patrons de deposició de contaminants als espais naturals metropolitans
DESCRIPTION
ÂTRANSCRIPT
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….