В ТГУ создали систему, которая будет предсказывать степень загрязнения воздуха
Ученые Тольяттинского госуниверситета и робототехнического центра "Аиралаб Рус" разработали и опробовали систему, которая впервые позволяет не просто фиксировать загрязнение воздуха, а предсказывать его — с учетом погоды, источников выбросов и динамики распространения опасных частиц PM2.5 и PM10. Об этом "Газете.Ru" рассказали в ТГУ.
PM2.5 и PM10 — это мелкие взвешенные частицы (пыль, пыльца, загрязнения), которые представляют опасность для здоровья человека. Частицы легко проникают в легкие и даже в кровоток. Это вызывает системные нарушения в организме: воспаление, повреждение сосудов. В результате частицы повышают риск развития инсульта, инфаркта, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), рака легких.
В связи с этим ВОЗ рекомендует контролировать концентрацию опасных частиц в воздухе. Согласно их рекомендациям, среднесуточное содержание PM2.5 не может превышать 25 мкг/м³, среднегодовой показатель — не более 10 мкг/м³.
Ученые ТГУ разработали и успешно апробировали математические модели, способные прогнозировать распространение в воздухе таких опасных загрязнителей, как микрочастицы PM2.5 и PM10. В основе нового метода ученых лежит не громоздкий компьютерный расчет, а практически применимые аналитические уравнения, учитывающие силу источника выброса, естественное рассеивание и ключевой внешний фактор – текущие погодные условия. Математические модели позволяют рассчитать так называемое "критическое время".
"Это промежуток, за который концентрация вредных веществ достигнет максимума в определенной точке. Зная это "окно", надзорные органы могут планировать выезды мобильных экологических лабораторий не постфактум, а с опережением в момент ожидаемого максимума концентраций. Онлайн-данные стационарных датчиков и математическая модель позволяют определить оптимальное место и время отбора проб с учетом метеоусловий и повысить эффективность выявления источника выброса", – пояснил один из авторов работы, директор института машиностроения, химии и энергетики ТГУ Павел Мельников.
Проверка методики на реальных данных сети мониторинга воздуха в Тольятти показала, что теоретические кривые роста и спада концентрации уверенно повторяют картину, регистрируемую стационарными датчиками. Это подтверждает, что предложенные учеными модели верно отражают физику процессов, происходящих в городской атмосфере.
Благодаря технологии промышленные предприятия получат возможность корректировать свои технологические процессы, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду. Для жителей городов в перспективе могут появится интерактивные карты с прогнозом качества воздуха, которые помогут планировать свой день.