Физики РУДН подключаются к изучению глобальной проблемы тропосферного озона

Молекулярный озон - активный химический окислитель, который пагубно действует на живые организмы и растительность, способствует разрушению и деградации материалов. При вдыхании он вызывает в организме оксидативный стресс - лавину цепных реакций, приводящих к образованию свободных радикалов, которые, в свою очередь, наносят непоправимый ущерб всем системам организма.

С введением в строй первой станции мониторинга качества атмосферного воздуха в Институте физических исследований и технологий РУДН при поддержке Госкорпорации «Росатом» и ученых Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН началось создание Всероссийской Университетской Сети автоматического мониторинга тропосферного озона и его предшественников. Предполагается, что в ближайшее время к этой сети подключится несколько десятков других российских университетов, где будут созданы и запущены аналогичные станции контроля качества атмосферного воздуха.

Широко распространено мнение о полезности озона: стратосферный озон защищает нашу планету от ультрафиолетового излучения Солнца, а также применяется в терапии некоторых инфекционных заболеваний. Однако в случае приземной атмосферы и воздуха, которым дышит человек, это не так. Проблема загрязнения воздуха озоном – новая для России. Она вызвана изменениями климата и значительным загрязнением атмосферного воздуха в результате стремительного роста автотранспорта в городах. Высокое содержание озона в приземной атмосфере представляет существенную опасность для здоровья населения нашей страны: существует прямая взаимосвязь между уровнем озона в приземной атмосфере и состоянием здоровья населения, распространенностью ряда заболеваний, смертностью, состоянием экологических систем и лесов, урожайностью сельскохозяйственных культур. Именно поэтому особенно актуальной выглядит идея создания разветвленной сети для контроля за содержанием озона в приземной атмосфере в режиме: необходим постоянный мониторинг и свободный доступ к этой информации. Подобная система позволит оценить влияние озона на здоровье населения, а также экономические потери государства и бизнеса, обусловленные возрастающим содержанием озона в тропосфере.

Вклад повышенных концентраций озона в дополнительную глобальную смертность оценивается в 375 тысяч смертей в год, прежде всего за счет смертности от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний. В странах ЕС повышенные концентрации приземного озона приводят к 21400 дополнительным смертям и 14000 госпитализациям с респираторными заболеваниями в год. В документах ВОЗ озон отнесен к одним из наиболее токсичных воздушных загрязнителей, которые отрицательно влияют на здоровье населения Европы и других континентов.

В конце 2019 года учеными РУДН была запущена система экологического мониторинга и начата ее эксплуатация в пилотном режиме. Проводится долговременный мониторинг озона, окислов азота, окислов углерода, углеводородов, метеопараметров в окружающей атмосфере, апробируются методы и алгоритмы фильтрации и обработки многоканальных данных. Исследуются коротковременные (часы, сутки, недели) взаимосвязи между основными регистрируемыми параметрами концентраций озона, окислов азота, окислов углерода, углеводородов, метеопараметров в атмосфере мегаполиса и фоновом районе.

На основании анализа полученных данных в перспективе будут выработаны требования по оптимизации и совершенствованию программно-аппаратного комплекса, методов и алгоритмов обработки, хранения, фильтрации и визуализации данных. Они необходимы для формулирования рекомендаций по использованию комплекса и получаемых данных в целях мониторинга загрязнений окружающей среды в мегаполисах и фоновых районах и здравоохранения, оценки рисков для здоровья населения.