Теперь международная команда под руководством исследователей Массачусетского технологического института провела новый анализ, который дает более точные оценки источников выбросов ртути по всему миру. Анализ сопоставляет измеренные концентрации ртути в воздухе с глобальным моделированием для расчета доли ртути, которая либо повторно выбрасывается, либо происходит от электростанций и других видов антропогенной деятельности. По словам исследователей, результат этой работы может улучшить оценки загрязнения ртутью и помочь усовершенствовать стратегии борьбы с загрязнением во всем мире.Новый анализ показывает, что в настоящее время Азия выделяет удивительно большое количество антропогенной ртути.
Хотя было известно, что повышенное сжигание угля увеличивает выбросы ртути и загрязнение воздуха, по оценкам специалистов Массачусетского технологического института, выбросы ртути в Азии более чем в два раза превышают ранее оцененные.Ноэль Селин, доцент отдела развития карьеры Эстер и Гарольда Эджертон в Департаменте земных, атмосферных и планетарных наук Массачусетского технологического института, говорит, что новый анализ также может дать ученым лучшее представление о том, как долго унаследованные выбросы — ртуть, повторно выбрасываемая землей. и океан — оставаться в атмосфере. Это связано с тем, что анализ может более точно рассчитать общее количество, выбрасываемое из источников суши и океана.
«Временные рамки, в которых ртуть циркулирует в окружающей среде, говорят нам о том, насколько быстро мы восстановимся, если ограничим выбросы ртути», — говорит Селин. «Мы можем лучше оценить круговорот ртути с помощью этого метода».Селин и Шаоцзе Сун, аспиранты EAPS, опубликовали свои результаты в журнале «Атмосферная химия и физика».
Нисходящий подход
Анализ команды улучшает другие модели, в которых используется восходящий подход. Такие модели оценивают выбросы ртути для региона с учетом таких факторов, как количество угля, сжигаемого на электростанции, и типы оборудования на станции, используемого для контроля выбросов.
Затем модели часто экстраполируют данные из нескольких источников для применения ко всему региону.Однако при таком восходящем моделировании существует ряд неопределенностей, и часто бывает трудно получить требуемые данные от отдельных электростанций.
Вместо этого в анализе Селина и Сонга используется нисходящий подход, объединяющий восходящие оценки с фактическими измерениями выбросов ртути со станций мониторинга по всему миру.В своем анализе команда взяла восходящие оценки выбросов ртути из инвентаризации выбросов 2010 года, проведенной Организацией Объединенных Наций — часто используемым источником оценочных антропогенных выбросов во всем мире. Исследователи включили эти выбросы в глобальную модель переноса ртути под названием GEOS-Chem — модель, первоначально разработанную Селином, которая с тех пор широко используется для отслеживания того, как ртуть циркулирует по суше, океану и воздуху.
Модель GEOS-Chem по сути делит атмосферу на множество маленьких коробок. После подсчета восходящих оценок выбросов ртути исследователи запустили модель, чтобы смоделировать химические и физические процессы, которые вызывают циркуляцию ртути внутри ящиков и между ними. Затем они получили фактические измерения выбросов ртути со станций мониторинга по всему миру. Они сравнили измерения каждой станции с оценками модели для соответствующего ящика, в котором находилась станция.
«Мы определенно видим некоторые различия, которые говорят нам, что [восходящая] эмиссия может быть неправильной в некоторых местах», — говорит Сонг.Оценка политических рычагов для решения проблемы ртутиДля мест, где измеренные и смоделированные выбросы не совпадали, группа использовала метод байесовской инверсии — математическую теорию вероятности, которая объединяет наблюдения с предшествующими знаниями для моделирования неопределенности.
С помощью этого метода Селин и Сонг определили для местоположения каждой станции количественный вклад источников ртути, которые будут составлять общие измеренные концентрации. Например, место в центре океана, вдали от любых наземных источников, с большей вероятностью будет иметь выбросы ртути, которые повторно выбрасываются из океана, а не из наземных или антропогенных источников.
Затем, впервые применив эти методы к глобальным концентрациям ртути, они использовали этот количественный подход для расчета того, что измеренные концентрации подразумевают их источники.По их расчетам, исследователи подсчитали, что во всем мире Азия может производить до 1770 тонн выбросов ртути в год, что более чем в два раза превышает количество, оцениваемое восходящими моделями.«Это было выше, чем мы ожидали», — говорит Селин. "Учитывая загрязнение окружающей среды в Китае и Индии и увеличивающееся использование угля, это имеет смысл.
Это не исключительный результат, но он дает вам некоторую паузу, чтобы подумать о том, сколько ртути может выйти наружу. Азии ".В соответствующей работе, опубликованной этой весной, исследовательская группа Селина оценила, как новый договор ООН может повлиять на будущие выбросы ртути на угольных электростанциях в Азии.
Они пришли к выводу, что будущий контроль выбросов принесет пользу как на глобальном, так и на внутреннем уровне.В своем более позднем нисходящем анализе команда также обнаружила, что меньше выбросов ртути происходит из наземных источников, а это означает, что земля повторно выбрасывает меньшее количество унаследованных выбросов, чем ожидалось, — небольшая серебряная подкладка в мире продолжающегося загрязнения ртутью. по словам Селина.
«Это означает, что унаследованная ртуть составляет меньшую долю современных выбросов ртути, чем мы думали, а это означает, что политический рычаг для решения проблемы загрязнения ртутью посредством контроля текущих выбросов немного больше», — говорит Селин. «Вам по-прежнему нужно много беспокоиться о выбросах из старых источников, но мы могли бы немного быстрее восстановиться, потому что они составляют меньшую часть от общего объема».