Датчик не смог: разбираемся, почему в Челябинске вонь, но экомониторинг показывает альпийский воздух

В конце прошлого года в Челябинске заработала система мониторинга качества воздуха, данные которой находятся в открытом доступе. Она состоит из 23 разнесенных по городу постов, которые измеряют уровень концентрации вредных веществ. Хорошо ли измеряют? В начале этой недели, 29–30 ноября, в городе стоял откровенный смог, но все датчики находились в зеленой зоне, а по ряду веществ и вовсе показывали нули. Мы решили разобраться, что всё-таки измеряет навороченная система мониторинга и как это соотносится с нашими ощущениями от Челябинска.

Сайт есть — понимания нет

Портал системы экомониторинга максимально недружелюбен к пользователю, начиная от его непроизносимого имени Feerc.ru/uisem/portal/ad/chelyabinsk и заканчивая неудобным способом отображения информации.

На первый взгляд, всё неплохо: есть карта с нанесенными постами контроля, ткнув в любой из которых, можно увидеть результаты измерений за несколько дней. Но дальше начинаются головоломки: посты измеряют разные наборы вредных веществ, показания соседних датчиков сильно отличаются, а обобщенных результатов нет. И даже просмотрев измерения всех постов, очень трудно сложить единую картину.

Получается, система бесполезна? С точки зрения среднестатистического челябинца, скорее да, чем нет: ее сведения настолько разношерстны и неупорядоченны, что допускают любую интерпретацию, а потому ее информативность для неспециалиста почти нулевая. Для простых людей нужна максимальная наглядность: что-то вроде совокупного индекса загрязнения. И, главное, этот индекс должен соотноситься с субъективными ощущениями, а вот этого пока нет.

Что показывала система 30 ноября

В последний день календарной осени мы получили огромное количество жалоб на смог из разных районов города. Но все контрольные точки системы экомониторинга в этот день были отмечены зеленым цветом, который означает низкую степень загрязнения воздуха. На это, в частности, обратила внимание наша читательница Елена, прислав в редакцию скрины карты экомониторинга. Как же так?

Цвет датчика на интерактивной карте зависит от так называемого стандартного индекса (СИ), значение которого до единицы считаются безопасными. Индекс вычисляется довольно путаным образом: система выбирает вещество с максимальной мгновенной концентрацией, а ее соотношение с ПДК м. р. и называется стандартным индексом. Например, 30 ноября стандартный индекс для поста на Победы, 287 составлял 0,5 единицы по диоксиду азота (NO2). Это означает, что в какой-то момент концентрация NO2 достигла половины мгновенной разовой ПДК. Для сравнения: на следующий день, 1 декабря, индекс загрязнения составлял 0,4, но уже по аммиаку. Короче говоря, цвет датчиков и стандартный индекс нельзя считать идеальным критерием качества воздуха. Зеленый цвет показывает лишь, что ни одно из веществ не выходило за ПДК по мгновенным концентрациям, но при этом уровень мог быть в десятки раз выше среднестатистического для данной точки города.

Если посмотреть детальные данные по каждому из веществ, картина оказывается еще более запутанной. Например, при якобы зеленом индексе ряд веществ выходит за границы среднесуточных ПДК: например, для поста на проспекте Победы превышены нормы формальдегида и твердых частиц до 2,5 мкм (PM2.5), тогда как стандартный индекс, напомним, составляет благополучные 0,5 единицы. Но почему?

Во-первых, стандартный индекс вычисляется по мгновенным концентрациям вредных веществ, пороговые значения которых существенно выше, чем для среднесуточных ПДК. Например, для упомянутых частиц PM2.5 мгновенная разовая ПДКм.р. составляет 0,16 мг/м3, а среднесуточная ПДКс.с. — 0,035 мг/м3. Во-вторых, в Министерстве экологии Челябинской области обратили наше внимание на еще один метрологический нюанс:

— При использовании цветовой индикации степени суточного загрязнения атмосферы происходит округление значения стандартного индекса до целого числа (например: 1,4 до 1 или 1,6 до 2), что обосновано необходимостью учета погрешности применяемых инструментальных методик.

Проще говоря, небольшие превышения игнорируются, что несколько приукрашивает картину.

Почему система не фиксирует откровенный смог?

30 ноября ряд датчиков показал незначительное превышение уровня среднесуточной ПДК, но в целом картина не выглядела зловещей. По данным Минэкологии, два пункта мониторинга показали небольшое превышение по диоксиду азота NO2 (102% и 121% ПДК с. с.), еще два пункта — твердых частиц PM2.5 (110% и 123%), один пункт зафиксировал избыток формальдегида (140%). А ранним утром датчик на улице Зальцмана показал превышение разовой концентрации NO2 на уровне 130%. При этом десятки других параметров были в норме, то есть увидеть выбросы исключительно по данным измерений сложно: похожие значения были и в другие дни, которые не казались нам сильно дымными. Получается, измеренные величины почти не соотносятся с нашими ощущениями?

Да, субъективное восприятие чистоты воздуха очень отличается от цифровой картины. Горожане чаще всего реагируют на совокупность факторов: например, над городом сгущается естественный водяной туман, придавая воздуху непрозрачность, но в стоячей атмосфере попутно накапливаются вредные вещества от предприятий и автомобилей. Воздух кажется ужасным, но по факту датчики системы экомониторинга, измеряющие концентрацию отдельных токсинов, выдают благополучную картинку, потому что не оценивают весь ассортимент загрязняющих веществ.

Добавьте к этому, что в безветренную погоду концентрация вредных веществ неравномерная: например, она может быть повышенной вдоль дорог или во дворах, где люди прогревают машины. Датчики же дают картину в зоне установки, что может не отражать «локальной экологии» в конкретном микрорайоне.

«Субъективная экология» вообще очень лукава, потому что часть токсичных веществ не имеет ни цвета, ни запаха. Например, оксид углерода СО, которым часто травятся в гаражах и частных домах, никак не ощущается. Есть и обратные примеры: органический навозный запах неприятен, но не всегда опасен. Поэтому вонючесть (непрозрачность) воздуха не всегда напрямую связана с его вредностью, равно как и наоборот.

Система мониторинга в большей степени заточена на отлов опасных концентраций веществ, чем на оценку параметров, которые доступны нашему восприятию.

А что такое смог?

Это обывательское название воздуха, загрязненного характерными для городской среды вредными веществами.

За непрозрачность воздуха, помимо капелек воды (тумана), в основном отвечают твердые частицы PM10 (до 10 микрометров) и PM2.5 (до 2,5 микрометра). Они летучи и могут состоять как из частичек относительно безвредного углерода (сажи), так и металлов или токсичных веществ, которые «налипают» на поверхность.

Неприятный запах воздуху придают некоторые токсичные газы: например, резко пахнут сероводород и оксиды азота. Помимо них, к «смоговым» веществам относят диоксид серы, озон, летучие углеводороды и ряд других веществ, которые характерны для городских источников загрязнения.

Но само понятие смог расплывчато и ненаучно, поэтому при инструментальной оценке качества воздуха не используется. И, может быть, зря, потому что расхождение цифр и субъективных ощущений подрывает доверие горожан к мониторингу воздуха.

При этом, как отмечалось выше, воздух может быть вредным или даже опасным в отсутствие смога, поэтому не всё то Альпы, что хорошо выглядит.

Какой должна быть система экомониторинга

Вероятно, нам нужны обобщенные индексы качества воздуха, которые отражали бы как его вредность (соотношение уровней с ПДК), так и субъективное качество — в последнюю группу можно включить вещества, которые раздражают слизистые оболочки, пахнут и/или видимы. Подобный подход используют метеорологи, указывая и реальную температуру, и «по ощущениям».

Полезно сравнивать концентрации не только с ПДК, но и со среднестатистическими уровнями, характерными для Челябинска или даже других городов, чтобы четче видеть «плохие дни».

И самое главное — нужно раскрыть информацию об источниках сильных загрязнений. Они есть у центра мониторинга, где проводят подобный анализ с учетом распределения концентраций и метеорологических условий, но эти данные не публичат. А потому загрязнители воздуха всегда могут сказать: даже если пахнет, это не мы...

А вот подробный репортаж с одного из постов системы экомониторинга. Качеству челябинского воздуха было посвящено большое интервью с вице-губернатором Сергеем Сушковым.