Patrons de deposició de contaminants als espais naturals metropolitans
description
Transcript of Patrons de deposició de contaminants als espais naturals metropolitans
Patrons de deposició de contaminants als espais naturals metropolitans.
Els exemples de Collserola i Montseny
Anna Àvila [email protected]
X Jornada CREAF SCB ICHN Els ecosistemes metropolitans davant del canvi global 12 novembre 2013
- El sistema atmosfèric - Mètodes i àrees d’estudi - Canvis atmosfèrics en darrers 30 anys - Fonts (llunyanes/locals) - Estimes de deposició - Efectes en ecosistemes
El sistema atmosfèric
Fonts Transport Deposició
Naturals
Antròpiques
Transformació
Gas-Particula
Incorporació gótules
Humida
Seca Gas
Material particulat
Els patrons de deposició depenen de: 1) Taxes d’emissió 2) Transformacions a l’atmosfera tamany de les partícules 3) Meteorologia escala espaial: fonts properes o transport a llarga distància
Emissions naturals (pols Sahara, aerosol marí)
Considerarem la deposició seca/humida de:
NH4, NO3, SO4,
(Cl i Na, Alcalinitat, K, Ca, Mg)
Emissions antrópiques: SO2, NOx , NH3
NH3 NH4
Processos de deposició
CCN
Incorporació dins núvol (rainout)
Incorporació sota núvol (washout)
Deposició seca
Terra/Aigua
Deposició humida
Sedimentació gravitatòria (mida gran) Moviment turbulent (mida petita) Absorció/adsorció gasos (gasos)
Barcelona i el Baix Llobregat vist des de Begues. Imatge del 12 desembre 2010 a les 16,30h.
Capa d’aire contaminat ……
…….. que s’esten cap el Vallès, passant per Collserola fins al Montseny
Des de Begues. Imatge del 12 desembre 2010 a les 16,30h.
Col·lector deposició húmida/seca
Col·lector deposició global
Recollida setmanal de mostres de pluja
Període: 1980s-2012 (no continu)
Mètodes: deposició humida
Montseny
Mètodes: deposició seca
Trascol
Gasos modelització deposició
Flux deposició seca = conc gas * Vd Trascol net, mesura deposició seca En cas de N tenir en compte l’absorció foliar
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1990 2000 2010
NO2
segons reportat a l’EMEP
Taxes d’emissió Espanya (Gg/any)
European Monitoring and Evaluation Programme Sota auspicis de la Convenció de Ginebra (CLRTAP-UNECE) per la cooperació internacional per resoldre els problemes de contaminació atmosférica transfronterera a Europa
0
500
1000
1500
2000
2500
1990 2000 2010
SO2
300
320
340
360
380
400
420
1990 2000 2010
NH3
75%
Multipollutant-Multieffects Protocol Objectiu 2010
Canvis en en la deposició humida a Catalunya (unitats=kg/ha/any) Estacions de la XPVCA de la Generalitat de Catalunya
SO4-S NO3-N NH4-N
Fonts dels contaminants : transport a llarga distància
Model font-receptor Metodologia de Siebert et al. (1994) Estadística de retrotrajectòries
ijl l
lij
ijl
l
n logC
logCn
on:
Cij Concentració de la cel·la (i,j)
l Índex de la trajectòria
nijl Número de passos temporals de la trajectòria
l en la cel·la (i,j)
Cl Concentració mitja en el punt receptor
corresponent a la trajectòria l 1984
(Izquierdo, Àvila & Alarcón 2012, Atmospheric Environment )
Àrees font NO3- (acidificació i eutrofització)
Tràfic marítim
Emissions Àfrica i Est d’Europa Emissions Centre Europa
Levels
NO2 MAY-JUNE 2008 (120 PASSIVE
DOSIMETRES)
Fonts properes: concentracions de NO2 a Barcelona (grup Xavier Querol)
0
5
10
15
20
2011/1 2011/7 2012/1 2012/7 2013/1 2013/7
LC-open Nox
LC-forest Nox
NO
2 u
g/m
3
0
0,5
1
1,5
2
2011/1 2011/7 2012/1 2012/7 2013/1 2013/7
LC-open NH3
LC-forest NH3
NH
3 u
g/m
3
0
20
40
60
80
2011/1 2011/7 2012/1 2012/7 2013/1 2013/7
CB-open Nox
CB-forest Nox
NO
2 u
g/m
3
0
1
2
3
4
2011/1 2011/7 2012/1 2012/7 2013/1 2013/7
CB-open NH3
CB-forest NH3
NH
3 u
g/m
3
Montseny Collserola
Concentracions a l’aire de gasos nitrogenats modelització deposició seca: NOT YET!
NO2 HNO3 NH3 NO3 part NH3 part
El trascol net s’equipara a deposició seca,
quan no hi ha interacció amb la capçada.
Aquí es veu que les capçades retenen N
Montseny, estudi del trascol: Comparació de la deposició en 3 periodes separats per 15 anys: 1= 1979-1980 (tesi Ferran Rodà) 2= 1995-1996 (tesi Anselm Rodrigo) 3= 2011-2012 (tesi Laura Aguillaume)
(Aguillaume & Avila, en preparació STOTEN)
-5
-2,5
0
2,5
5
NH4 -N NO3 -N SO4-S
nTF1
nTF2
nTF3
Tra
sco
l n
et
(kg
ha
-1 y
-1)
a)
Determinació de la deposició seca segons Mètode de Ulrich (1983) Na=element traçador
Dades a recordar: Deposició total de N = 13,5 kg/ha/any Altres mètodes (rentat superficies artificials) = 17 kg/ha/any
0
2
4
6
8
10
NH4 -N NO3 -N SO4-S
WD1
WD2
WD3
De
po
sic
ió h
um
ida
(kg
ha
-1 y
-1)
a)
0
2
4
6
8
NH4 -N NO3 -N SO4-S
DD1DD2DD3
De
po
sic
ió s
eca
(kg
ha
-1 y
-1)
a)
trascol netmètode Ulrich,1983
0
5
10
15
NH4 -N NO3 -N SO4-S
TD1
TD2TD3-TF
De
posic
ió to
tal (k
g h
a-1
y-1
)
a)
Evidències d’eutrofització per N en ecosistemes nostra regió
- Increment concentració N en herbaris (Peñuelas & Filella 2001, Global Change Biology).
- Biodiversitat – compilació d’inventaris botànics a Navarra: Increment d’espècies de molses nitrófil.les des de 1880 (Ederra & Villarroya 2008, Cryptogamie, Bryologie).
-Biodiversitat- increment espècies vasculars nitròfil.les en àrees Natura 2000 (Ariño et al. 2011, Influence of N deposition on plant diversity a Natura 2000 sites in Spain)
-Increment concentracions de NO3 en rieres de conques no pertorbades al Montseny 1980-2007 (Avila & Rodà 2012, The Science of Total Environment).
-Increment de la deposició de N als Pirineus, amb increment de concentració de N en rius (peró reducció en els llacs) Camarero & Catalán 2012, Nature Comm.).
-Excedència de les càrregues crítiques per N
Càrrega crítica = estima de la quantitat de deposició (o de la exposició a) de un contaminant per sota de la qual no es detecten efectes perjudicials als ecosistemes
1- estimar la càrrega crítica Bobbink & Hetteling (2011) per a Europa, diferenciant per tipus d’hàbitat HIC (Directiva Habitat) 2- estimar la deposició Models EMEP i CHIMERE 3- cartografiar les excedències
García-Gómez et al. (en prep. STOTEN) Nitrogen deposition in Spain: modeled patterns and potential implications for conservation)
Model CHIMERE - http://www.lmd.polytechnique.fr/chimere/ Menut et al. (2013) Geoscientific Model Development 6: 981-1028
Deposició humida Deposició seca
Any 2008 Any 2008
Deposició total
Mesures Montseny s’adiuen als valors modelats 13-17 kg N /ha/any
Patró explicable per: 1) Emissions regionals 2) Transport transfronterer 3) Precipitació
Any 2008
Pirineus i NE Catalunya
Hàbitats amenaçats:
Àrea metropolitana BCN: 200 km2, corresponent principalment a boscos i
matollars esclerofil.les
Del total de l’àrea (2500 km2 comprenent Pirineus): 1750 km2 (70%)
corresponent principalment a prats herbacis.
CLexc: fins a > 12 kg N ha-1
Moltes gràcies per la vostra atenció!!
Agraïments:
Rebeca Izquierdo, Laura Aguillaume (CREAF), Marta Alarcón (UPC), Héctor García , Rocío Alonso (CIEMAT) , Xavier Querol , Andrés Alastuey (IDAEA-CSIC) I molts d’altres….