Доступное измерение

Smog Air Pollution Chelyabinsk Смог над Челябинском. Февраль 2016. Credit: vk.com/vybros74

Статья подготовлена специально для 71 номера издаваемого «Беллоной» журнала «Экология и право».

На Урале задышали в обход официальной статистики

Экологическая проблема может стать двигателем прогресса и способствовать социальным и техническим инновациям. Этот странный, на первый взгляд, посыл продемонстрировали в конце прошлого года жители Челябинска – одного из самых экологически неблагополучных российских городов.

Ежегодно воздух в этом городе-миллионнике, по официальным сводкам, принимает более 500 тыс. тонн различных летучих загрязнений (на каждого челябинца в год приходится около полукилограмма вредных веществ, включая смертельно опасные и канцерогенные). Причем, в отличие от других российских городов, где главные источники загрязнения – ТЭС и автотранспорт, в Челябинске основную долю вредных веществ в атмосферу поставляют промышленные предприятия: здесь функционирует более десятка крупнейших в стране металлургических и машиностроительных заводов. Вносят свою лепту и малые промышленные предприятия, дополнительно обеспечивая ежегодную поставку до 60 тыс. тонн воздушных загрязнений.

И если к «плановому» загрязнению, вызывающему легкий, постоянно висящий над городом смог, челябинцы давно привыкли, то «внеплановые» выбросы в атмосферу (чем часто грешат недобросовестные предприятия, производящие по ночам так называемые залповые выбросы) всякий раз вызывают негодование у горожан. Особое возмущение вызывает то, что госорганы обычно реагируют на подобные ЧП постфактум, когда уже невозможно установить источник выброса, да и воздух уже прочистился.

Но случаются и обратные примеры – когда пиковые уровни загрязнения наблюдаются неделями, но власти все равно не принимают никаких мер. Так, в конце августа прошлого года на Челябинск опустился особенно плотный смог. Вернувшиеся в город после каникул дети попали в настоящий ад: у многих наблюдались тошнота, аллергические реакции, головные и респираторные боли. «В воздухе ощущается едкий запах гари, присутствуют взвешенные вещества, туман стоит настолько сильный, что начинается першение в горле, у маленьких детей и взрослых – непроходящий ринит», – говорится в петиции на портале change.org,
адресованной президенту Владимиру Путину. Под обращением было собрано почти 10 тыс. подписей.

Чем ответили власти? Коротким пресс-релизом на сайте областного управления Роспотребнадзора, в котором говорилось, что за третий квартал 2017 года (как раз когда в городе было невозможно открыть форточки в домах) почти из 700 проб воздуха… только 0,15%, по мнению этого госоргана, не отвечало требованиям гигиенических нормативов (по поводу неприятных запахов чиновники заявили, что вонь не всегда свидетельствует о превышении ПДК).

Глядя на локальный «апокалипсис», усердно ретушируемый благостной официальной статистикой, челябинец Дмитрий Закарлюкин, работавший
в IT-бизнесе и прежде никогда особо не интересовавшийся проблемами загрязнения, решил, что хватит ждать милости от чиновников – пора самому создать систему, которая позволила бы получать данные о качестве воздуха и помогала бы выявлять источники загрязнений.

Дмитрий собрал группу единомышленников (теперь она называется «Челябинск, дыши!»), и энтузиасты принялись за работу. Первым делом за свои средства купили и протестировали образцы автоматических анализаторов. Затем попробовали соединить их между собой через Интернет, чтобы можно было агрегировать информацию с множества устройств в одном месте – так в Челябинске появился первый в своем роде прототип общественной сети мониторинга качества атмосферного воздуха.

«Когда мы выбирали датчики, то исходили, прежде всего, из соотношения «цена – точность измерений». Можно было выбрать дорогие, но мы поставили перед собой задачу уложиться в 2 тыс. рублей за прибор. Нашли, попробовали, собрали буквально на коленке устройство, способное передавать полученные газоанализаторами данные через Wi-Fi», – рассказывает Дмитрий.

Чтобы не было проблем с установкой приборов на улице, а сами они не стали жертвами вандалов, активисты решили устанавливать приборы за окнами частных квартир. Датчики регистрируют в воздухе количество микрочастиц размером менее 10 мкм (PM10) и 2,5 мкм (PM2,5). Показатели выбраны не случайно: это один из простых и весьма распространенных способов оценки качества воздуха, принятый во многих странах. Значения, полученные таким способом, можно сравнить с «эталонными» (например, со значениями в Пекине или Мехико, которые являются городами с наиболее высоким уровнем загрязнения воздуха).

На интерактивной карте проекта «Челябинск, дыши!» местоположение датчиков обозначено цветными зонами, для удобства восприятия они окрашены в соответствии со шкалой уровня загрязнения микрочастицами PM10 (шкала от светло-зеленого до фиолетового цвета), при этом данные обновляются каждые 5 минут, а при желании можно открыть и посмотреть графики уровня загрязнения воздуха за последние 24 часа или за несколько суток.

Поскольку датчики не имеют химических анализаторов, то не могут определять характер самих твердых частиц, но так как частицы (это может быть пыль, зола и пр.) несут на себе другие вредные вещества, то, зная их объем, можно получить достаточно ясное представление об общем уровне загрязнения в городе.

Пока в систему (которая еще работает в режиме демоверсии) соединены три датчика, приобретенные на личные средства Дмитрия. Для дальнейшего развития сети нужны серьезные вложения, и инициаторы проекта «Челябинск, дыши!» подали свою идею на соискание гранта в фонд корпорации Google, который поддерживает различные инновационные проекты, в том числе и в сфере экологии.

Сам себе лаборатория

Инновации и гранты – это хорошо, но как насчет случаев, когда просто нет условий, чтобы развивать такую же технически сложную сеть, как в Челябинске, но есть потребность получать альтернативные данные о загрязнении воздуха? Например, по соседству «благоухает» огромная свалка, источающая сероводород, метан и прочие опасные для человеческого организма вещества, – можно ли в этом случае обзавестись собственными измерительными устройствами, которые бы фиксировали уровни загрязнения воздуха и помогали в проведении общественной протестной кампании?

В специализированных интернет-магазинах представлен широкий ассортимент различных портативных газоанализаторов, с помощью которых можно идентифицировать те или иные вредные примеси в воздухе. Обычно такие устройства приобретают экологические службы или отделы по охране труда крупных промышленных производств, когда необходимо контролировать концентрацию загрязняющих или взрывоопасных веществ в помещении или изолированном пространстве. Например, на горнодобывающих предприятиях информация о характеристиках воздуха в шахтах является важнейшим аспектом безопасности.

Цены на портативные газоанализирующие приборы варьируются от трех до нескольких сотен тысяч рублей – в зависимости от модели, комплектации, набора функций, особенностей выдачи и записи информации, емкости аккумулятора (есть такие, которые способны работать без подзарядки 2-3 года) и т. п. Средняя цена на двухканальные приборы (т. е. способные анализировать два определенных вида загрязнений) – от 30 до 40 тыс. рублей. Трехканальные анализаторы обойдутся как минимум вдвое дороже.

Самое простейшее, что можно определять с помощью «бытовых» газоанализаторов, – концентрации углекислого и угарного газа. Другие модели могут показывать концентрации оксидов азота, сероводорода, метана и др.

Несмотря на десятки конструкционных вариаций переносных газоанализаторов, у них есть общие элементы. В первую очередь, это корпус, в который заключены все рабочие элементы газоанализатора. Дело в том, что такие аппараты требуют высокой степени защиты, поэтому внешняя оболочка обычно выполняется из химически стойкого и ударопрочного материала.

Другая важная деталь прибора – первичный преобразователь (так называется сам датчик газоанализатора или чувствительный элемент). Существует несколько видов таких сенсоров, в том числе термокаталитические, инфракрасные и электрохимические. Задача данного элемента – преобразование искомого компонента газового состава в электрический сигнал. После чего устройство визуализирует полученные данные в виде индикации или отображения на дисплее.

Как правило, для использования достаточно активировать устройство при нахождении в газовой среде, и затем, когда будут достигнуты пороговые показатели концентрации искомого вещества, прибор подаст сигнал.

Впрочем, не спешите радоваться: газоанализатор требует обслуживания, а получить его в российских условиях бывает куда сложнее, чем купить сам прибор.

Во-первых, все измерительные приборы требуют периодической калибровки (коррекционной настройки), а также поверки (оценки соответствия прибора государственным метрологическим стандартам). Во-вторых, не следует забывать, что портативные газоанализаторы нуждаются в периодической замене батареи, а также отработавших свой ресурс сенсоров. Часто эти операции требуется проводить у производителя, то есть отправлять прибор на обслуживание на завод-изготовитель. Понятно, что все описанные процедуры вовсе не бесплатные.

«Прежде чем выкидывать деньги, нужно ответить на вопрос, для чего потребуется газоанализатор, где он будет использоваться, данные о каких веществах он должен предоставлять – то есть необходимо отталкиваться от того, какие преследуются цели», – советует Елена Васильева, директор общественной организации Информационный центр «Волгоград-Экопресс», которая много работает по проблеме промышленного загрязнения в Волгограде и его окрестностях.

У «Волгоград-Экопресса» большой собственный опыт использования лабораторного оборудования, и организации удавалось буквально за руку ловить Роспотребнадзор и местные власти, которые старались «не замечать» несанкционированные выбросы с промпредприятий: был один примечательный случай, когда общественники выявили попытку «замаскировать» выбросы одного из предприятий под… пыльную бурю.

«Нам ответили, что серьезных химических загрязнений эта пыль не содержит, но мы отобрали собственные пробы и с помощью хроматографа выявили содержание тяжелых металлов и других загрязнений. Другое дело, что никаких юридических последствий наше исследование не повлекло», – рассказала Васильева.

Вид сверху

Еще один способ самостоятельного доступа к информации – беспилотники. Пока использовать их для мониторинга дорого, но за последние пять лет цены на них снизились в три раза, может быть, через пару лет беспилотник будет стоить не дороже детской игрушки. Сейчас активисты используют беспилотники для разовых акций – отметить свалку, представить доказательства загрязнения, но появились и системные проекты.

В марте этого года по инициативе WWF России систему «КЕДР» на Дальнем Востоке обеспечили беспилотниками. Инспектор просматривает отснятый беспилотником материал и принимает решение о дальнейших действиях, например, по пресечению нелегальной рубки. В полете беспилотник непрерывно ведет фото- и видеозапись, и эти данные могут быть использованы как доказательная база при расследовании преступлений. Такие же системы в скором будущем могут быть использованы и гражданами – либо станет открытой информация, которую беспилотник поставляет госорганам.

Отдельная тема – спутниковые снимки. Их используют для оценки масштабов лесных пожаров или других природных катастроф. Расшифровкой занимаются специалисты, но уже сейчас обычный гражданин может сам разобраться в гугл-картах, сделанных на основе космоснимков.

В этом году при поддержке WWF России в Амурской области и Забайкальском крае запустили спутниковый мониторинг состояния водных объектов. С помощью космоснимков экологи из международной коалиции «Реки без границ» и специалисты Центра спутникового мониторинга и гражданского контроля выявляют факты загрязнения рек, связанные с производством работ по добыче россыпного золота. Первые результаты спутникового мониторинга уже отправлены в надзорные ведомства.

Как «приделать ноги» полученной информации?

И в этом самая главная проблема: можно отобрать пробы воздуха, зафиксировать свалку с беспилотника, получить нужные данные, но не всегда есть возможность «приделать» этим данным «ноги».

Проблема в том, что при любом публичном использовании полученных из неофициальных источников данных о загрязнении воздуха (особенно если по результатам мониторинга предъявляются претензии к госорганам или предприятиям-нарушителям) встает вопрос о том, насколько эти данные корректные. И первые вопросы, которые задают в этом случае общественникам, – лицензировано ли применяемое ими оборудование, проходило ли оно положенную поверку, имеется ли необходимая квалификация у людей, которые занимаются отбором проб?

«С точки зрения привлечения внимания к проблеме загрязнения воздуха в городах система, запущенная в Челябинске, очень хороша. Все эти штуки с интерактивными картами, визуализацией, графиками – они очень хорошо воздействуют на сознание обывателя. Но надо понимать, что использовать эти данные, например, в суде вряд ли получится. С другой стороны, данные Росгидромета как раз можно использовать для официальных действий, но они-то, напротив, далеко не всегда бывают доступны», – отмечает Васильева.

Один из возможных выходов из такого положения – «официализироваться» самим гражданам, обеспокоенным качеством атмосферного воздуха. Конечно, приобретение дорогого газоанализаторного комплекса и получение необходимых лицензий на него – задача запредельная для отдельных активистов, инициативных групп, но, например, для ТСЖ или ТОСа – вполне по силам, тем более что объединения жильцов имеют право на поддержку со стороны местных органов власти.

Елена Васильева говорит, что можно приобрести переносной универсальный газоанализатор (в отличие от портативных устройств это уже целый «чемодан») по цене от 250 тыс. рублей и делать пробы воздуха на довольно широкий спектр загрязняющих веществ: от углекислого газа до летучих углеводородов – благодаря сочетанию в одном устройстве нескольких методов получения данных (электрохимический, термокаталитический, полупроводниковый и др.). При этом, чтобы не обзаводиться полным пакетом лицензий, каковые должны быть у официальной лаборатории, можно, по словам Васильевой, приобрести лицензию только на отбор проб, а официальные справки по этим пробам получать в аккредитованной лаборатории. Либо же можно попробовать скооперироваться с одной из таких лабораторий: отдавать в бесплатное пользование газоанализатор за бесплатные же услуги по мониторингу воздуха по той схеме, которая нужна конкретному ТСЖ или общественной организации.

Впрочем, если совсем нет денег на собственные приборы, то можно последовать примеру активистов движения «Stop Выброс!», которое расследует факты загрязнения воздуха на юго-востоке Москвы и в прилегающих районах Московской области. Группа с помощью краудфандинга собрала 135 тыс. рублей на то, чтобы обследовать почвы вокруг московского мусоросжигательного завода № 4 на предмет наличия диоксинов – хлорорганических соединений, которые образуются при сжигании смешанного мусора и по степени опасности для человеческого организма стоят в одном ряду с боевыми отравляющими веществами.

Диоксины, как и тяжелые металлы, способны накапливаться в почве и растениях, и анализы почвы могут со всей убедительностью не только показать картину выбросов с конкретного, уже работающего мусоросжигательного завода, но и служить железобетонным аргументом против строительства новых.

Активисты договорились с Институтом проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова о том, чтобы на базе институтской лаборатории была проведена серия анализов почвы, и надеются вскоре получить официальные документы, которые можно будет использовать для юридических действий.

В любом случае прогресс не стоит на месте, и в будущем следует ожидать и роста интереса со стороны массового потребителя к приборам, позволяющим получать информацию о качестве воздуха, и увеличения ассортимента и качества самих подобных устройств. Однако необходимо понимать, что общественная экологическая информация не может быть полноценной альтернативой той информации, которой располагает Росгидромет, – как домашние медицинские диагностические приборы не могут быть альтернативой профессиональной диагностике. Но общественное «информационное диссидентство» – это отличное средство проверки, выявления слабых мест в системе государственного экомониторинга. И, конечно, это лучший стимул для чиновников делать результаты своей работы куда более прозрачными.

Дмитрий Шевченко