Чим ми дихаємо? Як працює система моніторингу якості повітря в Києві

Небезпечний рівень забруднення повітря став не просто цифрами у звітах екологів, а реальністю, з якою стикаються кияни щодня. Усі ми тижнями спостерігали сильний пил та смог у столиці, а показники у "Києві Цифровому" лякали високим рівнем небезпеки. Тож УНН перевірили, хто і як відслідковує якість повітря у Києві та який вплив на здоров’я людей має забруднення.

Люди відчувають втому, головний біль і задуху, але не завжди замислюються, що саме повітря, яким ми дихаємо, стає причиною поганого самопочуття. Зазвичай ми звертаємо увагу на це, лише коли відчуваємо неприємний запах чи бачимо сіру імлу, або ж тоді, коли з'являється інформація, що показники забруднення повітря перевищені. А звідки беруться ці показники? Хто і як збирає та формує дані? УНН вирішив розібратися у цьому питанні.

Моніторинг від столичної влади 

Системою моніторингу якості повітря, що запроваджена Київською міською державною адміністрацією, опікується Департамент захисту довкілля та адаптації до змін клімату.

Розбудова моніторингової системи якості повітря столиці розпочалася у 2020 році. У Департаменті кажуть, що формували її на основі досвіду інших країн. Так, наприклад, у Києві використовується аналогічне обладнання, що й у Відні та Копенгагені. Спершу було встановлено дві референтні (високоточні) станції, що збирали дані про якість атмосферного повітря. Згодом, у 2021 році, систему доповнили ще трьома станціями. А у 2022 році, перед початком повномасштабного вторгнення, вдалося запустити в дію ще два додаткових пости. Тож, загалом у Києві встановлено 7 станцій моніторингу якості атмосферного повітря, які розташовані у Дарницькому, Дніпровському, Подільському, Шевченківському, Святошинському та Голосіївському районах. Проте, як зазначає директор Департаменту захисту довкілля та адаптації до змін клімату Олександр Возний, постів має бути більше.

"Їх потрібно більше. Ще десь 15-17, просто, враховуючи те, що все обладнання імпортне і дороговартісне, у період дії воєнного стану ми призупинили закупівлю цього обладнання, бо зараз є дещо важливіші речі, на які треба витрачати кошти бюджету. А для інформування та збору інформації 7-ми постів цілком достатньо", - пояснив Олександр Возний.

Окрім референтних (високоточних) станцій у столиці також розміщено ще 46 індикативних датчиків, що допомагають спостерігати за якістю повітря і у тих районах Києва, де немає основних станцій.

Референтні станції та індикативні датчики

Різниця між референтними станціями та індикативними датчиками полягає в тому, що останні збирають проби з меншою частотою і з меншою точністю їх вимірюють. Референтні станції - це пости, розміром з контейнер, які займають невелику площу та є доволі автономними, адже не потребують спеціального працівника для виконання всіх задач. Усе виконує комп’ютер. Такі станції призначені для вимірювання широкого спектру забруднень з більшою точністю. А індикативні датчики - менші в розмірі, їх можна розміщувати на стовпах чи деревах, і основна їхня функція - доповнювати всю систему. Утім, зараз частина індикативних датчиків перебувають на технічному обслуговуванні. Та вже скоро їх обіцяють повернути.  

Датчики регулярно проходять калібрування - це налаштування та перевірка точності вимірювальних приладів, що встановлює відповідність між показаннями приладу та реальними значеннями, які він має вимірювати. Це робиться, аби переконатися, що прилад показує правильні результати під час роботи. А також датчики проходять повірку, тобто видачу відповідного документу про справність обладнання. 

Де подивитися результати аналізу моніторингової системи КМДА?

Усі дані, які збирають датчики моніторингової системи, є вільному доступі для кожного, і переглянути їх можна або на сайті Департаменту, або у застосунку "Київ Цифоровий".

"Однією з переваг моніторингової системи є те, що вона автоматизована та user-friendly. Іншими словами, усі дані, які щохвилини збирають датчики, автоматично надходять до системи, і жителі міста можуть спостерігати за станом повітря у реальному часі в застосунку "Київ Цифровий",- зазначив директор Департаменту захисту довкілля та адаптації до змін клімату.

Кошти на втілення проєкту виділялися з міського бюджету. Однак, доукомплектовували цю систему за кошти меценатів. До прикладу, після початку повномасштабного вторгнення, коли рашисти захопили ЧАЕС, люди почали задаватися питанням про радіаційний фон у столиці. У той момент відгукнулася компанія, яка безкоштовно подарувала місту та інтегрувала в систему моніторингу датчики вимірювання радіації. Тому зараз так само з якістю повітря в застосунку "Київ цифровий" можна спостерігати і за радіаційним фоном столиці.

Центральна геофізична обсерваторія імені Бориса Срезневського - з чого складається система моніторингу

Центральна геофізична обсерваторія імені Бориса Срезневського спостерігає за якістю повітря у столиці з 1965 року. На сьогодні обсерваторія має 16 стаціонарних постів спостережень, що обладнані необхідними приладами для відбору проб повітря. Вони розташовані у 8-ми з 10-ти районів Києва. Відсутні ПСЗ лише у Дарницькому та Святошинському районах.

Окрім Києва, Центральна геофізична обсерваторія імені Бориса Срезневського також обслуговує щодо показів лабораторного контролю Київську область. Так, наприклад, пости є у Білій Церкві, Броварах, Українці та Обухові. Також, через відсутність власних хімічних лабораторій у Житомирі та Чернігові, обсерваторія проводить аналіз проб і для цих міст.

"Раз у тиждень на їхніх постах відбираються проби і відправляються нам. Ми аналізуємо, а наприкінці місяця збирається вся інформація, ми її відправляємо в наш інформаційний відділ, а вони вже їм надають довідки про забруднення атмосферного повітря в їхніх містах. Потім на основі всіх цих даних готується піврічна довідка по стану повітря, і так само щорічник по всій Україні," - розповіла начальниця лабораторії спостережень за забрудненням атмосферного повітря Ніна Ротач.

Як досліджує повітря Центральна геофізична обсерваторія

Відбір проб проводиться 4 рази на добу і відбувається відповідно до існуючих державних стандартів і керівних документів. Тут процес перевірки якості повітря проходить дещо довше, у порівнянні з моніторинговою системою КМДА. Спочатку проби відбираються в скляні пристрої-поглиначі Ріхтера або сорбційні трубки з сорбентом. Далі на пост приїжджають лаборанти, збирають проби та відвозять їх до лабораторії. Там вже проводиться аналіз проб атмосферного повітря відповідно до вимог "Посібника з контролю забруднення атмосфери" від 1991 року. 

За рік на 16 постах обсерваторії відбирається до 80-90 тисяч проб, які аналізуються в лабораторії спостережень за забрудненням атмосферного повітря.

Для аналізу проб у лабораторії використовуються фотоколориметричні, атомно-абсорбційні, спектрофотометричні методи і методи газової хромотографії, а також традиційні фізико-хімічні методи аналізу.

Обладнання, яке використовують в обсерваторії, щороку проходить технічну перевірку, так само як і моніторингова система КМДА, вищезгадані - калібрування і повірка приладів. Також цього року лабораторія спостережень за забрудненням атмосферного повітря пройшла атестацію від ДП "Укрметртестстандарт". 

Свої дослідження обсерваторія публікує на сайті у вигляді щоденних таблиць з зафіксованими показниками та у вигляді зведеної інформації з показниками за місяць. 

Альтернативні системи моніторингу та як Київ став світовим лідером із забрудненості повітря 

За загальним індексом забруднення атмосфери столиця регулярно входить у перелік міст з високим рівнем забруднення.

Серед міжнародних організацій, що борються з забрудненням повітря, є швейцарська компанія "IQAir", яка формує світовий індекс стану атмосферного повітря. Так, у 2022 році, за даними цієї компанії, Київ потрапив у антирейтинг найзабрудненіших міст світу. Якраз тоді Департамент захисту довкілля та адаптації до змін клімату активно працював над своєю системою моніторингу якості повітря. І вони виявили, що джерелом інформації для "IQАir" виступали 8 анонімних користувачів на території міста Києва. Як пояснюють у КМДА, це були люди, які встановили приватні датчики, наприклад, просто в себе на подвір’ї. Проблемним, за словами Возного, стало те, що ці датчики вимірювали забруднення лише за одним показником - PM 2.5 (зважені тверді мікрочастинки) та не завжди надавали точні дані. 

"На підставі цих даних Київ потрапляв в рейтинг найбрудніших міст. Ми почали розбудовувати міську систему, у нас з’явилася більш достовірна інформація про стан повітря. Ми зв’язалися з "IQair" та підготували відповідне програмне забезпечення для того, щоб вони брали дані з міської системи моніторингу. Бо було дуже важливо, щоб вони оперували саме достовірними даними, які визначені нашими нормативами та законами. До того ж, ми це робимо за рахунок більш точного обладнання", - розповів Олександр Возний.

З того часу, за словами директора Департаменту, Київ перейшов до рейтингів найчистіших столиць світу. Наприклад, у 2023 році Київ посів 22-е місце у рейтингу з найчистішим повітрям.

Дані з системи моніторингу всі охочі можуть отримати не лише через "Київ Цифровий" чи вже згаданий "IQАir", а й на платформі Saveecobot. Окрім того, там можна побачити, що моніторинг якості повітря здійснюється й приватними ініціативами, а також свій пост має Київський національний університет ім. Тараса Шевченка. 

Окрім того, дані оприлюднює портал проєкту "Всесвітній індекс якості повітря". На інтерактивній мапі проєкту відображаються дані з великої кількості датчиків. Однак, нам не вдалося виявити там дані з системи моніторингу, встановленої КМДА. Натомість там відображені датчики, встановлені за приватної чи громадської ініціативи (довіряти їхнім даним чи ні - питання відкрите), частина з яких вже тривалий час неактивна. Ще одне джерело інформації - інтерактивна мапа Sensor.Community - глобальної сенсорної мережі, яка створює відкриті дані про довкілля. Але їх датчиків у столиці небагато. 

Наявність яких речовин у повітрі відстежується і чим вони небезпечні

До основних речовин, які вимірює моніторингова система Департаменту захисту довкілля та адаптації до змін клімату, належать: діоксид сірки, оксиди азоту та вуглецю, озон, аміак, сірководень, формальдегід, бензол.

Також вимірюються тверді частинки - це дрібний пил, що утворюється під час промислового виробництва, пожеж та згоряння відходів. Моніторингова система якості повітря КМДА фіксує стан повітря за допомогою загального індексу якості повітря CAQI. Цей індекс вимірюється показниками кількох забруднювачів, концентрація яких у великих дозах завдає шкоди людському здоров’ю. Далі цифровому показнику CAQI надається рівень, що відображає потенційну шкоду здоров'ю людини. КМДА використовує п'ятирівневу шкалу, у якій показник CAQI варіюється від 0 до такого, що перевищує сотню.

На постах Центральної геофізичної обсерваторії імені Бориса Срезневського також відбираються і аналізуються всі вище перелічені речовини. Але й окрім них у лабораторії роблять заміри завислих речовин, розчинних сульфатів, діоксид азоту, фенолу, хлористого та фтористого водню, важких металів. 

Основними забруднювальними речовинами у повітрі столиці є формальдегід та діоксид азоту. Середньорічні концентрації цих речовин перевищують середньодобову ГДК (гранично допустима концентрація) у 2-3 рази. Особливо у теплі періоди року середньомісячні концентрації цих домішок можуть сягати перевищень санітарно-гігієнічних норм у 5-6 разів. Загалом, якщо говорити лише про формальдегід - це безбарвний газ, який утворюється внаслідок недосконалого спалювання скам’янілого палива або відходів. Тривале вдихання пар цієї речовини здатне провокувати не тільки загальну слабкість і появу алергічних реакцій, а й набагато серйозніші проблеми зі здоров’ям, аж до розвитку онкологічних захворювань. Сильне отруєння формальдегідом може спровокувати розвиток змін навіть на генному рівні. 

Діоксид азоту - це також безбарвний газ, що потрапляє у повітря з автомобільних вихлопів, які і є основним джерелом забруднення повітря у місті. Викиди автомобільні сягають 80% від усіх викидів в атмосферне повітря. 

Також у повітрі деяких районів міста відзначаються підвищені концентрації завислих речовин, оксиду вуглецю, фенолу, оксиду азоту. Такі речовини зокрема мають негативний вплив на дихальні шляхи та нервову систему.