31 августа 2021

Следить за ПДК

Для системной работы над улучшением качества воздуха в городах нужно следить за превышениями предельно допустимых концентраций различных загрязняющих веществ. Такие данные в России есть у Росгидромета, но статистика несовершенна.

Поделиться в социальных сетях

«Цели по снижению валовых выбросов в паспорте федерального проекта «Чистый воздух» появились от того, что в условиях недостатка информации о состоянии и загрязнении воздуха, нужно было задать четкие количественные критерии успешности проекта. Этих целей можно достичь искусственно, например, за счет снижения выбросов оксида углерода, имеющего четвертый класс опасности и занимающего значительную долю в объеме промышленных выбросов. При этом выбросы более опасных веществ могут не снижаться или даже возрасти», – говорит Дмитрий Чубаров, исследователь, руководитель отдела моделирования компании CityAir. 

Действительно, с валовыми показателями (смотрим на итоги 2019-го) можно играться постоянно, меняя методики расчетов и рисуя «правильные» цифры. Кроме того, информация о том, что на какой-то город в год выпадает столько-то тысяч тонн разной грязи, мало что скажет о реальном загрязнении воздуха в конкретной точке в конкретный момент времени. Очевидно, что для системной работы над улучшение качества воздуха в том или ином городе правильнее было бы следить за превышениями предельно допустимых концентраций (ПДК) различных загрязняющих веществ (ЗВ).

Сегодня па постах государственной наблюдательной сети (ГНС) Росгидромета наблюдают за концентрациями 54 ЗВ, в том числе 11 тяжелых металлов. Не везде замеряют все из них; впрочем, основных поллютантов – взвешенные вещества, окислы азота, серы и углерода, бенз(а)пирен и формальдегид, – отслеживают практически повсеместно (местами к ним добавляются и специфические выбросы, характерные для той или иной территории, от фенола до сероводорода). В ГНС высчитывают средние, а также максимальные разовые концентрации тех или иных ЗВ (более 10 ПДК в моменте). Средние сравниваются со среднесуточными (ПДК с.с.) и годовыми ПДК, максимальные из разовых – с т.н. ПДК м.р. Первые позволяют оценивать долговременное и хроническое, а вторые – кратковременное загрязнения воздуха (например, при каких-либо техногенных авариях или природных ЧС, тех же лесных пожаров).

«Загрязняющие вещества в атмосфере появляются не только вследствие выбросов из различных источников, но и в результате химических превращений вполне безобидных веществ при их накоплении в городской атмосфере. Международным консенсусом специалистов выделены основные примеси, характеризующие качество городского воздуха; в документе World Air Quality Guidelines, подготовленном под эгидой Всемирной организации здравоохранения, задаются стандарты концентраций оксида углерода (CO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), озона (O3) и мелкодисперсных твердых частиц (PM). Оксиды углерода, азота и серы, а также твердые и жидкие аэрозоли содержатся в выбросах, связанных со сжиганием различных видов топлива: автотранспорта, энергетики, автономного отопления. В результате химических превращений в атмосфере образуется озон, оксиды азота — в первую очередь, NO и NO2 — и вторичные аэрозоли. Важность учета озона состоит в том, что в его присутствии относительно безопасный оксид азота NO превращается в ядовитый диоксид азота NO2. Концентрации именно этих загрязнителей используются при расчете Индексов загрязнения воздуха, которые понятны и специалистам, и общественности. Перечисленные вещества есть в атмосфере любого современного города. По динамике изменения их концентраций можно судить об эффективности предпринимаемых природоохранных мер. Есть и специфические загрязнители и часто именно их присутствие в атмосфере оказывает наиболее сильное воздействие на здоровье людей, однако, такие загрязнители характерны только для тех городов, где есть какие-то особенные источники выбросов, такие как предприятия металлургии или нефтехимической промышленности», – говорит Дмитрий Чубаров.

Сегодня па постах государственной наблюдательной сети (ГНС) Росгидромета наблюдают за концентрациями 54 ЗВ, в том числе 11 тяжелых металлов.

Статистика с ПДК

«Одно промышленное предприятие не способно загрязнить атмосферу всего региона, но может серьезно отравить воздух на конкретной территории. Поэтому подтвержденные факты превышения ПДК, безусловно, представляют собой важную информацию для экологического анализа и позволяют точечно оценить состояние атмосферы на конкретной территории», - объясняет президент FinExpertiza Елена Трубникова

По данным Ежегодника «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России» за 2019 год (за прошлый год данные соберут лишь к концу года текущего), которые выпускает ГГО им. Воейкова, наблюдения на 677 станциях Росгидромета в 250 населенных пунктах России показали, что средняя за тот год концентрация одного или нескольких ЗВ в воздухе кратно превысила безопасный уровень (или 1 ПДК) в 133 городах с общей численностью населения более 50,6 млн человек! А из 224 городов, в которых Росгидромет в принципе рассчитывает уровень загрязнения (по комплексному индексу, т.н. ИЗА), в 40 этот самый уровень характеризовался как высокий и очень высокий. А там проживает 10,6 млн человек, или 10% городского населения России. 

Вроде бы немного. Тем более что, по данным ГГО, еще в 2004 году в России было 147 городов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения. Но в те годы межгодовая изменчивость динамики коррелировала лишь с метеорологическими условиями, способствовавшими накоплению (или, соответственно, выведению) загрязняющих веществ из атмосферы. А вот с 2014 года к этому природному фактору, на который человек влиять априори не очень способен, добавился фактор рукотворный – Росприроднадзор взял и существенно повысил средние ПДК по формальдегиду, «благодаря чему» количество загрязненных городов (следите за руками) сразу же резко уменьшилось! И, как специально подчеркивают в ГГО, не в связи «с улучшением состояния загрязнения атмосферного воздуха». 

Так вот, если бы данные за 2019 год пересчитали с использованием прежней ПДК формальдегида, количество городов с высоким и очень высоким уровнями загрязнения атмосферы составило бы… 98, а не 40! А городов, где средние концентрации какой-либо примеси превысили 1 ПДК, в списке оказалось бы 191 – вместо, как было указано выше, 133. Кстати, количество таких муниципалитетов при «старых» расчетах было минимальным в 1998 году (185) «из-за спада производства», а в 2012 году достигло максимума (214) «вслед за ростом промышленного производства и количества автотранспорта в городах».

В Росгидромете ежегодно выделяют еще и города с наибольшим уровнем загрязнения воздуха – в т.н. Приоритетный список по итогам 2019 года попало 18 муниципалитетов, с общим числом жителей в них 3,3 млн человек. При расчете комплексных ИЗА по «старым» ПДК формальдегида в этом перечне было бы заполнено 29 строчек.

график1.png

Вообще, в 2019-м году средние за год концентрации, например, взвешенных веществ превысили 1 ПДК в 53 городах России, бенз(а)пирена – в 47, диоксида азота – в 44, а формальдегида – в 45 (в последнем случае в группе риска оказались 15,8 млн человек; без учета изменения ПДК формальдегида сверхнормативному загрязнению воздуха этим веществом было подвержено уже 64,5 млн человек в 152 городах!). При этом средняя за год концентрация только одного ЗВ превысила 1 ПДК в 29% городов с наблюдениями за загрязнением воздуха, в Искитиме, Шелехове и Ясной Поляне (казалось бы?) фиксировались превышения 1 ПДК сразу по четырем ЗВ, в Селенгинске и Южно-Сахалинске – по пяти, а в Улан-Удэ – по шести!

Максимальные концентрации ЗВ в 2019-м превысили 10 ПДК в 35 городах России, где проживает 10,7 млн человек. Было отмечено 139 случаев. По диоксиду серы максимум «поймали» в пос. Никель Мурманской области (но в 2019-м там еще работал Плавильный цех Кольской ГМК, который «Норникель» полностью остановил лишь в декабре 2020 года), по фенолу – в пос. Турлатово под Рязанью, по сероводороду – причем больше 12,5 ПДК! – в Самаре, по свинцу – 13 ПДК – в Магнитогорске, по взвешенным веществам – в Южно-Сахалинске. Максимальные из разовых концентраций по другим ЗВ были отмечены в Екатеринбурге (этилбензол), Уфе (сероводород), Красноярске и Томске (хлорид водорода). А фантастические 88 ПДК бенз(а)пирена зафиксировали в тот год в столице Хакасии – Абакане! 10 ПДК концентрации этого канцерогена превысили в 30 городах с населением 8,4 млн человек, а 5 ПДК – в 45 городах с населением 12,1 млн человек.

«Это вещество присутствует в атмосфере в виде твердых частиц и появляется, если взвешенные вещества, возникающие при сжигании различных видов топлива, должным образом не улавливаются. Так что концентрации мелкодисперсных твердых частиц могут служить индикатором присутствия таких опасных веществ как бенз(а)пирен и других полиароматических углеводородов», - объясняет Дмитрий Чубаров из CityAir. При этом если взвешенные вещества определяют на 601 станции в 229 городах России, то наблюдения за мелкодисперсными частицами РМ10 проводятся всего в восьми городах на 14 станциях, а за РМ2.5 – в шести городах на 10 станциях. А ведь эти частицы составляют обычно 40–70% от общего числа взвешенных, и особенно опасны для людей с хроническими нарушениями в легких, с сердечно-сосудистыми заболеваниями, с астмой, частыми простудными заболеваниями, пожилым и детям. 

По данным аналитической службы международной аудиторско-консалтинговой сети FinExpertiza, по итогам пандемического 2020 года количество зафиксированных в России случаев высокого и экстремально высокого загрязнения воздуха увеличилось почти вчетверо. Если в 2019 году, не отмеченном локдаунами и приостановкой экономической активности, таких инцидентов было всего 64, то в 2020 году – уже 243. Прошлый год «стал худшим по количеству выявленных загрязнений как минимум за последние 16 лет, вдвое превысив антирекорд 2010 года – тогда было зафиксировано 126 случаев высокого и экстремально высокого загрязнения воздуха». Госдоклад Минприроды РФ выйдет осенью, тогда можно будет сравнить выводы аналитиков с данными, собранные на постах ГНС. Но та же FinExpertiza уже констатировала: за первые шесть месяцев 2021 года количество зафиксированных случаев высокого и экстремально высокого загрязнения воздуха увеличилось по сравнению с аналогичным периодом прошлого года в четыре раза, до 181 инцидента. Это стало абсолютным максимумом для первого полугодия как минимум за последние 17 лет!

график1-1.png

Не везде, не всегда и не так

Об этом стоит сказать специально, но, во-первых, постами ГНС в России охвачено всего… 20% городов. Среди них на 100% – только «миллионники», на 72,5% – города с населением более 100 тыс. человек, и всего на 10,3% – более мелкие поселки. А больше трети городского населения РФ – и это признают в самом Росгидромете – проживает на территориях, где уровень загрязнения вообще никак не оценивается (из-за отсутствия наблюдений или их недостаточного количества). В восьми регионах (республики Адыгея, Алтай, Ингушетия, Кабардино-Балкария, Калмыкия, Марий Эл и Чечня, а также в Ненецком автономном округе) посты ГНС просто отсутствует. 

Во-вторых, большая часть наблюдений за качеством атмосферы – по крайней мере, в сети Росгидромета – ведется в т.н. «дискретном режиме»: отбор проб воздуха раз или два в день, после чего все это отвозят в лабораторию, где и высчитывают концентрации тех или иных примесей. Итоги таких проверок, понятное дело, выходят сильно отложенными во времени. Тем не менее, пока такие отборы преобладают: в 2019-м их было сделано порядка 3,7 млн, тогда как в непрерывном режиме измерений с помощью автоматических газоанализаторов (они собирают данные с интервалом, например, каждые 20 минут – что намного эффективнее) – всего 1,9 млн (из них на сети Росгидромета – 3,4 млн и 1,4 млн соответственно).

Свою лепту в замеры вносят и другие службы – от Роспотребнадзора до собственных лабораторий предприятий. Но в формате онлайн единых и открытых данных, понятных рядовому горожанину, у нас нигде не собирают. Отсюда – растущий интерес активных горожан к альтернативным сетям наблюдений и собственным газоанализаторам, которые, зачастую, способны показать не совсем верную картину.

В-третьих, действующих постов ГНС даже в крупных городах на сегодня для полноценных охватов оказывается недостаточно. «В соответствии с требованиями нормативных документов их количество составляет от 1–5 до 10–16 в зависимости от численности населения, характеризующей социально-экономическое развитие городов», сообщают в ГГО им. Воейкова. Этого мало – навскидку, постов должно быть как минимум в два, а то и в три раза больше (неудивительно, что в крупных муниципалитетах семимильными шагами развиваются альтернативные сети наблюдений, в том числе общественные). Зачастую «старые» посты, расставленные в определенной логике еще в годы СССР, к настоящему времени потеряли свое изначальное предназначение – например, раньше рядом дымил завод, а сейчас от него остались одни склады. И что там тогда замеряет Росгидромет? 

Все это, и не только, определяет тотальное несовершенство системы государственного мониторинга качества воздуха. Но, как ни крути, других данных, да еще и в многолетней динамике (ГНС хранит долгие временные ряды измерений в ключевых точках), для нас у государства нет. «Вопрос корректной оценки состояния атмосферного воздуха связан с двумя факторами – качеством системы мониторинга и подвижностью действующих нормативов. Вредный выброс нужно не только отследить и зафиксировать, но и правильно оценить с точки зрения вреда для экологии и здоровья человека. В России качество атмосферного воздуха анализируется во всех городах-миллионниках и в основной части городов с населением от 100 тыс. человек. Однако в большинстве менее крупных населенных пунктов станций мониторинга нет вовсе. Поэтому о многих случаях загрязнения мы попросту ничего не знаем. Кроме того, в России неоднократно корректировались нормы ПДК отдельных веществ в сторону увеличения, что позволяло на бумаге занижать данные о выбросах. Поэтому данные Росгидромета о зафиксированных случаях вредных выбросов в атмосферу нельзя считать всеобъемлющими в силу объективных ограничений систем мониторинга. И на их основании не получится сделать однозначных выводов о качестве воздуха в целом», - комментирует президент FinExpertiza Елена Трубникова

«ГНС испытывала недостаток финансирования на протяжении нескольких десятков лет. За это время накопилось серьезное отставание от уровня организации мониторинга загрязнения атмосферы в ведущих индустриальных странах, а также от Китая, где за последние 10 лет наблюдательные сети значительно улучшились и приблизились к уровню, когда они могут служить для эффективного и оперативного управления качеством воздуха. Для этого сети должны стать полностью автоматическими, представительными, то есть, присутствовать не только в крупных, но и в малых городах, работать в режиме онлайн, чтобы информация могла быть использована оперативно, а также интегрированы с системами оценки последствий залповых выбросов и прогноза неблагоприятных метеоусловий», - объясняет Дмитрий Чубаров из CityAir.

Напоследок: не стоит переоценивать влияние на качество воздуха антропогенных факторов. Накоплению загрязнений в атмосфере могут способствовать неблагоприятные для рассеивания ЗВ метеорологические условия (приземные инверсии, застои, высокая температура воздуха, малое количество осадков), лесные пожары, техногенные аварии и катастрофы. Кроме того, газовые и аэрозольные примеси, выбрасываемые стационарными источниками, могут улетать с ветром далеко от места появления; они также «вымываются осадками, поглощаются в облаках и туманах, оседают под влиянием нисходящих движений воздуха, трансформируются с образованием вторичных загрязняющих веществ в результате фотохимических реакций, протекающих в атмосфере под воздействием солнечной радиации», объясняют в ГГО.

Например, выбросами предприятий Краснокамска и Осенцовского промузла при определенных метеоусловиях накрывает и промышленно развитую Пермь. А для территорий восточнее Урала вообще характерны особо неблагоприятные для рассеивания вредных аэрозолей метеоусловия. На большей части Сибири и Дальнего Востока каждую зиму устанавливается т.н. «Сибирский антициклон», сопровождающийся ясной погодой, застоями воздуха и мощными инверсиями температуры, препятствующими переносу примесей в верхние слои атмосферы. Поэтому средние концентрации диоксида азота, взвешенных веществ, формальдегида и диоксида серы в городах Урала, Сибири и Дальнего Востока обычно на 10-33% выше, чем на Европейской части РФ. А средние концентрации бенз(а)пирена в Азиатской части России в восемь раз выше, чем на Европейской части РФ, максимальные – в 10 раз, объясняют в ГГО им. Воейкова. Добавляя, что «причиной столь существенных различий в уровне загрязнения может быть использование угля более 80% генерирующих мощностей тепловых электростанций в Восточной части России».   

Накоплению загрязнений в атмосфере могут способствовать неблагоприятные для рассеивания ЗВ метеоусловия (приземные инверсии, застои, высокая температура воздуха, малое количество осадков), лесные пожары, техногенные аварии.
Охотники за выбросами
Охотники за выбросами

«Норникель» обновил парк передвижных эко-лабораторий, чтобы повысить точность оперативного контроля за качеством воздуха в Норильском промрайоне. Газоаналитические приборы новой Е-серии рассчитаны минимум на десять лет эксплуатации.

Что загрязняет воздух в городах-миллионниках России?
Что загрязняет воздух в городах-миллионниках России?

Автотранспорт – солидный источник вредных выбросов в атмосферу мегаполисов, хотя его вклад и скачет от 94% в Москве до 35% в Омске. Тем не менее, снижать влияние передвижных источников на качество воздуха необходимо повсеместно.

Александр Попов Учредитель и шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»
Если вам понравилась статья, поддержите проект