danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2021-65-6-724-733dan-1029Research ArticleНАУКИ О ЗЕМЛЕEARTH SCIENCESТренды содержания закисляющих и эвтрофирующих соединений в атмосферных осадках на урбанизированной территорииTrends in the content of acidifying and eutrophying compounds in atmospheric precipitation in an urbanized areaКакарекаС. В.KakarekaS. V.

Какарека Сергей Витальевич – д-р техн. наук, профессор, заведующий лабораторией

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, Минск, Республика Белаусь

Kakareka Sergey V. – D. Sc. (Engineering), Professor, Head of the Laboratory

10, Skorina Str., 220076, Minsk, Republic of Belarus

sk001@yandex.ruКокошЮ. Г.KokoshYu. G.

Кокош Юлия Геннадьевна – канд. географ. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, Минск, Республика Белаусь

Kokosh Yuliya G. – Ph. D. (Geography), Senior researcher

10, Skorina Str., 220076, Minsk, Republic of Belarus

y-kokosh@mail.ruКудревичМ. А.KudrevichM. A.

Кудревич Мария Александровна – мл. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, Минск, Республика Белаусь

Kudrevich Mariya A. – Junior researcher

10, Skorina Str., 220076, Minsk, Republic of Belarus

kudrevich.mary.1991@gmail.comИнститут природопользования Национальной академии наук БеларусиInstitute for Nature Management of the National Academy of Sciences of Belarus202126122021656724733Copyright © Какарека С.В., Кокош Ю.Г., Кудревич М.А., 20212021Какарека С.В., Кокош Ю.Г., Кудревич М.А.Kakareka S.V., Kokosh Y.G., Kudrevich M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1029

Охарактеризованы тенденции изменения уровней содержания серы и азота в атмосферных осадках на территории Минска за 18-летний период на основе анализа результатов мониторинга химического состава атмосферных осадков на экспериментальной площадке. Выявлен нисходящий тренд содержания серы и азота, сочетающийся с восходящим трендом величины рН осадков. Среднее сокращение (тренд) за 2002–2019 гг. содержания серы в атмосферных осадках составило 0,019 мг/дм3/год, окисленного азота – 0,008 мг/дм3, восстановленного азота – 0,019 мг/дм3. Изменение содержания серы и азота в осадках привело к сокращению выпадения серы за 18-летний период в среднем на 31,3 кг/км2/год, окисленного азота – на 15,4 кг/км2/год, восстановленного азота – на 25,6 кг/км2/год. Показано, что потенциал закисления природной среды снижался с 2005 по 2012 г. параллельно снижению выпадений серы и азота; в последующий период тренд потенциала закисления в основном следует тренду выпадения основных катионов. Выявлено, что средние за период с 2002 по 2017 г. темпы сокращения содержания окисленной серы и окисленного азота в атмосферных осадках в Минске сопоставимы с темпами сокращения этих соединений на станциях Программы ЕМЕП в Европе, и превышают – для восстановленного азота.

The trends in changing the content of sulfur and nitrogen in atmospheric precipitation in the territory of Minsk over an 18-year period are characterized on the basis of the analysis of the monitoring results of the chemical composition of atmospheric precipitation at the experimental site. A downtrend in the sulfur and nitrogen content combined with an uptrend in the precipitation acidity was identified. An average decrease (trend) in the content of sulfur in atmospheric precipitation for 2002–2019 was 0.019 mg S/dm3/year, of oxidized nitrogen – 0.008 mg/dm3, of reduced nitrogen – 0.019 mg/dm3. Over an 18-year period, the changes in the content of sulfur and nitrogen in atmospheric precipitation decreased the deposition of sulfur on average by 31.3 kg/km2/year, of oxidized nitrogen – by 15.4 kg/km2/year, of reduced nitrogen – by 25.6 kg/km2/year. It is shown that for the period from 2005 to 2012, the acidification potential of the natural environment decreased parallel to the reduction of the sulfur and nitrogen deposition; in the subsequent period, the trend of the acidification potential basically follows the trend of the precipitation of the main cations. It is revealed that the rates of average reduction in the content of oxidized sulfur and oxidized nitrogen in atmospheric precipitation in Minsk for the period from 2002 to 2017 are comparable to the rates of reduction of these compounds at the stations of the EMEP Program in Europe, and exceed those for reduced nitrogen.

атмосферные осадкиатмосферные выпаденияазотсеразакислениеэвтрофированиеatmospheric precipitationatmospheric depositionaciditysulfurnitrogenacidificationeutrophicationReferencesMouli, P. C. Rainwater chemistry at a regional representative urban site: influence of terrestrial sources on ionic composition / P. C. Mouli, S. V. Mohan, S. J. Reddy // Atmos Environ. – 2005. – Vol. 39, N 6. – P. 999–1008. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.10.036Mouli P. C., Mohan S. V., Reddy S. J. Rainwater chemistry at a regional representative urban site: influence of terrestrial sources on ionic composition. Atmospheric Environment, 2005, vol. 39, no. 6, pp. 999–1008. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.10.036Galloway, J. N. Acid precipitation: natural versus anthropogenic components / J. N. Galloway, G. E. Likens, M. E. Hawley // Science. – 1984. – Vol. 226, N 4676. – P. 829–831. https://doi.org/10.1126/science.226.4676.829Galloway J. N., Likens G. E., Hawley M. E. Acid precipitation: natural versus anthropogenic components. Science, 1984, vol. 226, no. 4676, pp. 829–831. https://doi.org/10.1126/science.226.4676.829Nitrogen and sulfur deposition on regional and global scales: a multimodel evaluation / F. Dentener [et al.] // Global Biogeochem Cycles. – 2006. – Vol. 20, N 4. – Art. GB4003. https://doi.org/10.1029/2005gb002672Dentener F., Drevet J., Lamarque J.-F., Bey I., Eickhout B., Fiore A. M., Hauglustaine D., Horowitz L. W., Krol M., Kulshrestha U. C., Lawrence M., Galy-Lacaux C., Rast S., Shindell D., Stevenson D., Noije T., Atherton C., Bell N., Bergman D., Butler T., Cofala J., Collins B., Doherty R., Ellingsen K., Galloway J., Gauss M., Montanaro V., Müller J. F., Pitari G., Rodriguez J., Sanderson M., Solmon F., Strahan S., Schultz M., Sudo K., Szopa S., Wild O. Nitrogen and Sulfur Deposition on Regional and Global Scales: A Multimodel Evaluation. Global Biogeochemical Cycles, 2006, vol. 20, no. 4, art. GB4003. https://doi.org/10.1029/2005gb002672A global assessment of precipitation chemistry and deposition of sulfur, nitrogen, sea salt, base cations, organic acids, acidity and pH, and phosphorus / R. Vet [et al.] // Atmos. Environ. – 2014. – Vol. 93. – P. 3–100. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.10.060Vet R., Artz R. S., Carou S., Shaw M., Ro Ch.-Un, Aas W., Baker A., Bowersox Van C., Dentener F., Galy-Lacaux C., Hou A., Pienaar J. J., Gillett R., Forti M. C., Gromov S., Hara H., Khodzher T., Mahowald N. M., Nickovic S., Rao P. S. P., Reid N. W. A global assessment of precipitation chemistry and deposition of sulfur, nitrogen, sea salt, base cations, organic acids, acidity and pH, and phosphorus. Atmospheric Environment, 2014, vol. 93, pp. 3–100. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.10.060Assessing the neutralisation, wet deposition and source contributions of the precipitation chemistry over Europe during 2000–2017 / A. Keresztesi [et al.] // Environmental Sciences Europe. – 2019. – Vol. 31, N 1. – Art. 50. https://doi.org/10.1186/s12302-019-0234-9Keresztesi Á., Birsan M. V., Nita I. A., Bodor Z., Szép R. Assessing the neutralisation, wet deposition and source contributions of the precipitation chemistry over Europe during 2000–2017. Environmental Sciences Europe, 2019, vol. 31, no. 1, art. 50. https://doi.org/10.1186/s12302-019-0234-9Manual for the GAW precipitation chemistry programme [Electronic resource] // QA/SAC – Americas. – Mode of access: https://s3.us-east-2.amazonaws.com/envirovantage/GAW-PrecipChemManualNo160_ Ammended15Oct2015.pdf. – Date of access: 24.06.2021.Manual for the GAW precipitation chemistry programme. QA/SAC – Americas. Available at: https://s3.us-east-2.amazonaws.com/envirovantage/GAW-PrecipChemManualNo160_Ammended15Oct2015.pdf. (accessed 24 June 2021).EMEP manual for sampling and chemical analysis [Electronic resource]. EMEP/CCC-Report 1/95. March 1996. – Mode of access: https://unece.org/fileadmin/DAM/ie/capact/ppp/pdfs/rws2/emep_man_e.pdf.EMEP manual for sampling and chemical analysis. EMEP/CCC-Report 1/95. 1996. Available at: https://unece.org/fileadmin/DAM/ie/capact/ppp/pdfs/rws2/emep_man_e.pdfAssessing the variations in the chemical composition of rainwater and air masses using the zonal and meridional index / Á. Keresztesi [et al.] // Atmospheric Research. – 2020. – Vol. 237. – Art. 104846. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.104846Keresztesi Á., Nita I.-A., Birsan M.-V., Bodor Z., Pernyeszi T., Micheu M. M., Szép R. Assessing the variations in the chemical composition of rainwater and air masses using the zonal and meridional index. Atmospheric Research, 2020, vol. 237, art. 104846. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.104846Charlson R. J., Rodhe H. Factors controlling the acidity of natural rainwater / R. J. Charlson, H. Rodhe // Nature. – 1982. – Vol. 295, N 5851. – P. 683–685. https://doi.org/10.1038/295683a0Charlson R. J., Rodhe H. Factors controlling the acidity of natural rainwater. Nature, 1982, vol. 295, no. 5851, pp. 683–685. https://doi.org/10.1038/295683a0Ежегодник. Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2017–2019 г. [Электронный ресурс] / П. Ф. Свистов [и др.] // Главная геофизическая обсерватория имени А. И. Воейкова, Санкт-Петербург. – Режим доступа: http://voeikovmgo.ru/?option=com_content&view=article&id=40:perechen-materialov-izdannykh-ggo&catid=41&Itemid=24&lang=ru. – Дата доступа: 20.07.2021.Svistov P. F., Pershina N. A., Polishchuk A. I., Pavlova M. T., Semenets E. S. The state of atmospheric pollution in cities on the territory of Russia for 2017–2019. Voeikov Main Geophysical Observatory, St. Petersburg. Available at: http://voeikovmgo.ru/?option=com_content&view=article&id=40:perechen-materialov-izdannykh-ggo&catid=41&Itemid=24&lang=ru (accessed 20 July 2021).UNECE. Mapping Manual 2004. UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, ICP Modelling and Mapping. 2004. [Electronic resource]. – Mode of access: http://icpmapping.org/cms/zeigeBereich/5/manual_und_downloads.html. – Date of access: 20.02.2021.UNECE. Mapping Manual 2004. UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, ICP Modelling and Mapping. 2004. Available at: http://icpmapping.org/cms/zeigeBereich/5/manual_und_downloads.html (accessed 20 February 2021).Мониторинг атмосферного воздуха в Беларуси: Ежегодник состояния атмосферного воздуха. 2018 и 2019 год: Химический состав атмосферных осадков [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rad.org.by/articles/vozduh/. – Дата доступа: 24.05.2021.Monitoring of atmospheric air in Belarus. Yearbook of the state of atmospheric air. 2018 and 2019. Chemical composition of atmospheric precipitation. Available at: https://rad.org.by/articles/vozduh/ (accessed 24 May 2021).Какарека, С. В. Тренды содержания диоксида серы в атмосферном воздухе Беларуси / С. В. Какарека // Природопользование. – 2017. – Вып. 31. – С. 24–34.Kakareka S. V. Trends of sulfur dioxide content in the atmospheric air on the territory of Belarus. Prirodopol’zovanie [Nature Management], 2017, vol. 31, pp. 24–34 (in Russian).Национальная система мониторинга окружающей среды: Мониторинг атмосферного воздуха. Результаты наблюдений за 2016–2019 гг. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nsmos.by/content/173.html. – Дата доступа: 24.05.2021.National system of environmental monitoring. Monitoring of atmospheric air. Observation results for 2016–2019. Available at: https://www.nsmos.by/content/173.html (accessed 24 May 2021).EMEP/CCC Reports 1975-2020 [Electronic resource]. – Mode of access: https://projects.nilu.no/ccc/reports.html. – Date of access: 04.03.2021.EMEP/CCC Reports 1975-2020. Available at: https://projects.nilu.no/ccc/reports.html (accessed 04 March 2021).Air pollution trends in the EMEP region between 1990 and 2012 [Electronic resource]. – Mode of access: https://unece.org/fileadmin/DAM/env/documents/2016/AIR/Publications/Air_pollution_trends_in_the_EMEP_region.pdf.Air pollution trends in the EMEP region between 1990 and 2012. Available at: https://unece.org/fileadmin/DAM/env/documents/2016/AIR/Publications/Air_pollution_trends_in_the_EMEP_region.pdf.Fagerli, H. Trends of nitrogen in air and precipitation: Model results and observations at EMEP sites in Europe1980–2003 / H. Fagerli, W. Aas // Environ. Pollut. – 2008. – Vol. 154, N 3. – P. 448–461. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.01.024Fagerli H., Aas W. Trends of nitrogen in air and precipitation: Model results and observations at EMEP sites in Europe1980–2003. Environmental Pollution, 2008, vol. 154, no. 3, pp. 448–461. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.01.024Twenty-five years of continuous sulphur dioxide emission reduction in Europe / V. Vestreng [et al.] // Atmos. Chem. Phys. – 2007. – Vol. 7, N 13. – P. 3663–3681. https://doi.org/10.5194/acp-7-3663-2007Vestreng V., Myhre G., Fagerli H., Reis S., Tarrasón L. Twenty-five years of continuous sulphur dioxide emission reduction in Europe. Atmospheric Chemistry and Physics, 2007, vol. 7, no. 13, pp. 3663–3681. https://doi.org/10.5194/acp-7-3663-2007

The authors declare that there are no conflicts of interest present.