Для определения территорий, подверженных атмосферному загрязнению в пределах Мурманской области, целесообразно использовать количественные критерии оценки воздействия загрязнения атмосферы на состояние природных экосистем, такие как превышение реальных выпадений над их критическими значениями.
Распределение значений критических нагрузок по территории Мурманской области приводится для квадратов сетки ЕМЕР 150ґ150 км [2]. Критические нагрузки по сере (рис.13) заметно увеличиваются в продвижении к югу.
Рис.13. Критические нагрузки по сере на территории
Мурманской области (5%, мг S/м2*год).
Величина критической нагрузки рассчитываемой для разного типа почв, зависит от их развития и вообще жизнедеятельности, которые в свою очередь определяются расположением в той или иной физико-географической зоне. Устойчивость почвы зависит от ежегодного прироста фитомассы и ее запаса на единицу площади. Чем больше органического вещества и прежде всего гумуса, тем устойчивее экосистема. Самоочищение экосистемы пропорционально активизации размножения микроорганизмов и количеству веществ, поступающих в круговорот. Продуктивность же почв Мурманской области в 5-15 раз меньше, чем в более южных зонах.
Здесь еще раз следует отметить, что критические нагрузки рассчитываются для всех разновидностей почв, включенных в квадрат расчетной сетки, а в окончательный расчет принимается только тот тип почв, критическая нагрузка для которого имеет минимальное значение. При этом предполагается, что данный тип почв занимает в рассматриваемом квадрате не менее 5% его площади. Таким способом рассчитываются 5-процентильные КН, благодаря которым 95% почвенных экосистем будет защищено от закисления .
Критерием наличия или отсутствия закисления, вызванного техногенным поступлением диоксида серы из атмосферы (Bu+Bc) является то или иное превышение (Ex) над величиной критической нагрузки (КН). Таким образом, величина превышения определяется из уравнения:
Ex = Bu + Bc - KH,
где Bu - выпадение серы, обусловленное импортом из других регионов (трансграничный перенос), Вс - выпадение серы, обусловленное эмиссиями в рассматриваемом регионе.
На рис.14 представлено среднее годовое выпадение соединений серы за 1985-1996 гг. по модельным оценкам МСЦ-З, а на рис. 15 превышения выпадений серы над критическими нагрузками.
Рис.14. Выпадение соединений серы на Мурманскую область, среднее за 1985-1996 гг. ( мг S/м2*год).
Наибольшее количество соединений серы поступает на северо-западную и западную части Мурманской области (рис. 14, квадраты [30,16], [30,17], [31,16]), где располагаются все горные и металлургические предприятия цветной, черной и химической отраслей промышленности. Почвы этих зон наиболее чувствительны к выпадениям серы (рис. 13), поэтому и их превышения (Ех) наблюдаются на этих же территориях (рис. 15). Кроме того, следует отметить, что количество выпадений серы тесно связано с трансграничным переносом. Как показывают расчеты, осаждение серы на территории Мурманской области на 43% зависит от притока соединений серы из других регионов России и промышленных предприятий соседних европейских стран.
Рис. 15. Превышение выпадений соединений серы над критическими нагрузками (мг S/м2*год).
Импорт серы из регионов России составляет 45% всего притока, две трети из этого числа составляет приток из Республики Карелия. Из зарубежных стран наибольший вклад вносят Польша - 4,5% и Финляндия - 4,2%.
Что касается соединений азота, то критические нагрузки этого загрязняющего вещества, в отличие от серы, на территории Мурманской области намного превышают величину выпадений (рис. 16, 17) (здесь приводится суммарное выпадение окисленного и восстановленного азота (NOX + NH3).
На территории Мурманской области биогенный круговорот азота в почвенных экосистемах превышает миграционные потоки, что и обусловливает превышение критических нагрузок над реальными выпадениями этого вещества.
Рис. 16. Критические нагрузки по азоту на лесные экосистемы по территории Мурманской области (5%, мг N/м2*год).
Рис. 17. Выпадение суммарного (окисленного и восстановленного) азота на Мурманскую область, среднее за 1985-1996гг.
(мг N/м2*год)).
Благодаря своей большей "летучести" (большему нахождению в атмосфере) соединения азота распространяются на более значительные расстояния, чем соединения серы, поэтому осаждение азота на территории Мурманской области на 96% зависит от притока извне. Причем от регионов России, а это в основном Республика Карелия и Ленинградская область поступает всего лишь 14%, а остальные 86% притока - из промышленных стран Западной Европы.
Таким образом, расчеты показывают, что Мурманская область испытывает техногенный пресс на свои экосистемы не только за счет собственных источников, но и за счет трансграничного и регионального переносов как с территории Российских областей, так и в основном с территорий зарубежных государств.
Самым простым ответом о снижении влияния атмосферных загрязнений может быть: снижение выбросов загрязняющих веществ (в данном случае соединений серы) от предприятий, расположенных в названных выше квадратах сетки ЕМЕП. В каждом квадрате таких предприятий может быть несколько и невозможно получить ответ на какое снижение выбросов должно пойти каждое предприятие, основываясь на опубликованных расчетах.