Дымит до самой Арктики. Сезонные пожары в Украине становятся проблемой для планеты

Туман и смог

Что происходит в атмосфере, когда человек сжигает сухие листья и другую растительность?

— Когда жгут любую биомассу, выделяется ряд химических соединений. Наиболее опасные из них — диоксид азота, углекислый (чадный) газ, формальдегид и разные частицы аэрозоля: сажа и мелкодисперсная пыль. Каждое из этих веществ влияет на здоровье: одно вещество — на кровь, другое — на легкие. У каждого вещества есть свое время пребывания в атмосфере. Чадный газ может переноситься на далекие расстояния, поскольку он остается в атмосфере до нескольких месяцев. Когда были пожары в апреле, мы наблюдали по спутниковым данным, что диоксид азота был повышен непосредственно над очагами возгорания, а вот углекислый газ переносился по территории страны. 16–17 апреля шлейф простирался от Житомирской области до Азовского моря. Тогда были сильные ветра, и чадный газ быстро переносился, но он поднимается в атмосфере высоко, люди вряд ли его чувствовали.

Чадный газ всегда переносится в верхние слои атмосферы?

— Это зависит от метеоусловий. Обычно такие вещества поднимаются вверх, но в случаях, когда формируется туман или есть температурная инверсия — то есть температура с высотой повышается, а не понижается, — вредные вещества могут накапливаться в нижних слоях атмосферы.

Почему отдельно выделяют смог? Из чего он состоит и чем отличается от обычного загрязнения воздуха?

— Смог — это совокупность разных химических веществ, его особенность — во вторичном загрязнении воздуха. Первичное загрязнение поступает от источника: проехала машина, произвела выхлоп, он загрязняет атмосферу. Вторичное загрязнение возникает уже в воздухе, когда вступают в реакцию разные вещества, такие как выхлопы от автомобиля, промышленные выбросы.

Благоприятные условия для возникновения смога — ясные дни, обеспечивающие много солнечной радиации. Она расщепляет эти вещества и повышает количество реактивных соединений, которые участвуют в формировании приземного озона, к примеру. В целом в смоге концентрируется больше вредных веществ, чем при обычном загрязнении воздуха.

Обычно смог ассоциируют с дымом, туманом. Оказывается, что он возникает в ясные дни?

— Туман как таковой не опасен. Просто условия, в которых он возникает, благоприятные для накопления примесей. 40 лет назад, когда у нас начинали изучать туман, были идеи о том, что он способствует накоплению вредных веществ, в то время как в ясную погоду они рассеиваются. Но это не так. Современные исследования в разных странах говорят о том, что туман на самом деле выводит из воздуха примеси, которые реагируют с водяным паром и оседают на поверхность земли. Но поскольку и при тумане, и при смоге атмосфера мутная, эти понятия часто смешивают в одно. В Киеве летом регулярно бывают фотохимические смоги. Они быстро рассеиваются и, конечно, не такие мощные, как в азиатских странах, поскольку выбросов у нас намного меньше.

Вы писали, что пожары в Украине влияют на атмосферу в масштабах целого полушария. Как это происходит?

— Здесь идет речь о тех вредных веществах, которые "живут" в атмосфере на протяжении месяцев и даже лет. Тот же углекислый газ может сохраняться в атмосфере до полугода. Чем выше в атмосферу он поднимается, тем дольше сохраняется, подхватывается воздушными массами и несется, куда дует ветер. Таким образом, загрязнение переносится в другие страны. Если эти вещества оказываются в тропосфере, а это выше 7 км от поверхности Земли, то перенесение может быть и в масштабах полушария. Недавно наблюдался яркий пример этого процесса, когда пески Сахары накрыли Карибский бассейн. Это была, по сути, пыль. Она выделяется и при пожарах, просто имеет другой химический состав.

В прошлом году я участвовал в рабочей группе, посвященной трансграничному загрязнению. В каждой второй презентации на мероприятии упоминали Украину и то, что вещества, сформированные в результате пожаров, могут достигать Арктики и оседать на лед. Это пыльный аэрозоль темного цвета, он способствует нагреванию поверхности и, таким образом, влияет на климат. Главные загрязнители в этом контексте Китай, Россия и Украина. Поэтому Международная инициатива по климату в криосфере (регионах, покрытых льдом и снегом) в последнее время активно работает в Украине, пытаясь настроить диалог, чтобы бороться с проблемой.

Важно

Смог в головах. Что загрязняет воздух в Украине и почему власть игнорирует проблему

Долговременные эффекты

Специалисты сходятся в том, что репрезентативны длительные исследования. Как меняется воздух в Украине в разрезе последних пяти лет, к примеру?

— За это время увеличилось количество автомобилей, и в тех городах, где много автотранспорта, мы наблюдаем повышенный уровень загрязнения. Раньше основным источником загрязнений была промышленность. В 1990-е она пришла в упадок, что отразилось на атмосфере, особенно хорошо это видно в небольших городах, таких как Армянск, Красноперекопск в Крыму. Это были довольно грязные города, которые всегда фигурировали в экологических отчетах. В последнее время, судя по спутниковым данным, концентрация загрязнения над городами сравнялась с окружающими пространствами. Там автомобилей не так много — и промышленность дает меньше загрязнений.

Вы упомянули о спутниковых данных, а с какой еще аппаратурой и методиками вы работаете?

— Прежде всего мы работаем с оборудованием Центральной геофизической обсерватории имени Срезневского. Это государственная сеть наблюдения за атмосферой, 129 стационарных постов в 39 городах Украины. Чтобы получить качественные данные, их должна замерять габаритная, точная аппаратура. Несмотря на то что оборудование обсерватории устарело, кое-где изменилась методика, все равно оно дает наиболее точную информацию о состоянии воздуха.

Спутники мы используем, когда у нас нет измерений и мы не видим качественную картинку. По данным спутника невозможно увидеть количественные показатели уровня загрязнения: он "смотрит" сверху, видит все, но на какой высоте то или иное загрязняющее вещество, не отмечает. Поскольку нас интересует именно приземный слой атмосферы, без наземного оборудования не обойтись. Основные наблюдения мы проводим и комбинируем их со спутниковой информацией.

Что вы думаете о сетях датчиков, которые создают общественные организации? Насколько адекватную картину они дают?

— Отношение позитивное, но я бы не преувеличивал их значения. Оборудование, которым пользуются общественные организации, недостаточно точное. Бытовые датчики очень хороши для индикативных измерений, которые показывают общее состояние атмосферы. Но не совсем правильно, когда по таким датчикам говорят, что уровень такого-то вещества превышен на какое-то количество миллиграммов. В бытовых датчиках чем выше концентрация вещества, тем больше погрешность измерения.

Я вижу идеальную картину мониторинга так: нужны большие, хорошо оборудованные стационарные посты, их количество можно даже не увеличивать, а выделить средства на модернизацию. Сети общественных организаций можно использовать как сигнальные: если они показывают высокий уровень загрязнения, то было бы прекрасно иметь передвижные посты, ездить с ними и подтверждать, насколько превышена норма тех или иных веществ в воздухе. По моему мнению, это самая оптимальная схема.

Мониторинг на дому

— Для начала необходимо определиться, какие вещества вы хотите замерять. Большинство бюджетных датчиков стоимостью до 2 тыс. грн измеряют уровень мелкодисперсной пыли. Чуть дороже можно купить датчик, который измеряет уровень газов, но в этом ценовом диапазоне нет корректно работающих приборов, их данные искажаются при изменении температуры и влажности. То же касается и лазерных датчиков, которые измеряют пыль. Мы с европейскими коллегами устанавливаем на датчики трубку-нагреватель, который испаряет влагу до того, как она попадет в корпус, и сенсор не воспринимает влагу и туман как мелкодисперсную пыль. Благодаря этому искривления данных минимизируются.

Датчики устроены просто. Самые дешевые модели работают через wi-fi, у них есть встроенный модуль с антенной. Датчик нужно подключить к wi-fi и питанию через usb и наклеить за окном на стекло или на стену, чтобы у него был доступ к воздуху. Он сам отправляет данные онлайн — к нам на SaveEcoBot или на другие зарубежные сервисы.

Важно

Смог не опасен, если не дышать. Как влияет на здоровье длительное загрязнение воздуха

Для места установки датчиков предусмотрена сложная инструкция: они должны быть на первом или пятом этажах, так можно получить наиболее корректные данные. Но если человек устанавливает датчик на 15-м этаже, это тоже хорошо. Чем больше датчиков, тем лучше. Если на одном доме их висит пять штук, то данные уравновешивают друг друга.