Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"

Всё об экологии ищите здесь:

   
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Информация / Info Инновации / New! Что делать с запахом в большом городе? Новые технологии борьбы против загрязнений и пробок

Что делать с запахом в большом городе? Новые технологии борьбы против загрязнений и пробок

Москвичи в ноябре страдают от различных запахов. Специалисты рассказывают об инверсии в атмосфере и спорят о происхождении запахов, депутаты требуют ужесточить штрафы, и ввести плату за въезд в центр. В этих условиях городская власть должна, прежде всего думать о том, чем можно помочь горожанам. Какие технологии здесь могут помочь? Лидары, космос — что еще?  При этом борьба с запахом и борьба с пробками оказываются неразрывно связаны друг с другом. В ситуации, когда летом начинают гореть торфяники, власти выводят на улицы поливалки. А что делать в ноябре, при отрицательных температурах? Ждать снегопада?! Снег когда-нибудь  выпадет и покроет белыми покровами всю грязь на земле, а кроме того, после снегопада чище станет и воздух. Но радикальная борьба с загрязнением воздуха с помощью снегопада пока не актуальна для московского правительства. Возможно в этом виновато наследие прошлого — в 2009 году мэр Лужков хотел вызвать искусственный снегопад в области (об этом писала Российская газета)  — для того чтобы не «зашкаливала» транспортная проблема в Москве. Однако неразрешимые противоречия с областью вызвали негативную реакцию на это предложение, оно оказалось за гранью того, что называется «общественным консенсусом». Однако когда десятки миллионов людей нюхают отвратительный запах, не в силах даже убежать из города на дачу — не тот сезон! — необходимо всерьез рассмотреть и эту возможность — вызвать искусственный снегопад в Москве.

Управление погодой

Бюджет

Что мерить и как

Космос нам поможет

Против загрязнений — значит против пробок!

 

 

Управление погодой

Очень часто задается вопрос об экологической допустимости воздействия на погоду. Однако логики в таком вопросе мало — мы живем в огромном городе, где все естественные проявления природы минимизированы — живем мы в управляемом климате теплых квартир и «на охоту» ходим только в супермаркеты, а  в лес в период перехода осени в зиму вообще практические не попадаем  — грязно! Смущает лишь масштаб управления — сразу во всем городе изменить ход погодных процессов представляется противоестественным.  Однако все знают, что в среднем в городе  воздух зимой теплее, примерно на 5 градусов, чем в области. И это значит, что самим фактом существования города мы многое изменили — и погодные условия в том числе! В если вспомнить о дымах и запылениях, за которые ответственны дающие тепло ТЭЦ, то станет ясно, что воздействие на погоду и даже климат в городе давным-давно осуществлено. Однако это воздействие есть  - неявное, не проговоренное и неуправляемое,  но зато вполне реальное! Поэтому вопрос управления погодой должен рассматриваться именно как «вывод из тени» этого неявного и неподконтрольного никому процесса. И первым шагом к этому серьезному начинанию вполне может стать небольшой, но хорошо управляемый снегопад — для того, чтобы сохранить здоровье гражданам большого города! Причем неизвестно что страдает больше – здоровье физическое или психическое – в ситуации, когда некуда деться! Точно также летом в жару вполне допустим, и даже просто необходим по ряду показателей здоровья многомиллионного мегаполиса искусственный дождь — особенно в пору горения торфяников.  Если же говорить о том, насколько часто используется искусственные осадки в мировой практике, то  например доля орошения, вызванного «рукотворными дождями» в Китае достигает 30%, где, как известно и загрязнение воздуха часто зашкаливает.

Несомненно, что искусственный снег сразу же обострит транспортную проблему и здесь придется очень ответственно использовать все «рычаги» управления — как погодой, так и дорожной инфраструктурой. В целом понятно, что надо подготовить дорожные службы и как-то  «осадить „ремонтников“ с проведением плановых и внеплановых ремонтов, которые даже летом почему-то ухитряются попадать на дни массовых миграций москвичей — вечер пятницы — на выход из Москвы, и вечер воскресенья — на вход. Сейчас потоков дачников нет, но вечер пятницы, как и раньше, сопровождается максимальным накалом пробок. Поэтому при выборе даты есть о чем подумать. Но важнее всего подумать о целях, которые достигаются в развития города. И если город развивается в отрыве или даже вопреки здоровью его жителей, то возникает вопрос – а надо ли нам такое развитие?

Бюджет города

Тема осадков, как выше уже отмечалось, всегда увязывается с транспортными проблемами. И если сравнить годовой бюджет транспортного департамента Москвы (более 300 млрд. руб.) и бюджет департамента охраны природы (6 млрд. на 2015 год), то этот гигантский разрыв наглядно показывает, что все усилия властей сосредоточены в новом строительстве. Однако неуправляемые погодные факторы вынуждают держать в резерве целую армию уборочной техники, которая в случае непогоды спасает город, но далеко не сразу и не везде – ведь хорошо известно, что снег в Москве зимой выпадает всегда неожиданно.. И в этом беда не только уборочной техники, но и беда метеослужбы, у которой нет достаточно надежных методов прогнозирования погоды. Но дело не в том, чтобы искать виноватых – у Нью-Йорка, имеющего самую современную метеослужбу, еще свежи в памяти примеры из недавнего прошлого – удары и потери от стихийных бедствий, таких-ка ураган Сэнди, не мог предотвратить никто. Но речь идет о поисках выхода, и здесь важно то, в какую сторону мы направим эти поиски – будем искать там где светлее, или все же будем искать рациональность, в рамках которой выход найти достаточно реально.

И уж если говорить о метеослужбе, по нельзя обойти и тему экологического мониторинга. Эти службы очень похожи тем, что как для предсказаний погоды, так и определения источников загрязнений как воздуха, так и воды, необходимы данные опорных измерительных станций, которые составляют каркас наблюдательной сети. При этом методы наблюдения погоды непрерывно совершенствуются — все более совершенными становятся станции, все большее число параметров выдают «на гора». В тоже время сеть наблюдения загрязнений отстает от метеосети, которая в свою очередь пока не радует москвичей безупречной точностью прогноза, что уж говорить об экологическом мониторинге.

А говорить на самом деле необходимо. Если уж вырывается на волю злой джин — так что дух захватывает и в горле першит от запаха, накрывшего Москву — от самых отдаленных окраин, до федерального центра, к зубчатым стенам которого стягиваются главные магистрали города, то информация должна быть точной и ясной — что это за джин и откуда.  И эта проблема требует не менее оперативной реакции, чем любая террористическая угроза — ведь запах лишь предупреждение об опасности вещества, которая распространяется по воздуху. Несомненно, бывают запахи, как бы отделенные от вредоносного действия — это запахи так называемых меркаптанов — очень пахучих веществ, которые даже специально подмешивают в природный газ, поступающий в наши квартиры. Но когда речь идет о сероводороде, то это не меркаптан — это вполне реальный отравляющий газ, хотя запах, к счастью, предупреждает нас задолго до достижения отравляющей концентрации. В любом случае необходима система пространственной локализации источника запаха. Этой системы, действующей с такой точностью, чтобы сразу же «накрыть» нарушителя спокойствия в многомиллионном городе, включаем в себя и федеральный центр — Кремль, до сих пор нет. Сложившаяся в ноябре ситуация ясно говорит о том, что настало время потребовать создания такой системы — прежде всего просто для безопасности, не говоря уже о симпатиях или антипатиях избирателей, для которых та или иная власть может надолго ассоциироваться с неприятным запахом..  Изопропилбензол — опасное соединение, о котором сообщали, что его концентрация превышена во много раз. Однако производства — источника этого вещества в городе нет, поэтому для таких веществ, как минимум, нужен паралельный анализ, т.е. рядом с хроматографом должен стоять масс-спектрометр. Но кто знает, что может появиться в результате очередного пожара в большом городе? И еще — кто знает, было его появление в воздухе случайным или же рукотворным действием? Секта Аум Сенрикё производила отравляющие вещества для Токио, но мало ли недоброжелателей у Москвы?

 

Что мерить и как?

Можно обсуждать какими методами надо действовать, чтобы локализовать запах. И прежде всего вспомнить о лидарах — приборах лазерного обнаружения и позиционирования примесей в воздухе. Система мониторинга примесей на основе лидара  была успешно опробована на линии Останкинская башня — гостиница Орленок (сейчас это отель «Корстон» на ул. Косыгина). На  крыше гостиницы стоял отражатель для лазерного луча, а примеси в воздухе увеличивали рассеяние или поглощение лазерного луча и после обработки отражения могли быть вычислены характеристики и положение загрязнений. Это непростая процедура обработки сигнала в свое время остановила развития методики.

Интересно, что и другое применением лидаров – в качестве прибора «зрения» для автомобиля без водителя, тоже остановилось из-за нехватки вычислительных мощностей. В частности в проекте EUREKA Prometheus, (1987 — 1995 гг.) стоившего Европейскому союзу более 1 млрд долларов, были выработаны первые практические разработки беспилотных автомобилей. Но наиболее известный прототип, VaMP (разработчик — Университет бундесвера в Мюнхене) не использовал лидары из-за недостатка вычислительной мощности тогдашних процессоров. Новейшая их разработка, MuCAR-3 (2006), использует единственный лидар кругового обзора, поднятый высоко над крышей машины, наравне с направленной мультифокальной камерой обзора вперёд и инерциальной навигационной системой.

Раговор о лидарах – это область высоких технологий. Известно, что  современные меторадары и лидары способны рассмотреть только какую-либо существенную аномалию в атмосфере: турбулетность, вихрь, сильный сдвиг ветра с приблизительной, а не точной, его оценкой по силе аномалии.  В частности метеорологи в США активно работают по направлению уточнения гидрометеорологической информации, полученной с помощью космических аппаратов. Так, например, в соответствии с программой WINDSAT, выполняемой ВВС вместе с национальным управлением по исследованию атмосферы и океана, изучается возможность получить глобальное поле ветра, используя когерентный ИК лидар, установленный на борту космического корабля многоразового использования и на спутнике серии «Тирос-N». Предполагается, что применение этой зондирующей системы в совокупности с глобальной числовой моделью атмосферы позволит повысить качество семисуточных прогнозов погоды.

В России к сожалению лидары пока не продвинулись так далеко и во многих случаях не вышли из стен лабораторий – ни для вождения автомобилей, ни для целей экологического мониторинга. Специализацией лидара в мониторинге загрязнений сегодня является обнаружение аэрозольных части – таков лидар разрабатываемый в Научно-исследовательском институте прецизионного приборостроения (НИИ ПП).  Но надо сказать, что в системе МЧС уже несколько лет активно использует лидары для «ловли» пожаров – для обнаружения их на ранних стадиях возгорания. А ведь в пожаре материал может не только сгореть, но и превратиться в опасное газообразное загрязнение, которые выделяются при термическом разложении различных синтетических веществ. Список новых соединений быстро расширяется — и с каждым новым веществом могут быть связаны неожиданности – от канцерогенного действия до нового едкого запаха.

Сегодня на прямой связи с московским центром МЧС находится АСДМ (автоматизированная система дистанционного мониторинга) центра «Лидар», который является подразделением Московского государственного технического университета радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА). Сведения, получаемые с помощью этой системы, передаются в центр мониторинга и прогнозирования (ЦМП). Для центра «Лидар» обнаружение газообразных примесей – уже вполне реальное занятие.  Мы можем, в принципе, следить не только за пожарами, но и за экологией, ведь выбросы газа в атмосферу тоже могут представлять угрозу – говорит ответственный исполнитель по мониторингу Дмитрий Громов. Система, подобная нашей, была бы идеальна для мониторинга лесных пожаров, — продолжает он, так как в лесу даже малейший дым сразу видно. Но этому вопросу не уделяется достаточно внимания, и поэтому никто не спешит внедрять новые технологии… А тут важна автоматизация.

Из космоса видно все!

Однако, заметим, одной автоматизации мало. Нужен еще и одномоментный «снимок» или последовательность снимков огромной территории города – для того, чтобы видет динамику появления и развития источников загрязнений. И здесь не обойтись без космических технологий в которых можно регулярно получать снимки города из космоса. При довольно очевидной пользе этого подхода и использовании из в метеонаблюдениях в США вопрос практического воплощения космического мониторинга столицы еще не дошел до стадии практического воплощения. Возражения приводят множество ограничений – от «простой» секретности, до натуральной облачности и невозможности наблюдать ночью. Однако стоит лишь приложить волю и желание, как проблема может быть решена – даже с помощью зенитных ИК-лидаров, информация от которых может считываться прямо из космоса и сразу поступать в обработку – при чем независимо от облачности и времени суток. И здесь можно придать новый смысл не только существующей космической информации от уже запущенных спутников, но и программе будущих запусков, которую, в частности выполняют университеты Москвы — и не только МГУ, который уже давно имеет собственный спутник, но и будущий спутник Бауманского университета, задачи для которого еще только ставятся — в процессе подготовки к запуску в начале следующего года.

Тесная связь загрязнений и транспортной ситуации и здесь дает о себе знать – если наладить космический мониторинг, то характеристики состояния заторов на городских дорогах можно получать с гораздо меньшим отставанием и большей точностью, чем этого достигает пионерский проект яндекс-пробки. А это значит, что данные такого рода могут послужить гораздо более надежной основой для выработки систем управления транспортными потоками, которые по официальным данным обеспечивают более 90% валового загрязнения атмосферы в городе.  И здесь связь экологии и транспорта налицо, а ведь если посмотреть более пристально, то могут быть и гораздо более тесные и практически важные связи. Для математической модели движения в городе важны первичные данные  - и их можно получать различными путями, в которых не исключается использование обезличенных геотрекеров (миниатюрных приборчиков позиционирования, которые могут работать и в системах ГЛОНАСС и на GPS)  для любого автотранспорта.  Стоимость такого приборчика – около 3-х тысяч рублей вполне может стать стоимостью платы за участие, «билета» в водоворот городского движения. Такой «билет» работает гораздо эффективнее на всех горожан в целом, позволяя всем точнее ориентироваться в происходящем, а тем кто отвечает за движение (или тем кто, наконец, возьмет на себя ответственность за это!) активнее и точнее принимать меры – открывать реверсивные полосы, регулировать светофоры, и еще многое из того, что пока, на основе множества отговорок и чиновной толстокожести к сложным проблемам, никак не используется. Чиновники и депутаты обсуждают билет на платный въезд в центр, но ведь взнос этот работает лишь на пополнение городской казны — «трек» этих денег неясен, и нет никакой гарантии, что ситуация на дорогах хоть чуть-чуть изменится.

Таким образом есть целый ряд технических вопросов, которые вместе с запахом должны проникнуть за самые толстые стены, которыми зачатую отгораживаются от происходящего городские власти. А есть и проблемы чисто информационного плана —     что надо делать в случае обнаружения запах и загрязнения — детям, пенсионерам, работающим на открытом воздухе дворникам таджикской национальности, также как и стоящим в пробках по вечерам работающим москвичам. К сожалению в сумятице обсуждения и спорах о данных измерений, рекомендаций о том, как себя вести почти не последовало, а ведь для этого есть много возможностей, предоставляемых средствами массовой информации. Но рекомендации могут возникнуть только на базе точного знания о происходящем – поэтому именно за это точное знание и надо сейчас бороться – ведь впереди еще снежная зима и трудностей хватит и при решении транспортных проблем, которые, как мы видим, неразрывно переплетены с экологическими.

Александр Самсонов, Ecolife

 

 

 

Использование лидара для измерения примесей основано на измерении интенсивности рассеяния лазерного излучения аэрозолем атмосферы. Лидар посылает в атмосферу короткий импульс света и принимает обратно сигнал обратного рассеяния. Рассеяние света в атмосфере происходит как молекулами воздуха (Релеевское рассеяние), так и частицами аэрозоля. Таким образом, наличие аэрозоля в атмосфере увеличивает сигнал обратного рассеяния по сравнению с чистой атмосферой, и концентрация аэрозоля может быть определена как функция расстояния и интенсивности сигнала на фоне чистой атмосферы.


Москвасмогзапахпробки 

24.11.2014, 1825 просмотров.


Нравится

ИННОВАЦИОННЫЙ КАНАЛ
13.11.2019 14:21:42

Что определяет себестоимость российской нефти - налоги или субсидии?

Саудовцы оценили российскую нефть По версии Saudi Aramco, добывать в России дороже, чем на Ближнем Востоке и в Венесуэле

Россия, Цена, нефть

08.11.2019 11:16:24

Спасение лесного фонда России.

Парламентские слушания 05.11.2019

России, 2019, слушания, спасение

28.08.2019 20:50:09

Эксперты ФАО призывают переходить на искусственное разведение рыбы

ФАО предлагает более широко использовать генетические ресурсов, в том числе улучшать существующие виды рыбы, которую разводят искусственно

искусственное, спрос, рыба

24.08.2019 10:42:00

Аналитика "птичьего рынка" Франции

Союз органического земледелия готовит визит делегации из России в Бретань (Франция) для ознакомления с опытом французского рынка органического птицеводства и животноводства с посещением всемирной выставки SPACE, органических ферм, органической переработки, крупнейшего французского кооператива LE GOUESSANT в сентябре 2019 года.

технологиb, Аналитика, рынок

15.08.2019 15:51:43

«Квантовые чипы и первые игры искусственного интеллекта»

Один из ведущих мировых специалистов по архитектуре кубитов, Павел Бунык, — о том, когда в России появятся компьютеры будущего

квантовые, ученый, компьютер

17.03.2019 19:11:21

Бактерии ипользуют квантовую запутанность?

Ученые провели исследование, в котором заметили необычные значения энергий, вероятно, указывающие на то, что бактерии могут запутываться с фотонами

энергии, частицы, бактерии

05.03.2019 22:50:44

Биоразнообразие для сельского хозяйства

Биоразнообразие – это разнообразие форм жизни на генетическом, видовом и экосистемном уровнях. Биоразнообразие для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства (БПСХ), в свою очередь, представляет собой часть биоразнообразия, которая так или иначе используется в ведении сельского хозяйства и производстве пищевых продуктов.

разнообразие, жизни, биоразнообразие

RSS
Архив "Лекции/Семинары"
Подписка на RSS
Реклама: