Што такое якасць паветра?

Чыстае паветра неабходна для здаровага ладу жыцця, але, паводле звестак Сусветнай арганізацыі аховы здароўя (СААЗ), амаль 99% насельніцтва свету дыхае паветрам, узровень забруджвання якога перавышае дапушчальныя нормы. «Якасць паветра — гэта паказчык таго, колькі рэчываў у паветры, у тым ліку цвёрдых часціц і газападобных забруджвальнікаў», — сказала Крысціна Пістоўн, навуковы супрацоўнік Даследчага цэнтра NASA Ames. Даследаванні Пістоўн ахопліваюць як атмасферныя, так і кліматычныя вобласці, з акцэнтам на ўплыў атмасферных часціц на клімат і аблокі. «Важна разумець якасць паветра, таму што яна ўплывае на ваша здароўе і на тое, наколькі добра вы можаце жыць сваім жыццём і займацца сваімі справамі», — сказала Пістоўн. Мы пагутарылі з Пістоўн, каб даведацца больш пра якасць паветра і пра тое, як яна можа аказаць прыкметны ўплыў на здароўе чалавека і навакольнае асяроддзе.

Ад чаго залежыць якасць паветра?
Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя ЗША (EPA) рэгулюе шэсць асноўных забруджвальнікаў паветра: цвёрдыя часціцы (PM), аксіды азоту, азон, аксіды серы, чадны газ і свінец. Гэтыя забруджвальнікі паступаюць з прыродных крыніц, такіх як цвёрдыя часціцы, якія падымаюцца ў атмасферу ад пажараў і пустыннага пылу, або ў выніку дзейнасці чалавека, напрыклад, азон, які ўтвараецца ў выніку рэакцыі сонечнага святла на выхлапныя газы аўтамабіляў.

Якое значэнне мае якасць паветра?
Якасць паветра ўплывае на здароўе і якасць жыцця. «Гэтак жа, як нам трэба глытаць ваду, нам трэба дыхаць паветрам», — сказаў Пістоўн. «Мы прывыклі чакаць чыстай вады, таму што разумеем, што яна нам патрэбна для жыцця і здароўя, і мы павінны чакаць таго ж ад нашага паветра».

Дрэнная якасць паветра звязваюць з сардэчна-сасудзістымі і рэспіраторнымі захворваннямі ў людзей. Напрыклад, кароткачасовае ўздзеянне дыяксіду азоту (NO2) можа выклікаць рэспіраторныя сімптомы, такія як кашаль і хрыпы, а працяглае ўздзеянне павялічвае рызыку развіцця рэспіраторных захворванняў, такіх як астма або рэспіраторныя інфекцыі. Уздзеянне азону можа пагоршыць стан лёгкіх і пашкодзіць дыхальныя шляхі. Уздзеянне PM2.5 (часціц памерам 2,5 мікраметра або менш) выклікае раздражненне лёгкіх і звязваюць з сардэчна-сасудзістымі і лёгкімі захворваннямі.

Акрамя ўплыву на здароўе чалавека, дрэнная якасць паветра можа нанесці шкоду навакольнаму асяроддзю, забруджваючы вадаёмы праз падкісленне і эўтрафікацыю. Гэтыя працэсы забіваюць расліны, высільваюць пажыўныя рэчывы глебы і шкодзяць жывёлам.

Вымярэнне якасці паветра: індэкс якасці паветра (ІЯП)
Якасць паветра падобная да надвор'я; яна можа хутка змяняцца, нават за лічаныя гадзіны. Для вымярэння і справаздачнасці аб якасці паветра Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя ЗША выкарыстоўвае індэкс якасці паветра (ІЯП) ЗША. ІЯП разлічваецца шляхам вымярэння кожнага з шасці асноўных забруджвальнікаў паветра па шкале ад «добрага» да «небяспечнага», каб атрымаць агульнае лікавае значэнне ІЯП ад 0 да 500.

«Звычайна, калі мы гаворым пра якасць паветра, мы маем на ўвазе, што ў атмасферы ёсць рэчы, якімі, як мы ведаем, шкодна дыхаць людзям увесь час», — сказаў Пістоўн. «Такім чынам, каб мець добрую якасць паветра, трэба быць ніжэй за пэўны парог забруджвання». У розных населеных пунктах свету выкарыстоўваюцца розныя парогі для «добрай» якасці паветра, якая часта залежыць ад таго, якія забруджвальнікі вымярае іх сістэма. У сістэме Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя ЗША (EPA) значэнне AQI 50 або ніжэй лічыцца добрым, а 51–100 — умераным. Значэнне AQI ад 100 да 150 лічыцца небяспечным для адчувальных груп, а больш высокія значэнні небяспечныя для ўсіх; калі AQI дасягае 200, выдаецца папярэджанне аб стане здароўя. Любое значэнне вышэй за 300 лічыцца небяспечным і часта асацыюецца з забруджваннем часціцамі ад лясных пажараў.

Даследаванні і прадукты даных якасці паветра НАСА
Датчыкі якасці паветра з'яўляюцца каштоўным рэсурсам для збору дадзеных аб якасці паветра на мясцовым узроўні.
У 2022 годзе група па даследаванні газаў (TGGR) у Даследчым цэнтры NASA Ames разгарнула недарагую тэхналогію сеткавых датчыкаў для вывучэння забруджвання, або INSTEP: новую сетку недарагіх датчыкаў якасці паветра, якія вымяраюць розныя забруджвальныя рэчывы. Гэтыя датчыкі збіраюць дадзеныя аб якасці паветра ў пэўных раёнах Каліфорніі, Каларада і Манголіі і даказалі сваю эфектыўнасць для маніторынгу якасці паветра падчас пажарнага сезона ў Каліфорніі.

У рамках місіі «Паветранае і спадарожнікавае даследаванне якасці паветра ў Азіі» (ASIA-AQ) 2024 года былі аб'яднаны даныя датчыкаў з самалётаў, спадарожнікаў і наземных платформаў для ацэнкі якасці паветра ў некалькіх краінах Азіі. Даныя, атрыманыя з дапамогай розных прыбораў падчас гэтых палётаў, такіх як сістэма метэаралагічнага вымярэння (MMS) аддзялення атмасферных навук НАСА ў Эймсе, выкарыстоўваюцца для ўдасканалення мадэляў якасці паветра з мэтай прагназавання і ацэнкі ўмоў якасці паветра.

НАСА мае шэраг спадарожнікаў для назірання за Зямлёй і іншыя тэхналогіі для збору і справаздачнасці дадзеных аб якасці паветра. У 2023 годзе НАСА запусціла місію «Трапасферныя выкіды: маніторынг забруджвання» (TEMPO), якая вымярае якасць паветра і забруджванне над Паўночнай Амерыкай. Інструмент НАСА «Зямля, атмасфера, блізкая да рэальнага часу для назіранняў за Зямлёй» (LANCE) дае прагнозчыкам якасці паветра вымярэнні, сабраныя з мноства прыбораў НАСА, на працягу трох гадзін пасля назірання.

Каб забяспечыць здаровае паветранае асяроддзе, мы можам кантраляваць дадзеныя аб якасці паветра ў рэжыме рэальнага часу. Ніжэй прыведзены датчыкі, якія могуць вымяраць розныя параметры якасці паветра.