Выбросы метана в атмосферу в 2017 году обогнали показатели начала века
Глобальные выбросы метана в атмосферу в 2017 году выросли на девять процентов по сравнению с периодом 2000-2006 и составили 596 миллионов тонн. По данным исследования, опубликованного в журнале Environmental Research Letters, основной вклад в поступление этого газа в атмосферу внесли антропогенные источники — сжигание ископаемого топлива и интенсивное ведение сельского хозяйства. Авторы исследования отметили, что такие тенденции могут привести к повышению температуры воздуха на 4,3 градуса Цельсия по сравнению с показателями доиндустриальной эпохи к 2100 году.
Концентрация метана в атмосфере Земли на порядки ниже, чем концентрация углекислого газа: 1875 ppb (частей на миллиард) против 417 ppm (частей на миллион). Тем не менее, потенциал метана как парникового газа приблизительно в 28 раз превосходит углекислый газ ввиду его более эффективной способности поглощать инфракрасное излучение. Начало XXI века (с 2000 по 2006 год) ученые рассматривают как период стабилизации по отношению к эмиссии метана в атмосферу — его количество оставалось практически неизменным. Теперь же концентрация этого газа вдвое превысила показатели доиндустриальной эпохи, и климатологам предстоит выяснить, какие секторы экономики и особенности природопользования стали тому причиной.
Ученые под руководством Роберта Джексона (Robert Jackson) из Стэнфордского университета проанализировали, как менялось поступление метана в атмосферу планеты с 2000 по 2017 годы, используя доступные данные спутниковых наблюдений и 13 биогеохимических моделей. Их целью было изучение влияния конкретных регионов и секторов экономики на этот процесс.
Средние расчетные глобальные выбросы метана за 2017 год составили 596 миллионов тонн, что на девять процентов превысило показатель за 2000-2006 годы. 61 процент этого количества метана приходится на антропогенные источники поступления.
Несмотря на стремительное нагревание воздуха над Арктикой, темпы которого вдвое опережают среднемировые показатели, на текущий момент нет свидетельств усиления эмиссий метана из этого региона: на область высоких широт (севернее 60 градуса северной широты) приходится только четыре процента общих выбросов этого газа. Напротив, на тропические широты приходится 64 процента эмиссий метана. Вклад этого региона обусловлен интенсивным сжиганием ископаемого топлива и ведением сельского хозяйства.
Авторы исследования отметили, что текущие тенденции антропогенных выбросов метана соответствуют климатическому сценарию RCP 8.5, который предполагает отсутствие ограничений на выбросы парниковых газов, и могут способствовать повышению температуры воздуха в среднем на 4,3 градуса Цельсия по сравнению с показателями доиндустриальной эпохи к 2100 году.
Вклад Арктики в глобальный бюджет метана пока невелик, но на локальном уровне уже проявляются процессы, связанные с его эмиссией из многолетней мерзлоты: так, именно его поступлением из недр ученые объяснили возникновение криовулканического кратера на Ямале в 2017 году.
Марина Попова
Это ставит под вопрос безопасность их использования в качестве удобрений
Добавление твердого остатка сточных вод к почве понизило ее поглощающую способность по отношению к ситаглиптину (препарат, применяемый при лечении диабета) в четыре раза. Это означает повышенный риск попадания фармацевтических поллютантов в грунтовые воды, водоемы и пищевые цепи и ставит под вопрос безопасность использования осадка сточных вод в качестве удобрения. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Science of The Total Environment. Одна из важнейших экосистемных функций почв — способность к поглощению и удержанию поступающих веществ. Как правило, это становится возможным благодаря механизмам катионного обмена и сорбции. С помощью почвенно-поглощающего комплекса, состоящего из органического вещества и глинистых минералов, почвы могут удерживать в себе поллютанты и не допускать их передачи по пищевым цепям и попадания в грунтовые воды. Однако почвенно-поглощающий комплекс не всегда устойчив перед воздействием факторов окружающей среды: его работа может нарушаться при засолении почв, закислении и загрязнении тяжелыми металлами. Ученые под руководством Александра Канкапы-Картахены (Alexander Ccanccapa-Cartagena) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне исследовали, как внесение осадков сточных вод в почву влияет на ее способность поглощать и удерживать действующие вещества фармацевтических препаратов ситаглиптин и метформин. Их часто выписывают диабетикам, при этом содержание этих веществ в компонентах окружающей среды пока не нормируется. Из организма человека они поступают в сточные воды, а твердые осадки сточных вод используются в качестве удобрений. В ходе эксперимента авторы вносили твердые осадки сточных вод, фосфат ситаглиптина и гидрохлорид метформина в сельскохозяйственные почвы разного гранулометрического состава — от песчаных до глинистых. С помощью спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения они установили, что основной механизм сорбции ситаглиптина почвами — это электростатические взаимодействия между карбонильными и аминогруппами ситаглиптина и отрицательно заряженными группами на поверхности почвенно-поглощающего комплекса. При добавлении осадка сточных вод в почвенную суспензию (нефильтрованную смесь почвы и воды) ее поглощающая способность по отношению к фосфату ситаглиптина снижалась со 169 до 38,2 миллиграмм на литр в килограмме. При этом в присутствии метформина ситаглиптин сорбировался хуже, что говорит о конкуренции между этими веществами за свободные позиции в почвенно-поглощающем комплексе. Полученные результаты говорят о том, что осадки сточных вод должны с осторожностью использоваться в качестве удобрений, потому что они могут снижать поглощающую емкость почв по отношению к поллютантам, особенно в условиях сочетанного загрязнения разными действующими веществами фармацевтических препаратов. Это повышает риск попадания фармацевтических поллютантов в грунтовые воды, водоемы и живые организмы. В развивающихся странах проблема фармацевтического загрязнения окружающей среды стоит острее, чем в развитых. Из-за неэффективного управления отходами фармацевтического производства, сброса неочищенных сточных вод и близости к участкам захоронения отходов реки в Африке к югу от Сахары, в Южной Америке и Южной Азии сильно загрязнены действующими веществами фармацевтических препаратов — их концентрации в речной воде могут достигать 70,8 микрограмм на литр.