ПЕРЕНОС ЗАГРЯЗНЕНИЙ ЧЕРЕЗ АТМОСФЕРУ. ГЛОБАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ЭТОГО ЯВЛЕНИЯ

Много раз после сильных песчаных бурь над пустынями Северной Африки наблюдался межконтинентальный перенос эолового материала.

Мелкозем из Сахары увлекается воздушными течениями до Скандинавии и Великобритании. Не раз красноватая пыль оседала на альпийские ледники («кровавые снега»).

Имеются сообщения об аккумуляции эолового материала из Сахары над островами Вест-Индии — по другую сторону Атлантики.

Средний размер пылинок, оседающих над морями за многие сотни километров от берега, равен 2—5 мк (микрон — тысячная часть миллиметра).

Близкие размеры имеют частицы, выбрасываемые в атмосферу в ходе производственной деятельности людей, — наиболее тонкая часть золы, пыли и дыма металлургических производств.

При отборе проб воздуха на высотах 1400—3000 м оказалось, что содержание микроэлементов заметно меняется в зависимости от синоптической обстановки. Концентрация некоторых из них (марганца, свинца, кадмия) может в течение короткого времени возрасти в 10 раз и более.

В наименьшем количестве микроэлементы присутствуют в массе холодного, тяжелого, малоподвижного воздуха. Для теплого фронта характерны восходящие движения, которые увлекают частицы вверх. Максимальные же значения концентраций микроэлементов наблюдаются при соприкосновении масс холодного и теплого воздуха, когда клин холодного воздуха подсовывается под теплую воздушную массу и вытесняет ее вверх. Такая ситуация типична при прохождении циклонов, когда

Движется нахмуренная туча,

Обложив полнеба, вдалеке,

Движется огромна и тягуча,

С фонарем в приподнятой руке.

Циклон гонит загрязненную приземную массу воздуха перед собой со скоростью 30—40, а иногда — до 80 км/ч (скорость перемещения нетропических циклонов) и переносит микроэлементы на значительные расстояния. Постепенно они вымываются из атмосферы осадками.

Много проб атмосферных осадков было собрано в декабре 1976 г.— марте 1977 г. во время рейса советского научно-исследовательского судна «Каллисто» в северозападной части Тихого океана. Анализ этого материала позволил установить, что даже на расстоянии в 2000 км от японских берегов концентрация микроэлементов в дождевой влаге очень велика.

Нет сомнений в техногенной причине этого явления. Доказательство — высокие значения коэффициентов обогащения (КО). Этот коэффициент представляет собой отношение концентрации двух элементов в атмосферных осадках, деленное на отношение тех же элементов в земной коре. Например,

КО= (Рb (ос.) / Si (ос.)) / (РЬ (земн. к.) / (Si земн. к.)),

где Рb (ос.) — концентрация свинца в осадках; (ос.) — концентрация кремния в осадках; Рb (земн. к.) — концентрация свинца в земной коре; (земн. к.) — концентрация кремния в земной коре.

Совершенно ясно, что при КО, близком к 1, атмосферные частицы произошли за счет естественного источника — выветривания горных пород. Если же КО существенно превосходит 1, то есть все основания говорить о том, что присутствие «верхнего» микроэлемента в воздухе связано с техногенными влияниями.

Конечно, здесь не обошлось без условности. Даже в естественных условиях поступление элементов в атмосферу и их последующее осаждение с осадками не обязательно должны быть пропорциональны их содержанию в земной коре. Но все же большие — сотни, тысячи, десятки тысяч! — значения КО могут быть истолкованы вполне однозначно: они свидетельствуют о значительных масштабах воздушной техногенной миграции.

Именно такая картина получена во время рейса «Каллисто», Значения КО в дождевых водах к юго-востоку от Японии равны для кадмия 80 ООО, для свинца — 6250, для цинка — 800, для меди — 200 и для марганца — 40. Отсюда следует, что всего около 0,5 % меди и 2,5 % марганца, присутствующих в осадках, поступили от естественных источников, остальные же микроэлементы практически полностью имеют техногенное происхождение.

Загрязняющее влияние японской промышленности на атмосферу ощущается даже к югу от экватора. В собранных там дождевых водах КО для свинца равен 560, для меди — 35.

Доказана воздушная миграция загрязнений в Скандинавию с запада и юго-запада через Северное море, вместе с воздушными массами, идущими со стороны Великобритании, ФРГ и других западно-европейских стран. Двуокись серы 12 соединяется с атмосферной влагой и проливается с «кислотными дождями», которые угнетающе действуют на лес, усиливают коррозию, преждевременно изнашивают одежду и автомобильную резину и губят форель в прозрачных ручьях и озерах. Из микроэлементов установлен перенос цинка, мышьяка, селена, сурьмы, свинца. В Биркенесе (южная часть Норвегии) концентрация свинца в воздухе вдвое больше, чем следует ожидать, учитывая только местные источники выброса.

Мы видим, что в тех случаях, когда метеорологические условия благоприятствуют этому, металлы в составе мельчайших техногенных частиц могут переноситься в атмосфере на сотни и тысячи километров.