Чистый воздух необходим для здоровой жизни, но, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), почти 99% населения мира дышит воздухом, уровень загрязнения которого превышает установленные нормы. «Качество воздуха — это показатель содержания в нём загрязняющих веществ, включая твердые частицы и газообразные загрязняющие вещества», — сказала Кристина Пистоне, научный сотрудник Исследовательского центра Эймса при НАСА. Исследования Пистоне охватывают как атмосферные, так и климатические аспекты, уделяя особое внимание влиянию атмосферных частиц на климат и облака. «Важно понимать качество воздуха, поскольку оно влияет на ваше здоровье и на то, насколько хорошо вы можете жить и заниматься своими делами», — сказала Пистоне. Мы поговорили с Пистоне, чтобы узнать больше о качестве воздуха и о том, как оно может оказывать заметное влияние на здоровье человека и окружающую среду.
От чего зависит качество воздуха?
В США Агентство по охране окружающей среды (EPA) контролирует шесть основных загрязнителей воздуха: твёрдые частицы (ТЧ), оксиды азота, озон, оксиды серы, оксид углерода и свинец. Эти загрязнители имеют природное происхождение, например, твёрдые частицы, поднимающиеся в атмосферу от пожаров и пустынной пыли, или являются результатом деятельности человека, например, озон, образующийся при реакции солнечного света с автомобильными выбросами.
Насколько важно качество воздуха?
Качество воздуха влияет на здоровье и качество жизни. «Точно так же, как нам нужно пить воду, нам нужно дышать воздухом», — сказал Пистоне. «Мы привыкли ожидать чистой воды, потому что понимаем, что она нужна нам для жизни и здоровья, и того же мы должны ожидать и от воздуха».
Низкое качество воздуха связано с сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями человека. Кратковременное воздействие диоксида азота (NO2), например, может вызывать респираторные симптомы, такие как кашель и хрипы, а длительное воздействие увеличивает риск развития респираторных заболеваний, таких как астма или респираторные инфекции. Воздействие озона может ухудшить состояние лёгких и повредить дыхательные пути. Воздействие PM2.5 (частиц размером 2,5 микрометра или меньше) вызывает раздражение лёгких и связано с заболеваниями сердца и лёгких.
Помимо воздействия на здоровье человека, плохое качество воздуха может нанести вред окружающей среде, загрязняя водоёмы закислением и эвтрофикацией. Эти процессы приводят к гибели растений, истощению питательных веществ в почве и наносят вред животным.
Измерение качества воздуха: индекс качества воздуха (AQI)
Качество воздуха подобно погоде: оно может быстро меняться, даже в течение нескольких часов. Для измерения и составления отчётов о качестве воздуха Агентство по охране окружающей среды США использует индекс качества воздуха (ИКВ) США. ИКВ рассчитывается путём измерения концентрации каждого из шести основных загрязнителей воздуха по шкале от «хорошего» до «опасного», что позволяет получить объединённое числовое значение ИКВ от 0 до 500.
«Обычно, когда мы говорим о качестве воздуха, мы говорим, что в атмосфере есть вещи, которые, как мы знаем, не подходят для постоянного дыхания людей», — сказал Пистоне. «Поэтому, чтобы иметь хорошее качество воздуха, нужно, чтобы оно было ниже определенного порога загрязнения». В разных местах по всему миру используются разные пороговые значения для «хорошего» качества воздуха, которые часто зависят от того, какие загрязняющие вещества измеряет их система. В системе Агентства по охране окружающей среды значение AQI 50 или ниже считается хорошим, в то время как 51-100 считается умеренным. Значение AQI между 100 и 150 считается нездоровым для чувствительных групп, а более высокие значения вредны для всех; предупреждение о вреде для здоровья выдается, когда AQI достигает 200. Любое значение выше 300 считается опасным и часто связано с загрязнением твердыми частицами от лесных пожаров.
Продукты и данные NASA для исследований качества воздуха
Датчики качества воздуха являются ценным ресурсом для сбора данных о качестве воздуха на локальном уровне.
В 2022 году Группа по исследованию газовых примесей (TGGR) Исследовательского центра Эймса НАСА развернула недорогую сетевую сенсорную технологию для исследования загрязнения (INSTEP) – новую сеть недорогих датчиков качества воздуха, измеряющих различные загрязняющие вещества. Эти датчики собирают данные о качестве воздуха в некоторых районах Калифорнии, Колорадо и Монголии и доказали свою эффективность в мониторинге качества воздуха во время пожароопасного сезона в Калифорнии.
Миссия «Авиационное и спутниковое исследование качества воздуха в Азии» (ASIA-AQ) 2024 года объединила данные с бортовых и спутниковых датчиков, а также с наземных платформ, для оценки качества воздуха в нескольких странах Азии. Данные, полученные с помощью различных приборов, таких как Система метеорологических измерений (MMS) Отделения атмосферных наук имени Эймса НАСА, используются для уточнения моделей качества воздуха с целью прогнозирования и оценки его состояния.
В рамках всего агентства НАСА располагает рядом спутников наблюдения за Землей и другими технологиями для сбора и передачи данных о качестве воздуха. В 2023 году НАСА запустило миссию «Тропосферные выбросы: мониторинг загрязнения» (TEMPO), которая измеряет качество и уровень загрязнения воздуха над Северной Америкой. Инструмент НАСА «Lance» (Land, Atmosphere Near Real-time Capability for Earth Observations) предоставляет специалистам по прогнозированию качества воздуха данные измерений, собранные с множества приборов НАСА, в течение трёх часов после наблюдения.
Для поддержания здорового качества воздуха мы можем отслеживать данные о качестве воздуха в режиме реального времени. Ниже перечислены датчики, которые могут измерять различные параметры качества воздуха.
Время публикации: 04 декабря 2024 г.