fbpx
Сегодня
Экорубрика 17:15 11 Апр 2020

Измерить, чем мы дышим: как в Украине работает общественный мониторинг воздуха

Для понимания состояния воздуха необязательно запускать в космос спутники. Каждый из нас может принять участие в сборе данных о его качестве и помочь как своему городу, так и ученым всего мира.

Пандемия коронавируса, несмотря на все ужасы, привела к улучшению качества окружающей среды. С началом карантина во всем мире NASA предоставила спутниковые снимки, на которых видно, как сильно сократился уровень загрязнения воздуха. Сначала это касалось лишь промышленного Китая, теперь этот эффект касается всего мира. Значительно свободнее стали чувствовать себя дикие животные, а фраза "Дельфины вернулись в каналы Венеции" уже стала мемом.

Но уже в апреле во многих городах Украины начался традиционный период сжигания сухостоя. Большой пожар случился в Чернобыльской зоне отчуждения, и вызванное им задымление ощущалось даже в Киеве. Стихийные и рукотворные пожары продолжают портить качество воздуха во многих точках Украины и других стран.

Все это заставляет задуматься о том, как мы можем получить данные о качестве воздуха, и главное как их применить для того, чтобы сделать окружающую среду безопаснее. 

Чистый воздух для Украины

Вредно для человечества, полезно для природы

Максим Сорока ученый из Днепра, PhD, научно-технический эксперт международного проекта "Чистый воздух для Украины", который спонсируется чешской организацией "Арника". Он помогает развивать сеть общественного мониторинга воздуха. Максим говорит, что влияние карантина на окружающую среду очевидно, и масштабы действительно впечатляют. При этом, загрязнение от крупной промышленности, по большому счету, никуда не исчезло. Позитивный эффект, который мы наблюдаем, вызван именно снижением нашего ежедневного потребления. 

"Наша лаборатория отслеживает уже много лет содержание такого загрязнителя как акролеин в атмосферном воздухе города Днепр. Мы пользуемся сейчас уникальной возможностью, чтобы посмотреть, как изменилось его содержание именно возле торговых центров и точек с шаурмой. Я вам хочу сказать, что такого чистого воздуха по показателям акролеина не было в Днепре за всю историю наблюдений. Мы четко видим сейчас, что инфраструктура города транспорт, малая промышленность, общественное питание, отдых и т.п. остановились, и это резко привело к изменению качества атмосферного воздуха. Это сигнал для экологов, уникальная возможность оценить, насколько загрязнение связано исключительно с нашей культурой потребления, насколько это влияет на качество окружающей среды". 

Чистый воздух для Украины

Максим Сорока

Обратная сторона монеты, по словам Максима, состоит в том, что текущее улучшение качества воздуха связано именно с вынужденными мерами и не является следствием нашей эволюции: "Мы как общество никак к этому не пришли, не эволюционировали в своих потребительских возможностях. Следовательно, мировые экологи, философы и урбанисты говорят, что как только закончится коронавирус, промышленные предприятия и грязная экономика получат шикарный карт-бланш. Они смогут объяснить любые свои действия тем, что мы должны поднимать экономику и мы не готовы сейчас ничего очищать. И это пугает больше всего".

Откуда берутся данные?

Все подобные наблюдения основаны на полученных с помощью мониторинга данных. На сегодняшний день данные о качестве воздуха поступают из 3 источников. Первый это спутники, производящие спектральный анализ целых слоев атмосферы. Именно таким образом NASA фиксировали снижение загрязнение воздуха в Китае. Второй источник это государственные системы мониторинга воздуха. В Украине, в большинстве случаев, это не автоматизированный мониторинг, тогда как, например, в ЕС существует единая сеть автоматических станций мониторинга. Они в режиме онлайн передают показатели состояния воздуха в разных городах Европы. Третий источник это общественный мониторинг. Именно это направление развивает Максим и его коллеги. 

"За последние 4 года, общественный альтернативный мониторинг атмосферного воздуха сделал невероятный скачок вперед. По количеству станций и точек наблюдения мы уже конкурируем с международными и государственными системами. Именно такие общественные станции дают очень интересные для анализа данные непосредственно для локального контекста". 

Прежде всего, речь идет о станциях общественного мониторинга, основанных на IoT-технологиях. Такие станции позволяют с помощью электрохимических, лазерных и металлооксидных сенсоров измерять и оценивать качество воздуха. Проект "Чистый воздух для Украины", в котором участвует Максим, поддержал инициативу Eco-City она разработала компактные и качественные станции, которые может установить каждый.

Чистый воздух для Украины

"Это, по факту, коробка, внутри которой встроены модульные сенсоры. Здесь используется лазерный сенсор на твердые взвешенные частицы, специальный металлооксидный сенсор, который измеряет сразу температуру, давление и влажность воздуха.Также, можно установить электрохимические сенсоры, которые контролируют содержание озона, формальдегида, оксида азота, угарного газа, аммиака и кучу других интересных веществ. Всё зависит от вашего желания. Тут присутствует защита от солнца, динамических нагрузок, защита передачи данных и протоколы шифрования. Общественный мониторинг идет вперед очень большими темпами, и таким образом потихоньку захватывает мир. Я думаю, что через год все будут смотреть данные именно общественного мониторинга". 

Такие станции, несмотря на свою компактность, лишь незначительно уступают в точности дорогим и большим пунктам мониторинга. Каждый метод измерения имеет свой уровень неопределенности, и для государственных сертифицированных станций он составляет плюс-минус 25%. Стоимость такой станции может достигать миллиона долларов. У компактной станции общественного мониторинга, диапазон неопределенности составляет 20-30% при стоимости в 250 долларов. При этом, такие станции позволяют получать очень важные локальные данные. Размещать большие, "референсные" станции мониторинга в каждом районе дорого и бессмысленно. В масштабах города, куда разумнее иметь пару больших референсных станций и сотню маленьких станций общественного мониторинга, которые дают данные для моделирования рассеивания выбросов. 

"Так, собственно говоря, сейчас делается в Европе это нормальная практика. Там есть 3-4 референсных поста, и таких вот маленьких, как их еще называют, треккинговых постов штук 100. Вместе они аккумулируют такой большой объем данных, которые можно статистически обработать и чётко понять не только количество загрязняющего вещества в каждой части города, а ещё и откуда оно пришло, куда оно потом пошло и как оно распространялось во времени и пространстве". 

Установка и настройка подобных станций происходит достаточно просто. Первый пункт это наличие Wi-Fi-соединения для передачи данных со станции. Второе сеть электропитания для ее работы. Самое сложное условие это непосредственная установка станции на кронштейне снаружи дома. "У нас в прошлом году был двухнедельный тур по всей стране, где эксперты, ученые с перфораторами бегали по всей стране. Оказалось, что у очень большой части населения нет дрели и перфоратора, а эту станцию нужно устанавливать именно на кронштейн. Это обеспечивает качество данных," объясняет Максим.

Как только станция установлена и подключена к интернету и питанию, дело остается за малым. С помощью смартфона и простых инструкций от производителя, каждый может запустить станцию, и за 15-25 минут она получит все базовые пакеты и настройки. Сразу после этого, данные станции уже появляются на картах мониторинга локальных и международных.

Чистый воздух для Украины

Общественная наука и активизм

Европейское агентство по окружающей среде признает такой вид мониторинга крайне перспективным. В отчете 19-021 оно вводит понятие "Citizen Science", или же "Public Science" общественная наука. Это возможность для каждого человека с помощью таких станций присоединится к мировой сети мониторинга и стать источником данных по месту проживания. Эти данные передаются на международные порталы, обрабатываются научным сообществом и помогают в дальнейшем готовить аналитику, отчеты и формировать необходимые экологические политики. 

"Таким образом, люди получают, скажем так, не только усовершенствованный термометр-барометр-пылемер за окном, а и присоединяется к международному течению Public Science. Очень часто ко мне как к ученому обращаются люди и говорят: "Откуда нам дует?". А я говорю: "Откуда я знаю? Установите себе несколько станций, помогите накопить вот эти данные, мы их обработаем и уже статистически скажем: "Вот это оттуда". И тогда начинается совершенно другая работа. Собственно говоря, каждый может присоединиться к этому и не только оценивать качество воздуха, но и чувствовать сопричастность к международному научному сообществу, которое пытается понять, что же с нашей окружающей средой происходит и как сделать её безопаснее". 

Общественный мониторинг полезен не только в формировании абстрактных отчетов и глобальных решений, но и помогает локальным сообществам решать насущные проблемы. Яркий пример немецкая организация Lüftdaten, которая возникла из эко-активистов и разработчиков. Они собирали компактные станции общественного мониторинга и устанавливали их в большом количестве в городах Германии. За 5 лет работы, проект накопил огромный массив данных, который показал, что происхождение некоторых загрязняющих веществ связано с тяжелогрузным дизельным транспортом или теплогенерирующими установками. Это изменило внутреннюю политику немецких городов, где уже введены соответствующие регламенты ограничения на проезд автотранспорта. Эти же данные помогли пролоббировать новые стандарты качества очищающих систем на промышленных предприятиях. 

Но подобные кейсы существуют не только в экологически ответственной Германии. Максим отмечает группу активистов из Запорожья, которые с помощью полученных от станций общественного мониторинга данных добились установки референсной передвижной лаборатории. Другой интересный пример Солоницевка, пригород Харькова.

"В прошлом году там была установлена всего одна станция мониторинга в рамках проекта денег больше не было. Но эта станция позволила жителям увидеть, насколько грязным воздухом они иногда дышат. Одно дело когда им просто воняет вечером, а другое дело когда они увидели это в цифрах и поняли, что есть чёткая периодичность, закономерность. Выявление этой закономерности начало настолько интенсивной диалог с местной властью и предприятиями, что они уже вышли на конструктивный уровень. Они подозревают, что загрязнение идет от местного предприятия по производству фанеры, и сейчас жители Солоницевки обсуждают покупку не только общественных станций, но и установку референсной. И конечно же, они требуют, чтобы предприятие модернизировало системы очистки и местное предприятие тоже думает, что надо бы их модернизировать. Потому что оно понимает, что общественное мнение уже сформировано, и это нужно делать". 

"Наши победы ещё впереди"

Максим говорит, что данная система работает в Украине всего 2 года первые станции появились в декабре 2018. Основная же масса работающих сейчас станций установлена в течении 2019 года. Чтобы ученые могли дать какие-то объективные выводы, им нужно проанализировать данные как минимум за год и только сейчас научно-технический комитет проекта "Чистый воздух для Украины" начинает их анализировать. "Наши победы ещё впереди" говорит Максим. 

Проект распространяет информацию о пользе и важности общественного мониторинга, и помогает всем желающим присоединиться к ней. "Тем, у кого нет финансовой возможности, мы ищем деньги, чтобы купить станцию. В прошлом году было 25 таких станций. В этом году уже 10 закуплено, они должны поехать в Никополь и Харьков, усилить соответствующие города. Плюс есть параллельные инициативы, которые тоже подключаются к системе Eco-City, которую мы в своё время помогли развивать. Есть информация, что в этом году ещё 100 станций появятся в Украине". 

Наибольшая проблема, связанная с такими станциями, заключается в их обслуживании. Для снижения стоимости, в них используется дешевая сенсорная часть. И хотя ее точность достаточно высока, срок ее эксплуатации составляет около года дальше станцию нужно отправить на тех. обслуживание для очистки или замены сенсоров. "Мы уже видим, что некоторые люди готовы за год накопить этих 1000-1500 грн чтобы её через год модернизировать и провести технологическое обслуживание. А некоторые люди не готовы. Основная масса станций в Украине была установлена осенью прошлого года, и она действительно дает самый большой массив данных. Поэтому уже этой осенью нужно думать, как произвести техническое обслуживание. Есть разные инициативы, которые устанавливали и производили такие станции, но только одна из них готова принимать эти станции обратно и производить техническое обслуживание. Радует, что это как раз та инициатива, которую мы в своё время поддержали, воспитали и они являются самыми крутыми, по моему личному мнению", говорит Максим.

Сейчас общественные системы мониторинга активно развиваются во всем мире. Максим и его коллеги ведут разработку переносной станции, портативной и автономной. "Мы сможем подойти к любому забору, в любое помещение на любой территории и произвести мониторинг качества воздуха. И это уже high-level, уникальный проект не только для Украины, но и для мира". 

К сожалению, как правило такие разработки и проекты никак не поддерживаются государством. "Меня всегда поражало, почему все такие инновации не поддерживаются. У меня как ученого возникает вопрос: на что у нас тратится бюджет на экологические исследования, если все эти разработки спонсируются или людьми, или международными донорами? Я думаю, что этот вопрос нужно поднимать нам всем, но это так философия". 

А пока каждый из нас может поинтересоваться состоянием атмосферного воздуха с помощью следующих ресурсов:

В Украине данные по атмосферному воздуху показывают: 

Также проект SaveEcoBot доступен как бесплатный чат-бот — скачать для удобного мессенджера (Telegram, Messanger, Viber, Skype) можно по ссылке.

Фото arnika.org

Знай больше об экологии: подписывайся на ЭкоРубрику в Facebook и Telegram

20787

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.
Загрузить еще

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: