Пдк азота в воздухе рабочей зоны: 2.2.5.1313-03 — — www.dioxin.ru

Двуокись азота (NO ₂ ) — это едкий газ, который, наряду с мелкими взвешенными в воздухе твердыми частицами, способствует образованию красновато-коричневой дымки, характерной для туманного воздуха в Калифорнии.NO ₂ состоит из одного атома азота и двух атомов кислорода и является газом при температуре окружающей среды. Он имеет резкий запах и коричневато-красный цвет. NO ₂ является членом семейства химических веществ, состоящих из азота и кислорода, которые вместе известны как оксиды азота. Двумя наиболее распространенными оксидами азота являются NO ₂ и оксид азота (NO), и их комбинацию часто называют NO _X .

Откуда берется диоксид азота?

Хотя NO ₂ может выделяться непосредственно из источников горения, большая часть NO ₂ в окружающем воздухе образуется в атмосфере в результате реакций между оксидом азота (NO) и другими загрязнителями воздуха, которые требуют присутствия солнечного света ( фотохимические реакции).NO ₂ способствует образованию ряда других загрязнителей воздуха, включая озон (O ₃ ), азотную кислоту (HNO ₃ ) и нитраты (NO ₃ ^—), содержащие частицы, которые также образуются в результате фотохимических реакций. реакции. Уровни NO ₂ в воздухе зависят от уровней прямых выбросов, а также от изменения атмосферных условий, особенно количества солнечного света.

Почему CARB и Агентство по охране окружающей среды США уделяют внимание диоксиду азота?

Регуляторы качества воздуха выбрали NO ₂ в качестве маркера для контроля уровней NO _X в окружающей среде по нескольким причинам.Большая часть информации об оксидах азота предназначена специально для NO ₂ . Сюда входит информация о распределении в воздухе, воздействии на человека и дозе, а также о воздействии на здоровье. Имеется лишь ограниченная информация по NO и NO _X , а также большая неопределенность в отношении воздействия на здоровье NO или NO _X воздействия. Кроме того, выбросы NO ₂ сильно коррелируют с выбросами других оксидов азота и с некоторыми другими загрязнителями, связанными с дорожным движением. Следовательно, меры контроля, снижающие выбросы NO ₂ , также уменьшат выбросы других видов NO _X .NO ₂ является важным прекурсором антропогенного O ₃ и ключевым агентом в образовании нескольких переносимых по воздуху токсичных веществ, включая азотную кислоту (HNO ₃ ), мелкие частицы, пероксиацетилнитрат, нитрозамины и нитро -полициклические ароматические углеводороды (нитро-ПАУ).

Следует отметить, что стандарт качества атмосферного воздуха в Калифорнии специально предназначен для NO ₂ , в то время как национальный стандарт качества атмосферного воздуха предназначен для NO _X как группы, а NO ₂ является маркером для определения достижения.Однако в обоих случаях цель состоит в том, чтобы контролировать выбросы NO _X как группу.

Какие виды вредного воздействия может вызвать диоксид азота?

Большое количество медицинской научной литературы указывает, что воздействие NO ₂ может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья. Наиболее убедительные доказательства здоровья и медицинская основа для стандарта качества окружающего воздуха для NO ₂ являются результатами контролируемых исследований воздействия на человека, которые показывают, что воздействие NO ₂ может усилить реакцию на аллергены у аллергических астматиков.Кроме того, ряд эпидемиологических исследований продемонстрировал связь между воздействием NO ₂ и преждевременной смертью, сердечно-легочными эффектами, снижением функции легких у детей, респираторными симптомами, посещениями пунктов неотложной помощи при астме и усилением аллергических реакций.

Кто подвергается наибольшему риску от воздействия диоксида азота?

Младенцы и дети особенно подвержены риску, потому что они подвергаются непропорционально большему воздействию NO ₂ , чем взрослые, из-за большей частоты дыхания для их массы тела и, как правило, большей продолжительности воздействия на открытом воздухе.Несколько исследований показали, что длительное воздействие NO ₂ в детстве, в период быстрого роста легких, может привести к уменьшению размера легких в зрелом возрасте у детей с более высокими по сравнению с более низкими уровнями воздействия. Кроме того, дети, страдающие астмой, обладают большей реактивностью дыхательных путей по сравнению со взрослыми астматиками. У взрослых наибольший риск представляют люди с хроническими респираторными заболеваниями, такими как астма и хроническая обструктивная болезнь легких.

Как диоксид азота влияет на окружающую среду?

За некоторыми исключениями, NO ₂ может нанести вред растительности, включая деревья, леса и посевы.Об этом сообщалось только тогда, когда совокупная продолжительность воздействия составляла не менее 0,2 частей на миллион в течение 100 часов или более в течение вегетационного периода. Кроме того, NO ₂ может способствовать снижению видимости как напрямую, избирательно поглощая более короткие волны синего света видимого света, так и косвенно, способствуя образованию нитратного аэрозольного тумана, который снижает видимость.

Является ли диоксид азота проблемой в помещении?

Уровни NO ₂ в помещении определяются в первую очередь наличием приборов, излучающих NO ₂ , скоростью воздухообмена внутри помещения и снаружи, (т.е.д., независимо от того, открыты ли окна), и влияние сезона. Газовые плиты и обогреватели являются наиболее распространенными внутренними источниками выбросов NO ₂ . Другие возможные источники включают в себя печи, водонагреватели и сушилки для одежды с неправильной вентиляцией. Зимние уровни обычно выше, чем летом, из-за более широкого использования газовых приборов зимой и меньшего использования окон для вентиляции.

Каковы стандарты качества окружающего воздуха для диоксида азота?

Стандарты качества окружающего воздуха определяют максимальное количество загрязняющих веществ, которые могут присутствовать в наружном воздухе без вреда для здоровья человека.В 2007 году, после обширного обзора научной литературы, Совет снизил государственную одночасовую норму для NO ₂ до 0,18 частей на миллион и сохранил среднегодовую норму 0,030 частей на миллион на основании данных о неблагоприятных последствиях для здоровья на уровне существующий часовой стандарт. Национальный стандарт был недавно пересмотрен в 2010 году после того, как исчерпывающий обзор новой литературы указал на доказательства побочных эффектов у астматиков при более низких концентрациях NO ₂ , чем существующий национальный стандарт.

* Официальный уровень 1-часового стандарта NO ₂ составляет 100 частей на миллиард, что равно 0.100ppm, что показано здесь для более четкого сравнения с другими стандартами.

Концентрации диоксида азота — GOV.UK

Национальная статистика

Обновлено 29 апреля 2021 г.

1. Зачем измерять NO2?

Двуокись азота (NO2) — это газ, который в основном образуется при сжигании ископаемого топлива вместе с оксидом азота (NO). NO2 также может образовываться, когда NO реагирует с определенными газами в атмосфере. Эти реакции происходят очень быстро и обратимы, поэтому два газа вместе называются оксидами азота (NOx).

Кратковременное воздействие концентрации NO2 может вызвать воспаление дыхательных путей и повысить восприимчивость к респираторным инфекциям и аллергенам. NO2 может усугубить симптомы у тех, кто уже страдает заболеваниями легких или сердца. NO2 также может вызывать изменения в окружающей среде. Выпадение азота в окружающую среду как непосредственно в виде газа (сухое осаждение), так и в виде осадков (влажное осаждение) может изменить химический состав почвы и повлиять на биоразнообразие в уязвимых местах обитания.

Оксиды азота также являются прекурсорами для образования озона.Озон — это газ, который также вреден для здоровья человека и может вызвать воспаление дыхательных путей, глаз, носа и горла, а также приступы астмы. Кроме того, озон может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду из-за окислительного повреждения растительности, в том числе сельскохозяйственных культур.

Нормы стандартов качества воздуха 2010 года требуют, чтобы среднегодовая концентрация NO2 не превышала 40 мкг / м ³ и чтобы было не более 18 превышений среднечасового предельного значения (концентрации выше 200 мкг / м ³ ) за один год.

2. Динамика концентраций NO2 в Великобритании

2.1 Среднегодовые концентрации NO2 в Великобритании, 1990-2020 гг.

Индекс NO2 показывает среднегодовое значение, усредненное по всем включенным участкам, на которых годовые данные были собраны больше или равны 75%. Заштрихованные области представляют 95% доверительный интервал для среднегодовой концентрации для придорожных участков (красный), городских фоновых участков (синий) и сельских фоновых участков (зеленый). Интервалы сужаются со временем из-за увеличения количества участков мониторинга и уменьшения разброса между среднегодовыми значениями на участках мониторинга NO2.Среднегодовые значения для отдельных участков можно найти в статистических таблицах NO2, прилагаемых к этому выпуску.

Рисунок 1: Среднегодовые концентрации NO2 в Великобритании, 1990-2020 гг.

Просмотреть данные для этого графика

Скачать данные для этой диаграммы в формате CSV

Городское фоновое загрязнение NO2 снизилось как в долгосрочной перспективе, так и в последние годы

Среднегодовая концентрация NO2 на городских фоновых участках снизилась за временной ряд до 15.1 мкг / м ³ в 2020 году, это минимум с начала временного ряда в 1990 году.

В период с 1992 по 2002 год включительно среднегодовая концентрация NO2 на городских фоновых участках быстро снижалась: в среднем на 2,7 мкг / м ³ каждый год. Это сокращение наблюдалось на большинстве участков мониторинга по всей Великобритании и могло быть следствием значительного сокращения выбросов оксидов азота за тот же период в Великобритании и Европе.

В период с 2002 по 2006 год среднегодовая концентрация колебалась без четкой тенденции, и это наблюдалось на большинстве участков мониторинга по всей Великобритании.Выбросы оксидов азота в Великобритании и Европе все еще сокращались в течение этого периода, но эти годы также совпали с увеличением использования угля на электростанциях и ростом популярности новых дизельных автомобилей (которые производят больше выбросов оксидов азота, чем бензиновые эквиваленты).

В период с 2006 по 2019 год включительно среднегодовая концентрация NO2 на городских фоновых участках снижалась в среднем на 0,9 мкг / м. ³ каждый год. Снижение концентраций наблюдалось на большинстве участков мониторинга по всей Великобритании.Выбросы NO2 в Великобритании и Европе продолжали снижаться по мере того, как в автопарк входят новые дорожные транспортные средства, на которые распространяются более строгие стандарты выбросов, а выработка электроэнергии отказывается от использования угля, особенно в Великобритании.

В период с 2019 по 2020 год среднегодовая концентрация NO2 на городских фоновых участках снизилась еще на 4,5 мкг / м ³ (23%). Вероятно, что сокращение трафика в результате ограничений COVID-19 способствовало этому относительно значительному снижению.

Придорожное загрязнение NO2 снизилось в долгосрочной перспективе и в последние годы, оставаясь стабильным на протяжении большей части 2000-х годов

Среднегодовая средняя концентрация NO2 на обочине дороги снизилась за временной ряд до 23,0 мкг / м ³ в 2020 году, что является минимумом с начала временного ряда в 1997 году. Среднегодовая концентрация NO2 в 2020 году больше в придорожные участки по сравнению с городскими фоновыми участками (статистически значимо). Скорее всего, это связано со значительными выбросами NO2 из источников автомобильного транспорта, так как большая часть концентраций на обочине дороги связана с местными транспортными источниками.

На протяжении большей части 2000-х годов среднегодовая концентрация NO2 была стабильной, вероятно, в результате увеличения числа владельцев дизельных транспортных средств, которые исторически выделяли гораздо больше оксидов азота по сравнению с аналогичными автомобилями, работающими на бензине. Это могло компенсировать влияние сокращения выбросов из других источников.

В период с 2007 по 2019 год включительно среднегодовая концентрация NO2 на придорожных участках снижалась в среднем на 1,8 мкг / м ³ каждый год. Это сокращение наблюдалось на большинстве участков длительного мониторинга по всей Великобритании и могло быть следствием значительного сокращения выбросов NO2 автомобильным транспортом за тот же период в Великобритании, поскольку в транспортный парк входят новые автомобили, на которые распространяются более строгие стандарты выбросов.

В период с 2019 по 2020 год среднегодовая концентрация NO2 на обочине дороги снизилась еще на 8,1 мкг / м3 (26%). Вероятно, что сокращение трафика в результате ограничений COVID-19 было фактором, способствовавшим этому относительно значительному снижению на обочине дороги.

Фоновое загрязнение NO2 в сельской местности постепенно снижается и, как правило, находится на низких концентрациях

Среднегодовая концентрация NO2 на фоновых сельских участках снизилась за временной ряд до 5.4 мкг / м ³ в 2020 году, самый низкий показатель во временном ряду. С начала временного ряда в 1997 году среднегодовая концентрация NO2 в фоновых сельских районах быстро снижалась: в среднем на 0,5 мкг / м ³ каждый год. Это сокращение наблюдалось на большинстве участков мониторинга по всей Великобритании и могло быть следствием значительного сокращения выбросов оксидов азота за тот же период в Великобритании и Европе.

3. Среднее количество часов, проведенных в условиях «умеренного» или более высокого уровня загрязнения NO2

Этот показатель измеряет годовой тренд количества часов, в течение которых регистрируются концентрации на уровнях, которые могут повлиять на здоровье человека.Что касается NO2, «умеренное» загрязнение воздуха (которое требует действий со стороны граждан, уязвимых к воздействию загрязнения воздуха на здоровье) срабатывает, когда последняя почасовая концентрация превышает 200 мкг / м ³ . Цветные категории относятся к категориям Ежедневного индекса качества воздуха (см. Таблицу 23 в статистических таблицах, прилагаемых к этому выпуску).

Рисунок 2: Средние часы, когда загрязнение NO2 было умеренным или выше для придорожных участков, с 1997 по 2020 год

Просмотреть данные для этого графика

Скачать данные для этой диаграммы в формате CSV

участках мониторинга придорожных участков с 2008 года зафиксирована тенденция к уменьшению количества часов «умеренного» загрязнения воздуха из-за NO2.В 2020 году было наименьшее количество часов «умеренного» загрязнения воздуха на участке из-за NO2 с начала временного ряда.

На придорожных участках в период с 2019 по 2020 год наблюдалось уменьшение количества часов, в течение которых средняя концентрация NO2 за предыдущий час превышала 200 мкг / м ³ ; от 0,7 часа до 0,2 часа на сайт. В городских фоновых участках редко регистрируются концентрации на этих уровнях, и загрязнение NO2 было низким на всех городских фоновых участках в течение 2020 года.

Для PM10 и PM2.5, «умеренное» и более высокое загрязнение воздуха исторически наблюдалось на многих участках мониторинга по всей Великобритании, но в отношении «умеренного» загрязнения воздуха NO2 наблюдались только несколько конкретных участков. Общая тенденция соответствует той же тенденции, что и на сайте London Marylebone Road, где в 2005 г. был зафиксирован пик 853 часа в категории «Умеренные» или выше, а в 2020 г. этот показатель сократился до 0 часов. Загрязнение NO2 в 2020 году произошло на придорожном участке Хафод-ир-Йнис в Южном Уэльсе (7 часов в категории «Умеренные» или выше).

«Умеренное» загрязнение NO2 на обочине дороги обычно является следствием увеличения выбросов оксидов азота из транспортных источников, а также наличия уличных каньонов или ветровых условий, препятствующих распространению загрязняющих веществ. Например, лондонская улица Мэрилебон-роуд находится на перегруженной шестиполосной дороге, окруженной высотными зданиями в центре Лондона. Участок Hafod-yr-ynys также расположен на оживленной дороге A, в окружении террасных домов, образующих уличный каньон.

4.Временные колебания концентраций NO2 в Великобритании, 2020 г.

4.1 Варианты дней недели

Индекс NO2 показывает среднее значение дня недели, усредненное по всем включенным участкам, на которых был собран сбор данных, превышающий или равный 75% для всех случаев этого дня недели в данном году. Заштрихованные области представляют 95% доверительный интервал для средней концентрации в будние дни для придорожных участков (красный), городских фоновых участков (синий) и сельских фоновых участков (зеленый).

Рисунок 3: Средняя концентрация NO2 в будние дни на обочинах дорог, в городских и сельских фоновых участках, 2020 г.

Просмотреть данные для этого графика

Скачать данные для этой диаграммы в формате CSV

NO2 в выходные дни обычно ниже, чем в будние дни, особенно на придорожных участках.Скорее всего, это в первую очередь связано с уменьшением дорожного движения в выходные дни. В 2020 году средняя концентрация с понедельника по пятницу на придорожных участках составляла 25,2 мкг / м ³ , что на 46% больше, чем средняя концентрация в выходные дни 17,3 мкг / м ³ (статистически значимая разница).

4.2 Изменения в часах

Индекс NO2 показывает среднечасовое значение, усредненное по всем включенным участкам, на которых были собраны данные, превышающие или равные 75% для всех случаев этого часа в данном году.Заштрихованные области представляют 95% доверительный интервал для среднечасовой концентрации для придорожных участков (красный), городских фоновых участков (синий) и сельских фоновых участков (зеленый).

Рис. 4: Среднечасовая концентрация NO2 на обочинах дорог, в городских и сельских фоновых участках, 2020 г.

Просмотреть данные для этого графика

Скачать данные для этой диаграммы в формате CSV

NO2, как правило, намного выше в утренние и вечерние часы пик по сравнению с другим временем дня для придорожных и городских фоновых участков.Скорее всего, это связано с пригородным движением в течение рабочей недели, так как тот же образец не применяется к субботам и воскресеньям. Эта модель концентраций соответствует распределению дорожного движения по времени суток ^{[сноска 1]} .

5. Влияние пандемии коронавируса на концентрацию NO2 в Великобритании, 2020 г.

5.1 Среднемесячные концентрации NO2 в 2020 году по сравнению с предыдущими 3 годами

Индекс NO2 показывает среднемесячное значение, усредненное по всем включенным участкам, на которых были собраны данные, превышающие или равные 75% для всех случаев этого месяца в заданный период времени (т.е. 2020 или 2017-2019 гг.). Заштрихованные области представляют 95% доверительный интервал для среднемесячной концентрации для придорожных участков (красный).

Рисунок 5: Среднемесячные концентрации NO2 на придорожных участках, 2020 г. по сравнению с предыдущими 3 годами

Просмотреть данные для этого графика

Скачать данные для этой диаграммы в формате CSV

Среднемесячные концентрации NO2 на придорожных участках в 2020 году были стабильно ниже, чем в среднем за предыдущие 3 года (в среднем на 29%).

В месяцы, предшествовавшие первой блокировке в Великобритании (с января по март включительно), концентрации NO2 на придорожных участках были на 30% ниже, чем в среднем за предыдущие 3 года. Эта относительно большая разница в течение этих месяцев до введения ограничений может частично объясняться западными ветрами, которые преобладали в январе и феврале, принося более чистый воздух в Великобританию из Атлантики.

С апреля по июнь (включительно) концентрации NO2 на участках придорожного мониторинга были на 42% ниже, чем в предыдущие 3 года после относительно резкого снижения с марта по май.Первая общенациональная блокировка началась 23 марта и продолжалась до 1 июня, когда были сняты некоторые серьезные ограничения. Поскольку погодные условия в эти месяцы были относительно стабильными, вполне вероятно, что разница в концентрациях NO2 на обочинах дорог в период с 2020 по 2017-19 гг. В первую очередь была связана с сокращением дорожного движения в результате ограничений, введенных в целях контроля над распространением вредных веществ. коронавирус.

Начиная с июля, концентрации NO2 неуклонно росли до конца года, как и ожидалось, исходя из общей сезонной тенденции, о чем свидетельствует предыдущее среднее значение за 3 года.Однако средняя скорость роста была более чем вдвое выше в период с июля по сентябрь 2020 года (3,6 мкг / м ³ в месяц) по сравнению с 2017-19 годами (1,6 мкг / м ³ в месяц) после удаления ограничения блокировки. Концентрации за квартал были на 25% ниже, чем за тот же период за предыдущие 3 года.

В последнем квартале 2020 года концентрации NO2 продолжали расти в соответствии с предыдущим трехлетним средним значением аналогичным темпом и были на 21% ниже, чем в предыдущие три года.

6. Разделы в этом выпуске

Сводка

Справочная информация о концентрациях загрязнителей воздуха

Концентрации твердых частиц (PM10 и PM2,5)

Концентрации озона

Дней с «умеренным» или более высоким загрязнением воздуха (включая диоксид серы)

Соблюдение Кодекса практики по статистике и принципов качества Defra Group Statistics, а также недавние изменения в публикации

Статистические таблицы (ENV02 — Статистика качества воздуха)

Затаив дыхание — Как плохое качество воздуха портит города

01 Затаив дыхание — Как плохое качество воздуха портит города

Качество воздуха в городах обычно хуже, чем где-либо еще в стране.На рисунке 2 показана география фоновых уровней концентрации двух основных загрязнителей — диоксида азота (NO2) и мелких твердых частиц 2,5 (PM2,5) — по всей Великобритании.

NO2 имеет четкую местную структуру и в основном концентрируется там, где он выбрасывается: в городских районах и на дорогах с интенсивным движением. Значения NO2 особенно высоки в окрестностях Лондона, но все городские районы имеют высокие уровни.

PM2,5, который включает сажу и пыль, образующиеся при сжигании топлива и от тормозных колодок, наносимых на шины, более широко распространен.Несмотря на это, по-прежнему существует четкая география — уровни выше в городах, чем в их окрестностях, и особенно высоки в городах Большого Юго-Востока. Более высокие уровни, наблюдаемые на Большом Юго-Востоке в целом, частично являются результатом выбросов Лондона и вкладов континентальной Европы.

Рисунок 2: Качество атмосферного воздуха в Великобритании: среднегодовая концентрация NO2 и PM2,5

Источник: Defra, 2019. Картирование фона для местных властей.

Вставка 1: Методологическая вставка: как измерить загрязнение воздуха?

Загрязнение воздуха трудно измерить, и не существует единого способа представить загрязнение или оценить качество воздуха. В то время как некоторые работы сосредоточены на загрязнении, происходящем от конкретных загрязнителей, таких как NO2 или твердые частицы, другие методы рассматривают несколько различных загрязнителей в рамках одного индекса.

Важно различать данные о выбросах и концентрациях. Данные о выбросах в основном используются для идентификации источника и его происхождения (например, при транспортировке или сжигании в домашних условиях).Но, поскольку местные выбросы — это только часть истории, именно концентрация загрязнения указывает на то, насколько загрязнено место. Уровни концентрации измеряются на участках мониторинга, расположенных либо поблизости (обочина дороги), либо дальше (фон) от дорог.

Чтобы дать исчерпывающую сравнительную картину качества воздуха в Великобритании, в этой главе используются различные подходы к измерению загрязнения воздуха. Он использует данные из Ежедневного индекса качества воздуха Метеорологического управления, который использует пять различных загрязнителей, чтобы дать обзор загрязнения воздуха в Великобритании, и дополняет его более подробным рассмотрением диоксида азота и твердых частиц 2.5.

Что касается концентрации диоксида азота, Великобритания в настоящее время не выполняет юридически обязательный целевой показатель — среднегодовое значение 40 микрограммов на кубический метр (мкг / м3). И хотя законодательные пределы для PM2,5 (установленные на уровне 25 мкг / м3) не нарушаются, они превышают рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения 10 мкг / м3.

Блок 2: Определение городов

Анализ, проведенный в этом отчете, сравнивает первичные городские районы (PUA) — показатель застроенных территорий города, а не отдельных районов местного самоуправления или объединенных властей.PUA — это определение уровня города, которое впервые было использовано в отчете о состоянии городов Департамента по делам сообществ и местного самоуправления. Определение было создано Ньюкаслским университетом и обновлено в 2016 году, чтобы отразить изменения по сравнению с переписью 2011 года.

PUA обеспечивает единообразную меру для сравнения концентрации экономической активности в Великобритании. Это отличает PUA от городских регионов или регионов с комбинированной властью. Вы можете найти полную таблицу определений и методологическую заметку о недавнем обновлении PUA на этой странице: www.centreforcities.org/puas.

Плохое качество воздуха — особая проблема южных городов

Хотя в городах обычно наблюдается более высокий уровень загрязнения по сравнению с пригородами, не все города испытывают одинаковые уровни загрязнения воздуха.

Ежедневный индекс качества воздуха (DAQI) измеряет ежедневное качество воздуха в месте по шкале от 1 (низкий) до 10 (очень высокий) и состоит из корзины из пяти загрязнителей. Оценка 4 или выше может повлиять на взрослых и детей с проблемами легких или сердца, в то время как значения, равные 7 или выше, могут оказать немедленное влияние даже на тех, у кого нет существующих проблем со здоровьем.В Великобритании среднесуточные значения обычно составляют от 2 до 4, но они маскируют всплески загрязнения в определенных областях.

Рисунок 3: Количество дней, в течение которых максимальный моделируемый DAQI был равен 4 или больше в 2018 году

Источник: Метеорологическое бюро, 2019 г.

На рисунке 3 показано количество дней в течение 2018 года, когда максимальный DAQI в одном месте в городе был равен или превышал 4 в году, то есть количество дней, когда качество воздуха было достаточно низким, чтобы повлиять на людей с уже существующими проблемами со здоровьем.

Города на юге чаще всего набирали 4 балла и выше . У Борнмута был самый высокий показатель: DAQI составлял 4 или выше в 62 отдельных дня в году. За ним последовали Лондон и Саутгемптон, у которых было более 50 дней, когда этот результат был достигнут или превышен.

У Эдинбурга и Белфаста было наименьшее число, всего семь дней на уровне 4 или больше. За ними следуют два других шотландских города, Абердин и Данди, с соответственно 9 и 11 днями.

Из корзины загрязняющих веществ в DAQI два имеют особое значение для здоровья человека.Первый, диоксид азота (NO2), является единственным загрязнителем, в отношении которого Великобритания нарушает существующие законодательные ограничения. И хотя Великобритания соблюдает закон в отношении второго, твердых частиц 2,5 (PM2,5), он намного превышает руководящие принципы, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).

Для NO2 необходимо учитывать две меры — количество дорог, которые нарушают установленные законом ограничения (показаны цветами на Рисунке 4), и насколько худшие дороги нарушают это ограничение (показано размером кружков).На карте показано, что в 38 из 63 городов ведется мониторинг дорог, на которых фиксируется чрезмерная концентрация NO2, а в 15 городах дороги на 10 или более процентов превышают допустимые пределы. Они относительно разбросаны по стране, но у Лондона была самая высокая доля: почти 40 процентов отслеживаемых дорог в среднем превышали установленный законом предел. За столицей следовали Олдершот, Ковентри и Базилдон.

В Лондоне также была дорога с самым высоким показателем NO2 в стране, что более чем вдвое превышало установленный законом предел, за ней следовали дороги в Бирмингеме, Саутгемптоне и Мидлсбро.

Рисунок 4: Доля дорог, на которых нарушены установленные законом пределы NO2 и максимальная концентрация достигла

Источник: Defra, 2019. Среднегодовые концентрации диоксида азота для всех смоделированных автомобильных дорог Великобритании.

Что касается PM2,5, данные показывают, что около 62% контролируемых дорог в городах Великобритании превышают рекомендованные ВОЗ годовые уровни PM2,5 (10 микрограмм на кубический метр (мкг / м3)), что подтверждается большой долей фиолетовые круги на рисунке 5. Если бы руководящие принципы ВОЗ были законом в Великобритании, все контролируемые дороги в 19 городах нарушили бы этот предел.

География городов, превышающих нормативы ВОЗ по PM2,5, более четкая, чем география городов, нарушающих законодательные пределы для NO2. Города на юге Англии, как правило, хуже справляются с этим критерием, а в шотландских городах наблюдается наименьшее количество нарушений. Что касается самой высокой достигнутой концентрации, то дорога с самым плохим мониторингом снова была расположена в Лондоне (17 мкг / м3), за ним следуют другие города на юго-востоке Англии: Портсмут, Олдершот, Чатем и Рединг, у которых все имеют максимальное зарегистрированное значение. около 15 мкг / м3.

Рисунок 5: Доля дорог с нарушением требований к PM2,5, рекомендованные ВОЗ, и максимальная концентрация, 2018 г.

Источник: Defra, 2019. Среднегодовые концентрации PM2,5 для всех смоделированных автомобильных дорог Великобритании.

Не все загрязнение воздуха в городе создается этим городом

Качество воздуха в городе определяется не только деятельностью в самом городе. Некоторое количество загрязненного воздуха поступает откуда-то еще. Например, высокие уровни PM2,5 на Большом Юго-Востоке, как показано ранее, частично объясняются загрязнением, поступающим через Ла-Манш с континента.Небольшие города могут с этим поделать, и для решения этой проблемы потребуются международные соглашения и действия.

Но национальная и местная политика имеет гораздо больший контроль над локальным загрязнением воздуха, и анализ данных о выбросах показывает масштаб этой проблемы. В абсолютном выражении Лондон, Бирмингем и Манчестер выбрасывают самые высокие объемы выбросов как PM2,5, так и NO2. Особенно выделяется Лондон, так как он выбрасывает более 6000 тонн PM2,5 и 51000 тонн NO2, что в три раза превышает объем выбросов в двух других странах.

В расчете на душу населения Суонси и Белфаст имеют самые высокие выбросы PM2,5 на 10 000 жителей, тогда как Лондон — самый низкий (см. Рисунок 6). Что касается NO2, то Уоррингтон, Суонси и Мидлсбро имеют самые высокие выбросы на 10 000 жителей.

Рисунок 6: Выбросы PM2,5 и NO2 на 10 000 населения в городах Великобритании

Источник: BEIS 2019. Национальный реестр атмосферных выбросов Великобритании (NAEI).

Источники загрязнения воздуха в разных городах различны, и автомобильный транспорт является лишь одной из многих причин

Транспорт является основным, но не единственным источником выбросов NO2.На национальном уровне на автомобильный транспорт приходится 34% всех выбросов NO2, а в городах этот показатель возрастает до 42% — он представляет собой крупнейший источник местного NO2 в 54 городах (см. Рисунок 7).

Но транспорт играет меньшую роль в выбросах PM2,5, составляя 12% этих выбросов на национальном уровне, с аналогичными уровнями в городах Великобритании. Напротив, наибольший вклад вносит сжигание в домашних условиях (например, при сжигании угля или дров). Около 38% PM2.5 уровней в Великобритании можно объяснить сжиганием древесины и угля в домашних условиях. В городах этот показатель достигает 50 процентов и является крупнейшим источником PM2,5 в 57 городах Великобритании. Отчасти это связано с ростом использования дровяных печей. По оценкам отраслевого органа HETAS, с 2004 по 2014 год количество зарегистрированных дровяных печей увеличилось в 10 раз.

Источники загрязнения воздуха в разных городах значительно различаются как по NO2, так и по PM2,5. На рис. 7 показано, например, что в Слау относительно большая часть NO2 образуется в результате сгорания при производстве энергии, тогда как в Мидлсбро, Уоррингтоне и Суонси промышленные процессы вносят больший вклад в выбросы NO2.Между тем, в таких местах, как Чатем или Уортинг, PM2,5 почти полностью вызывается сжиганием в коммерческих, институциональных и бытовых целях. В Абердине и Кроули на внедорожный транспорт (например, морской или воздушный транспорт) приходится большая доля выбросов PM2,5.

Рисунок 7: Распределение по секторам NO2 и PM2,5 для городов Великобритании

Источник: BEIS 2019. Национальный реестр атмосферных выбросов Великобритании (NAEI).

Даже глядя на уровень города, можно скрыть различия в источниках загрязнения воздуха внутри них.На Рисунке 8 показана секторная разбивка выбросов PM2,5 в центрах городов и пригородах. В то время как доля автомобильного транспорта в центрах городов намного выше, в пригородах более половины выбросов PM2,5 приходится на бытовое и коммерческое сжигание. Такую разницу можно частично объяснить более высокими заторами и транспортными потоками в центрах городов, а также сжиганием древесины в менее центральных районах. Это показывает, что в борьбе с загрязнением воздуха потребуются разные подходы даже в пределах города.

Рисунок 8: Состав источников PM2.5 выбросов для центров и пригородов

Источник: BEIS 2019. Национальный реестр атмосферных выбросов Великобритании (NAEI).

Загрязнение воздуха убивает тысячи людей каждый год и влияет на здоровье многих других

Местные данные о количестве людей, здоровье которых ухудшается из-за плохого качества воздуха, ограничены — например, приступы астмы, вызванные плохим качеством воздуха, трудно регистрировать систематически. Во вставке 3 более подробно рассматриваются более широкие последствия для здоровья.

Можно оценить количество смертей от одного загрязнителя, PM2,5, в городах по всей Великобритании. Эти оценки показывают, что даже в этом очень ограниченном масштабе плохое качество воздуха является убийственным.

По оценкам, этот загрязнитель стал причиной чуть более 14 400 случаев смерти людей в возрасте 25 лет и старше в городах Великобритании в 2017 году (см. Рисунок 9). В абсолютном выражении наибольшее количество жителей, умерших от PM2,5, по оценкам, было в крупных городах. Самый высокий показатель у Лондона, за ним следуют Бирмингем и Манчестер.

Рисунок 9: стимулированное абсолютное число смертей, связанных с PM2,5, 2017 г.

Источник: Defra 2019, средневзвешенные по численности населения среднегодовые данные PM 2.5. Национальные рекорды Шотландии за 2019 год, данные временных рядов смертей, данные за 2017 год. Статистическое и исследовательское агентство Северной Ирландии, 2019 г., Годовой отчет генерального регистратора Смертей за 2017 г., данные за 2017 г. ONS 2019, Статистика смертности, данные за 2017 год.

Вставка 3: Какое воздействие на здоровье оказывает загрязнение воздуха?

По оценкам Королевского колледжа врачей, загрязнение воздуха является причиной более 20 000 госпитализаций в год из-за респираторных или сердечно-сосудистых заболеваний.Отсутствуют исчерпывающие местные данные о различных последствиях загрязнения воздуха для здоровья. Однако исследование, проведенное Королевским колледжем Лондона и UK 100, оценило следующие эффекты в девяти городах Великобритании:

• Жизнь рядом с оживленной дорогой в Лондоне может способствовать госпитализации 230 случаев инсульта каждые
• Жизнь рядом с оживленной дорогой может замедлить рост легких у детей на 5 процентов в Лондоне и 14,1 процента в Оксфорде.
• В Бирмингеме риск остановки сердца вне больницы равен 2.На 3% выше в дни с высоким уровнем загрязнения.
• Из-за повышенного загрязнения воздуха еще 43 человека попадают в больницу с респираторными заболеваниями в Саутгемптоне, 68 — в Бристоле, 98 — в Ливерпуле.

Общественное здравоохранение Англии оценивает, что к 2035 году может произойти около 2,5 миллиона новых случаев ишемической болезни сердца, инсульта, рака легких и других заболеваний, если уровни загрязнения останутся прежними.

Если посмотреть на долю местных смертей, которые можно отнести к долгосрочному воздействию PM2.5, рейтинг городов меняется, как показано на Рисунке 10. Лондон как самый большой город Великобритании по-прежнему возглавляет список, но за ним следует ряд более мелких городов — Слау, Чатем и Лутон. В этих городах примерно одна из 16 смертей связана с загрязнением PM2,5 (более 6 процентов).

Это контрастирует с такими городами, как Данди и Абердин, где примерно одна из 33 смертей связана с воздействием PM2,5 (около 3 процентов). Это перекликается с результатами индекса DAQI: все пять худших городов на Рисунке 10 имели более 30 дней в году, когда DAQI был 4 или выше, в то время как шотландские города с самой низкой долей находятся в нижней части индекса DAQI.

Рисунок 11: Доля местных смертей, которые можно отнести к долгосрочному воздействию PM2,5, 2017 г.

Источник: Defra 2019, средневзвешенные по численности населения среднегодовые данные PM 2.5

Эти смертельные случаи происходят, несмотря на соблюдение в Великобритании действующих законодательных ограничений. Местные власти в Шотландии следуют более строгим рекомендациям ВОЗ по PM2,5 после того, как в 2015 году парламент Шотландии опубликовал свою стратегию по чистому воздуху, в которой годовые целевые показатели концентрации были установлены на уровне 10 мкг / м3.Но это не так в других странах Великобритании.

Местная политика, направленная на ограничение загрязнения воздуха в последние годы, в лучшем случае была медленной, а в худшем — отсутствовала. Поспешность объявить чрезвычайные климатические ситуации местными властями в прошлом году — глобальная проблема, над которой у них очень мало прямого контроля — сильно контрастирует с действиями по загрязнению воздуха, проблемой, в которой их действия могут более ясно повлиять на ситуацию.

Национальная политика по борьбе с загрязнением воздуха в Великобритании имеет долгую историю и была успешной, когда были предприняты конкретные действия. В 1956 году в ответ на «Великий смог» в Лондоне была принята первая национальная политика по борьбе с загрязнением воздуха — Закон о чистом воздухе. Во вставке 4 излагается график национальной политики в этой области с 1950-х годов.

Вставка 4: Хронология политики борьбы с загрязнением воздуха

Совсем недавно на местном уровне были введены две политики, основанные на конкретных местах — Зоны управления качеством воздуха (1995 г.) и Зоны чистого воздуха (2015 г.).

Зоны контроля качества воздуха

Зоны управления качеством воздуха (AQMA) были впервые введены в действие Законом об окружающей среде 1995 года. Это районы, определенные местными властями, которые сталкиваются с проблемами качества воздуха и различаются по размеру от одной улицы до, в случае Ливерпуля, всего центра города. Когда национальные стандарты и цели качества воздуха будут выполнены и будут выполняться, AQMA может быть отменено.

С момента их внедрения 285 местных властей внедрили в общей сложности 902 AQMA.Несмотря на концентрацию загрязнения воздуха в городах Великобритании, 56 процентов действующих в настоящее время AQMA расположены за пределами городов.

Основная проблема AQMA заключается в том, что в целом они неэффективны. Из 902 AQMA, созданных за последние два десятилетия, 670 все еще активны, как показано на Рисунке 11. И 29 городов не отозвали ни одного из своих AQMA. Это говорит о том, что в значительном количестве регионов до сих пор не удалось в достаточной степени решить свои проблемы с качеством воздуха на местном уровне.

Возможно, это неудивительно, учитывая, что местные власти не обязаны по закону выполнять задачи, поставленные в их планах действий. Таким образом, у них мало стимулов что-либо делать с плохим качеством воздуха внутри них.

Кроме того, большинство AQMA ориентированы только на NO2. Но, как показано выше, несмотря на свою важность, NO2 является лишь одним из ряда загрязнителей, способствующих ухудшению качества воздуха.

Рисунок 11: Создание и отзыв AQMA

Источник: Defra 2019.Области управления качеством воздуха.

Зоны чистого воздуха

Последовательные судебные иски, поданные благотворительной организацией по защите окружающей среды ClientEarth против правительства Великобритании за нарушение его обязанности соблюдать законный предел NO2, вызвали недавние действия по борьбе с загрязнением воздуха. Как указано в Плане качества воздуха, зоны чистого воздуха (ЗСЗ) являются предпочтительным инструментом политики правительства. CAZ могут быть либо «платными» зонами, когда они взимают плату с транспортных средств, которые не соответствуют стандартам выбросов, либо «бесплатными»: когда они не взимают сборы, но полагаются на другие меры для улучшения качества воздуха.К ним относятся создание велосипедных полос, улучшение общественного транспорта или введение управления транспортными потоками.

Правительство Великобритании поручило ряду областей снизить уровень NO2:

• Шесть местных властей «первой волны» в 2015 году — Лондон, Бирмингем, Ноттингем, Саутгемптон, Лидс и Дерби — с правительством, которое предложило, чтобы CAZ были предпочтительнее действия
• Еще 23 английских местных органа власти в 2017 году проведут технико-экономическое обоснование способов сокращения выбросов NO

• Еще 33 человека должны были сделать то же самое в 2018 году, в том числе восемь, для которых прогнозы концентрации NO были хуже, чем

Несмотря на требование правительства, реакция на местном уровне в основном была удручающе медленной.На рисунке 12 показано текущее внедрение зон чистого воздуха в Великобритании. Создано всего две CAZ — в Лондоне и Глазго. Отсутствие мер вызывает большее разочарование, потому что данные из Лондона показывают, что CAZ влияют на сокращение выбросов NO2 (см. Вставку 5). В то время как есть планы по внедрению CAZ различных форм в других местах, ни один из других городов «первой волны», которые должны были создать CAZ к 2020 году, еще не сделал этого, и у них нет достаточных альтернативных механизмов.Несмотря на проблемы загрязнения воздуха, проиллюстрированные выше, большинство городов либо отложили введение CAZ, либо решили не внедрять его.

Рисунок 12: Зоны чистого воздуха в Великобритании

Источник: UK 100 (2019) Брифинг по зонам чистого воздуха. Дефра (2015,2017,2018).

Из тех, кто разработал предложения, некоторые идут дальше, чем другие. Например, в то время как Бирмингем принял смелое политическое решение взимать плату с частных автомобилей, не соответствующих требованиям, Большой Манчестер и Лидс этого не сделали, а Саутгемптон вообще не будет взимать плату, внедрив «бесплатную» CAZ.После некоторой задержки Бристоль недавно утвердил свой план, который не будет взимать плату с частных автомобилей, но запретит использование всех дизельных автомобилей в центре города с 2021 года, а Йорк недавно принял решение запретить въезд всех частных автомобилей в центр города к 2023 году.

Один из аргументов против введения зон зарядки состоит в том, что сборы непропорционально затронут более бедных людей, но более бедные домохозяйства с меньшей вероятностью будут владеть автомобилем. Кроме того, токсичный воздух больше вредит домохозяйствам с низкими доходами, например, потому что они с большей вероятностью будут жить рядом с оживленной дорогой.Это означает, что сборы, которые эффективно сокращают местное загрязнение воздуха, должны несоразмерно выгодно более бедным домохозяйствам.

Вставка 5: Как лондонская зона сверхнизких выбросов снизила загрязнение воздуха

В апреле 2019 года в Лондоне была открыта первая зона со сверхнизким уровнем выбросов (ULEZ), которая действует в существующей зоне взимания платы за въезд в центре Лондона. Путем введения более строгих стандартов выбросов цель ULEZ состоит в том, чтобы уменьшить количество старых, загрязняющих окружающую среду транспортных средств, циркулирующих в центральной зоне, и, следовательно, улучшить качество воздуха.Оценка первых шести месяцев зоны показала значительный прогресс (хотя некоторые улучшения отражают влияние платы за токсичность, введенной в 2017 году):

• Повышение среднего уровня соблюдения стандартов УЛЭЗ с 39% в феврале 2019 года до 77% в сентябре
• Снижение концентрации NO2 на 36% в центре Лондона в период с февраля 2017 года по сентябрь
• Снижение концентрации NO2, эквивалентное 29% в центре Лондона, по сравнению со сценарием без ULEZ, на основе средних данных с июля по сентябрь
• Снижение выбросов оксидов азота автомобильным транспортом в центральной зоне на 31%
• Уменьшение количества загрязняющих и не отвечающих требованиям транспортных средств в зоне на 38 процентов, что в среднем на 13 000 меньше

Лондон также ввел схему утилизации около 50 миллионов фунтов стерлингов, чтобы побудить людей перейти на более чистые автомобили, выделив 25 миллионов фунтов стерлингов для автомобилистов с низким доходом в дополнение к существующей схеме утилизации 23 миллионов фунтов стерлингов для микропредприятий, индивидуальных предпринимателей и благотворительные организации.

Похвальные экологические проблемы, связанные с изменением климата, должны быть отражены в действиях по связанному с этим вопросу загрязнения воздуха, прогресс в решении которого был удручающе неоднородным и местами слишком медленным. С политической точки зрения это сложно, учитывая силу автомобильного и других лобби, но, как показал Лондон, это отнюдь не невозможно.

В конце концов, это проблема, которая влияет на здоровье людей, живущих и работающих в городах, увеличивает количество больничных на рабочих местах и ​​в самых крайних случаях убивает жителей.Трудно придумать более убедительный аргумент в пользу действий.

Вот что нужно изменить. В крупнейших городах Великобритании :

1. Города с некачественным воздухом должны «подняться» до уровня CAZ в лондонском стиле, взимая плату с наиболее вредных для окружающей среды транспортных средств за въезд в их центры.
2. Расширить действие своей политики, чтобы сфокусироваться не только на транспорте:
   • Установить более жесткие минимальные нормы выбросов для сжигания печей и запретить бытовое сжигание в районах с высоким уровнем выбросов.
   • Работа по повышению осведомленности общественности о влиянии бытового сжигания.
   • Ограничить продажу загрязняющих веществ
3. Коллективно выступайте перед центральным правительством, чтобы получить больше полномочий и ресурсов для очистки воздуха.

Чтобы поддержать это, Правительство Великобритании должно:

1. Утроить размер Фонда чистого воздуха, который в настоящее время составляет 220 миллионов фунтов стерлингов на период с 2018/19 по 2020/21 год, чтобы помочь городам внедрить политику улучшения качества воздуха Доля бюджета должна быть специально использована для борьбы с трансграничным воздухом. загрязнение со стороны финансирующих органов, чтобы принять меры, улучшающие качество воздуха в их соседях.
2. Внедрение облигаций по улучшению состояния окружающей среды, основанных на текущей модели облигаций социального воздействия, позволяющих городам сохранить часть экономии, полученной от сокращения обработки NHS в отношении качества воздуха, связанного с качеством воздуха
3. Ускорить принятие закона об окружающей среде, который должен законодательно:
   • Принять более строгие руководящие принципы ВОЗ в отношении 5 в качестве цели, которую необходимо выполнить к 2030 году.
   • Предоставить местным органам власти больше полномочий по объявлению и обеспечению контроля над задымлением
   • Создать независимый орган для обеспечения ответственности правительства по экологическим вопросам после выхода Великобритании из

Заключить международное соглашение с ЕС по борьбе с трансграничным загрязнением воздуха с континента.

Качество воздуха 101 | Департамент охраны окружающей среды Флориды

Загрязнители воздуха

Источники выбросов

Нормативные программы

Загрязнители воздуха

Ряд загрязнителей воздуха может нанести вред здоровью. Шесть основных загрязнителей воздуха (оксид углерода, свинец, диоксид азота, озон, твердые частицы и диоксид серы) были идентифицированы как вызывающие воздействие на здоровье при концентрациях в окружающем воздухе (внешнем воздухе, которым мы дышим) выше пороговых значений, установленных на уровнях, которые считаются безопасными. .

Эти загрязнители называются «загрязнителями критериев», и для каждого из них был установлен Национальный стандарт качества окружающего воздуха (NAAQS) на основе критериев и данных, связанных со здоровьем.

Критерии Загрязняющие вещества

Окись углерода (CO)

Окись углерода вырабатывается в основном автотранспортными средствами. Он может снизить способность человека ясно мыслить и вызвать ухудшение зрения и головные боли, если достаточно высокие концентрации присутствуют в течение длительного периода времени.
Долгосрочный мониторинг во Флориде показывает значительное снижение концентрации окиси углерода. Городские районы, в которых периодически наблюдается повышенный уровень окиси углерода, больше не нарушают стандарты качества воздуха.

В результате контроля за выбросами транспортных средств и местных мер по сокращению заторов на дорогах Флорида не зафиксировала нарушений стандарта по угарному газу с 1986 года.

Свинец (Pb)

В течение многих лет свинец в основном выбрасывался в атмосферу от автомобилей, которые сжигали этилированный бензин.Свинец может повлиять на центральную нервную систему и привести к анемии. Молодежь и пожилые люди наиболее подвержены вредному воздействию свинца.

За последние 10 лет содержание свинца в топливе снизилось, и сегодня почти все виды топлива не содержат свинца. С постепенным отказом от этилированного бензина воздействие этого загрязнителя при вдыхании стало гораздо менее вероятным.

Концентрации свинца в окружающем воздухе во Флориде отражают сокращение автомобильных выбросов. За исключением мест, очень близких к небольшому количеству стационарных источников, выделяющих значительное количество свинца, таких как заводы по плавке вторичного свинца, концентрация свинца в воздухе Флориды почти равна нулю.

Двуокись азота (NO

Диоксид азота, который является основным компонентом оксидов азота (NO _x ), образуется при сжигании топлива в автомобилях, электростанциях, промышленных котлах и других источниках.

Двуокись азота может вызвать нагрузку на сердце и дыхательную систему и повысить предрасположенность человека к респираторным инфекциям.

во Флориде никогда не измеряли нарушения стандарта окружающей среды для NO ₂ .

Поправки к федеральному Закону о чистом воздухе 1990 г. требуют дальнейшего сокращения выбросов NO _x из-за их связи с кислотными дождями и образованием озона. В результате мы не ожидаем в будущем нарушений норм качества атмосферного воздуха по диоксиду азота.

Озон (O

Озон — это газ, состоящий из трех атомов кислорода. Он образуется в результате химической реакции между молекулой двухатомного кислорода (O ₂ ) и атомом кислорода (O).

Поскольку в атмосфере много O ₂ , ключом к образованию озона является наличие свободных атомов кислорода. На основном уровне эти атомы кислорода образуются в результате расщепления диоксида азота (NO ₂₎ солнечным излучением. Количество доступного NO ₂ регулируется сложным химическим составом, включающим летучие органические соединения (ЛОС) и другие оксиды азота (NO _x ) в присутствии тепла и солнечного света.

В верхних слоях атмосферы (стратосфере) атомы кислорода образуются в результате разрушения молекулы кислорода (O ₂ ) ультрафиолетовым излучением.

Озон имеет одинаковую химическую структуру и свойства независимо от того, находится ли он на много миль над землей или на уровне земли; однако озон имеет как положительные, так и отрицательные эффекты в зависимости от его расположения в атмосфере. Озон естественным образом встречается в стратосфере на высоте от 10 до 30 миль над поверхностью земли и образует слой, который защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения солнца (хороший эффект). В нижних слоях атмосферы, где естественный уровень озона низок, дополнительный приземный озон образуется в результате выбросов ЛОС и NOx человеком.Вдыхание этого озона может привести к повреждению или раздражению легких (плохой эффект).

Разрушение стратосферного озона

В естественных условиях озон в стратосфере непрерывно образуется и разрушается, но с одинаковой скоростью, чтобы поддерживать стабильный озоновый слой. Однако некоторые искусственные химические вещества, называемые озоноразрушающими веществами, могут нарушить этот естественный баланс. Эти озоноразрушающие вещества медленно разлагаются и могут оставаться нетронутыми в течение многих лет, поскольку они движутся через нижние слои атмосферы, пока не достигнут стратосферы.Там они разрушаются интенсивностью солнечных ультрафиолетовых лучей и выделяют молекулы хлора и брома, которые разрушают озон. Одна молекула хлора или брома может разрушить 100 000 молекул озона, в результате чего озон исчезнет намного быстрее, чем природа может его заменить. В настоящее время спутниковые наблюдения указывают на истончение защитного озонового слоя во всем мире. Наиболее заметные потери происходят над Северным и Южным полюсами, потому что истощение озонового слоя ускоряется в чрезвычайно холодных условиях.

Наиболее распространенными озоноразрушающими веществами являются хлорфторуглероды (ХФУ), когда-то широко использовавшиеся в качестве хладагентов и вспенивающих агентов; галоны, используемые в огнетушителях; и некоторые растворители, такие как четыреххлористый углерод. Согласно Монреальскому протоколу, международному соглашению, ратифицированному большинством стран в 1987 году, производство ХФУ, галонов и других озоноразрушающих веществ в основном прекращено. Однако, чтобы химические вещества, разрушающие озоновый слой, достигли стратосферы, могут потребоваться годы.Следовательно, некоторые из озоноразрушающих веществ, которые были выброшены в прошлые годы, все еще присутствуют в атмосфере и будут влиять на озоновый слой в течение многих лет.

В результате истончения стратосферного озонового слоя более высокие уровни солнечного ультрафиолетового b (УФ-b) излучения могут достигать поверхности Земли. Повышенное УФ-В может привести к большему количеству случаев рака кожи, катаракты и ослаблению иммунной системы. Повреждение культур, чувствительных к УФ-излучению, таких как соя, может снизить урожайность.Фитопланктон океана может уменьшиться, что приведет к сокращению популяций высших организмов в морской пищевой цепи. Кроме того, повышенное УФ-излучение b может способствовать образованию большего количества озона на приземном уровне.

Приземный озон (смог)

Озон также встречается в естественных условиях у поверхности земли. Однако антропогенные выбросы ЛОС и NOx могут вызвать образование дополнительного озона, основного компонента городского смога. Этот дополнительный озон, который может более чем в три раза превышать количество естественного озона приземного уровня, может нанести вред здоровью и окружающей среде.Озон накапливается у земли в результате серии сложных химических реакций с участием ЛОС и NOx в присутствии солнечного света. ЛОС производятся из природных источников, таких как деревья; сжигание топлива в двигателях и промышленных предприятиях; некоторые виды химических производств; испарение растворителей в потребительских и коммерческих товарах; и испарение летучих топлив, таких как бензин. NO _x испускается автотранспортными средствами; внедорожные двигатели, такие как самолеты, локомотивы и строительное оборудование; электростанции, работающие на ископаемом топливе, и другие промышленные объекты; и другие источники возгорания.

Концентрация озона может достигать нездорового уровня в жаркую и солнечную погоду с относительно легкими ветрами. Даже при относительно низких уровнях озон может вызывать воспаление и раздражение дыхательных путей, особенно во время физической активности. Симптомы могут включать затрудненное дыхание, кашель и раздражение горла. Вдыхание озона может повлиять на функцию легких и усугубить приступы астмы. Озон также может повысить восприимчивость легких к инфекциям, аллергенам и другим загрязнителям воздуха.Группы, чувствительные к озону, включают детей и взрослых, которые активны на открытом воздухе, и людей с респираторными заболеваниями, такими как астма. Чувствительные люди, испытывающие воздействие при более низких концентрациях озона, вероятно, испытают более серьезные последствия при более высоких концентрациях.

Агентство по охране окружающей среды США установило санитарный стандарт качества воздуха для озона. Департамент охраны окружающей среды Флориды в сотрудничестве с несколькими агентствами по контролю за загрязнением воздуха округов следит за качеством озонового воздуха в основных городских районах Флориды.

Загрязнение твердыми частицами

Загрязнение твердыми частицами — это общий термин, используемый для обозначения смеси твердых частиц и жидких капель в воздухе. Это загрязнение, также известное как твердые частицы, состоит из ряда компонентов, включая кислоты (например, сульфаты и нитраты), органические химические вещества, металлы, частицы почвы или пыли и аллергены (например, фрагменты пыльцы или споры плесени). .

Размер частиц напрямую связан с их способностью вызывать проблемы со здоровьем.Наибольшую опасность представляют мелкие частицы. PM _2,5 описывает мелкие частицы, вызывающие озабоченность; они представляют собой «мелкие частицы» (например, находящиеся в дыме и дымке) диаметром 2,5 микрометра или меньше. «Крупные» частицы описывают частицы диаметром более 2,5, но менее или равные 10 микрометрам. PM ₁₀ относится ко всем частицам диаметром менее или равным 10 микрометрам. Десять микрометров составляют примерно одну седьмую диаметра человеческого волоса.

Загрязнение твердыми частицами происходит из множества различных стационарных и мобильных источников, а также из естественных источников.Мелкие частицы могут возникать непосредственно в результате выбросов сгорания топлива от автомобилей, электростанций и промышленных предприятий, а также от бытовых каминов и дровяных печей. В других случаях газы, такие как диоксид серы, оксиды азота и летучие органические соединения, взаимодействуют с другими соединениями в воздухе с образованием мелких частиц. Крупные частицы обычно выбрасываются из таких источников, как автомобили, движущиеся по грунтовым дорогам, погрузочно-разгрузочные работы, операции дробления и измельчения, а также пыль, переносимая ветром.Их химический и физический состав варьируется в зависимости от местоположения, времени года и погоды.

При вдыхании как мелкие, так и крупные частицы могут накапливаться в респираторной системе и вызывать многочисленные последствия для здоровья. Воздействие крупных частиц в первую очередь связано с обострением респираторных заболеваний, таких как астма. Чувствительные группы, которые, по-видимому, подвергаются наибольшему риску таких эффектов, включают людей с заболеваниями сердца или легких, пожилых людей и детей.Помимо проблем со здоровьем, загрязнение частицами является основной причиной ухудшения видимости во многих частях Соединенных Штатов. Частицы, переносимые по воздуху, также могут воздействовать на растительность и экосистемы и могут вызывать повреждение красок и строительных материалов.

Агентство по охране окружающей среды США установило два санитарных стандарта качества воздуха для загрязнения частицами: один для PM _2,5 , а другой для PM ₁₀ . Департамент охраны окружающей среды Флориды в сотрудничестве с несколькими агентствами по контролю за загрязнением воздуха округов контролирует качество воздуха, загрязненного частицами, по всему штату.

Диоксид серы

Двуокись серы (SO ₂ ) производится электростанциями и предприятиями, сжигающими ископаемое топливо, содержащее серу, например уголь и нефть, а также фосфатной промышленностью путем производства серной кислоты. SO ₂ раздражает легкие и может привести к более высокой частоте респираторных заболеваний.

Флорида добилась больших успехов в контроле над SO ₂ с начала 1970-х годов, когда впервые были реализованы стратегии контроля, но иногда случаются нарушения стандартов атмосферного воздуха.

Обычно они связаны с аварийными выбросами на промышленных объектах. В рамках своих правоприменительных полномочий Департамент охраны окружающей среды Флориды требует, чтобы отрасль определяла причину любого нарушения и предпринимала шаги для предотвращения его повторения.

С принятием поправок к Федеральному закону о чистом воздухе 1990 года выбросы SO ₂ от электростанций были значительно сокращены. По состоянию на 2000 год электростанции по всей стране сократили выбросы диоксида серы примерно наполовину.Это должно помочь гарантировать, что Флорида не пострадает от вредных последствий кислотных дождей, которые произошли в других местах.

Прочие загрязнители воздуха

Кислотный дождь

Кислотное осаждение или кислотный дождь, как его обычно называют, происходит, когда выбросы диоксида серы (SO ₂ ) и оксидов азота (№ _x ) вступают в реакцию в атмосфере с водой, кислородом и окислителями с образованием кислотных соединений. Затем эти соединения осаждаются на поверхности земли либо в сухой форме (газы или частицы), либо во влажной форме (дождь, снег или туман).Преобладающие ветры переносят соединения, иногда на сотни миль, через государственные и национальные границы, прежде чем они выпадут на поверхность.
Кислотные дожди могут вызвать закисление озер и ручьев, что может нанести вред водным организмам и деревьям.

Кроме того, кислотные дожди могут ускорить разложение красок и строительных материалов, включая здания, статуи и скульптуры, которые являются частью нашего культурного наследия.

Кислотные дожди случаются во Флориде, но степень кислотности осадков в штате намного меньше, чем на северо-востоке Соединенных Штатов, где был обнаружен наибольший экологический ущерб, связанный с кислотными дождями.Однако во Флориде есть ряд озер, потенциально чувствительных к подкислению дождями.

Федеральный закон о чистом воздухе ограничивает выбросы кислотообразующих загрязнителей на электростанциях, требуя, чтобы выбросы диоксида серы (в тоннах) для данного завода в данный календарный год были меньше или равны количеству разрешений, предоставленных им Подразделение EPA по рынкам чистого воздуха за этот год. Нехватки должны покрываться за счет банковских надбавок, в противном случае на завод будут наложены значительные штрафы.Резервы могут быть сохранены за счет накопления ассигнований за предыдущий год и / или покупки на открытом рынке через Чикагскую торговую палату.

Отдел управления воздушными ресурсами Департамента управления воздушными ресурсами Департамента мониторинга атмосферного воздуха (DEP) осуществляет деятельность по обеспечению качества систем мониторинга, предусмотренных федеральной программой по кислотным дождям.

Токсичные вещества в воздухе

Токсичные вещества воздуха (также называемые опасными загрязнителями воздуха) — это загрязнители воздуха, которые, как известно или предположительно, вызывают рак или другие серьезные последствия для здоровья, такие как репродуктивные и врожденные дефекты.Степень, в которой токсичный загрязнитель воздуха влияет на здоровье человека, зависит от многих факторов, включая количество и токсичность загрязнителя, которому подвергается человек, а также продолжительность и частота воздействия.

Токсичные вещества в воздухе могут поступать из естественных источников (например, газообразный радон, выходящий из земли) или искусственных источников, таких как автомобили и промышленные процессы. Токсичные вещества, попадающие в почву, озера и ручьи, могут повлиять на экологические системы и, в конечном итоге, на здоровье человека из-за употребления загрязненных пищевых продуктов.

Федеральный закон о чистом воздухе направлен на сокращение выбросов 188 токсичных загрязнителей воздуха. Примеры включают бензол, который содержится в бензине; перхлорэтилен, выделяемый некоторыми химчистками; и хлористый метилен, который используется в качестве растворителя и средства для удаления краски в ряде отраслей промышленности. Другими примерами являются диоксин, асбест и металлы, такие как ртуть, хром и свинец. Департамент охраны окружающей среды Флориды гарантирует, что предприятия штата соблюдают ограничения на выбросы токсичных загрязнителей воздуха, установленные Законом о чистом воздухе.

Хлорфторуглероды (CFCs)

Стратосферный озоновый слой, который существует примерно в 30 милях над землей, защищает поверхность Земли от опасного солнечного ультрафиолетового излучения.

Искусственные химические вещества, такие как CFC, разрушают озон, делая его бесполезным для защиты от смертельного ультрафиолетового излучения и повышая уровень ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность земли.

Это может привести к различным неблагоприятным последствиям для здоровья людей, таким как рак кожи, катаракта и ослабленная иммунная система, а также к другим проблемам, таким как снижение урожайности сельскохозяйственных культур.

Меркурий

Ртуть — это естественный элемент, присутствующий в окружающей среде. Он становится токсичным загрязнителем воздуха при попадании в воздух, воду и почву в результате деятельности человека.

Реактивная неорганическая ртуть выбрасывается в атмосферу главным образом на угольных электростанциях и установках для сжигания ртутьсодержащих отходов.

Воздушные потоки и осадки переносят эту ртуть из атмосферы на поверхность земли. Часть выпавшей ртути попадает в заболоченные земли, озера и ручьи, где бактерии превращают ее часть в метилртуть, токсичную форму, которая накапливается (биоаккумулируется) в тканях животных на каждом звене пищевой цепи.

Считается, что люди имеют некоторую толерантность к ртути. На основании этого Департамент здравоохранения Флориды разработал руководящие принципы. Рыба, содержащая более 1,5 частей на миллион ртути в съедобном мясе, считается небезопасной для любого употребления. Те, которые содержат менее 0,5 частей на миллион, считаются безопасными для неограниченного потребления. Потребление должно быть ограничено для рыбы с концентрацией от 0,5 до 1,5 частей на миллион ртути в съедобном мясе. Женщинам детородного возраста и детям следует ограничить потребление этой рыбы до одной порции в месяц.Другим взрослым следует ограничить потребление этой рыбы до одной порции в неделю. Эти значения основаны на весе тела 156 фунтов и порции рыбы на 8 унций (полфунта). Если человек весит меньше, безопаснее будет меньше потреблять. Консервативным подходом к употреблению в пищу большеротого окуня из непроверенной воды было бы следование советам, данным для ограниченного потребления — одна порция в месяц для женщин детородного возраста и детей и одна порция в неделю для других взрослых.

Источники выбросов

Все стационарные и локальные источники выбрасывают в атмосферу загрязнители. Стационарные источники включают коммунальные, промышленные, институциональные и коммерческие объекты. Примерами являются электростанции, заводы по переработке фосфатов, целлюлозно-бумажные комбинаты и камеры сгорания бытовых отходов. Источники на территории включают в себя множество индивидуальных небольших видов деятельности, таких как автозаправочные станции, небольшие малярные цеха, использование потребительских растворителей и открытое сжигание, связанное с активами сельского и лесного хозяйства.

Нормативные программы

Федеральные и государственные нормативные акты поддерживают чистоту воздуха, ограничивая количество загрязняющих веществ, выбрасываемых из стационарных и локальных источников.Департамент охраны окружающей среды Флориды выдает разрешения на строительство и эксплуатацию этих источников. DEP подтверждает, что источники соблюдают применимые правила, проводя воздушные инспекции, анализируя отчеты и добиваясь соблюдения. DEP также ведет ежегодную инвентаризацию выбросов, чтобы отслеживать объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с течением времени (по отдельным источникам и в масштабах штата).

Помимо стационарных и местных источников, DEP реализует федеральную программу по асбесту во Флориде.Нормативные акты штата обеспечивают безопасное обращение с асбестосодержащими продуктами во время строительных проектов; правила применяются к большинству проектов сноса и реконструкции в штате.