Чем мы дышим. Что такое режим "черного неба" и как живут в таких регионах

Сегодня 99% населения Земли мире дышат воздухом, концентрация вредных веществ в котором превышает показатели, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Насколько это вредно для организма человека и можно ли с этим бороться?

Содержание:

Как определить уровень загрязнения воздухаЧто такое режим "черное небо"Регионы России с самым грязным воздухомСтраны с самым грязным воздухомКак живые организмы приспосабливаются к грязному воздухуЧто делается для борьбы с загрязнением воздуха

Как определить уровень загрязнения воздуха

Для определения уровней загрязнения воздуха в мире используется IAQ - International Air Quality, индекс качества воздуха. AQI измеряется от 0 до 500. По сути, это усредненный показатель концентрации загрязняющих веществ в воздухе за определенный период. Чем выше его значение, тем больше риск для здоровья. Индекс включает шесть категорий. Самый безопасный - зелёный, от 0 до 50. Самый опасный - бордовый, 301 и выше. Значения AQI на уровне 100 или ниже считаются удовлетворительными. Выше 100 - значит, воздух уже вреден для определённых групп чувствительных людей.Когда AQI высок, власти обычно советуют снижать физическую активность на открытом воздухе или вообще не выходить на улицу.

Основные источники загрязнения воздуха:

оксид углеродадиоксид серыдиоксид азотаприземный озонмелкодисперсные твердые частицы, включая PM2,5 и PM10

Черное небо

По данным ВОЗ, в основном с проблемой загрязнения воздуха сталкиваются жители стран с низким и средним уровнем дохода. Но при этом в крупных промышленных центрах по всему миру отмечаются локальные загрязнения воздуха.

В России в особо серьезных случаях вводят режим неблагоприятных метеоусловий (НМУ) - режим "черного неба". Его объявляют, когда из-за определённых метеоусловий вредные примеси в атмосфере не рассеиваются.

Причины формирования режима "черного неба"

Выбросы с промышленных предприятий и угольных ТЭЦ.Выхлопы автомобилейОпределённые метеорологические условия, например, устойчивый антициклон, из-за которого долгое время нет ветра и осадковРасположение населенных пунктов в низинах и долинах, где задерживаются потоки ветраПлотная высотная застройка, которая также затрудняет естественные потоки ветра

Проблемы и последствия черного неба

Обычно при таком режиме фиксируют превышение в воздухе концентраций сероводорода, оксида углерода, смеси из оксида и диоксида азота, диоксида серы и мелкодисперсной пыли РМ2.5 и РМ10, в состав которой входят кусочки сажи, соединения тяжелых металлов, частицы минеральных солей, аллергены, аммиак, хлорид натрия и другое.

Твердые частицы РМ2.5 и РМ10 могут накапливаться в организме, особенно в лёгких. Поэтому серьезное загрязнение воздуха в первую очередь сказывается на здоровье человека и других живых организмов.

- Мелкодисперсная пыль при накоплении в организме может обострять и вызывать заболевания сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Высокая концентрация вредных веществ даже при кратковременном воздействии вызывает головную боль, головокружение, першение в горле, аллергический ринит, кашель, раздражение слизистых. При долговременном высоки риски развития респираторных заболеваний, например, астмы и энфиземы, поражения нервной системы и развития онкологических заболеваний.

- Загрязнение воздуха также негативно воздействует на животных, у которых может пострадать дыхательная система, возникнуть неврологические проблемы и раздражения кожных покровов. Исследования показывают, что накопление загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов, влияет на социальное и брачное поведение животных, нарушает эндокринную функцию, при длительном влиянии усиливают нейродегенеративные заболевания. Осаждение азота в виде аммиака является стрессовым фактором, который может привести к снижению биоразнообразия. Промышленные загрязнения могут влиять на баланс видов. Например, при высоком уровне алюминия могут исчезнуть отдельные виды рыб, а некоторые насекомые размножатся.

Дымящиеся трубы на фоне реки. Фото: iStock

- Загрязнители воздуха негативно влияют на рост растений и мешают им накапливать нужные вещества. Например, озон и диоксид азота воздействуют на метаболическую функцию листьев и мешают поглощению углерода. Тяжелые металлы оседают в почве и влияют на работу корневых систем, которые хуже впитывают минеральные питательные вещества и воду. Все это в совокупности может привести к изменениям в видовом составе растений и снизить урожаи.

- Высокая концентрация загрязнителей в воздухе приводит к уменьшению количества солнечного света, что в том числе сказывается на процессах фотосинтеза и урожайности сельскохозяйственных культур. Также медленнее растут леса.

- Грязный воздух повышает риски выпадения кислотных дождей: диоксид серы и диоксид азота смешиваются с каплями воды в атмосфере, образуется серная и азотная кислоты, которые с ветром могут переноситься на большие расстояния. Такие дожди повышают кислотность почвы и воды, вредят растениям и животному миру, ускоряют разрушение зданий.

- Загрязнение воздуха - это большой шаг к разрушению озонового слоя. Молекулы озона разрушаются выбросами атомов хлора в атмосферу, это, в свою очередь, создает риски заболеваний кожи для человека и угрозы для растений и морских экосистем.

- Из-за высоких концентраций парниковых газов ускоряется изменение климата. В глобальном масштабе это приводит к все более частым экстремальным погодным катаклизмам, таянию ледников, сокращению или изменению ареала многих живых организмов, вымиранию отдельных видов.

Регионы России с самым грязным воздухом

Красноярск традиционно считается одним из городов России с самым загрязненным воздухом. В последний раз там и в еще ряде населенных пунктов Красноярского края режим "черного неба" объявляли в ноябре 2023 года. До этого его в регионе вводили практически ежемесячно.

Красноярск несколько раз возглавлял рейтинг крупных городов мира с самым высоким уровнем загрязнения воздуха, по данным сервиса IQAir. Также там периодически фигурирует Москва, но на верхние строчки столица не поднимается.

Концентрация взвешенных твердых частиц PM2.5 в Красноярске более чем вполовину выше, чем в среднем по России.

Сергей Колпаков

По рекомендации ВОЗ, концентрация PM2,5 в воздухе не должна превышать 15 мкг/м³. В Красноярске же, согласно данным мониторинговой сети Nebo, отмечаются показатели свыше 40 мкг/м³. Среднегодовая концентрация PM2.5 в 2022 году там составила 51,7 мкг/м³, что превышает требования ВОЗ более чем в 10 раз. Пик концентрации фиксируют в конце зимы и в середине лета.

Загрязненность Красноярска объясняется рядом факторов. Во-первых, это самый большой транспортный узел Восточной Сибири. Во-вторых, здесь работает один из крупнейших в мире алюминиевых заводов, ТЭЦ и ряд других промышленных предприятий, в том числе химической промышленности. Кроме того, в Сибири часто горят леса, дым от которых приносит в город. Также считается, что проблему "черного неба" усугубляют испарения от реки Енисей. После строительства ГЭС она не замерзает. В жару или в сильный мороз над рекой концентрируются воздушные потоки с дымом, пылью и выхлопами.

Среди других городов России, где высока степень загрязнения воздуха, - сибирские Минусинск, Кызыл, Абакан и Новокузнецк, дальневосточная Чита, а также Челябинск и соседние населенные пункты области. В безветренные дни их жители периодически жалуются на то, что им "нечем дышать": возникают аллергические реакции, кашель, першение в горле. В такие периоды в детских учреждениях ограничивают прогулки на свежем воздухе, а Роспотребнадзор рекомендует потреблять больше жидкости, чаще мыть полы дома, держать окна закрытыми и стараться не выходить на улицу.

В период действия режима "черного неба" предприятиям рекомендуется снижать выбросы на величину от 15 до 60%, иногда полностью прекратить их.

Страны с самым грязным воздухом

При этом Россия в 2022 году в рейтинге стран с самым загрязненным воздухом заняла только 86-ую строчку. Лидером стала африканская Республика Чад. Там среднегодовая концентрация PM2.5 составила 89,7 мкг/м³ при показателе РФ в 11,2 мкг/м³. В этой республике загрязнения обусловлены работой нефтяной, мясоперерабатывающей и текстильной промышленности, масштабным сжиганием отходов и выхлопами транспортных средств.

Сергей Колпаков

Также на верхних строчках антирейтинга - Ирак (80,1 мкг/м³) и Пакистан (70,9 мкг/м³). В Ираке это связано с выхлопами транспортных средств, использованием генераторов для получения электричества из-за неразвитой энергетической инфраструктуры, а также с пожарами на нефте- и газоперерабатывающих заводах. В Пакистане основными источниками загрязнения воздуха являются некачественное топливо и резкий рост числа транспортных средств. Выбросы углерода и соединений свинца от машин являются серьезной проблемой в урбанизированных городах этой страны.

Как живые организмы приспосабливаются к грязному воздуху

Человек испытывает на себе негативные последствия загрязнения воздуха: болеет, чихает и кашляет, но, кажется, многие другие живые организмы успешно выживают в крупных промышленных центрах. Это крысы, голуби, многие виды насекомых и растений.

Собака Фото: iStock

По принципу естественного отбора от поколения к поколению живые существа приспосабливаются к новым условиям. Но это также приводит к эволюционным компромиссам. Например, даже если животное приспособилось дышать грязным воздухом, через несколько поколений могут обнаружиться долгосрочные последствия, например, снижение репродуктивности.

Эволюция привела к тому, что у ряда животных появились особенные дыхательные системы, которые позволяют им фильтровать загрязняющие вещества из воздуха. Отдельные растения и насекомые производят ферменты, которые снижают опасность атмосферных загрязнителей. Также животные могут изменять поведение: укрываться в подземных норах или густой растительности, где уровень загрязнения воздуха обычно ниже, мигрировать или менять активность в зависимости от времени суток, когда концентрация токсинов снижается.

Что делается для борьбы с загрязнением воздуха

Генеральная Ассамблея ООН в 2022 году приняла резолюцию, согласно которой каждый житель Земли имеет право на здоровую окружающую среду, включая чистый воздух, воду и стабильный климат. Но уже многие годы разные страны прикладывают усилия для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу, объемы которых резко выросли после начала промышленной революции.

Наиболее очевидная и эффективная мера в борьбе с загрязнением воздуха - повсеместное сокращение вредных выбросов. Для этого нужно минимизировать использование ископаемого топлива, заменяя его солнечной, ветровой и геотермальной энергией. Во многих странах действуют ограничения по объёмам выбросов промышленными предприятиями парниковых газов и загрязняющих веществ.

Рука удаляет CO2 - концептуальное изображение на фоне зеленой дикой травы на фоне неба Фото: iStock

Также многие государства развивают инфраструктуру электромобилей, а крупные промышленные компании или госструктуры переводят свои автопарки на гибридные или альтернативные виды топлива. Например, школам в Восточном Чикаго штата Индиана для минимизации выхлопов закупили автобусы на пропане.

На уровне населенных пунктов власти создают новые системы дорожного движения, чтобы уменьшить пробки, приводящие к загазованности, и создают инфраструктуру для популяризации велосипедов. Любой человек также может внести свой вклад, хотя бы изредка пользуясь общественным транспортом вместо личного авто.

Также можно не только напрямую бороться с растущими объемами выбросов, но и влиять на последствия через систему здравоохранения. Например, ВОЗ в 2022 году запустила пилотную программу по обучению медицинских работников, выступающих за программы чистого воздуха, чтобы они в том числе целенаправленно действовали в этой сфере. Важно периодически оценивать климатические риски в конкретных регионах, корректируя программы здравоохранения в зависимости от зон рисков, работать с наиболее уязвимыми группами населения - детьми и пожилыми.

Многие страны имеют программы информирования о загрязнении воздуха. Благодаря такой работе, местные жители могут узнать о текущей обстановке и сами минимизировать риски для своего здоровья, например, сократить пребывание на улице в дни "черного неба".