Борьба с загрязнением: глоток свежего воздуха для жителей умных городов

Новые технологии гиперлокального мониторинга качества воздуха помогают людям дышать полной грудью.

Когда смог накрывает город, многие думают, что воздух загрязнен на каждой улице. Это не всегда так. Бывает, в одном квартале воздух сильно загрязнен, а через несколько улиц его качество вполне приемлемо, и при этом не имеет значения, что выступает причиной загрязнения: вредные выбросы заводов или цветение амброзии.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, от болезней, связанных с загрязнением воздуха, ежегодно погибает 7 млн человек. Результаты проведенного исследования показали, что низкое качество воздуха является следствием несоблюдения принципов социально-экологической ответственности в таких сферах, как транспорт, энергетика, производство и утилизация отходов в наиболее густонаселенных городах мира.

Станции мониторинга качества воздуха (AQM), которые используются в настоящий момент, формируют общий индекс качества воздуха в городе (AQI) на основе образцов, взятых лишь в нескольких местах города. Из-за ограниченного количества такие станции не могут предоставлять подробную информацию на уровне одного квартала.

Однако новые системы на базе технологий интернета вещей и электрохимических датчиков меняют подход к мониторингу качества воздуха. Такие системы отслеживают содержание пыльцы, загрязняющих и токсичных веществ на каждой улице, в реальном времени предоставляя данные о степени загрязнения воздуха в определенный период и в определенном месте.

Благодаря точной и актуальной информации о качестве воздуха в наиболее загрязненных городах (например, в Лос-Анджелесе, Пекине и Нью-Дели) можно облегчить состояние людей с респираторными заболеваниями, такими как астма или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).

Если жители города будут знать о сильном загрязнении воздуха в том или ином районе города, они смогут принять меры предосторожности: надеть респиратор, выбрать другой маршрут, изменить планы на отдых или даже остаться дома.

«Кто-то может сказать: „Я не поеду сегодня в этом направлении, потому что не хочу дышать вредными веществами“, — рассказывает доктор Кэтрин Гроссман (Catherine Grossman), доцент кафедры внутренних болезней и заболеваний легких медицинского факультета Университета содружества Вирджинии (США). — Кто-то может изменить место отдыха: „Я хотел поехать в Нашвилл или Луисвилл, но там сейчас слишком опасно для моего здоровья. Лучше я отправлюсь в другое место“».

Устаревшие системы мониторинга

«Точные отчеты о степени загрязнения очень важны, но использующиеся сейчас системы мониторинга слишком громоздки: они не могут определить источник загрязнения и не предоставляют данные в реальном времени», — рассказывает Махеш Чикоди (Mahesh Chikodi), руководитель глобального подразделения Robert Bosch Engineering.

К тому времени, как власти получат данные о загрязнении воздуха, может пройти от 2 до 4 часов, и ситуация уже может измениться. «Информация о качестве воздуха спустя несколько часов становится бесполезной», — объясняет Чикоди.

«Более того, люди часто решают надеть респиратор на основе данных, полученных из места, расположенного в 30 км от них, — рассказывает Суман Сэра (Suman Sehra), бизнес-менеджер подразделения Smart Cities Business Development и руководитель программы мониторинга показателей окружающей среды корпорации Intel.

Когда качество воздуха настолько плохое, что появляется необходимость в респираторе, людям будет гораздо полезнее знать о состоянии воздуха именно там, где они находятся».

Глоток свежего воздуха

Новые системы мониторинга качества воздуха измеряют уровень взвешенных частиц, пыльцы, химических и других токсичных веществ в пределах одного квартала, нежели обширных районов, в которых данные о загрязнении воздуха на данный момент собираются станциями AQI. Кроме того, новая технология измеряет количество частиц в миллиардных (ppb), а не в миллионных долях (ppm), как раньше.

Система Bosch Micro-Climate Monitoring System
Система Bosch Micro-Climate Monitoring System использует умные датчики для измерения качества воздуха

«Нам больше не приходится ждать часами — мы получаем данные всего за несколько секунд», — рассказывает Чикоди. Так, например, система мониторинга состояния микроклимата Bosch Micro-Climate Monitoring System (MCMS) измеряет качество воздуха путем получения информации с умных датчиков, подключенных к интернету и обеспечивающих быструю передачу данных.

Эти системы нового поколения собирают гиперлокальные данные о состоянии воздуха в каждом квартале, и жители города могут использовать эту информацию для составления маршрутов и планирования отдыха на свежем воздухе.

Например, новая система может предложить пользователям маршруты через менее загрязненные кварталы города или посоветовать отправиться на прогулку в национальные парки, где качество воздуха гораздо выше.

Новые системы мониторинга качества воздуха получили распространение по всему миру. Системы Bosch MCMS используются в Нью-Дели — одном из наиболее загрязненных городов мира. В начале этого года исследователи из Окленда (Калифорния, США) интегрировали в автомобили Google Street View платформу для измерения степени загрязненности воздуха, отличающуюся высоким быстродействием. А в Чикаго в фонарные столбы были вмонтированы датчики, разработанные Аргоннской национальной лабораторией США, для определения содержания в воздухе различных загрязняющих веществ.

Дополнительные станции мониторинга, в отличие от традиционных станций AQM, количество которых весьма ограничено, позволяют получить контекстно-зависимые данные. Используя датчики, система в реальном времени отправляет предупреждения об ухудшении качества воздуха в определенных районах города.

Это означает, что градостроительные компании, владельцы заводов, прорабы и другие специалисты смогут принимать обоснованные решения в отношении охраны труда, сокращения выбросов в атмосферу и соблюдения требований к обеспечению чистоты воздуха. И даже организаторы могут использовать информацию об изменении уровня загрязнения для планирования мероприятий на открытом воздухе.

Кроме того, стоимость традиционных станций AQM может достигать 200 тыс. долларов, в связи с чем увеличить их число довольно сложно. Новые системы Bosch MCMS стоят в 20 раз дешевле, и город может позволить себе достаточное количество этих систем.

изображение города

«Текущие эксплуатационные расходы также гораздо ниже, так как мониторинг датчиков осуществляется в дистанционном режиме, и инженерам не нужно выезжать на каждый объект», — объясняет Чикоди.

Умные решения для лучшей жизни

Для улучшения городской инфраструктуры и работы городских служб в умных городах наряду с умными датчиками качества воздуха используются данные в реальном времени, интернет вещей, информационные и коммуникационные технологии.

К таким технологиям относятся умный транспорт, умное освещение, приложения для поиска парковок и умные технологии измерения уровня энергопотребления. «Умные системы мониторинга качества воздуха можно объединить, например, с умными транспортными системами. Так, можно оптимизировать транспортный поток в местах большого скопления транспорта и тем самым улучшить качество воздуха, — рассказывает Сэра. — А градостроительные компании могут использовать эти данные для оптимизации транспортных потоков во всем городе».

Например, в местах с сильным загрязнением воздуха можно переключать сигналы светофоров с красного на зеленый, чтобы уменьшить выбросы стоящих на перекрестках автомобилей.

Кроме того, по словам Чикоди, городские власти могут запретить движение автомобилей в загрязненных местах, отправлять оповещения водителям с просьбой использовать электроэнергию вместо бензина или пользоваться общественным транспортом.

Как объясняет Чикоди, поскольку умные системы мониторинга качества воздуха предоставляют точную информацию, городские власти могут эффективно отслеживать количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу промышленными предприятиями. В перспективе это поможет определить стратегию борьбы с загрязнением воздуха на глобальном уровне.

«Знание причины помогает предпринять необходимые действия, — объясняет Чикоди. — Все, что мы можем измерить, можно улучшить».

Гиперлокальный мониторинг позволяет улучшить качество воздуха на каждой улице. И это большой глоток свежего воздуха для всех.

Поделиться этой статьей

Read Full Story