Петербург вошел в топ-10 городов с самым загрязненным воздухом. Чем мы дышим и стоит ли переживать?

Как проводили исследование?

За основу взяты данные спектрометра TROPOMI, установленного на спутнике Sentinel-5P, который предназначен для ежедневного глобального мониторинга атмосферы планеты. Благодаря API облачной платформы Google Earth Engine мы получаем информацию об общем содержании в тропосфере опасных химических веществ, в том числе части парниковых газов и аэрозолей.

Чтобы объективно оценить загрязнения воздуха в разных городах создали универсальный индекс TAQI. В нем учитывали оксид углерода (CO), формальдегид (HCHO), диоксид азота (NO2), диоксид серы (SO2), аэрозоли и класс опасности каждого из веществ. Индекс уже рассчитан для 174 городов России — чем ниже показатель, тем лучше качество воздуха.

Наземные станции наблюдения за качеством воздуха имеют множество ограничений для измерений. Сегодня в России состояние воздуха регулярно отслеживают всего в 221 городе. Исследование результатов с наземных точек требует установки дорогостоящего импортного оборудования, квалифицированных кадров и большего числа станций для точных результатов. Технологии космического мониторинга снимают эти ограничения, а TAQI позволяет учесть все загрязнители воздуха вместе взятые, что важно для комплексного анализа.

Наша методология основывается на данных космического мониторинга и предоставляет информацию с оценкой загрязнения всего столба тропосферы, а не отдельных загрязняющих компонентов. Еще TAQI позволяет получить сведения о состоянии воздуха в любой точке страны за любой промежуток времени. Это дает более полную оценку совокупности всех загрязнений за год и агрегирует большой массив ежедневных данных. Ежедневно спутник проводит около 360 измерений каждой точки Земли.

Почему именно эти вещества и откуда они в воздухе?

Всемирная организация здравоохранения определяет качество воздуха по четырем параметрам: твердые частицы, озон, диоксид азота, диоксид серы. Их концентрация в воздухе во многом — результат антропогенной деятельности — работа автотранспорта, заводов, городских свалок. Природные явления такие, как песчаные бури, лесные пожары, извержения вулканов с оседанием вулканического пепла тоже негативно сказываются на качестве воздуха.

Например, угарный газ появляется в атмосфере благодаря автомобилям, металлургическим предприятиям, тепловым электростанциям (ТЭЦ), химическим производствам и лесным пожарам. Формальдегид — целлюлозно-бумажные комбинаты, автотранспорт, ТЭЦ, химические предприятия, лесные пожары. Диоксид азота — ТЭЦ, автомобили и металлургические производства. Источником диоксида серы являются металлургические и химические предприятия, вулканы; а аэрозолей — песчаные бури, вулканический пепел и лесные пожары.

В 2021 году в топ-10 городов с самым загрязненным воздухом отсутствовал Петербург. В этом году он занимает восьмое место. Как так вышло? 

За четыре года наблюдения мы фиксируем в Петербурге повышенный уровень загрязнения (3 балла). Основные загрязнители — диоксид азота и формальдегид — по 30% вклад каждого из веществ в совокупный индекс. Больше всего на качество воздуха в городе влияет интенсивное автомобильное движение и работа промышленных предприятий. Очаг высокой концентрации хорошо виден в центре и рассеивается к периферии.

В 2021 году правительство Петербурга официально оценило уровень загрязнения воздуха как повышенный. По данным доклада, основной вклад в загрязнение воздуха вносили взвешенные вещества, озон, аммиак, диоксид азота и формальдегид. Наши и данные официального мониторинга идентичны как по общему уровню загрязнения, так и в части основных загрязняющих веществ.

В 2022 году город попал в наш топ-10 по уровню загрязнения, что соответствует 4 баллам — индекс TAQI составил 33, 3. Чтобы определить причины, нужно комплексное исследование, так как уровень загрязнения воздуха зависит не только от наличия и количества токсичных веществ, но и от других параметров: погодные условия, скорость и направление ветра, наличие осадков, физические параметры и расположения источника выбросов.

Чем опасно загрязнение воздуха этими веществами?

Выявленные вещества, по мнению ВОЗ, могут стать причинами возникновения сердечно-сосудистых, легочных и онкологических заболеваний, повышаются риски развития разного рода патологий. Диоксид азота в чистом виде — высокотоксичное соединение 3-го класса опасности. Он может провоцировать астму и другие хронические заболевания органов дыхания. При высокой концентрации загрязнителя в воздухе может возникать синергетический эффект — наступить острое токсикологическое отравление. Диоксид азота при окислении иногда становится причиной образования нитратных аэрозолей, под действием солнца и высокой температуры способствует образованию озона, который является одним из основных компонентов фотохимического смога (он часто возникает над европейскими мегаполисами и опасен для кровеносной и дыхательной систем). Выбросы не только влияют на наше здоровье, но и запускают глобальное потепление, кислотные дожди.

В Петербурге средняя за 2021 год концентрация диоксида азота составила 0,7 ПДК (предельно допустимая концентрация). Это не превышение, но близко к пороговому значению, равному 1 ПДК. При этом максимальная концентрация (1,9 ПДК) зафиксирована в Выборгском районе, а это уже превышение санитарно-эпидемиологического показателя.

Что может изменить ситуацию?

Сегодня каждый из нас может сократить количество поездок на автомобилях, экономить электроэнергию, сортировать отходы (особенно органические — использовать диспоузеры или компостеры), участвовать в волонтерских акциях по посадке деревьев.

Чтобы увидеть комплексные изменения, важно регулярно озеленять городские пространства и здания, использовать в строительстве и ремонте углеродно-нейтральные материалы и технологии по рекомендациям зеленого строительства LEED и BREEAM; перенести производства за город и обращаться к практике редевелопмента территорий, развивать общественный транспорт, шеринговые сервисы и электротранспорт, переходить на топливо с пониженными выбросами, использовать альтернативные источники энергии, налаживать систему вторичного использования и переработки отходов.