CC BY
21
УДК 911.8(502)
DOI 10.19110/1994-5655-2018-3-60-65
ФОРМИРОВАНИЕ НОВОГО ОЧАГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ В РОССИЙСКО-НОРВЕЖСКОМ ПОРУБЕЖЬЕ
Т.М. КРАСОВСКАЯ, Г.П. ПОКРЫТАН
Московский государственный университет им. МВЛомоносова, г. Москва [email protected]
Рассматриваются условия формирования на территории Норвегии потенциального очага загрязнения атмосферы вблизи российской границы, связанного с разработкой железорудного месторождения Бьёрнватн. В исследовании использованы методические принципы проведения ОВОС (Оценка воздействия на окружающую среду) в России и за рубежом c учетом региональной специфики. На основе сопряженного анализа метеорологической информации, определения потенциала загрязнения атмосферы, экологических характеристик аналогичного производства, расположенного на территории России в тех же ландшафтных условиях, выделяются периоды «опасных» направлений ветра и зона воздействия, в которую частично попадает заповедник Пасвик.
Ключевые слова: аэротехногенные поллютанты, трансграничный перенос, прогноз, метеоусловия, зона влияния, Бьёрнватн
Т.М. KRASOVSKAYA, G.P. POKRYTAN. THE FORMATION OF A NEW SOURCE OF ATMOSPHERE POLLUTION IN THE NORWEGIAN-RUSSIAN BORDERLINE REGION
Preconditions for formation of a potential source of atmosphere pollution in the Norwegian territory near the Russian border connected with the resumption of iron-ore deposit development in Bj0rnevatn are discussed. The methodological principles of EIA in Russia and abroad, taking into account regional specifics, were used in the study. The lack of project documentation predetermines the primary nature of the estimates made using the analog method. Joint processing of meteorological information, atmosphere pollution potential assessment, factors promoting risk of heightened air-born pollutants accumulation, as well as ecological characteristics of the similar enterprise located in the territory of Russia in the same landscape conditions enabled to forecast periods of "dangerous" winds directions and the impact zone which partially includes Pasvik Nature reserve to which territory the air-born pollutants can come with Northern winds, with wind flow velocity - 6 m/s. Recommendations for monitoring are provided.
Keywords: air-born pollutants, transboundary transportation, forecast, meteorological conditions, impact zone, Bj0rnevatn
Введение
Развитие экономики приграничных территорий сопредельных государств может оказывать существенное влияние на их экологическую обстановку, неблагоприятные изменения которой чаще всего происходят за счет трансграничных переносов загрязняющих веществ воздушными потоками и поверхностным стоком. Конвенция ООН о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния регламентирует взаимные обязательства государств по предотвращению загрязнения атмосферы [1]. Несмотря на это, данная проблема до сих пор актуальна для многих стран, а в Европе контролируется в рамках Международной программы ЕМЕР [2]. Наибольшую озабоченность при трансграничном загрязнении вызывают проблемы загрязнения мелкодисперсными пылевыми частица-
ми, диоксидом серы, оксидами азота и другими аэротехногенными поллютантами [3].
Российско-Норвежские приграничные районы, начиная с 60-х гг. ХХ в., находятся в центре внимания трансграничного мониторинга выбросов горно-металлургического комбината «Печенгани-кель» (г. Никель) Кольской горно-металлургической компании, которые долгое время формировали острую экологическую проблему в порубежье. Озабоченность ситуацией норвежская сторона высказывает и поныне. Однако последовательная экологическая модернизация металлургического производства в г.Никель постепенно снижает негативное влияние на природную среду [4].
Потенциальная возможность трансграничного загрязнения с норвежской территории в результате развития экономики приграничных районов губернии Финнмарк практически не рассматривает-
ся. Однако такое воздействие вполне возможно, что показал расчет трансграничных коэффициентов экологической нагрузки, показывающей соотношение различных социально-экономических данных, влияющих на неё [5]. В связи с этим, настоящее исследование посвящено выявлению новых потенциальных очагов загрязнения аэротехногенными поллютантами на территории Российско-Норвежского порубежья.
Территория исследования
Российско-Норвежское порубежье (рис. 1) в административном отношении - это части губернии Финнмарк (коммуна Сёр-Варангер) в Норвегии и Печенгского района Мурманской области России (рис.1).
Ландшафты Российско-Норвежского порубе-жья представлены зональными северотаежными и лесотундровыми геосистемами, а также интразо-нальными луговыми и болотными геосистемами. Многочисленные исследования характеризуют представленные на территории ландшафты, как обладающие низкой устойчивостью к техногенному воздействию. Это связано с замедленным биогеохимическим круговоротом, бедностью и маломощностью почв на значительной части территории, их низкой буферностью к подкислению, характером растительного покрова, легко повреждаемого кислотными осадками, длительным периодом самовосстановления, сложностью стимулирующих его мелиораций и т.д. [6, 7].
Рассматриваемая международная трансграничная хозяйственная структура сочетает в себе
общие и специфические черты природопользования, получившего развитие по обе стороны границы. Природоохранное, лесохозяйственное и рекреационное природопользование, занимающие наибольшие площади, представлено различными категориями ООПТ, крупнейшими из которых являются заповедник «Пасвик» (Россия) и национальный парк «Верхний Пасвик» (Норвегия), а также защитными лесами, ограниченными эксплуатационными лесами. Промышленное природопользование формируют следующие хозяйственные структуры: горно-металлургическое производство в Никеле, горнодобывающее железорудное производство Сюд-Варангер (Syd-Varan-дег) [8], Бьёрнватн (2 км от границы России) (рис.1, 2), с обогатительной фабрикой в Киркенесе (8 км от границы России). Транспортное природопользование представлено сетью автомобильных дорог, основное экологическое влияние которых проявляется во фрагментации природных ландшафтов. Промышленное и селитебное природопользование носят очаговый характер, однако именно с ними сопряжено формирование им-пактного района Никеля, окруженного техногенными пустошами. Очаговым является и сельскохозяйственное природопользование (молочное животноводство, кормопроизводство, овощеводство). Традиционное природопользование представлено в Норвежском порубежье саамским оленеводством. Значительные лесные и лесотундровые площади изучаемой территории относятся к землям запаса и не используются.
На большей части изучаемой территории антропогенные изменения ландшафтов выражены слабо и связаны с механическими нарушениями в результате прокладки дорог, открытых разработок полезных ископаемых, занимая ограниченные площади [9,10].
Материал и методы исследования
В исследовании использованы методические принципы проведения ОВОС в России и за рубежом с учетом региональной специфики [11-13]. Отличия связаны с отсутствием проектной документации, что предопределяет первичный характер оценки. Системный анализ, основанный на полученных ранее результатах полевых исследований и математического моделирования, определил методику работы.
Основными материалами исследования послужили: База данных Норвежской метеорологической службы, российские данные метеонаблюдений на станциях Янискоски и Никель, материалы дистанционного зондирования (спутниковые снимки) для территории месторождения железистых кварцитов Бьёрнватн и г.Киркенес, серия тематических карт на территорию Финнмарка (геологическая, гео-
Рис. 1. Район исследования с отмеченными потенциальными источниками трансграничного загрязнения со стороны Норвегии. Fig.1. Study area. Potential sources of transboundary pollution from Norway are marked.
Рис. 2. Карьер Сюд-Варангер [8]. Fig.2. Open-cast mine Syud-Varanger [8].
морфологическая, растительного покрова, климатические и др.), фондовые материалы (научные отчеты) Института проблем промышленной экологии Севера (ИППЭС) Кольского НЦ РАН по характеристике Никельского импактного района и мониторингу промышленного загрязнения природной среды и т.д., а также и информационные Интернет-порталы Норвегии [14, 15].
Результаты исследования
Характеристика потенциальных источников поступления аэротехногенных поллютантов. Потенциальным источником загрязнения является месторождение железной руды Бьёрнватн. Компания Tschudi, владеющая местрождением, возобновила производство после остановки в конце 1990-х гг. [16]. Источниками поступления аэротехногенных поллютантов при производстве работ на месторождениях являются технологические процессы, связанные с открытой добычей и транспортировкой рудной массы. Основными аэротехногенными пол-лютантами являются пыль, оксиды азота, диоксид серы и легкоокисляющиеся соединения. Наибольшую долю загрязнения будут составлять пыль и диоксид серы. Это подтверждают мониторинговые данные в Никельском импактном районе [4].
Метеоусловия, способствующие трансграничному переносу аэротехногенных поллютантов. В условиях отсутствия проектной документации по технологии добычи руд на месторождении
для осуществления задач данного исследования представляется необходимым оценить местные метеоусловия, определяющие вероятность дальнего переноса аэротехногенных поллютантов. На основе метеорологических данных Норвежской метеорологической службы можно сделать вывод, что на исследуемой территории большую часть года преобладают ветра южных направлений. Ситуация будет меняться в апреле, летом преобладающими будут ветра С, ССВ и СВ направлений. Средняя скорость ветра составляет 4.7 м/сек с максимальным значением в марте (5.7 м/сек) и минимальным в августе (3.4 м/сек). Максимальные зафиксированные значения скорости ветра - 30 м/с, отдельные порывы достигают 40 м/с, что способствует активному переносу атмосферных загрязнителей.
На основании собранных за семь лет метеорологических данных был рассчитан индекс потенциального риска загрязнения атмосферы (ПРЗА) [17] территории, который составил 0,531. Это соответствует низкому потенциалу риска загрязнения. Однако более детальный анализ распределения характеристик температуры и влажности показывает, что внутри района индекс риска повышается в результате частого формирования приземных температурных инверсий в холодный период, образования туманов, способствующих длительному нахождению поллютантов в воздухе.
Картографирование путей переноса и потенциального накопления аэротехногенных пол-
ЛЕГЕНДА ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННЫХ ПОЛЛЮТАНТОВ: ^ - Территория промышленного объекта "ИоИегюгалГ'
- Тс]фп к)[шя \и.'си)[хж.ичшн "Бьёрнватн"
ВОЗМОЖНЫЕ РАЙОНЫ НАКОПЛЕНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННЫХ ПОЛЛЮТАНТОВ: о-| '^оттпипл!": От "Бьёрнватн":
- с высоким риском формирования
ш
-сумеренным риском формирования - с низким риском формирования
- с высоким риском формирования
- с умеренным риском формирования
- с ии жим риском формирования
НАИБОЛЕЕ ВЕРОЯТНЫЕ ПУТИ ПЕРЕНОСА АЭРОТЕХНОГЕННЫХ ПОЛЛЮТАНТОВ:
От "Бьёрнватн":
^ - при средней скорости ветра* ■ ^ - при средней скорости ветра*
—^ - при порывах
Ч»
_ . при порывах
- Намечаемые точки мониторинга: п. Борисоглебский (1); оз. Вастхеръярви (2); оз. Кнстерватн (о. Исо-Паласари, 3); оз. Фассеватн (4)
Рис. 3. Схема возможного переноса и накопления аэротехногенных поллютантов.
Fig.3. Air-born pollutants potential transit and accumulation scheme.
лютантов. Обобщенные данные по особенностям возможного ветрового переноса аэротехногенных поллютантов от обозначенных выше источников позволили показать пути переноса на картосхеме (рис. 3). Она составлялась, исходя из наиболее неблагоприятной метеорологической ситуации (максимальная возможность трансграничного переноса) -ветра летнего периода С, СЗ, ССЗ направлений, которые в сумме достигают 29,3% от преобладающих ветров в этот сезон. По данным за последние пять лет средняя скорость ветра в летний период составила 4,1 м/с, однако с высотой в отдельные периоды она может существенно увеличиваться.
Для картографирования использован наш опыт полевых исследований по выявлению и моделированию ареалов распространения аэротехногенных поллютантов [6,9]. Кратко он состоял в следующем. Границы ареалов районов возможного накопления аэротехногенных поллютантов проводились, исходя из направлений преобладающих ветров, характеристик рельефа (высоты, направления расположения хребтов и т.д.) с учетом средней высоты переноса. Градации высокого, умеренного и низкого риска вероятности накопления поллютантов в природной среде устанавливались на основе
предполагаемых зон осаждения поллютантов, зависящих от факторов, основные из которых представлены в табл. 1, а также скорости ветра. В целом, области выпадения, согласно данным ИППЭС Кольского НЦ РАН, ограничивались бассейном приграничной р. Паз. Обогатительная фабрика как источник поступления поллютантов в связи со спецификой своей деятельности не имеет высоких труб. Пылевое же облако при массовом взрыве в карьере может достигать высоты 150-300 м, в своем развитии оно способно подниматься на несколько километров высоты. Возможная зона максимального распространения полютантов определялась путем сопоставления с данными полевых наблюдений в аналогичных производственных и природных условиях в близлежащем районе Мурманской области (Оленегорский горно-обогатительный комбинат) и оценивалась до 10 км [4, 6, 9]. Отсутствие сведений об объемах потенциального поступления аэротехногенных поллютантов позволяет рассматривать эту карту как первичную оценку.
Для выделения зон, различающихся по риску накопления аэротехногенных поллютантов, был проведен сопряженный анализ характерных для анализируемой территории сочетаний основных
Факторы, определяющие риск формирования зон накопления аэротехногенных поллютантов Factors determining risk of air-born pollutants accumulation zones formation
Факторы, влияющие на накопление Градации риска формирования удаленных зон загрязнения
Высокий риск Умеренный риск Низкий риск
Высота выброса 200 м 100 м 50 м
Относительная высота экранирующих хребтов до 50 м до 100 м до 150 м
Характер подстилающей поверхности Городская застройка Лесотундровые и лесные участки Пустоши, тундровые участки
Расстояние от источника загрязнения 0-6,5 км 6,5-10 км 10-15 км
местных природных и антропогенных факторов, определяющих уровень риска, ранжированный по трем категориям: высокий, умеренный, низкий (см. таблицу). Для первичной оценки весовая дифференциация факторов, влияющих на накопление аэротехногенных поллютантов, не проводилась, но учитывалось их совокупное влияние.
На основании сопряженного анализа характеристик ветрового режима и возможного переноса поллютантов воздушными потоками с учетом характера подстилающей поверхности и метеоусловий, способствующих накоплению аэротехногенных поллютантов, составлена картосхема (рис. 3), где показаны возможные варианты переноса аэротехногенных поллютантов в сторону российской границы. Максимальное влияние на российскую территорию со стороны месторождения Бьёрнватн будет происходить при ветрах северных и северо-западных румбов в летний период (около 30% от всех), что, со временем, может способствовать формированию вторичного очага загрязнения. Пунктирными стрелками на карте обозначены пути переноса при порывах ветра 6-9 м/с. Эта ситуация рассматривается в нашем исследовании, так как средняя скорость порывов ветра опасных направлений на территории исследования в летний период превышает 7,5 м/с. Это в свою очередь значительно увеличивает дальность переноса поллютантов.
Заключение
Проведенный анализ показывает, что современная экологическая ситуация в Российско-Норвежском порубежье может в скором времени измениться. На рассматриваемой территории может сформироваться новый импактный район вокруг очага, расположенного с норвежской стороны. В зоне влияния нового импактного района при северных ветрах более 6 м/с может оказаться заповедник «Пасвик», расположенный на границе России и Норвегии в 27 км к югу от месторождения Бьёрн-ватн. Ресурсо- и природосберегающие технологии, безусловно, способны минимизировать, но не устранить совсем неблагоприятные изменения природной среды, которые затронут российскую территорию. Для своевременного принятия мер необходимо расширение мониторинговой сети в Россий-
ском порубежье, где действует только одна пограничная мониторинговая станция в п. Райякоски. Картографирование потенциальных ареалов загрязнения позволяет наметить районы для расположения новых пунктов мониторинга, например, в п. Борисоглебский. При этом, возможно, достаточным будет мониторинг загрязнения атмосферы в наиболее "опасные" периоды, что может быть осуществлено передвижными станциями. Полученная первичная оценка нацеливает на углубленное исследование риска формирования нового импактно-го района, что вполне возможно объединенными усилиями норвежских и российских ученых, имеющих опыт совместных работ в данном районе.
Литература
1. Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.un. org/ru/documents/decl_conv/conventions/tra nsboundary.shtml Дата обращения 28.11. 2017.
2. Ilyin А., Gusev О., Rozovskaya I. Strijkina Transboundary Pollution by Heavy Metals and Persistent Organic Pollutants in 2014 GERMANY EMEP/MSCDE Data Note 5/2016. http://www.msceast.org/reports/country_repo rts/Germany_2014.pdf Дата обращения 15.11.2017.
3. Towards Cleaner Air: Scientific Assessment Report 2016. EMEP Steering Body and Working Group on Effects of the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, Oslo. 70 p.
4. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2016 г. Мурманск: Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области, 2016. 180 с.
5. Золотарев АА., Красовская ТМ. Трансграничные коэффициенты природопользования Российско-Норвежского порубежья //Проблемы региональной экологии. 2016. №4. С.55-60.
6. Евсеев А.В., Красовская Т.М. Эколого-гео-графические особенности природной среды районов Крайнего Севера России. Смоленск: Универсум, 1996. 232 с.
7. Норин Б.Н., Ярмишко В.Т. Влияние промышленного атмосферного загрязнения на сосновые леса Кольского полуострова. Л.: БИН АН СССР, 1990. 195 c.
8. Баренц регион: Рудники Киркенеса: чистота и простор [Электронный ресурс] Режим доступа : http://barentsregion .blogspot.ru/2014/ 04/blog-post_29.html. Дата обращения 07. 01.2017.
9. Экологический атлас Мурманской области. М.-Апатиты, 1999. 48 с.
10. Диагностический анализ состояния окружающей среды арктической зоны Российской Федерации. М.: Минэкономразвития, 2011.1236 с.
11. Дьяконов К. Н., Дончева А. В. Экологическое проектирование и экспертиза. М.: «Аспект Пресс», 2002. 383 с.
12. Guidelines for Environmental Impact Assessment (EIA) in the Arctic. Sustainable Development and Utilization. Finnish Ministry of the Environment, Finland, 50 p. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www. unece.org/fileadmin/DAM/env/eia/documents / EIAguides/Arctic_EIA_guide.pdf. Дата обращения 17.11.2017.
13. Koivurova Т., Lesser P., Bickford S., Kan-kaanpaa P., Nenasheva M. Environmental Impact Assessment in the Arctic. A guide to the best practice. Edward Elgar Publishing, Inc., 2016. 311 p.
14. Statistics Norway. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.ssb.no/en, Дата обращения 07.01.2017.
15. Geological Survey of Norway. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.ngu.no/ en. Дата обращения 19.12.2016.
16. Чуди покупает железный рудник в Арктике // The Independent Barents Observer. [Электронный ресурс] Режим доступа: https:// thebarentsobserver.com/ru/industry-and-ener-gy-kirkenes/2016/10/chudi-pokupaet-zhelez-nyy-rudnik-v-arktike. Дата обращения 13.12. 2016.
17. Pykh Y. A., Malkina-Pykh I. G. Assessing air pollution risk potential: case study of the To-hoku district, Japan. Air Pollution XIX// 2011. Р. 267-276.
References
1. Konvencii o transgranichnom zagryaznenii vozduha na bol'shie rasstoyaniya [Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution]. URL: http://www.un.org/ru/documents/decl_ conv/conventions/transboundary.shtml Accessed: 28.11.2017.
2. Ilyin, А. Gusev, О. Rozovskaya, I. Strijkina. Transboundary Pollution by Heavy Metals and Persistent Organic Pollutants in 2014. GERMANY EMEP/MSCDE Data Note 5/2016. http://www.msceast.org/reports/country_repo rts/Germany_2014.pdf Accessed: 15.11.2017.
3. Towards Cleaner Air: Scientific Assessment Report 2016. EMEP Steering Body and Working Group on Effects of the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, Oslo. 70 p.
4. Doklad o sostoyanii i ob ohrane okruzhayush-chej sredy Murmanskoj oblasti v 2016 godu [Report on environment situation and nature conservation in Murmansk region in 2016]. Murmansk: Ministry of natural resources and ecology of Murmansk region, 2016. 180 p
5. Zolotarev AA., Krasovskaya T.M. Transgra-nichnye koehfficienty prirodopol'zovaniya rossijsko-norvezhskogo porubezh'ya // Prob-lemy regional'noj ehkologii [Transboundary nature management coefficients for the Russian-Norwegian borderline region// Problems of regional ecology]. 2016. №4. P.55-60
6. Evseev A.V., Krasovskaya T.M. Ekologo-geog-raficheskie osobennosti prirodnoj sredy rajo-nov Krajnego Severa Rossii [Ecological-geographical environmental patterns in the Far North of Russia]. Smolensk:Universum, 1996.232 p.
7. Norin B.N., Yarmishko V.T. Vliyanie promysh-lennogo atmosfernogo zagryazneniya na sos-novye lesa Kol'skogo poluostrova [Industrial air pollution impact on pine forests of the Kola peninsula]. Leningrad: BIN USSR Ac. Sci., 1990.195 p
8. Barents region: Rudniki Kirkenesa: chistota i proctor [Barents region: the mines of Kir-kenes: cleanness and spaciousness].URL: http://barentsregion.blogspot.ru/2014/04/blo g-post_29.html Accessed:07.01.2017.
9. Ekologicheskij atlas Murmanskoj oblasti [Ecological atlas of Murmansk region]. Moscow-Apatity, 1999. 48 p
10. Diagnosticheskij analiz sostoyaniya okruz-hayushchej sredy arkticheskoj zony rossijskoj federacii [Diagnostic analysis of environment in the Arctic zone of Russia]. Moscow: Economic Development Ministry, 2011.1236 p.
11. Dyakonov K.N., Doncheva A.V. Ekologicheskoe proektirovanie i ehkspertiza [Ecological planning and assessment]. Moscow: «Aspekt Press», 2002. 383 p.
12. Guidelines for Environmental Impact Assessment (EIA) in the Arctic. Sustainable Development and Utilization. Finnish Ministry of the Environment, Finland, 50 p. URL: https://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/e ia/documents/EIAguides/Arctic_EIA_guide.p df. Accessed: 17.11.2017.
13. Koivurova Т., Lesser P., Bickford S., Kanka-anpaa P., Nenasheva M. Environmental Impact Assessment in the Arctic. A guide to the best practice. Edward Elgar Publ. Inc., 2016. 311 p.
14. Statistics Norway. URL: http://www.ssb.no/ en. Accessed: 07.01.2017
15. Geological Survey of Norway. URL: https:// www.ngu.no/en. Accessed: 19.12.2016
16. Chudi pokupaet zheleznyj rudnik v Arktike [Chudi purchases ferrous ores mine in the Arctic] // The Independent Barents Observer. URL: https://thebarentsobserver.com/ru/in-dustry-and-energy-kirkenes/2016/10/chudi-pokupaet-zheleznyy-rudnik-v-arktike Acces-sed:13.12. 2016.
17. Pykh Y. A., Malkina-Pykh I. G. Assessing air pollution risk potential: case study of the To-hoku district, Japan. Air Pollution XIX// St.Petersburg, Russia, 2011. P. 267-276.
Статья поступила в редакцию 18.06.2018.
