Ученые географического факультета и Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ определили основные источники загрязнения городской среды Москвы. Выяснилось, что вопреки привычным представлениям, транспорт является не главным из них. Кроме того, вклад каждого из источников меняется в течение года в зависимости от сезона. Одним из авторов научной работы выступил Первый Вице-президент Русского географического общества, академик РАН Николай Касимов.
Высокая плотность населения столичного мегаполиса и интенсивная экономическая активность приводят к масштабным экологическим последствиям. Они требуют оценки качества воздуха с учетом особенностей климата, местоположения, потребляемого топлива и источников выбросов взвешенных микрочастиц — аэрозолей. Состав микрочастиц представляет собой сложную смесь органических и неорганических веществ, которые образуются в выбросах транспорта, промышленности, строительства, жилого сектора и поступают из почвы и пыли.
Ученые МГУ развили и внедрили инновационные технологии экологического мониторинга, позволяющие в реальном времени оценивать динамику изменения качества воздуха в мегаполисе. Подход, получивший название Source apportionment, уже более десяти лет широко используется для оценки состояния атмосферы и дает представление об основных источниках эмиссий, влияющих на уровень загрязнения крупнейших городов мира.
На базе Аэрозольного комплекса МГУ был проведен анализ физико-химических характеристик аэрозолей городской среды, основных экологически опасных элементов и соединений в составе потенциально важных источников. Также была разработана модель количественного анализа вкладов транспорта и хозяйственной деятельности в аэрозольную нагрузку атмосферы.
В центре Москвы. Фото: Сергей Андреев, участник конкурса РГО "Самая красивая страна"
На освоение и реализацию методологии ученым потребовалось около пяти лет. В 2017 году началось создание инструментальной базы на территории Метеорологической обсерватории МГУ и стартовала разработка методов отбора микрочастиц с разделением по размерам. С апреля 2020 года на созданном в рамках программы развития МГУ Аэрозольном комплексе непрерывно проводятся необходимые измерения.
Анализ характеристик аэрозолей размером менее 10 мкм проводился на Аэрозольном комплексе МГУ весной 2018 года, осенью 2019 года и зимой 2019–2020 годов. Исследование показало, что основными источниками загрязнения являются городская пыль (26%), транспорт (23%), промышленное производство (20%), сжигание биомассы (12%), вторичные аэрозоли (12%) и противогололедная соль (7%). При этом весной доминирует городская пыль, зимой — вторичные аэрозоли эмиссий теплостанций, а осенью — транспорт.
— В отличие от традиционного понимания, что основным источником загрязнения атмосферы в Москве является транспорт, проведенные нами исследования позволили определить шесть основных источников загрязнения городской атмосферы. Мы выявили сезонные тренды, значительно различающиеся в холодный отопительный сезон и теплый весенний период интенсивного пыления почв и сельскохозяйственных пожаров. Также мы исследовали связь источников с метеорологическими параметрами и региональным переносом воздушных масс, — рассказала один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник НИИЯФ МГУ, старший научный сотрудник географического факультета МГУ Ольга Поповичева.
Главным результатом проведенных исследований можно считать определение особенностей источников и их вкладов в загрязнение в Москве по сравнению с другими крупнейшими городами мира. Климатические условия самого северного из европейских мегаполисов, использование газа системой централизованного теплоснабжения, влияние населенного и промышленно развитого региона вокруг столицы России, включая сжигание биомасс жилым сектором, а также интенсивное использование антигололедных покрытий определяют разнообразие источников и их вкладов в аэрозольное загрязнение города.
Работа опубликована в журнале Science of the Total Environment.