Трансграничный перенос загрязняющих веществ с сопредельных территорий
Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду на суверенной территории государства, в результате процессов переноса могут пересекать национальные границы и загрязнять территории других государств. Источниками поступления этих загрязняющих веществ в окружающую среду являются выбросы их в атмосферу, сбросы в поверхностные воды суши (реки, озера), в морские воды в пределах национальной акватории (свалки и захоронения на суше). Основную роль в трансграничном загрязнении практически повсеместно играют атмосферные выбросы. Это связано с тем, что именно в этом случае наиболее часто реализуются возможности дальнего, в том числе трансграничного, переноса загрязняющих веществ. В ряде районов России проблема трансграничного атмосферного переноса загрязняющих веществ носят локальный, но в то же время весьма острый, характер (Артоболевский, 1998).
Российский Дальний Восток (РДВ) протянулся от границ с Китаем и КНДР до Северного Ледовитого океана. Столь значительная меридиональная протяженность определяет разнообразие климатических условий, различия режима атмосферных осадков и их химического состава. Кроме климатических факторов на химический состав осадков влияет как локальное загрязнение атмосферы, так и трансграничный перенос загрязняющих веществ. Южная часть РДВ граничит либо находится в непосредственной близости с крупнейшими индустриальными странами Восточной Азии: Японией, Южной Кореей и Китаем. Антропогенная деятельность в них неизбежно приводит к загрязнению окружающей среды, и в первую очередь атмосферы (Кондратьев, 2009).
В основном атмосферу загрязняют оксиды серы, азота, углерода, бенз(а)пирен и сажа, образующиеся при сжигании топлива, а также тяжелые металлы, присутствующие в нем. В результате фотохимических реакций в атмосфере газообразные оксиды серы и азота преобразуются в сульфаты и нитраты, которые либо выпадают в виде твердых частиц, либо растворяются облачной влагой и тем самым закисляют осадки. Основным поставщиком сульфатов в атмосферу в доиндустриальную эпоху были поверхности морей и океанов, а также аридные зоны континентов. По некоторым оценкам в настоящее время потоки сульфатов и нитратов естественного и антропогенного происхождения примерно равны. Чем выше плотность промышленных предприятий, населения, транспортных средств и чем меньше принятых мер по ограничению выбросов в атмосферу, тем больше в нее поступает загрязняющих веществ (Кондратьев, 2009).
В Северном полушарии находятся три обширных ареала повышенных концентраций загрязняющих атмосферу веществ. Эти «шапки» накрывают промышленно наиболее развитые регионы планеты: большую часть европейского континента, восточную половину Северной Америки и восточную Азию. Как видно из рисунка, уже в 1990-х годах загрязнения восточноазиатской зоны распространялись на юг Приморского края. Стремительное экономическое развитие Китая крайне неблагоприятно отразилось на экологическом состоянии наиболее густо населенных и промышленно развитых районов этой страны. Здесь находятся 16 из 20 городов Земли с наиболее загрязненным воздухом (Кондратьев, 2008).
Самые обширные районы с высокими уровнями загрязнения атмосферы в Восточной Азии находятся в КНР. Территория от Шеньяна до Шанхая с центром в Пекине — крупнейший в регионе источник выбросов в атмосферу окислов серы и азота. По разным оценкам эти цифры возрастут к 2020 г. до 30–60 млн т. Эмиссия NOx увеличится соответственно с 11 до 27–32 млн т. Ряд модельных расчетов, проведенных учеными Японии и Южной Кореи, свидетельствуют о неуклонном расширении зоны влияния повышенных концентраций SO2, NOx, сульфатов и нитратов из Центрального Китая на соседние страны, в том числе и на юг РДВ. (Кондратьев, 2008; Кондратьев, 2009; Муха и др., 2012; Guttikunda at al, 2003).
В силу относительной близости крупнейшего центра эмиссии основной фактор трансграничного переноса загрязняющих веществ на юге РДВ — это направления передвижения воздушных масс (Кондратьев, 2009).
В тропосфере 40-х широт преобладает западно-восточный перенос воздушных масс, т. е. с территории Китая они перемещаются на юг РДВ, на государства Корейского полуострова и Японию. Расстояние от основных центров эмиссии в Северо-Восточной Азии до южных границ РДВ порядка 1,5–2,0 тыс. км. Воздушная масса проходит этот путь в среднем за двое суток. Время жизни окислов серы и азота, представляющих собой кислотообразующие поллютанты, составляет 4–5 сут.. При определенных синоптических условиях загрязняющие вещества достигают территории РДВ, где и оседают на земную поверхность в виде сухих и влажных выпадений (Кондратьев, 2009).
Наибольший интерес представляют юго-западные направления переноса воздушных масс на юг РДВ, т. е. со стороны Китая. Чтобы оценить вклад этих направлений, на протяжении четырех лет (2002–2005 гг.) по материалам Приморского управления Гидрометеослужбы для каждых суток года строились обратные траектории движения воздушных масс по картам барической топографии АТ850, что соответствует высоте порядка 1500 м над уровнем моря. В соответствии с поставленными задачами нас интересовали три основных направления переноса воздушных масс на юг РДВ: с севера Дальнего Востока и Сибири, с Японского моря и с Центрального и Восточного Китая. Все построенные за четыре года траектории разбивались на секторы, и рассчитывался вклад каждого сектора в процентах для каждого месяца. (Кондратьев, 2009).
Как показал анализ, частота выноса холодных воздушных масс с севера наибольшая в зимние периоды года. Только в апреле их интенсивность начинает убывать, достигая минимума в июле. С точки зрения потенциальной возможности трансграничного переноса загрязняющих веществ наибольший интерес представляет сезонная изменчивость выноса воздушных масс из Центрального Китая. Их частота поступления плавно возрастает с 10 % в январе до более чем 50 % в июле. Частота выноса с Японского моря оказалась существенно ниже, чем с юго-западного направления. Результаты анализа показали, что вынос загрязненных воздушных масс из Китая наиболее вероятен в летний период года (Кондратьев, 2009).
С целью изучения динамики и пространственной изменчивости состава атмосферных выпадений с 1970-х гг. Тихоокеанским институтом географии ДВО РАН проводятся исследования химического состава снежного покрова на юге РДВ. Последние масштабные исследования, проведенные в 2005 г., показали аномально низкие значения рН снежного покрова. Среднее значение кислотно-щелочного показателя вне зоны антропогенного воздействия составляло 4,6, и впервые за весь период наблюдений зарегистрированы его значения ниже 4. Принимая во внимание, что рН чистых осадков, находящихся в равновесии с СО2, равняется 5,6, снежный покров зимнего периода 2004–2005 гг., видимо, загрязнялся кислотообразующими поллютантами (Кондратьев, 2009).
Сохраняет остроту проблема переноса на акватории дальневосточных морей загрязняющих веществ со стоками крупнейших в регионе рек – Амура, Туманной и Раздольной, водосбор которых происходит на территории сопредельных государств (Китай, КНДР). Около 70% водного стока суши в Охотское море приходится на Амур, который ежегодно выносит около 25 млн. т взвеси, 18.3 млн. т растворённых и 5.5 млн. т органических веществ. Данные спутникового и гидрохимического мониторинга показывают, что загрязнённые стоки Амура через Сахалинский залив оказывают влияние на высокопродуктивные морские экосистемы северного и северо-восточного Сахалина, а в зимнее время они проникают через Амурский лиман и Татарский пролив в северную часть Японского моря. Ежегодно река выносит в Охотское и Японское моря более 250 тыс. т загрязняющих веществ (Адрианов, 2011).
В загрязнении вод нижнего течения Амура, выносимых в Амурский лиман и Сахалинский залив, почти 90% составляет доля реки Сунгари, русло которой проходит по территории Китая, хотя её вклад в формирование вод Амура не превышает 28%. Эти воды отравлены нефтепродуктами, хлорорганическими соединениями, тяжёлыми металлами, концентрации которых превышают ПДК в разные сезоны в 50–70 раз. Из полициклических тетрахлоризомеров, содержащихся в воде и донных отложениях, образуются опаснейшие диоксины (дибензидиоксин и дибензофуран) (Адрианов, 2011).
В Амуре обитает 135 видов рыб, это богатейшая лососёвая река Евразии, где нерестятся девять видов лососёвых. Но амурская рыба имеет характерный аптечный запах, который приобретают даже лососи, заходящие в реку на нерест (Адрианов, 2011).
Рыбные запасы Амурского бассейна сократились в десятки раз. В промысловых видах рыб в нижнем течении Амура обнаружены высокие концентрации мышьяка, ртути, свинца, а также пестициды, углеводороды, фосфор- и хлорсодержащие органические соединения, многочисленные мутагены, этилбензол, диметилсульфат и силоксаны, способные вызывать тяжёлые заболевания человека (Адрианов, 2011).
Загрязнение Амура связано с быстрым развитием промышленности и сельского хозяйства в китайских провинциях Хейлунцзян и Цзилинь, где сейчас проживает 80 млн. человек, а в ближайшие годы будет 100 млн. Последствия экологических катастроф в Китае в ноябре 2005 г. (сброс 100 т токсичных веществ) и в августе 2006 г. (сброс 10 т ядовитых химических отходов) наглядно иллюстрируют всю остроту этой проблемы для России (Адрианов, 2011).
Крупнейшая река в бассейне Японского моря – Туманная, 70% водосбора которой приходится на территорию Китая, почти 29% – на КНДР и менее 1% – на Россию. В нижнем течении реки отмечается крайне высокий уровень загрязнения бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными стоками, основу которых составляют неочищенные сбросы целлюлозной, химической, металлургической и горнодобывающей промышленности КНР, а также химических заводов, железного рудника и горно-перерабатывающего комбината в КНДР. Стоки реки Туманной, распространяясь по заливу Петра Великого через акваторию единственного в России морского заповедника, оказывают выраженное негативное влияние на биоту этого района Японского моря. Вблизи устья реки постоянно высока численность гетеротрофных сапрофитных микроорганизмов, фенолокисляющих бактерий, деструкторов дизельного топлива, бактерий-протеолитиков, патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (Адрианов, 2011).
В донных отложениях регулярно отмечается высокая концентрация ДДТ, гексахлорциклогексана (ГХЦГ), тяжёлых металлов (медь, кобальт, никель, кадмий, свинец, хром, цинк, марганец, железо). В зоне влияния стоков Туманной в тканях промысловых гидробионтов – рыб и двустворчатых моллюсков, зарегистрировано значительное содержание опасных веществ, таких как ДДТ и ГХЦГ (Адрианов, 2011).
Огромное влияние на экосистему Амурского залива, помимо неочищенных городских стоков (около 120 млн. т в год), оказывают и загрязнённые стоки реки Раздольной, 59.5% площади водосбора которой приходится на территорию КНР (Адрианов, 2011).
В донных осадках Амурского залива ежегодно регистрируется существенная концентрация ДДТ. Во внутренних органах некоторых видов промысловых рыб залива обнаружено высокое содержание ДДТ и очень значительный уровень гистопатологических изменений. Так, у некоторых видов камбал заболевания печени отмечены у 80% особей, жабр – у 60%, некрозы тканей – у 30–70%. Можно говорить о прямой угрозе здоровью населения, потребляющего морепродукцию из Амурского залива (Адрианов, 2011).
Из-за содержащихся в загрязнённых стоках эстрогенов в популяциях морских беспозвоночных, в том числе промысловых видов, увеличивается доля импосексов и интерсексов, не способных к выполнению репродуктивных функций. Кроме того, в результате действия специфических загрязнений регулярно отмечается так называемая десинхронизация нереста многих видов гидробионтов (Адрианов, 2011).
Решение экологических проблем, связанных с трансграничным переносом загрязняющих веществ, требует консолидации усилий стран на базе межгосударственных соглашений. Следует отметить, что 10 мая 2007 г. в Чунчуне (провинция Цзилинь) прошло совещание по вопросам предотвращения дальнейшего загрязнения бассейна реки Сунгари, на котором была принята комплексная программа, направленная на решение экологических проблем и восстановление экосистем реки в течение последующих 10–20 лет. В числе мероприятий по улучшению экологической обстановки в бассейне Сунгари значится и проект по разработке местных стандартов и требований защиты окружающей среды, более строгих, чем общекитайские экологические нормы. Реализация проекта начата в 2009 г (Адрианов, 2011).
Госсовет КНР утвердил план по борьбе с загрязнением бассейна Сунгари на 2006–2010 гг. с финансированием в размере 13 366 млн. юаней, приняты конкретные программы экологического оздоровления промышленности. На Сунгари сооружены две плотины, фильтрующие загрязнения; около 40 предприятий отодвинуты от реки, что уже заметно сказывается на снижении уровня загрязнения Амура по большинству основных показателей (за исключением хлорорганических соединений, высокий уровень которых обусловлен развитием сельского хозяйства вдоль Уссури). Совсем недавно в КНР принят закон «Об охране окружающей среды», что также вселяет надежду на перспективу постепенной нормализации экологической обстановки в бассейне Амура (Адрианов, 2011).