норму. Наибольшая сумма осадков отмечена в августе и составила 123 мм или 184 % нормы. Самым засушливым месяцем был октябрь, на протяжении которого в среднем по Беларуси выпало 14 мм осадков, что составило 28 % климатической нормы. В ранжированном ряду наблюдений от самого сухого к самому влажному, начиная с 1945 г., октябрь 2021 г. занял 6 место. Значительный недобор осадков отмечался также в марте и июне.

Общая минерализация. В 2021 г. в районах пунктов, на которых проводятся наблюдения за региональным переносом загрязняющих веществ, величина общей минерализации атмосферных осадков (сумма ионов) варьировалась в диапазоне от 9,18 мг/дм³ (г. Лида) до 23,43 мг/дм³ (г. Березино). В 9 пунктах наблюдений выпадали осадки с малой минерализацией (не более 15,00 мг/дм³). В остальных пунктах среднегодовая минерализация находилась в пределах от 15,43 мг/дм³ до 23,43 мг/дм³.

По сравнению с 2020 г. минерализация атмосферных осадков в гг. Новогрудок и Барановичи снизилась на 9 – 19 %, в гг. Лида и Гомель – на 21 – 25 %. Увеличение минерализации осадков на 10 – 16 % отмечено в гг. Гродно, Минск и к.п. Нарочь, на 25 – 34 % – в гг. Пружаны и Брест. В остальных пунктах наблюдений минерализация осадков сохранялась на прежнем уровне: отклонения не превышали ± 7 %. 

Минимальные значения минерализации атмосферных осадков в гг. Барановичи, Березино, Брест, Жлобин, Пружаны зафиксированы в сентябре, в гг. Бобруйск, Гомель, Лида, Могилев, Пинск, Полоцк – в августе, в гг.  Минск, Гродно и к.п. Нарочь – в октябре – ноябре, в гг. Борисов и Новогрудок – в декабре, в г. Мозырь – в феврале и в г. Орша – в мае. Абсолютные минимальные значения минерализации (2,77 – 4,20 мг/дм³) зарегистрированы в гг. Минск, Лида и Мозырь.

Максимальные значения минерализации (45,99 – 53,75 мг/дм³) отмечены в осадках, выпавших в гг. Барановичи, Березино, Пинск и Пружаны. В большинстве пунктов наблюдений максимальные значения минерализации фиксировались в апреле и марте.

Основные компоненты. Как и в предыдущие годы, качественный состав атмосферных осадков характеризовался существенным разнообразием, однако доминирующая роль по-прежнему принадлежала гидрокарбонатам. Осадки гидрокарбонатного типа отмечены на 78 % пунктов наблюдений. В гг. Березино, Гродно, Пинск и Пружаны вклад гидрокарбонатов в общую минерализацию был наибольшим и составлял 48,3 – 54,3 %. Минимальный вклад гидрокарбонатов в общую минерализацию (16,1 – 23,7 %) характерен для гг. Гомель, Лида и Мозырь.   

В 2021 г. в химическом составе атмосферных осадков в гг. Бобруйск и Лида доля сульфатов составляла 10 – 13 %, в гг. Гомель и Мозырь – 18 – 19 %. В гг. Барановичи, Березино, Борисов, Брест, Гродно, Жлобин, Минск, Могилев, Новогрудок, Орша, Пинск, Полоцк, Пружаны и к.п. Нарочь доля сульфатов была ниже 10 %. Максимальный вклад нитратов в общую минерализацию атмосферных осадков (27 – 32 %) характерен для гг. Гомель, Лида, Новогрудок и к.п. Нарочь, в остальных пунктах наблюдений он варьировался в диапазоне 7 – 18 %. Максимальный вклад азота аммонийного отмечен в г. Борисов (6,8 %) и г. Мозырь (8,6 %). В остальных пунктах наблюдений доля ионов аммония варьировалась в диапазоне от 2 % до 6 %.

В катионах по-прежнему основную долю занимал кальций: в гг. Барановичи, Бобруйск, Борисов, Брест, Гомель, Гродно, Жлобин, Лида, Минск, Могилев, Новогрудок, Орша, Пинск, Полоцк и к.п. Нарочь от 10 % до 15 %, в гг. Березино, Мозырь и Пружаны – 8 – 9 %. Максимальный вклад катионов натрия характерен для гг. Бобруйск, Могилев, Орша и Полоцк (10 – 12 %), в остальных пунктах наблюдений он был ниже 7 %. В большинстве пунктов вклад катионов магния по-прежнему был ниже 5 %, калия – ниже 8 %.

На СФМ в Березинском заповеднике доминирующая роль принадлежала гидрокарбонатам. Вклад хлоридов и нитратов в общую минерализацию был в 2021 г. ниже, чем в 2020 г., вклад сульфатов оставался на уровне 2020 г. В катионах основу составляли катионы кальция и магния, а также азот аммонийный. Содержание сульфатов в атмосферных осадках в марте, апреле, мае, июне, августе, сентябре, октябре, ноябре, гидрокарбонатов в январе, мае, апреле, августе, сентябре и ноябре, а также азота аммонийного в сентябре и ноябре было ниже пределов обнаружения. Минимальное содержание хлоридов в атмосферных осадках отмечено в ноябре, нитратов – в сентябре. Максимальная средневзвешенная концентрация сульфатов, нитратов, гидрокарбонатов зафиксирована в марте, хлоридов и азота аммонийного – в мае.

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

Среднегодовые величины рН объединенных проб осадков в пунктах наблюдений варьировались в диапазоне – от 5,65 до 6,78.

Выпадения кислых осадков (рН < 4,0) не отмечены ни в одном из пунктов наблюдений. Осадки со слабокислой средой выпадали в 4 городах и на СФМ в Березинском заповеднике. Таким образом, слабокислые осадки в течение 1 – 2 дней отмечены в гг. Жлобин, Бобруйск, Могилев. Наибольшее количество дней со слабокислыми осадками зафиксировано на СФМ в Березинском заповеднике – 11 дней, что составляет 10 % от общего количества проб атмосферных осадков, в которых проводились измерения рН, в г. Мозырь – 15 дней, что также составляет 10 % от общего количества проб атмосферных осадков (по сравнению с 2020 г. доля слабокислых осадков увеличилась). Выпадения слабокислых осадков на СФМ в Березинском заповеднике в основном приходятся на холодный период года (ноябрь – январь), в теплый период года выпадения слабокислых осадков фиксировались единично в августе и сентябре. В г. Мозырь основная часть выпадений слабокислых осадков зарегистрирована в холодный период года (декабрь – февраль), единичный случай фиксировался в июле. В г. Могилев выпадение слабокислых осадков фиксировалось в декабре – январе и сентябре, в г. Жлобин – в декабре, в г. Бобруйск – в августе.

Минимальные значения рН составляли: в г. Мозырь – 4,67 (3 февраля); г. Бобруйск – 4,68 (30 августа); г. Могилев – 4,34 (12 декабря); на СФМ в Березинском заповеднике – 4,35 (10 декабря) и г. Жлобин – 4,50 (13 декабря).

Для большинства пунктов наблюдений характерны выпадения нейтральных осадков: в г. Могилев их повторяемость составляла 76 %, в г. Брест – 89 %, на СФМ в Березинском заповеднике, в г. Бобруйск, Мозырь, Жлобин, Полоцк, Минск – 90 – 99 %. В гг. Барановичи, Пружаны, Пинск и Орша выпадали только нейтральные осадки. В 7 городах зафиксированы выпадения слабощелочных осадков (рН > 7,0). Самая низкая повторяемость выпадений слабощелочных осадков (1 %) характерна для г. Минск. Повторяемость выпадения слабощелочных осадков в гг. Жлобин и Гомель составляла 6 – 7 % от проанализированных проб, в гг. Полоцк и Брест – 10 – 11 %. Самая высокая повторяемость выпадений слабощелочных осадков (20 %) наблюдалась в г. Могилев.

Максимальные значения рН составляли: в г. Могилев – 7,94 (20 октября), в г. Гомель – 7,58 (16 апреля), в г. Жлобин и Брест – 7,40 (4 июля и 20 августа соответственно), в г. Полоцк – 7,37 (19 ноября), в г. Минск – 7,06 (16 апреля).

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

- в гг. Бобруйск, Борисов, Гомель, Жлобин, Лида, Минск, Могилев, Мозырь и к.п. Нарочь выпадали осадки с малой минерализацией (не более 15,00 мг/дм³). В остальных пунктах наблюдений среднегодовая минерализация находилась в пределах от 15,43 мг/дм³ до 23,43 мг/дм³;

- по сравнению с 2020 г. минерализация атмосферных осадков в гг. Новогрудок, Барановичи, Лида и Гомель снизилась. Увеличение минерализации осадков наблюдалось в гг. Гродно, Минск, Пружаны, Брест и к.п. Нарочь. В других пунктах наблюдений существенного снижения/увеличения минерализации осадков не отмечено;

- осадки гидрокарбонатного типа отмечены на 78 % пунктов наблюдений, в гг. Березино, Гродно, Пинск и Пружаны вклад гидрокарбонатов в общую минерализацию был наибольшим, максимальный вклад нитратов в общую минерализацию атмосферных осадков характерен для гг. Гомель, Лида, Новогрудок и к.п. Нарочь. В химическом составе атмосферных осадков незначительно снизилась доля сульфатов;

- для большинства пунктов наблюдений характерны выпадения нейтральных осадков. Наибольшая повторяемость (10 %) выпадений слабокислых осадков характерна для г. Мозырь и СФМ в Березинском заповеднике, слабощелочных осадков – для г. Могилев (20 %).

Химический состав атмосферных осадков
в гг. Высокое, Браслав и Мстиславль

В 2021 г., в рамках Программы ЕМЕП, в г. Высокое (западная граница республики) продолжались работы по наблюдениям за химическим составом атмосферных осадков. Кроме того, проводились наблюдения за суточными выпадениями атмосферных осадков в г. Мстиславль (восточная граница республики) и г. Браслав (северная граница республики).

В г. Высокое значения рН атмосферных осадков варьировались в диапазоне от 5,70 до 6,90, при среднем годовом 6,43, следовательно, в течение года выпадали нейтральные осадки. В г. Мстиславль, как и в 2020 г., диапазон значений рН был более широким и варьировался от 5,1 до 7,54, при среднем годовом 6,43; в г. Браслав – от 4,12 до 6,04, при среднем годовом 5,73.

В г. Мстиславль значительная доля проб атмосферных осадков имела нейтральную среду (93 %). Минимальное значение (рН=5,1) отмечено в осадках, выпавших 6 января. Повторяемость выпадения слабощелочных осадков составляла 7 %, максимальное значение (рН=7,74) зарегистрировано 6 августа.

Минимальное значение (рН=4,12) в г. Браслав определено в осадках, выпавших в апреле. Максимальное значение (рН=6,04) зарегистрировано в осадках, выпавших в августе.

В г. Браслав наблюдалось увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов и азота аммонийного в атмосферных осадках по сравнению с 2020 г. В г. Высокое отмечено снижение содержания в атмосферных осадках сульфатов, нитратов и азота аммонийного в сравнении с 2020 г. В г. Мстиславль наблюдалось увеличение концентраций сульфатов и азота аммонийного и снижение концентраций нитратов.

Как и в предыдущие годы, диапазон минимальных и максимальных концентраций загрязняющих веществ весьма значителен (таблица 1).
В г. Высокое по некоторым компонентам максимальные концентрации были на несколько порядков выше минимальных концентраций.

Таблица 1 – Минимальные и максимальные концентрации сульфатов, нитратов и азота аммонийного в атмосферных осадках в гг. Высокое, Мстиславль и Браслав на трансграничных станциях в 2021 г., мг/дм³

В г. Высокое максимальное содержание сульфатов в атмосферных осадках зарегистрировано в апреле, нитратов – в ноябре, азота аммонийного – в июне, в г. Браслав – сульфатов – в июне, нитратов и азота аммонийного – в декабре; в г. Мстиславль – сульфатов и нитратов – в феврале, азота аммонийного – в мае. Следует отметить, что в 2021 г. максимальная концентрация сульфатов в атмосферных осадках в гг. Браслав, Высокое и Мстиславль была ниже значений 2020 г. Максимальная концентрация нитратов в г. Высокое была ниже, чем в 2020 г., в г. Мстиславль – выше, в г. Браслав – ниже значений 2020 г. Увеличение максимальных концентраций азота аммонийного по сравнению с уровнем 2020 г. отмечено в гг. Высокое, Мстиславль и Браслав.