Доценты кафедры экологии и химической технологии ИЕТН ЮУрГУ Татьяна Крупнова и Ольга Ракова с коллегами получили грант Российского научного фонда при поддержке Правительства Челябинской области, чтобы изучить влияние температурных инверсий на эпизодические загрязнения атмосферного воздуха в промышленном городе. Работа ведется в рамках национального проекта «Наука и университеты».
В нашем городе практически нет промышленных предприятий, которые служили бы источником выброса формальдегида – нефтехимкомбинатов, крупных мебельных фабрик. Откуда возникают превышения ПДК этого вещества? Вряд ли виноват автотранспорт, формальдегид по некоторым данным составляет 0.15-0.2% (об.) выбросов обычного двигателя внутреннего сгорания.
.jpg)
Если никто не загрязняет воздух формальдегидом, логично предположить, что он образуется в атмосфере. Его образование связано с тропосферным (приземным) озоном, который в свою очередь может вступать в реакцию с изопреном, выделяемым зелёными растениями и другими летучими органическими соединениями (ЛОС), которые выбрасывают предприятия и транспорт. Теперь на проблему обратили внимание на федеральном уровне, и в настоящее время содержание тропосферного озона учитывается в расчете комплексного индекса загрязнения атмосферы и мониторится по всей стране.
Очень важно, что тропосферный озон по мнению некоторых ученых не имеет порога допустимой концентрации, если он обнаружен в атмосфере, это уже тревожный сигнал.
«Очень важно обнаружить предикты озона и формальдегида, выявить, как и из каких веществ они образуются в атмосфере. Озон и формальдегид взаимосвязаны за счёт протекания фотохимических реакций. ЛОСы – летучие органические соединения вступают в реакцию с озоном, результат – формальдегид, – рассказывает Ольга Ракова. – Почему же уровень формальдегида в атмосфере в иные дни выше, а в иные – меньше? Ведь это не связано с прямыми выбросами промышленных производств, которые практически постоянны. Значит стоит задуматься над метеорологическими причинами, прежде всего температурными инверсиями. При инверсии температура с ростом высоты не понижается, а повышается, что препятствует рассеянию загрязняющих вещества, в результате смог «накрывает» город как кастрюлю крышка».
.png)
В итоге нужно учитывать все источники формальдегида – транспортные, промышленные, и биогенные – те, о которых речь шла выше. Все три вида факторов нужно рассматривать комплексно.
«Над этой проблематикой мы размышляли с 2021 года, сотрудничали с Гидрометеоцентром, это наш стратегический партнёр, собирали данные о содержании в атмосфере озона и формальдегида, – рассказывает Татьяна Крупнова. – Сейчас к работе над грантом привлечён сотрудник Челябинского отделения Росгидромета, который будет рассматривать не только наличие температурных инверсий, но и движение воздушных масс, циклонов и антициклонов, направление и скорость ветра и другие атмосферные явления. Измерения будет осуществлять именно Росгидромет, их лаборатории имеют аккредитацию для такой работы и ведут непрерывные исследования в автоматическом режиме. Можно отслеживать изменения погоды в течение суток и сезонно».
Конечно, чем больше точек мониторинга, тем лучше. Для этого необходимо консолидировать усилия университета, Росгидромета, ЦЭМ, Министерства экологии ЧО и различных предприятий, чтобы со всех постов собрать данные об уровне загрязнений, приобщить к ним данные синоптиков и показания метеозондов о температурной инверсии. Зарубежные организации, такие как EPA, определяют до 57 веществ-предиктов, которые вступая в реакции, загрязняют атмосферу вторичными загрязнителями.
Если методика будет отработана, её можно будет перенести из Челябинска на любой другой город. Пока же работа находится на начальном этапе, но к исследованиям уже привлечены как учёные, так и студенты. Исследования по схожим методам ведутся во всём мире, но для России методика уникальна.