На Южном Урале выяснили, откуда берется токсичный озон

Челябинские ученые обнаружили, что выбросы ТЭЦ и других отопительных предприятий зимой ведут к выработке очень токсичного газа — приповерхностного озона в воздухе. Это сверхмощный окислитель, который разъедает все живое не меньше чем кислота! А летом «выдыхаемые» растениями летучие органические соединения, вступая в реакцию с оксидом азота, тоже производят озон. Это серьезная угроза экологии, и ученые задумались над решением проблемы очистки воздуха в крупных промышленных городах.

Парниковый эффект

— Это исследование мы провели вместе с челябинским отделением Росгидромета по совместному гранту губернатора и Российского научного фонда, — сообщила «Южноуральской панораме» доцент ЮУрГУ Татьяна Крупнова. - Дело в том, что озон — это так называемый вторичный загрязнитель, он образуется из выбросов предприятий. Мы начали отслеживать превышение ПДК по запущенной в области компьютерной системе мониторинга выбросов, а также подключили спутниковые данные дистанционного зондирования Земли.

По словам ученых, озон — это токсичный газ, состоящий из трех атомов кислорода. Озоновый слой в стратосфере Земли, с одной стороны, своего рода газовый щит планеты, защищает ее от космических лучей и опасного ультрафиолетового излучения Солнца. Но если озон попадет в нижние слои атмосферы, он становится мощным парниковым газом, задерживающим тепло. Еще одна угроза в том, что он также вырабатывает токсичные аэрозоли, в которых содержатся соединения серной и азотной кислот. Мало того, сам озон может привести к астме и другим нарушениям органов дыхания.

— Бороться с озоновым загрязнением очень непросто, поскольку этот газ не выбрасывается напрямую заводами и выхлопными системами автомашин. Челябинск был выбран для исследований как пример крупного индустриального центра с развитой транспортной сетью, — делится Татьяна Крупнова.

Она пояснила, что при помощи данных спутниковой системы Sentinel-5P ученые отследили изменение концентраций разных веществ, которые производят озон, над Челябинском. Как выяснилось, роль «генераторов» приземного озона играют диоксид азота и формальдегид. Причем их концентрация менялась в теплое и холодное время года.



Стресс растений

— В «зарождении» озона зимой участвуют два реагента — оксид азота и так называемый «лисий хвост» — выбросы ТЭЦ, котельных и металлургических предприятий, — говорит Татьяна Крупнова. — А летом летучие органические соединения, такие как бензапирен, входящие в состав выбросов транспорта и коксохима, вступают в реакцию с оксидом азота и тоже порождают озон. Причем летучие органические вещества еще и превращаются во вредный формальдегид.

Как добавила исследователь, повышенные всплески озона зафиксированы в зимнее время. Это, по мнению ученых, вызвано выбросами диоксида азота в атмосферу котельными и другими предприятиями отопительной отрасли. А накопление озона в теплое время года в основном связано с летучими органическими соединениями, выделяемыми… растениями.

— Именно так! Мы проследили озоновую динамику в разные времена года, и оказалось, что зимой выделяется больше «теплового» оксида азота ТЭЦ, а летом — летучих органических соединений, в том числе природного характера, — заявила Татьяна Крупнова. — В теплый сезон озоновый вклад деревьев, которые «оживают» после зимней спячки, особенно велик. С одной стороны, они в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ, а с другой — тоже «дышат», выделяют его и другие летучие вещества. Этот баланс порой нарушается в пользу последних.

По мнению ученых, это следствие стресса, который испытывают растения из-за глобального потепления и антропогенного воздействия на природу. Поэтому, как показали исследования, в последнее время тропические леса Амазонии и Африки уже во многом перестают быть «легкими планеты».



Золотой баланс

Замеры показали, что озона в приземном слое атмосферы становится все больше. А поскольку он даже более токсичен, чем другие загрязнители воздуха, экологи предлагают придать ему статус вещества беспорогового воздействия, то есть на него не будет распространяться разрешенный уровень ПДК (предельно допустимых концентраций).

И как же все-таки решить проблему, заставить «природный завод» работать на экологию, в то же время минимизируя промышленные выбросы?

— На мой взгляд, нужно не просто снижать выбросы оксидов азота и летучих органических соединений, а находить между ними золотой баланс, оптимальное соотношение. Для этого мы по данным виртуального мониторинга выбросов и спутниковой системы дистанционного зондирования Земли планируем создать методику, которая позволит оценивать природоохранную деятельность предприятий. Уже есть договоренность с минэкологии региона по ее запуску на особо охраняемых природных территориях, — подытожила Татьяна Крупнова.