|
Инвентаризация поступлений ртути с территории стран Арктики 3 Источники и поступления ртути в окружающую среду с территории стан Арктики3.1 Краткое описание вопроса ртутного загрязнения и циркуляции ртути в окружающей среде 3.1 Краткое описание вопроса ртутного загрязнения и циркуляции ртути в окружающей средеПрироду поступлений ртути в окружающую среду можно в целом характеризовать следующим образом («Глобальная оценка ртутного загрязнения», ЮНЕП, 2002). Поступления ртути в биосферу можно разделить на четыре категории:
На рисунке 3-1 показаны указанные выше категории поступлений, а также основные типы возможных механизмов контроля. Рисунок 3-1 Категории источников поступлений ртути в окружающую среду и основные средства контроля.
Основные объекты окружающей среды, подверженные ртутному загрязнению включают водную среду и почвенную (наземную) среду. Между этими средами происходит постоянное взаимодействие – обмен потоками ртути. Следует также добавить, что деятельность человека, например создание водохранилищ и благоустройство земельных участков, может привести к повышению биоактивности и высвобождению ртути, накопленной в обрабатываемых грунтах. Учитывая известные механизмы глобального ртутного цикла, текущие поступления ртути в окружающую среду вносят свой вклад в глобальный объем ртути в биосфере – ртуть, которая подвергается постоянной мобилизации, осаждается в поверхности почвы и воды, а также подвергается повторной мобилизации. Ртуть является устойчивым элементом, т.е. она не может разлагаться на менее токсичные вещества в окружающей среде. Единственным длительным стоком для удаления ртути из биосферы являются глубоководные отложения и в определенной степени контролируемые полигоны отходов, когда ртуть иммобилизуется физически и химически и не подвергается антропогенному или природному воздействию (климатическому и геологическому). Это также подразумевает, что даже по мере постепенного удаления антропогенных поступлений ртути, снижение определенных концентраций ртути – и соответствующее улучшение состояния окружающей среды – будет происходить медленно, скорее всего в течение нескольких десятилетий или даже более длительного срока. Однако улучшения могут происходить быстрее в определенных местностях и регионах, которые в основном подвергаются воздействию местных или региональных источников. На рисунке 3-2 далее представлена концептуальная модель циркуляции ртути в биосфере. Природа образования ртути, т.е. ее химическая форма, является важным фактором, влияющим как на циркуляцию, так и на степень негативного воздействия ртути. Форма поступления ртути в атмосферу зависит от типа источника выбросов, и дальнейшее поведение ртути, содержащейся в атмосферных выбросах, также в значительной степени зависит от ее видообразования. Ртуть, выбрасываемая в атмосферу в виде абсорбированных частиц, или окисленных соединений, впоследствии осаждается на земную поверхность и водные объекты, находящиеся поблизости от источника, тогда как пары элементарной ртути могут переноситься с воздушными массами в масштабах полушария или в глобальных масштабах. Эти факторы необходимо учитывать при установлении взаимосвязей между выбросами и нагрузкой на объекты окружающей среды, например когда рассматривается степень воздействия конкретного источника(ов) в части касающейся ртутного загрязнения конкретного уязвимого объекта окружающей среды. Природа образования ртути (видообразование) является ключевым фактором для моделирования атмосферного переноса и распространения ртутных выбросов. Видообразование выбрасываемой ртути также является основным фактором определяющим эффективность систем снижения атмосферных выбросов ртути, главным образом потому, что частицы и оксиды ртути гораздо проще улавливаются этими системами, чем газообразная элементарная ртуть. Кроме того, имеет место экологически экстенсивная трансформация ртути в различных формах. Например, поскольку основная часть ртути, накопленной в грунтах, может окисляться, повторно высвобождающаяся из грунта ртуть, главным образом, находится в газообразной форме. Важным процессом трансформации в водной среде (в водных объектах и водно-болотных угодьях) является трансформация в природе элементарной и окисленной ртути в метилртуть. Метилртуть считается основным фактором воздействия на человека в нормальных условиях, так как она гораздо проще аккумулируется в водной фауне, употребляемой в пищу, чем другие соединения ртути, и, что самое главное, имеет более сильно выраженный токсический эффект за счет способности более легко абсорбироваться в уязвимых органах человека и животных. В настоящее время проводятся полномасштабные исследования в области трансформации и циркуляции ртути в полярных регионах. Видообразование играет важную роль в явлении называемом «полярная ртутная заря», когда большая часть ртути, присутствующая в атмосфере, трансформируется, осаждается и приобретает биоаккумулятивные свойства в течение нескольких месяцев. Существуют признаки того, что это может вызвать приток атмосферной ртути в полярные регионы, но с уверенностью пока об этом говорить рано, так как доказательств на настоящий момент довольно немного. Рисунок 3-2 Концептуальная модель циркуляции ртути в биосфере. Нажмите сюда для просмотра Рисунок 3-2 США представили данные по поступлению ртути в окружающую среду в зависимости от природы ее образования по крупнейшим точечным источникам ртутного загрязнения на их территории (см. Вопросник ACAР/ПДСА, заполненный США, в приложениях). Дополнительная информация по поступлению ртути в окружающую среду и ее циркуляции, включая спецификацию выбросов ртути крупнейшими загрязнителями и в окружающей среде содержится в «Глобальной оценке ртутного загрязнения» (ЮНЕП, 2002) 3.2 Поступления ртути в атмосферу с территории стран АрктикиПоскольку качество и детальность информации в вопросниках, существенно различаются, указанные данные, касающиеся выбросов ртути в атмосферу, можно считать достаточными и адекватными для проведения сравнения между странами. 3.2.1 Разбивка поступлений ртути в атмосферу по категориям источников и по странамНа рисунке 3-3 приводится разбивка указанных в вопросниках поступлений ртути в атмосферу по категориям источников и по всем странам региона Арктики. Те же самые данные представлены в Таблице 3-1. Что касается прямых поступлений ртути в атмосферу, указанные данные подтверждают, что сжигание углеродного топлива, в первую очередь угля, представляет собой единственный и наиболее крупный тип источника поступлений ртути в атмосферу в регионе. Поступления из источника данной категории составляют около половины (53%) всех указанных поступлений ртути в атмосферу с территории стран Арктики. Сжигание угля составляет 44% (52,6 метрических тонн) от общего объема выбросов ртути в атмосферу, согласно данным, представленным восемью странами Арктики (см. таблицу 3-4). Это указывает на то, что если определенные меры уже были приняты с целью снижения поступлений ртути в результате сжигания угля, это по-прежнему остается потенциальным источником значительных поступлений ртути в окружающую среду. Этот источник ртути включает природные ртутные примеси, содержащиеся в угле. Разбавка поступлений ртути из источников такого общего типа по отдельным категориям поступлений приводится в таблице 3-4, раздел 3.2.3. Механизмы поступлений ртути в атмосферу в результате сжигания угля рассмотрены более подробно в разделе 4.1. Две другие основные категории источников включают соответственно первичную добычу металлов и переработку отходов. Основным вкладом сектора первичной добычи металлов является добыча золота (главным образом в США и России), цинка и цинка/меди (главным образом в России и Канаде), а также меди/никеля (главным образом в России) (данные получены из следующих источников: вопросники, заполненные в рамках настоящего исследования; экологический обзор Environment Canada, 2002; АСАР/ПДСА 2004). Источником поступлений ртути в данном секторе являются природные примеси ртути, содержащиеся в отработанной породе. То же самое касается добычи золота, за исключением незначительной доли, которая поступает в результате переработки хвостов, отходов предыдущей добычи золота с применением технологии амальгамации ртути. Специализированная добыча ртути более не проводится ни в одной из стран Арктики. Приведенные данные о поступлениях в этом секторе, возможно, не учитывают дополнительные поступления в атмосферу из складируемых отходов процесса добычи, в том числе остатков процесса очистки топочного газа (данные получены из следующих источников: вопросники, заполненные в рамках настоящего исследования; экологический обзор Environment Canada (2002), а также подборка сведений о выбросах на некоторых предприятиях Канады, NPRI, 2003). Эта категория источников рассматривается более подробно в разделе 4.2. Что касается приведенных данных о поступления ртути в результате переработки отходов, следует отметить, что цифры, представленные на рисунке 3-1 и в таблице 3-1, почти целиком и полностью касаются процессов сжигания муниципальных отходов и опасных отходов, в то время как приведенные данные относительно процессов рециклинга и «другой переработки отходов», включая определенные процессы переработки промышленных отходов в других секторах, составляют лишь незначительную долю в приведенных данных (см. таблицу 3,4). Утилизация в процессе переработки отходов в целом является наиболее важным путем поступлений ртути в окружающую среду – это касается продуктов, в которых ртуть применяется целенаправленно, например зубные пломбы, термометры, выключатели, источники света, контрольно-измерительные приборы. Даже в таких странах, как Дания, где существует длительный опыт осуществления мероприятий в целях снижения поступлений ртути в отходы, целенаправленное использование ртути в продукции составляет большую часть всех поступлений ртути в муниципальные отходы (ЮНЕП, 2002; Скааруп eи др., 2003). Некоторые страны привели данные, указывающие на небольшие объемы выбросов ртути в атмосферу из полигонов отходов, однако следует считать, что механизмы количественной оценки поступлений ртути в атмосферу из указанных источников, вероятно, находятся на стадии разработки, т.е. такие данные в целом, возможно, занижены. Поскольку системы снижения поступлений ртути в атмосферу работают по принципу улавливания ртути из систем вентиляции и переноса ртути в твердые или жидкие отходы, значительные количества ртути постоянно размещаются вместе с остатками из таких систем во всех секторах. Как было указано в отношении первичной добычи металлов, нельзя исключить присутствие дополнительных диффузных поступлений ртути из мест складирования отходов. Эта категория источников рассматривается более подробно в разделе 4.3. Рисунок 3-3 Разбивка указанных в вопросниках поступлений ртути в атмосферу по основным категориям источников в странах Арктики; в метрических тоннах Hg/год (данные из вопросников, заполненных в рамках настоящего исследования). *1 Нажмите сюда для просмотра Рисунок 3-3 Таблица 3-1 Разбивка поступлений ртути в атмосферу с территории стран Арктики по категориям источника; в метрических тоннах Hg/год. Цифры и примечания те же, что и на рисунке **3-1.
3.2.2 Разбивка по странамЕсли данные в таблице 3-1 представляются с разбивкой по странам, то на рисунке 3-4 показаны схемы поступлений ртути. Как показано, на долю США приходится намного более высокое по сравнению с другими странами количество поступлений ртути с точки зрения общего показателя среди всех стран Арктики. Российская Федерация занимает второе место, в то время как поступления ртути в атмосферу, указанные Канадой и другими странами, значительно ниже. Необходимо помнить о том, что большая часть территорий всех этих стран расположены вне региона Арктики. Это означает, что только часть указанных ими поступлений ртути имеет прямое местное влияние на Арктику. Тем не менее, в соответствии с нынешним пониманием для ртути характерно длительное время пребывания в атмосфере, и по этой причине ртуть переносится в пределах полушария или даже в глобальном масштабе (ЮНЕП, 2002). Это означает, что поступления ртути, которые имеют место вне самого региона Арктики, оказывают значительное влияние на ртутное загрязнение в данном регионе и что по этой причине поступления с территории всего региона стран Арктики следует принимать во внимание в перспективе всей Арктики. Обзор глобальной циркуляции ртути представлен в «Глобальной оценке ртутного загрязнения» (ЮНЕП, 2002). Рисунок 3-4 Указанные странами объемы поступлений ртути в атмосферу, в метрических тоннах Hg/год (данные из вопросников, заполненных в рамках настоящего исследования).*1 Нажмите сюда для просмотра Рисунок 3-4 На рисунке 3-4 показаны выбросы ртути в атмосферу, приходящиеся на долю каждого государства. Однако данный график не отражает результатов деятельности этих стран в области управления процессами выбросов ртути. Для лучшего понимания этого вопроса, рассмотрим рисунок 3-5 и таблицу 3-2, где приводятся данные о поступлениях ртути в атмосферу в кг ртути на миллион жителей. Рисунок 3-5 Указанные объемы поступлений ртути в атмосферу, в кг ртути/год на миллион жителей, с разбивкой по странам (данные из вопросников, заполненных в рамках настоящего исследования).*1,2 Нажмите сюда для просмотра Рисунок 3-5 На рисунке 3-5 и в таблице 3-2 показано, что с точки зрения поступлений ртути в атмосферу на одного жителя, страны находятся в более равных условиях, хотя по-прежнему остаются некоторые различия. Следует также отметить, что эти цифры могут иметь высокий уровень зависимости от степени неопределенности оценок и методов, используемых для оценки в различных странах. Сжигание углеродного топлива является крупным источником поступлений ртути в странах, где уголь играет большую роль в производстве энергии и тепла. Сравнение данных между странами, касающихся поступлений ртути в атмосферу в результате выработки энергии, национального потребления электричества и относительной степени важности угля в ее получении приводится в разделе 4.1. Все больше признается тот факт, что получение нефти и природного газа является потенциально значительным источником мобилизации ртути в некоторых регионах мира. Например, в России, поступления в результате добычи и использования такого топлива оценивается как минимум в 3,4 метрических тонны/год (см. Таблицу 3-4), тогда как дальнейшая судьба большей части ртути, мобилизованной при нефтедобыче (возможно около 40 метрических тонн/год) неизвестна. Сектор получения металлов является намного более сложным и разнообразным по сравнению со сжиганием угля. Тем не менее, величина указанных выбросов ртути в атмосферу в результате первичной добычи металлов примерно одинакова для Канады, Норвегии, России и США (в расчете на душу населения), однако наблюдаются, безусловно, менее существенные низкие различия по типу и количеству получаемых металлов и поступлений ртути в атмосферу на единицу продукции. Опять же это отражает тот факт, что сжигание отходов играет существенную роль в указанных объемах поступлений ртути в атмосферу в результате переработки отходов. Соотношение между поступлениями ртути в атмосферу и зависимостью от сжигания отходов, как варианта переработки отходов, рассматривается более подробно в разделе 4,3. Группа источников, называемая "Прямые поступления из продукции и другое целевое использование", включает зубные амальгамы для пломб, батареи, термометры, манометры, приборы для измерения кровяного давления, учебные приборы, выключатели, реле и контакты, источники света и «другие продукты и процессы». Это категория, включенная в вопросник, который включает все другие виды поступлений ртути в атмосферу в результате оборота продукции, кроме поступлений в результате их переработки в системах утилизации отходов. Эти другие виды поступлений ртути в атмосферу являются диффузными и их трудно определить количественно; такие поступления часто оценивают с высокой степенью неопределенности или же они просто не включаются в инвентаризацию. Некоторые изделия все еще продаются на рынке и используются потребителями многие годы до утилизации даже в тех странах, где торговля некоторыми из этих изделий запрещена или ограничена. Поскольку такие продукты продаются по всему миру, что указывает на их возможный равный вклад в расчете на душу населения на национальных рынках, кроме случаев, когда они запрещены, более высокие цифры поступлений ртути из таких источников, указанные Данией и Норвегией, могут, возможно, говорить о том, что эти источники были учтены более точно при проведении инвентаризации в указанных странах. Опять же следует помнить о том, что основные поступления ртути в атмосферу из указанных продуктов имеют место в фазе переработке отходов. Таблица 3-2. Указанные количества поступлений ртути в атмосферу в кг ртути/год на миллион жителей, с разбивкой по странам (Источник: данные из вопросников, использованных в ходе настоящего исследования и АСАР/ПДСА, 2004).*1
Примечания: 1*: Данные о численности населения и ВВП взяты из Справочника ЦРУ по странам
мира (доступные по состоянию лето 2003 г. на сайте: На рисунке 3-6 показаны данные, приведенные для поступлений ртути в атмосферу в расчете на ВПП (валовой национальный продукт) в миллиардах долларов США, что является другой базой для нормализации. На данном рисунке показано, что с точки зрения поступлений ртути в атмосферу в пересчете на национальные затраты – что частично отражает уровень материальной активности – Российская Федерация находится намного выше других стран Арктики. Важным фактором в этом уравнении, конечно, является ВВП на душу населения – эти показатели приводятся в таблице 3-3. Эту цифру трудно интерпретировать однозначно, поскольку взаимосвязь между оборотом и поступлениями ртути в атмосферу и общими национальными экономическими суммарными цифрами, например ВВП, не всегда является очевидной. Однако эта цифра может указывать на то, что управление поступлениями ртути в атмосферу в Российской Федерации не проводится столь активно как в других странах Арктики. Это может оказаться полезным в процессе планирования схем управления поступлениями ртути в атмосферу, поскольку, как предполагается, экономическая активность в ближайшие годы будет быстро нарастать. Рисунок 3-6 Указанные странами объемы поступлений ртути в атмосферу, в кг/год на ВВП в миллиардах долларов США (данные из вопросников, заполненных в рамках настоящего исследования).*1 Нажмите сюда для просмотра Рисунок 3-6 Таблица 3-3 Данные о численности населения и ВВП для стран Арктики и соответствующие суммарные цифры в отношении указанных объемов поступлений ртути в атмосферу.*1,2
Примечания: *1: Данные о численности населения и ВВП взяты из Справочника ЦРУ по странам
мира (доступные по состоянию лето 2003 г. на сайте: 3.2.3 Указанные поступления ртути в атмосферу и водную среду – по типам источниковДетальная презентация указанных странами данных о поступлениях ртути в атмосферу приводится ниже в таблице 3-4. Выбранные основные доли поступлений ртути по странам и категориям источников выделены жирным шрифтом. Более подробно об источниках данных, степени их неопределенности, исходных данных и другую информацию см. в ответах на вопросник в приложениях и в работе (АСАР/ПДСА, 2004). Детальная презентация указанных странами данных о поступлениях ртути в водную среду приводится ниже в таблице 3-5. эти данные о поступлениях ртути не столь хорошо задокументированы как поступления ртути в атмосферу, по этой причине они не были включены в анализ в той же степени. В таблице показано, что приведенные странами данные о поступлениях ртути в водную среду в основном обусловлены поступлениями в результате переработки сточных вод. Это свидетельствует о том, что основной источник включает целевое использование ртути в продуктах и процессах. Более подробно об источниках данных, степени их неопределенности, исходных данных и другую информацию см. в ответах на вопросник в приложениях и в работе (АСАР/ПДСА, 2004). Более подробно о поступлении ртути в другие среды см. национальные общие таблицы в разделе 3.3 и в ответах на вопросник и работу (АСАР/ПДСА, 2004) в приложениях. Таблица 3-4 Нас следующей странице: Детальная презентация приведенных национальных данных о поступлениях в атмосферу в указанные годы *1; метрических тонн Hg/год. См. ответы в вопросниках в приложениях и работу (АСАР/ПДСА, 2004) где приводится информация об источниках данных, степени неопределенности оценок и другая информация. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-4 Таблица 3-5 (На следующей странице) Детальная презентация приведенных национальных данных о поступлениях в водную среду в указанные годы; метрических тонн Hg/год. См. ответы в вопросниках в приложениях и работу (АСАР/ПДСА, 2004), где приводится информация об источниках данных, степени неопределенности оценок и другая информация. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-5 3.3 Обзор данных, представленных странами АрктикиНиже представлен обзор представленных данных, которые характеризуют использование и поступления ртути в окружающую среду в разбивкой по типам источников в странах по всем средам, включая воздух, воду, почву, переработку/захоронение отходов, переработку сточных вод и побочных продуктов. Комплексные отчеты по всем или по большинству таких сред была представлены только Данией, Финляндией и США. Некоторые типы источников, которые не присутствуют в стране, в обзоре не указаны. Более подробно об исходных данных и другие примечания см. в ответах на вопросник в приложениях. Информацию по Российской Федерации см. в работе АСАР/ПДСА, 2004, а также в приложениях. Обращаем внимание на то, что в некоторых странах использованы обозначения для данных «нет» (то есть, данных нет), «Не рел.е», «ответ не получен» и «существуют, но почти равны нулю», а не те обозначения, которые были рекомендованы в вводной части вопросника. Не все такие отклонения кажутся понятными в ответах, указанных в вопросниках. «Поступления в биосферу» используется здесь в качестве общего обозначения целевого использования ртути и мобилизации примесей ртути. Таблица 3-6 Указанные данные об использовании и поступлении ртути во все среды в Дании, 2001; метрических тонн ртути/год. Более подробные оценки и степень неопределенности см. в вопросниках в приложении. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-6 Таблица 3-7 Указанные данные об использовании и поступлении ртути во все среды в Финляндии, 2000; метрических тонн ртути/год. Более подробные оценки см. в заполненном вопроснике в приложении *1. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-7 Таблица 3-8 Указанные данные об использовании и поступлении ртути во все среды, где данные были в наличии, США, 1999(воздух)/ 2001(другие); метрических тонн ртути/год. Краткое описание методов оценки приводится в приложениях. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-8 Данные о потреблении ртути в США в середине 1990-х годов можно найти, например, в документах (US EPA, 1997) и (Sznopek and Goonan, 2000). Таблица 3-9 Указанные данные о поступлении ртути во все среды, Норвегия 1999/2000; метрических тонн ртути/год. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-9 Данные за 1999 год о целевом потреблении ртути можно найти в работе (Maag et al. 2002). Некоторые общие данные о содержании ртути в отходах, включая отходы, образуемые в результате добычи металлов, можно найти в работе (Huse et al. 2000). Таблица 3-10 Указанные данные о поступлении ртути во все среды, Канада, 2000; метрических тонн ртути/год. Нажмите сюда для просмотра Таблица 3-10 Таблица 3-11 Указанные данные о поступлении ртути, Швеция, 2000/2001; метрических тонн ртути/год.
Данные о целевом потреблении ртути в Швеции можно найти в работе (KEMI, 1998; резюме также указано в документ ЮНЕП, 2002). Некоторые общие данные о содержании ртути в отходах, включая отходы, образуемые в результате добычи металлов, можно найти в работе Huse et al. 2000. Таблица 3-12 Указанные данные об использовании и поступлении ртути во все среды, где данные были в наличии, Российская Федерация, 2001/2002; метрических тонн ртути/год. Краткое описание методов оценки приводится в работе (АСАР/ПДСА 2004) и приложениях.
Примечание: *1 Цифра относительно мобилизации ртути включает все случаи использования угля, то есть включая на малых предприятиях, для получения кокса и т.д. 3.3.1 Данные, представленные ИсландиейИсландия представила следующие данные. Расчетные данные по антропогенному ртутному загрязнению
окружающей среды в Исландии: Выбросы в атмосферу Выбросы в атмосферу с цементных производств составляют (твердых частиц): 0,47 кг Hg/год (250 д/год). Расчетные выбросы от сжигания отходов составляют 11 кг Hg/год (1999) Поступление в водную среду Расчетные поступления ртути в окружающую среду с полигонов отходов - < 0,11 кг Hg/год (1999). Прямые поступления в грунты Импорт металлической ртути 3.4 Потребление и мобилизация ртутиИнформация, приведенная в отношении потребления и мобилизации ртути в вопросниках, является ограниченной и варьируется по качеству. По этой причине в настоящий отчет не включены отдельные презентации по данному вопросу. Однако этот вопрос рассматривается в рамках обсуждения типов источников в разделе 4; данные о потреблении и мобилизации, если таковые были приведены, включены выше в общий обзор данных о поступлениях ртути в окружающую среду, см. раздел 3.3. Статистические данные, касающиеся сферы торговли ртутью и ее соединениями (которые не включают ртуть, которая продается в самих изделиях), а также детальная информация о потреблении и мобилизации ртути, полученная из стран, указавших такие данные, можно найти в вопросниках, в приложении и в работе АСАР/ПДСА, 2004). Сноски [1] Выбросы в атмосферу от сжигания угля в Исландии по грубым оценкам составляют примерно 5 кг/год на основе данных допущений, представленных Исландией (150.000 тонн угля/год) и коэффициента выбросов для угля, применяемом в Дании (0.04 г Hg/т угля; см. таблицу **4.3). Исландия не представила каких-либо данных по наличию систем снижения выбросов. Коэффициент выбросов, применяемый в Дании, отражает ситуацию, при которой около половины ртути улавливается системами снижения выбросов.
|
