Большинство долгоживущих экологических токсинов переносятся в атмосфере - за несколько «прыжков». Это доказали исследователи из Института метеорологии Макса Планка. С помощью модельного моделирования они смогли показать, что этот так называемый эффект кузнечика приводит к накоплению проблемных веществ в полярных регионах.
Некоторые вещества, по результатам модельных экспериментов, предположительно могут даже распространяться по всему миру без эффекта кузнечика. По мнению ученых, это подчеркивает необходимость использования для решения этих вопросов высокоразвитых транспортных моделей. Результаты важны для молодой области многокомпонентной химии окружающей среды и для оценки риска веществ.
СОЗ, на которые нацелены исследователи
Долгоживущие полулетучие вещества могут повторно выделяться после того, как они попали из атмосферы в океан или на поверхность земли. Их перенос на большие расстояния является результатом нескольких циклов выброса-переноса-осаждения (так называемый эффект кузнечика). Глобальное распространение и, следовательно, потенциал опасности химических веществ можно изучить с помощью многокомпонентной модели, описывающей географическое распределение и распределение в различных средах окружающей среды. Важная гипотеза в области химии окружающей среды утверждает, что наблюдаемое накопление многих стойких и способных к биоаккумуляции загрязнителей («стойких органических загрязнителей», СОЗ) в полярных регионах, вдали от областей применения, является следствием эффекта кузнечика.
Изучено распространение ДДТ и линдана
В своем исследовании исследователи Макса Планка изучили значение эффекта кузнечика на потенциал переноса на большие расстояния двух физически и химически очень разных СОЗ - ДДТ и линдана - путем разделения двух способов переноса для впервые в модельном эксперименте. Исторически сложилось так, что это самые важные инсектициды в мире. В то время как ДДТ используется только в тропических странах и почти исключительно в программах здравоохранения из-за его хронических «побочных эффектов» для нецелевых организмов, линдан является пестицидом, который играет важную роль во многих сельскохозяйственных районах, в том числе в промышленно развитых странах. Линдан более летуч с поверхности земли, но также удаляется из атмосферы с осадками быстрее, чем ДДТ.
В зависимости от географического распределения количеств двух инсектицидов, используемых в сельском хозяйстве, возникают различные «распределения применения». Как обнаружили исследователи, как эффект кузнечика, так и распределение после первоначального выброса важны для переноса на большие расстояния. Эффект кузнечика вызывает накопление в полярных регионах.
Транспорт из возможного без эффекта кузнечика
Кроме того, модельный эксперимент предсказывает накопление линдана, но не ДДТ, в Арктике и Антарктике даже без учета эффекта саранчи, исключительно благодаря атмосферному переносу после первого выброса. В пределах пограничного слоя атмосферы и вблизи областей применения преобладает способ переноса саранчовых. Вероятность обнаружения уже летучих молекул линдана в свободной тропосфере и даже в более высоких слоях воздуха выше, чем для молекул ДДТ, что связано с более быстрым выщелачиванием и реэмиссией линдана на поверхности. Эффект кузнечика изменяет распределение в различных средах окружающей среды и увеличивает стойкость.
По словам исследователей, все еще существуют значительные неопределенности в описании некоторых процессов, которым эти вещества подвержены в окружающей среде, и даже в отношении свойств веществ. Дальний перенос в океане также не учитывался в модельном исследовании, и предполагался искусственный, т.е. неисторический сценарий выбросов.
Тем не менее, эти исследования дают важную информацию о циклах важных микроэлементов и, таким образом, продвигают все еще молодую дисциплину экологической химии в глобальном масштабе.