«Зеленые» данные

Как страны и города следят за экологической обстановкой

Недавняя экспертиза в Санкт-Петербурге помогла выявить опасные загрязнения городской почвы. Из 128 образцов, взятых в восьми районах северной столицы, 85 проб попали в категорию «чрезвычайно опасная», 32 — «опасная», 8 — «допустимая», и только три были признаны «чистыми». Во всех восьми районах превышены допустимые в соответствии с санитарными нормами уровни бензапирена, меди, кадмия, свинца, цинка. Наиболее загрязнены тяжелыми металлами почвы в Невском, Московском, Фрунзенском и Центральном районах.

Ранее в своем ежегодном докладе Росгидромет сообщил, что в 143 городах России с общей численностью населения более 56 млн человек значительно превышен безопасный уровень загрязнения воздуха (часто — по одному или нескольким веществам — в разы). Эти факты наглядно демонстрируют важность экологического мониторинга и информирования для защиты жизни и здоровья людей.

Данные — новая нефть

Эту цитату британского математика Клайва Хамби можно смело применить и к экологической информации, которая с ростом мирового населения и объема потребляемых ресурсов становится жизненно важной. Во многих крупных промышленных центрах воздух так же вреден, как ежедневное выкуривание пачки сигарет. По словам индийского хирурга Арвинда Кумара, основавшего Фонд по борьбе с легочными заболеваниями, грязный воздух делает «курильщиком» каждого жителя Индии. Почвы, поверхностные и подземные воды также страдают от бытового, промышленного и транспортного загрязнения, которое нужно контролировать.

Экологические данные и прогнозы необходимы органам власти на всех уровнях: для контроля за выбросами автомобилей и предприятий, разработки природоохранного законодательства, для принятия решений в случае стихийного бедствия или другой чрезвычайной ситуации. Современные технологии, такие как интернет вещей, большие данные и спутниковая съемка высокого разрешения, обогатили арсенал наблюдения за окружающей средой новыми возможностями и облегчили сбор информации на национальном и наднациональном уровнях. У стран и городов стало больше шансов узнать о возможных проблемах заблаговременно и объединить усилия в борьбе с глобальными проблемами, такими как климатические изменения. Города ответственны за 70% выбросов парниковых газов. При этом урбанизированные территории крайне уязвимы перед последствиями климатических изменений, такими как наводнения, ураганы, сильные ливни, волны жары. К 2050 году по меньшей мере 570 прибрежных городов и порядка 800 млн человек по всему миру столкнутся с подъемом уровня моря, штормовыми приливами.

В 2018 году компания Grand View Research оценила объем мирового рынка экологического мониторинга в $14,3 млрд. Среднегодовые темпы роста с 2019 по 2025 годы прогнозируются на уровне 9,5%. Ожидается, что рынок значительно увеличится благодаря повышению экологической осведомленности потребителей и более строгому государственному контролю загрязнения. Также исследователи считают, что широкому распространению систем мониторинга окружающей среды будет способствовать снижение цен на компоненты беспроводной связи и датчики.

В экологической информации не меньше заинтересованы бизнес и финансовые организации. Без нее инвесторы, кредиторы и страховщики не смогут правильно оценить экологические и климатические последствия своих решений. Это может привести к неадекватному управлению рисками.

+1 решил выяснить, как устроены системы экологического мониторинга, чтобы понять, насколько люди научились контролировать состояние окружающей среды. И можем ли мы чувствовать себя в безопасности?

Евросоюз. Онлайн-карта загрязнений и экологические профили стран

«Коперник» — это программа Европейского союза по наблюдению за Землей. Онa предлагает информационные услуги, основанные на спутниковых снимках планеты, а также наблюдениях на суше и на море. Стационарные системы (например, метеостанции, океанские буи, сенсоры качества воздуха) применяются для сбора информации на местах, а также для калибровки и проверки спутниковых данных. Услуги «Коперника» применяются в таких областях, как городское управление, охрана природы, сельское и лесное хозяйство, здравоохранение, транспорт, туризм и др.

Получаемые системами наблюдения данные объемом порядка 15 терабайт в день используются для бесплатного предоставления информации правительствам и международным организациям. Программа управляется Европейской комиссией и реализуется в партнерстве с государствами-членами, Европейским космическим агентством (ЕSА), Европейской организацией спутниковой метеорологии (ЕUМЕТSАТ), исследовательским центром Mercator Ocean и другими организациями. В рамках программы осуществляются проекты как общеевропейского, так и локального масштаба.

Например, благодаря «Копернику» жители Риги пользуются бесплатной услугой Riga airTEXT, запущенной мэрией города в феврале 2018 года. Riga airTEXT предоставляет прогноз качества воздуха на срок до трех дней на сайте и через бесплатное мобильное приложение. Наряду с общей, сведенной картой загрязнений атмосферы пользователь может посмотреть карты концентраций диоксида азота (NO2), взвешенных частиц PM10 и PM2,5, озона (O3). Также доступны прогнозы качества воздуха на отдельной улице. Информацию можно бесплатно получить по СМС и электронной почте, а также на страницах сервиса в Facebook и Twitter. Благодаря airTEXT жители могут заранее подготовиться к краткосрочному ухудшению качества воздуха. Например, люди, страдающие астмой или сердечными заболеваниями, могут взять в дорогу ингалятор, отказаться от физической работы за пределами дома.

Экологическим мониторингом и информированием занимается и Европейское агентство по окружающей среде, которое компилирует статистические и научные данные, поступающие от стран ЕС. Сведения в том числе предоставляют шесть европейских тематических центров — по землепользованию и пространственной информации, по качеству воздуха и изменению климата и другие. С 2016 года агентство составляет интерактивные экологические профили по каждой из 33 стран-членов: собраны данные о тенденциях, структуре и особенностях промышленного загрязнения воздуха и воды, образования отходов, использования энергии и водных ресурсов.

Бесплатное мобильное приложение Plume Air Report использует передовое машинное обучение и объединяет информацию из различных источников по всему миру, в том числе полученную от 12 тыс. государственных станций мониторинга и из различных наборов спутниковых данных, включая Copernicus. Также приложение дает советы о том, как найти чистый воздух. Благодаря расширенному охвату прогнозы загрязнения воздуха в реальном времени становятся доступными для примерно 3,8 млрд человек. Качество воздуха оценивается по наличию шести загрязняющих субстанций — NO2, SO2, CO, O3, PM2,5 and PM10.

Германия. Свободный доступ к информации и народный мониторинг

Германия пользуется экологическими данными как общеевропейских организаций, так и национальной системы мониторинга. Показатели качества воды измеряются и предоставляются Федеральной рабочей группой по воде (LAWA). Данные о воздухе в сельских районах собирает сеть мониторинга воздуха Агентства окружающей среды Германии. Более полная информация поступает из обширных сетей мониторинга воздуха на уровне германских земель. Земли имеют свои собственные министерства охраны окружающей среды, которые обеспечивают региональные данные. Национальное статистическое управление предоставляет оценки экологических услуг и другую информацию.

На сайте Федерального агентства по окружающей среде можно найти сведения о состоянии воздуха, почв, поверхностных и подземных вод и другие экологические показатели по всей ФРГ, статистику и публикации как на немецком, так и на английском языках. Немецкие законы об экологической информации и о свободе информации обеспечивают свободный доступ к данным об окружающей среде для граждан и журналистов. Кроме того, в Германии существует проект «народного мониторинга качества воздуха» от некоммерческой организации Deutsche Umwelthilfe, которая призывает горожан проводить измерения у магистралей для контроля загрязнения воздуха автомобилями.

Немецкие города имеют собственные экологические агентства, работу которых можно рассмотреть на примере Штутгарта — родины автопромышленного концерна Daimler. С 1980 года качество воздуха в городе круглосуточно контролируется с помощью сети датчиков. Согласно наблюдениям, в последние годы в Штутгарте значительно снизилась концентрация диоксида серы и оседающих твердых частиц, одним из основных источников которых являются промышленные предприятия. Загрязнители, связанные с дорожным движением, включая оксиды азота, взвешенные твердые частицы и озон, остаются на высоком уровне. Для решения проблемы власти разработали долгосрочный план «Чистый воздух Штутгарта», который включает меры по озеленению, дальнейшему развитию железных дорог и сервисов «новой мобильности» — каршеринга, проката велосипедов и самокатов, их электрических аналогов.

С 2008 года на сайте экологического агентства доступен Климатический атлас. Он предоставляет данные по 179 населенным пунктам региона Штутгарт. Атлас содержит интерактивные карты, на которых показаны региональные характеристики ветра, потоки холодного воздуха, концентрации загрязнения воздуха и другая информация, необходимая для специалистов по городскому развитию. Ключевой элемент атласа — классификация территорий в зависимости от роли, которую они играют в воздухообмене и охлаждении воздуха в районе Штутгарта. Классификация основана на данных о ландшафте, плотности и характере застройки, покрытии и густоте зеленых насаждений. Атлас выделяет восемь категорий территорий, и для каждой из них предусмотрены различные рекомендации и меры планирования.

Рекомендации по планированию территорий в Штутгарте:

Растительность должна размещаться так, чтобы окружать жилой квартал. Также должны быть созданы или сохраняться крупные, объединенные зеленые зоны на всей территории застраиваемых районов для облегчения воздухообмена;

Долины служат коридорами доставки воздуха и не должны застраиваться;

Горные склоны должны оставаться незастроенными, так как с них идет приток свежего воздуха;

Следует избегать разрастания городских территорий;

Растущие в центре города деревья с окружностью ствола более 80 см на высоте 1 м должны охраняться.

Китай. Стремление к независимости и безопасности данных

За ускоренную индустриализацию КНР пришлось заплатить разрушением экосистем и здоровьем населения. Из-за массовой гибели пчел фермеры на юго-западе страны вынуждены вручную опылять свои яблони; загрязненный воздух является причиной преждевременной смерти более миллиона жителей Поднебесной. С недавних пор «всемирная мастерская» переводит экономику на «зеленые» рельсы и уже достигла впечатляющих результатов.

«В 2013 году правительство инициировало так называемую войну с грязным воздухом. За последние пять лет качество воздуха в северных китайских городах в среднем улучшилось более чем на 35%», — рассказывает китайский ученый Гоцзюнь Хэ.

Точные данные считаются в стране важным инструментом борьбы с загрязнением. Национальный центр экологического мониторинга Китая существует с 1980 года. Его сеть включает более 2100 станций мониторинга качества воздуха, 2767 участков мониторинга поверхностных вод, 300 станций автоматического контроля качества воды и более 40 тыс. участков мониторинга почвы. Для круглосуточного наблюдения за атмосферой и водной средой Китай запустил в космос два спутника «Юнхай» — в 2016 и 2019 году. Крупные предприятия-загрязнители Китая подключаются к системе мониторинга в режиме реального времени, которая оповещает региональные агентства о превышении лимита выбросов. Ежегодно Национальный центр составляет три национальных отчета о состоянии окружающей среды и выпускает информационные материалы для центральных и региональных органов власти. Кроме того, ведомство готовит прогнозы и рассылает предупреждения о неблагоприятных экологических ситуациях через СМИ и Интернет.

Однако работа даже таких масштабных систем мониторинга может оказаться неэффективной из-за человеческого фактора. В августе 2018 года стало известно, что должностные лица в городе Линьфэнь в угледобывающей провинции Шаньси намеренно вмешивались в работу государственных станций мониторинга воздуха почти 100 раз в течение года. За участие в фальсификациях были осуждены 16 человек.

В связи с нарушениями Министерство охраны окружающей среды поручило агентствам по экологическому мониторингу во всех регионах страны повысить безопасность данных. Ранее ведомство пообещало к 2020 году сделать все ответственные за экомониторинг институты полностью независимыми от местных органов власти.

Несмотря на это, достоверность экологических данных, публикуемых госорганами Китая, нередко вызывает сомнения. В качестве примера исследователь Даниэле Бромбаль приводит первое национальное исследование загрязнения почвы, проведенное Министерством охраны окружающей среды и Министерством землепользования и ресурсов в период с 2006 по 2010 годы. Работа охватила более 65% территории КНР, включая все пахотные земли, 690 промышленных участков, 81 заброшенный промышленный участок, 146 индустриальных парков, 188 объектов переработки твердых отходов, 13 районов нефтедобычи, прилегающие участки 267 основных дорог. Доступ к результатам исследования для общественности был открыт только в 2014 году. За год до этого министерство отказалось публиковать документ, заявив, что полученные данные являются государственной тайной. Даже официальные СМИ согласились: сопротивление министерства было вызвано тем, что результаты оказались хуже ожидаемых — состояние почвы на 36,3% промышленных территорий и 19,4% пахотных земель не соответствовало национальным стандартам.

США. Повышение удобства пользования и тестирование малогабаритных датчиков

Глобальным поставщиком экологической информации в Соединенных Штатах является НАСА. Программа спутникового наблюдения Landsat предоставляет возможности для изучения экосистем, предсказания стихийных бедствий, контроля над пожарами и городского планирования, в том числе оценки состояния и плотности растительности. Спутники регистрируют воздействие изменения климата на ландшафты Земли, рост и потери лесов. Исследования Landsat становятся основой для планирования стратегий климатической адаптации.

Мониторинговые агентства штатов, проводящие исследования воздуха, почв и воды, должны предоставлять ежегодные планы по развитию своих сетей в Агентство по охране окружающей среды США (ЕРА), и каждые пять лет проводить оценку их состояния. Штаты добровольно согласились на реализацию примерно 80% программ ЕPA, а программы штатов были утверждены в качестве национальных, или же полномочия по ним были делегированы. В последнем случае агентство рассматривает штат в качестве своего партнера и снижает уровень прямого вмешательства, если тот добился результатов при реализации экологической программы.

Доступность, понятность, гиперлокальность. Экожурналист Ангелина Давыдова — о трендах в сфере мониторинга качества воздуха в Калифорнии

Читать статью

Помимо агентств штатов, в стране действуют Национальные центры экологической информации (NCEI), подконтрольные Национальному управлению исследований океана и атмосферы (NOAA). Они занимаются сбором, обработкой и хранением климатических, геофизических, океанографических данных и в том числе выпускают публичные ежемесячные отчеты о состоянии климата Земли.

Необходимо также упомянуть систему NEON, которая создавалась с 2011 по 2016 годы для комплексной оценки состояния экосистем. NEON собирает данные об окружающей среде и образцы растений, почвы, пресной воды и воздуха с 81 участка на территории США. Мониторинг ведется путем автоматических измерений на местах, выборочных наблюдений и проб воздуха с самолетов. На портале сети доступно более 175 информационных продуктов. Кроме того, NEON предоставляет различные учебные пособия с открытым доступом, пакеты кода и другие ресурсы, позволяющие использовать свои данные.

Есть в США и национальный проект долгосрочного контроля промышленных загрязнителей на местах. ЕРА, регулирующее экологический мониторинг в масштабе страны, осуществляет Программу отчетности о парниковых газах для бизнеса. Крупные предприятия-загрязнители должны ежегодно предоставлять данные о выбросах. Фальсификация экологических данных уголовно наказуема. Интерактивный портал программы отчетности о парниковых газах — FLIGHT — позволяет визуализировать данные в нескольких форматах, включая карты, таблицы, диаграммы и графики для отдельных объектов или групп объектов.

Большинство исследовательских организаций размещает информацию в открытом доступе и удобном для пользователя формате. Для информирования граждан создаются мобильные приложения — например, СityAir и «ЭкоМонитор» (качество воздуха), Water365 (качество воды), UVLens (уровень УФ-излучения). Однако в скором времени горожане могут стать не только потребителями, но и поставщиками экологических данных. В городе Ньюарк в штате Нью-Джерси ЕРА тестирует малогабаритные приборы для измерения уровня диоксида азота. В проекте Citizen Science Air Monitors участвуют местные волонтеры, которые делают замеры по всему городу. В Лос-Анджелесе агентство проводит испытания устройств, которые размещаются на автомобилях для контроля за загрязнением воздуха на разных участках дороги.

Россия. Недостаток информации и обеспечение широкого доступа

Мониторинг окружающей среды в стране выполняют как федеральные, так и региональные органы власти. Свои сети наблюдения есть у Роспотребнадзора (возникновения и распространения инфекционных заболеваний, гигиены труда, санитарного контроля пищевой продукции, радиационной обстановки и др.), Росприроднадзора (выбросы промышленных предприятий), Росгидромета — крупнейшего поставщика экологических данных в стране. На региональных уровнях создаются собственные системы мониторинга окружающей среды. Самая масштабная из них создана ГПБУ «Мосэкомониторинг».

Росгидрометконтролирует состояние погоды и климата, воздуха, лесов, земель, недр, животного мира, внутренних и территориальных морей, отдельно озера Байкал, загрязнения окружающей среды, в том числе радиацией. Система ГПБУ «Мосэкомониторинга» насчитывает 59 автоматических станций контроля загрязнения воздуха, три мобильные станции и 55 систем локального мониторинга выбросов на промышленных предприятиях. Кроме того, специалисты службы ведут наблюдения за состоянием поверхностных и подземных вод, почвы, опасных геоэкологических процессов, зеленых насаждений и газонов, акустической обстановкой в городе.

Мобильное приложение «Наша природа», запущенное Минприроды РФ, позволяет направлять ведомству сообщения о незаконных свалках и вырубках и сопровождать их фотографиями. В режиме онлайн пользователь может следить за решением проблем, обозначенных в жалобах.

Несмотря на обилие экологических ведомств, в России существует недостаток экологической информации. Разработчики отечественного индекса качества городской среды отмечают, что далеко не в каждом городе страны собирают данные о состоянии воздуха. Важным шагом вперед к развитию экомониторинга в России могут стать информационно-аналитические базы данных и интерактивные карты загрязнений воздуха, которые собираются создать Роспотребнадзор и Росприроднадзор. Планируется, что эти инструменты будут содержать не только данные о состоянии воздуха с указанием предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ, но и оценку опасности для здоровья жителей. Первыми в России карты получат 12 городов с самым грязным воздухом (Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медногорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Череповец, Челябинск и Чита), а в перспективе они станут доступны для всей территории страны. Подготовить базы данных и карты для крупных промышленных центров в ведомствах рассчитывают к 2024 году. Между тем эксперты рекомендуют создавать системы локального мониторинга, аналогичные Мосэкомониторингу, методы и средства контроля которого отвечают мировым стандартам — в частности, директиве ЕС 2008/50/EC, а также рекомендациям Всемирной организации здравоохранения.

«Экомониторинг дисциплинирует предприятия». Заместитель директора по технической политике в ГПБУ «Мосэкомониторинг» — о сборе информации и результатах экомониторинга в столице

Читать статью

Москва первой в России открыла онлайн-доступ к данным экологического мониторинга воздуха. Следить за ними можно на официальном сайте ГПБУ «Мосэкомониторинг». Собираемая информация учитывается органами власти при разработке и реализации государственных программ в разных сферах. Например, данные мониторинга были использованы для разработки транспортной политики города, направленной на развитие электрического общественного транспорта, расширение зоны платной парковки, модернизацию городского парка, ограничение доступа в черту города для неэкологичных транспортных средств, рассказали +1 сотрудники службы. В настоящий момент данные подтверждают правильность выбранного курса: с 2010 по 2018 годы автомобильные выбросы уменьшились на 22%. К 2030 году Москва планирует снизить выбросы до 30%.

В 2018 году на базе ГПБУ «Мосэкомониторинг» создана круглосуточная служба оперативного контроля, предназначенная для непрерывного мониторинга экологической обстановки в столице, своевременного предупреждения и выявления экологических происшествий. В прошлом году передвижная лаборатория выезжала по жалобам москвичей 1217 раз, а всего сотрудники экомониторинга рассмотрели более 8600 обращений горожан. Пожаловаться на состояние воздуха, воды, почвы, зеленых насаждений, а также шум можно через электронную приемную или позвонив на горячую линию Департамента природопользования и охраны окружающей среды города Москвы по номеру (495) 777-77-77.

Между тем в России развиваются системы и технологии гражданского мониторинга состояния природных сред, особенно воздуха, что является одной из главных проблем в больших городах.

Увидеть невидимое. Как и почему меняется отношение к информации о качестве воздуха

Читать статью

Исследовательский центр Airalab Rus, SMART Distributions и Тольяттинский государственный университет разработали проект «Дрон на Волге» для оценки качества воды. В 2018 и 2019 годах они успешно испытали водный дрон на солнечных батареях, измеряющий уровень загрязнения с помощью датчиков Libelium. Робот способен произвести 1900 измерений за 5 часов испытаний. По словам основателя организации Сергея Лоншакова, уровень технологий позволяет дронам производить измерения в полностью автоматическом режиме.

Данные о состоянии окружающей среды уже сегодня используют при планировании поездок, выборе школы для ребенка, ведении бизнеса, управлении городом. Развитие новых сервисов и технологий, предоставляющих экологическую информацию, может привести к изменению отношения людей к своему здоровью, городу, планете. В то же время не стоит ждать чудес: знания о загрязнениях не приведут к перестраиванию моделей производства и потребления без активного участия гражданского общества.

Çàãðóçêà...