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Nov 29, 2023

과학 데이터 10권, 기사 번호: 339(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

임계 부하 개념은 산 침전 제어를 위한 중요한 과학적 지침입니다. 이는 유럽의 배출 감소 목표를 결정하는 데 중요한 과학적 근거일 뿐만 아니라 중국의 대기 오염 통제, 특히 두 개의 통제 구역 지정에도 사용되었습니다. 현재 유럽, 미국, 동아시아(주로 중국)에서는 황과 질소의 임계 부하가 여전히 초과되어 있으며, 추가 배출 감소 요구를 충족하기 위해 지속적으로 업데이트해야 합니다. 중국의 임계부하는 2000년대에 계산되고 지도화되었지만 방법론적 및 데이터 제한으로 인해 충분히 정확하지 않습니다. 여기에서는 토양, 식생 및 대기 염기 양이온 침착에 대한 고해상도 기본 데이터와 중요한 매개변수에 대한 최신 지식을 기반으로 중국의 최신 고품질 임계 부하를 제시합니다. GAINS-China에 포함될 우리의 데이터는 지역 또는 국가 규모에서 중국의 질소 및 황 감소의 생태적 이점을 평가하고 향후 완화 전략을 개발하는 데 사용될 수 있습니다.

(주로) 질소 퇴적과 황 퇴적로 구성된 산성 퇴적은 1960년대 이후 유럽, 북미, 동아시아에서 가장 심각한 환경 문제 중 하나였습니다1,2. 이는 인도, 브라질 등 일부 개발도상국에서는 여전히 중요한 환경 문제로 남아 있으며, 그 증가 추세를 보이고 있습니다3. 환경에 퇴적된 질소와 황은 육상 및 수중 생태계의 산성화와 부영양화를 초래할 수 있습니다4. 산성 침전으로 인해 어류가 죽고 산림이 감소한다는 보고가 많이 있습니다5,6,7. 최소한의 비용으로 산성 퇴적의 환경 영향을 효과적으로 제어하기 위해 장기적으로 토양 및 지표수 손상을 일으키지 않는 최대 산성 퇴적량으로 정의되는 임계 부하 개념이 제안되었습니다8. 임계 부하는 산성 퇴적에 대한 생태계의 내성을 반영하여 생태계의 특성(예: 토양 및 식생)에 따라 결정됩니다. 주요 과학적 지침9,10,11과 마찬가지로 전 세계적으로 질소 및 황 저감에 임계 부하가 사용되었습니다. 유럽에서는 배출 감소 목표의 과학적 기초로서 제2차 유황 의정서와 "다중 오염 물질, 다중 효과" 의정서 협상에서 이 방법이 사용되었습니다12. 미국은 또한 임계 부하의 개발, 협력 및 데이터 공유를 촉진하기 위해 대기 퇴적 과학 위원회(CLAD)의 임계 부하를 설립하여 임계 부하를 심각하게 받아들였습니다13. 국립공원관리청(https://www.nps.gov/subjects/air/tical-loads.htm)과 같은 여러 연방 기관은 생태계 보존 관행에 중요한 부하를 적용했습니다. 현재 유럽과 미국에서는 SO2와 NOX의 감소를 통해 산성 퇴적량이 점차 감소하고 있지만, 국경 지역에서는 여전히 임계 부하가 초과되고 있습니다. 202014년, 2025년 미국에서 임계 부하 초과의 총 면적은 480만km2)15가 될 것으로 예상됩니다. 따라서 유럽(www.icpmapping.org)과 미국(http://nadp.slh.wisc.edu)은 추가 배출 감소의 이점을 평가하기 위해 임계 부하를 지속적으로 업데이트하고 있습니다.

1970년대 후반부터 산성비는 점차 동아시아에서 가장 우려되는 환경 문제 중 하나가 되었습니다. 그리고 중국 남부는 동아시아에서 산성비가 많이 발생하는 곳입니다1. 중국의 산성비 영향 지역은 한때 국토 면적의 30%를 초과했으며16, 중국의 유황 습윤 퇴적량은 유럽과 북미 지역보다 훨씬 높았습니다1,17,18. 산성 퇴적 상태를 과학적으로 평가하고 배출 감소를 안내하기 위해 Duan et al. 먼저 중국9의 임계 부하를 매핑한 후 두 개의 통제 구역(산성비 통제 구역 및 이산화황 오염 통제 구역) 지정에 사용했습니다19,20,21. 최근 몇 년 동안 중국은 주로 미세먼지(PM2.5) 제어를 위해 질소 및 황 배출을 줄이기 위해 많은 노력을 기울였으며, 공동 이익으로 산성 침전이 크게 완화된 것으로 보입니다16. 그러나 Duan et al.의 결과를 바탕으로 Zhao et al. 2015년 기준 황의 임계 부하 초과는 2.5Mt로 유지되었고, 질소의 임계 부하 초과는 1.1Mt22로 나타났습니다. 더욱이, 미립자 물질 저감은 산성 퇴적에 대한 생태계의 내성을 감소시키고, 암모니아 감소는 산성 퇴적 제어에 불확실성을 가져옵니다23. 따라서 중국에서 이용 가능한 임계 부하 데이터(Duan et al.9)는 현재 중국의 산성 퇴적 영향에 대한 정확한 평가의 필요성을 충족할 수 없습니다. 더 중요한 것은 Duan et al.의 임계 하중이 20여년 전에 매핑되었기 때문에 정확도와 분해능이 기본 데이터와 방법에 의해 제한되었다는 것입니다. 예를 들어, 그들은 지역화된 매개변수 없이 토양 유형을 기반으로 탈질화 및 토양 풍화율을 계산했습니다. 식생 흡수는 대략 식생 유형에 따라 결정되었습니다. 일반적으로 현재의 임계부하 데이터는 공간 분해능과 정확도가 낮아 퇴적, 식생, 기타 환경 요인의 변화로 인한 최신 생태계 상황을 더 이상 설명할 수 없습니다.