Том 35, номер 07, статья № 6

Аннотация:

Озон – одна из самых токсичных примесей в тропосфере. Поэтому в большинстве стран он относится к основным загрязнителям и ведется постоянный мониторинг его концентрации. Настоящая работа представляет собой обзор непрерывных измерений содержания озона в тропосфере на территории России за весь 2021 г., осуществлявшихся по инициативе научных и образовательных организаций в разных регионах страны на 17 станциях. Результаты мониторинга показали, что в течение значительной части года среднесуточная концентрация озона превышала уровень ПДК_с.с во всех пунктах проведения наблюдений, на ряде станций в два и даже три раза. На шести станциях зафиксирована концентрация выше максимальной разовой ПДК_м.р. Такое поведение концентрации озона требует более полного анализа состава и концентрации озонообразующих веществ и разработки мероприятий по уменьшению их эмиссии в атмосферу.

Ключевые слова:

атмосфера, воздух, концентрация, озон, предельно допустимая концентрация, приземный слой, тропосфера

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: МГУ, 1998. 480 с.
2. Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 288 с.
3. Разумовский С.В., Зайков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями (кинетика и механика). М.: Наука, 1974. 322 с.
4. Филов В.А. (ред.). Вредные химические вещества. Неорганические соединения V–VIII групп. Л.: Химия, 1989. 592 с.
5. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2010. 488 с.
6. Лазарев Н.В. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Вредные вещества в промышленности. Л.: Химия, 1971. 520 с.
7. СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания: дата введения 28.01.2021. М.: Стандарт информ, 2021. 1142 с.
8. Mauzerall D.L., Wang X. Protecting agricultural crops from the effects of tropospheric ozone exposure: reconciling science and standard setting in the United States, Europa, and Asia // Ann. Rev. Energy Environ. 2001. N 26. P. 237–268.
9. Air pollution takes a big bite out of Asia’s grain crops // Nature. 2022. V. 601, N 7894. P. 487.
10. Wang B., Shugart H.H., Lerdau M.T. Sensitivity of global greenhouse gas budgets to tropospheric ozone pollution mediated by the biosphere // Environ. Res. Lett. 2017. V. 12, N 8. P. 084001.
11. Anav A., De Marco A., Collalti A., Emberson L., Feng Z., Lombardozzi D., Sicard P., Verbeke T., Viovy N., Vitale M., Paoletti E. Legislative and functional aspects of different metrics used for ozone risk assessment to forests // Environ. Pollut. 2022. V. 295. P. 118690.
12. Altshuller A.P., Wartburg A.F. The interaction of ozone with plastic metallic materials in a dynamic flow system // Intern. J. Air Water Pollut. 1961. V. 4, N 1–2. P. 70–78.
13. Daubendick R.L., Calvert J.G. The reaction of ozone with perfluorinated polyolefins // Environ. Lett. 1974. V. 6, N 4. P. 253–272.
14. Screpani A., DeMarco A. Corrosion on cultural heritage buildings in Italy: A role for ozone? // Environ. Pollut. 2009. V. 157, N 5. P. 1513–1520.
15. Coleman B.K., Destaillats H., Hodgson A.T., Nazaroff W.W. Ozone consumption and volatile byproduct formation from surface reactions with aircraft cabin materials and clothing fabrics // Atmos. Environ. 2008. V. 42, N 4. P. 642–654.
16. Rice R.G. Century 21 – pregnant with ozone // Ozone Sci. Engeen. 2002. V. 24, N 1. P. 1–15.
17. Rowlinson M.J., Rap A., Hamilton D.S., Pope R.J., Hantson S., Arnold S.R., Kaplan J.O., Arneth A., Chipperfield M.P., Forster P.M., Nieradzik L. Tropospheric ozone radiative forcing uncertainty due to pre-industrial fire and biogenic emissions // Atmos. Chem. Phys. V. 20, N 18. P. 10937–10951.
18. Air Pollution by Ozone in Europe in Summer 2004. Overview of Exceedances of EC Ozone Threshold Values during April–September 2004. EEA Technical Report N 3. 2005. 34 p.
19. Gouldsbrough L., Hossaini R., Eastoe E., Young P.Y. A temperature dependent extreme value analysis of UK surface ozone, 1980–2019 // Atmos. Environ. 2020. V. 273. P. 118975.
20. Langford A.O., Senff C.J., Alvarez II R.J., Aikin K.C., Baidar S., Bonin T.A., Brewer W.A., Brioude J., Brown S.S., Burley J.D., Caputi D.J., Conley S.A., Cullis P.D., Decker Z.C.J., Evan S., Kirgis G., Lin M., Pagowski M., Peischl J., Petropavlovskikh I., Pierce R.B., Ryerson T.B., Sandberg S.P., Sterling C.W., Weickmann A.M., Zhang L. The Fires, Asian, and Stratospheric Transport–Las Vegas Ozone Study (FAST-LVOS) // Atmos. Chem. Phys. 2022. V. 22, N 3. P. 1707–1737.
21. Kim S.-W., McDonald B.C., Seo S., Kim K.-M., Trainer M. Understanding the paths of surface ozone abatement in the Los Angeles basin // J. Geophys. Res.: Atmos. 2022. V. 127, N 4. P. e2021JD035606.
22. Cao J., Qiu X., Liu Y., Yan X., Gao J., Peng L. Identifying the dominant driver of elevated surface ozone concentration in North China plain during summertime 2012–2017 // Environ. Pollut. 2022. V. 300. P. 118912.
23. Wu K., Wang Y., Qiao Y., Liu Y., Wang S., Yang X., Wang H., Lu Y., Zhang X., Lei Y. Drivers of 2013–2020 ozone trends in the Sichuan Basin, China: Impacts of meteorology and precursor emission changes // Environ. Pollut. 2022. V. 300. P. 118914.
24. Gao J., Li Y., Xie Z., Hue B., Wang L., Bao F., Fan S. The impact of the aerosol reduction on the worsening ozone pollution over the Beijing–Tianjin–Hebei region via influencing photolysis rates // Sci. Total Environ. 2022. V. 821. P. 153197.
25. Мосэкомониторинг / ГПБУ «Мосэкомониторинг». М., 2022. URL: https://mosecom.mos.ru/
26. Доклады о состоянии окружающей среды города Москвы / Департамент природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы. URL: https://www.mos.ru/eco/documents/doklady/view/ (дата обращения: 24.03.2022).
27. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2020 год. Росгидромет, 2021. 205 с.
28. Обзор фонового состояния окружающей природной среды на территории стран СНГ за 2019 г. / Институт глобального климата и экологии имени академика Ю.А. Израэля. М.: Росгидромет, 2020. 100 c.
29. Андреев В.В., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Еланский Н.Ф., Жамсуева Г.С., Заяханов А.С., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Котельников С.Н., Кузнецова И.Н., Лапченко В.А., Лезина Е.А., Постыляков О.В., Савкин Д.Е., Сеник И.А., Степанов Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В., Челибанов И.В., Челибанов В.П., Тихонов Н.А., Захарова С.А., Давыдова М.А. Приземная концентрация озона на территории России в первом полугодии 2020 г. // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 9. С. 710–721; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Postylyakov O.V., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chelibanovi I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V. Surface ozone concentration over Russian territory in the first half of 2020 // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 6. P. 671–681.
30. Андреев В.В., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Демин В.И., Еланский Н.Ф., Жамсуева Г.С., Заяханов А.С., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Котельников С.Н., Кузнецова И.Н., Лапченко В.А., Лезина Е.А., Постыляков О.В., Савкин Д.Е., Сеник И.А., Степанов Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В., Челибанов И.В., Челибанов В.П., Широтов В.В., Шукуров К.А. Приземная концентрация озона на территории России во втором полугодии 2020 г. // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 4. С. 292–301; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Postylyakov O.V., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Surface ozone concentration in Russia in the second half of 2020 // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 4. P. 347–356.
31. Mertens M., Jöckel P., Matthes S., Nützel M., Volker Grewe V., Sausen R. COVID-19 induced lower-tropospheric ozone changes // Environ. Res. Lett. 2021. V. 16, N 6. P. 064005.
32. Adam M.G., Tran P.T.M., Balasubramanian R. Air quality changes in cities during the COVID-19 lockdown: A critical review // Atmos. Res. 2021. V. 264. P. 105823.
33. Yang M., Chen L., Msigwa G., Tang K.H.D., Pow-Seng Yap P.-S. Implications of COVID-19 on global environmental pollution and carbon emissions with strategies for sustainability in the COVID-19 era // Sci. Total Environ. 2022. V. 809. P. 151657.
34. Steinbrecht W., Kubistin D., Plass-Dülmer C., Davies J., Tarasick D.W., von der Gathen P., Deckelmann H., Jepsen N., Kivi R., Lyall N., Palm M., Notholt J., Kois B., Oelsner P., Allaart M., Piters A., Gill M., Van Malderen R., Delcloo A.W., Sussmann R., Mahieu E., Servais C., Romanens G., Stübi R., Ancellet G., Godin-Beekmann S., Yamanouchi S., Strong K., Johnson B., Cullis P., Petropavlovskikh I., Hannigan J.W., Hernandez J.-L., Rodriguez A.D., Nakano T., Chouza F., Leblanc T., Torres C., Garcia O., Röhling A.N., Schneider M., Blumenstock T., Tully M., Paton-Walsh C., Jones N., Querel R., Strahan S., Stauffer R.M., Thompson A.M., Inness A., Engelen R., Chang K.-L., Cooper O.R. COVID-19 crisis reduces free tropospheric ozone across the Northern hemisphere // Geophys. Res. Lett. 2021. V. 48, N 5. P. e2020GL091987.
35. Bouarar I., Gaubert B., Brasseur G.P., Steinbrecht W., Doumbia T., Tilmes S., Liu Y., Stavrakou T., Deroubaix A., Darras S., Granier C., Lacey F., Muller J.-F., Shi X., Elguindi N., Wang T. Ozone anomalies in the free troposphere during the COVID-19 pandemic // Geophys. Res. Lett. 2021. V. 48, N 16. P. e2021GL094204.
36. Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Белан С.Б., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Многолетняя изменчивость озона и аэрозоля в районе Томска и оправдываемость прогноза их среднегодовых концентраций на десятилетие // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 9. С. 772–776.
37. Feister U., Warmbt W. Long-term surface ozone increase at Arcona // Proc. Quadrennial Ozone Symposium, Greece, 1980. P. 782–787.
38. Volz A., Kley D. Evaluation of the Montsouris series of ozone measurements made in the nineteenth century // Nature. 1988. V. 332, N 6161. P. 240–242.
39. Cartalis C., Varotsos C. Surface ozone in Athens, Greece, at the beginning and at the end of the twentieth century // Atmos. Environ. 1994. V. 28, N 1. P. 3–8.
40. Белан Б.Д., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н. Исследование связи снежного покрова и концентрации озона в приземном слое воздуха в районе г. Томска // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 8. С. 665–669.
41. Monks P.S. A review of the observations and origins of the spring ozone maximum // Atmos. Environ. 2000. V. 34, N 21. P. 3545–3561.
42. Заяханов А.С., Жамсуева Г.С., Цыдыпов В.В., Бальжанов Т.С. Результаты мониторинга приземного озона в атмосфере г. Улан-Удэ // Метеорол. и гидрол. 2013. № 12. С. 76–84.
43. Исидоров В.А. Летучие выделения растений: состав, скорость эмиссии и экологическая роль. СПб.: Алга, 1994. 188 с.
44. Curci G., Beekmann M., Vautard R., Smiatek G., Steinbrecher R., Theloke J., Friedrich R. Modelling study of the impact of isoprene and terpene biogenic emissions on European ozone levels // Atmos. Environ. 2009. V. 43, N 7. P. 1444–1455.
45. Collins W.J., Sitch S., Boucher O. How vegetation impacts affect climate metrics for ozone precursors // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. P. D23308. DOI: 10.1029/2010JD014187.
46. Sadiq M., Tai A.P.K., Lombardozzi D., Martin M.V. Effects of ozone–vegetation coupling on surface ozone air quality via biogeochemical and meteorological feedbacks // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17, N 4. P. 3055–3066.
47. Еланский Н.Ф., Шилкин А.В., Пономарев Н.А., Захарова П.В., Качко М.Д., Поляков Т.И. Пространственно-временные вариации содержания загрязняющих примесей в воздушном бассейне Москвы и их эмиссии // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2022. Т. 58, № 1. С. 92–108.
48. Tan Z., Ma X., Lu K., Jiang M., Zou Q., Wang H., Zeng L., Zhang Y. Direct evidence of local photochemical production driven ozone episode in Beijing: A case study // Sci. Total Environ. 2021. V. 800. P. 148868.
49. Liu X., Guo H., Zeng L., Lyu X., Wang Y., Zeren Y., Yang J., Zhang L., Zhao S., Li Y., Zhang G. Photochemical ozone pollution in five Chinese megacities in summer 2018 // Sci. Total Environ. 2021. V. 801. P. 149603.
50. Сеник И.А., Еланский Н.Ф., Беликов И.Б., Лисицына Л.В., Галактионов В.В., Кортунова З.В. Основные закономерности временной изменчивости приземного озона на высотах 870 и 2070 м в районе г. Кисловодска // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2005. Т. 41, № 1. С. 78–91.
51. Shakina N.P., Ivanova A.R., Elansky N.F., Markova T.A. Transcontinental observations of surface ozone concentration in the TROICA Experiments: 2. The effect of the stratosphere-troposphere exchange // Izvestiya, Atmos. Ocean. Phys. 2001. V. 37, suppl. 1. P. S39–S48.
52. Борисов Д.В., Шалыгина И.Ю., Лезина Е.А. Исследование сезонной и суточной изменчивости концентраций приземного озона // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2020.Т. 377, № 3. С. 122–135.
53. Иванова Н.С., Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Лезина Е.А Содержание озона над территорией Российской Федерации в 2020 г. // Метеорол. и гидрол. 2021. № 2. C. 131–140.
54. Звягинцев А.М., Беликов И.Б., Егоров В.И., Еланский Н.Ф., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Николаев А.Н., Обухова З.В., Скороход А.И. Положительные аномалии приземного озона в июле-августе 2002 г. в Москве и ее окрестностях // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2004. Т. 40, № 1. С. 78–89.
55. Белан Б.Д., Савкин Д.Е., Толмачев Г.Н. Зависимость образования озона в приземном слое от температуры воздуха // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 11. С. 971–979; Belan B.D., Savkin D.E., Tolmachev G.N. Generation of ozone in the surface air layer versus air temperature // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 2. P. 187–196.
56. Porter W.C., Heald C.L. The mechanisms and meteorological drivers of the summertime ozone–temperature relationship // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19, N 21. P. 13367–13381.
57. Ulpiani G., Ranzi G., Santamouris M. Local synergies and antagonisms between meteorological factors and air pollution: A 15-year comprehensive study in the Sydney region // Sci. Total Environ. 2021. V. 788. P. 147783.
58. Platikanov S., Terrado M., Pay M.T., Soret A., Tauler R. Understanding temporal and spatial changes of O₃ or NO₂ concentrations combining multivariate data analysis methods and air quality transport models // Sci. Total Environ. 2022. V. 806. P. 150923.
59. Hossain M.S., Frey H.C., Louie P.K.K., Lau A.K.H. Combined effects of increased O₃ and reduced NO₂ concentrations on short-term air pollution health risks in Hong Kong // Environ. Pollut. 2021. V. 270. P. 116280.
60. Liu C., Shi K. A review on methodology in O₃–NO_x–VOC sensitivity study // Environ. Pollut. 2021. V. 291. P. 118149.
61. Белан Б.Д., Савкин Д.Е. Роль влажности в изменении приземной концентрации озона // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 5. С. 395–398; Belan B.D., Savkin D.E. The role of air humidity in variations of near-surface ozone concentration // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 5. P. 586–589.
62. Зуев В.Е., Белан Б.Д., Кабанов Д.М., Ковалевский В.К., Лукьянов О.Ю., Мелешкин В.Е., Микушев М.К., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Покровский Е.В., Сакерин С.М., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Шаманаев В.С., Щербатов А.И. Самолет-лаборатория АН-30 «Оптик-Э» для экологических исследований // Оптика атмосф. и океана. 1992. Т. 5, № 10. С. 1012–1021.
63. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет-лаборатория Ту-134 «Оптик» // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 80–816.
64. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Краснов О.А., Ковалевский В.К., Пирогов В.А., Плотников А.П., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Сравнение ультрафиолетового и хемилюминесцентного озонометров // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 8. С. 723–726.
65. Dunlea E.J., Herndon S.C., Nelson D.D. Volkamer R.M., Lamb B.K., Allwine E.J., Grutter M., Ramos Villegas C.R., Marquez C., Blanco S., Cardenas B., Kolb C.E., Molina L.T., Molina M.J. Technical note: Evaluation of standard ultraviolet absorption ozone monitors in a polluted urban environment // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 10. P. 3163–3180.
66. Белан Б.Д., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Вертикальное распределение озона в тропосфере над югом Западной Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 9. С. 777–783; Belan B.D., Tolmachev G.N., Fofonov A.V. Vertical ozone distribution in troposphere above south regions of West Siberia // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 2. P. 181–187.