О проекте

Система мониторинга воздуха г. Красноярска (далее – ОБЪЕДИНЕННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА) – это проект, в котором интегрированы данные основных существующих в г. Красноярске систем наблюдений и мониторинга загрязнения атмосферного воздуха:

• «Краевая ведомственная информационно-аналитическая система данных о состоянии окружающей среды Красноярского края» эксплуатацию и поддержку которой осуществляет Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края через краевое государственное бюджетное учреждение «Центр реализации мероприятий по природопользованию и охране окружающей среды».
• «Система мониторинга воздуха Красноярского научного центра СО РАН» эксплуатацию и поддержку которой осуществляет Институт вычислительного моделирования СО РАН.
• «Система мониторинга «Эковизор» эксплуатацию и поддержку которой осуществляет региональное отделение «Российской Экологической Партии «Зеленые» в Красноярском крае.
• «Сигнальная сеть загрязнения воздуха «Nebo» эксплуатацию и поддержку которой осуществляет Общественный экологический проект «Nebo».

В соответствии с заключенным между перечисленными системами Соглашением, их данные поступают в объединенную открытую базу данных систем экологического мониторинга (ЕДИНАЯ БАЗА ДАННЫХ) в реальном режиме времени, через веб-сервисы в Интернет.

ОБЪЕДИНЕННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА предоставляет веб-интерфейсы и сервисы для открытого доступа к хранящимся в ней данным ЕДИНОЙ БАЗЫ ДАННЫХ.

Целью создания ОБЪЕДИНЕННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА является развитие научных исследований, направленных на получение новых знаний о закономерностях пространственно-временного загрязнения воздушной среды Сибирского региона и прогнозирование загрязнения атмосферы Красноярского края, разработку и совершенствование методов экологического мониторинга и мероприятий по охране окружающей среды, оперативного информирования населения, природоохранных служб и заинтересованных организаций, в том числе органов государственного экологического надзора.

В настоящее время ЕДИНАЯ БАЗА ДАННЫХ включает в себя данные о концентрациях взвешенных частиц РМ2.5 и информацию о метеорологических параметрах (атмосферное давление, температура и влажность воздуха, ветер).

Техническую поддержку ОБЪЕДИНЕННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА и ЕДИНОЙ БАЗЫ ДАННЫХ осуществляет Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (ФИЦ КНЦ СО РАН).

Выбор единиц измерения

Данные об уровне загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами могут быть представлены тремя разными способами:

• PM_2.5 – концентрация PM_2.5 в мкг/м³. Величина PM_2.5 – это то, что непосредственно измеряется приборами (станциями, датчиками) мониторинга.
• AQI – индекс качества воздуха AQI. Значение AQI – это нормированный показатель, соотнесенный с уровнем воздействия на здоровье человека. Широко используется в зарубежных системах оповещения населения (США, Китай).
• ПДКсс – доля среднесуточного ПДК - средняя концентрация взвешенных частиц за последние 24 часа, нормированная на значение ПДКсс (ПДКсс = 35 мкг/м³). Эта величина является критерием загрязнения атмосферы в соответствии с российским законодательством в области охраны окружающей среды – загрязнение атмосферы имеет место при превышении уровня в 1 ПДК.

Все перечисленные единицы измерения эквивалентны (пересчитываются друг в друга); пользователь может выбрать предпочтительный для него вариант. В зависимости от выбранных единиц измерения может меняться цвет отображения станций мониторинга в таблице и на карте. Например, желтый цвет пиктограмм станций мониторинга на карте в режиме AQI может соответствовать зеленому цвету в режиме ПДК.

Цветовая шкала отображаемых на карте и в таблице станций мониторинга зависит от выбранных единиц измерения:

• PM_2.5 и AQI – используется стандартная раскраска AQI (см. подробности ниже). При выборе единиц измерения PM_2.5 цвет отображения станции мониторинга определяется по соответствующему вычисленному значению AQI.
• ПДКсс – используется два цвета:
  • зеленый – для станций мониторинга, на которых средняя концентрация взвешенных частиц за последние 24 часа не превышает значения ПДКсс = 35 мкг/м³, установленного гигиеническими нормативами СанПиН 1.2.3685-21 (см. подробности ниже);
  • красный – в противном случае.

Выбор источников данных

В списке перечислены «Источники данных» – системы мониторинга загрязнения атмосферного воздуха Красноярска, предоставляющие свои данные в ОБЪЕДИНЕННУЮ СИСТЕМУ МОНИТОРИНГА.

Интерфейс пользователя представляет возможность отображения данных со всех систем мониторинга или от некоторых из них.

Раздел ТАБЛИЦА

Показаны карточки станций мониторинга. На каждой карточке отображается следующая информация:

• Наименование станции мониторинга, отражающее ее местоположение;
• Данные об уровне загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами (единицы измерения – в зависимости от установленного режима: PM_2.5, AQI или ПДК);
• Указатель на источник данных (в правом верхнем углу карточки):
  • M – система Министерства экологии и рационального природопользования Красноярского края;
  • S – система мониторинга воздуха Красноярского научного центра СО РАН;
  • V – система мониторинга «Эковизор»;
  • N – сигнальная сеть загрязнения воздуха «Nebo».
• Температура воздуха;
• Время получения последнего пакета данных со станции мониторинга.

Цвет карточки устанавливается в зависимости от выбранных единиц измерения. Щелчком мыши (нажатием пальцем на смартфоне) по карточке можно открыть окно с информацией о данных измерений за последнее время. В этом окне можно выбрать один из доступных показателей для отображения на графике.

Раздел КАРТА

На карте города пиктограммами отображаются станции мониторинга. Цифры на каждой пиктограмме соответствуют среднему за 1 час значению выбранного показателя. Цвет устанавливается в зависимости от выбранных единиц измерения.

Кнопка «Показатели» на карте обеспечивает выбор отображаемого показателя – Концентрация PM_2.5 или PM₁₀, Доля ПДК, Instant AQI, Температура, Влажность.

Кнопка «Источники данных» на карте обеспечивает возможность включения/выключения отображения станций (постов/датчиков) различных систем мониторинга, входящих в ОБЪЕДИНЕННУЮ СИСТЕМУ МОНИТОРИНГА.

Верхняя часть экрана содержит слайдер («ползунок») для перемещения по шкале времени с шагом в 1 час. С его помощью можно проанализировать данные о состоянии атмосферного воздуха за последние трое суток.

Щелчком мыши (нажатием пальцем на смартфоне) по пиктограмме станции мониторинга на карте можно открыть окно с информацией о данных измерений за последнее время. В этом окне можно выбрать один из доступных показателей для отображения на графике.

Раздел [7]

Аналитический раздел для представления данных за последнюю неделю. В верхней части экрана представлены карточки с усредненными среднесуточными показателями за последние 7 дней, содержащие следующие данные:

• Дата;
• Данные об уровне загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами (единицы измерения – в зависимости от установленного режима: PM_2.5, AQI или ПДК);
• Температура воздуха;
• Направление (по румбам) и скорость ветра.

В этом разделе кнопки «Показатели» и «Источники данных» повторяют возможности режима КАРТА.

Щелчком мыши (клавишами-стрелками на клавиатуре или нажатием пальцем на планшете) можно выбрать одну из 7-ми карточек для отображения на карте среднесуточных значений концентраций в соответствующий день

Кнопка «Play» (►) запускает слайд-шоу по всем дням недели – можно оценить динамику изменений концентраций взвешенных частиц по отдельным станциям мониторинга на карте.

Кнопка «Гистограммы» (в правом верхнем углу экрана) включает/выключает отображение гистограмм с данными об уровне загрязнения взвешенными частицами, скорости и направления ветра. Данные по загрязнению отображаются в выбранных единицах измерения (в зависимости от установленного режима: PM_2.5, AQI или ПДК)

На данный момент отображение этого режима [7] осуществляется только на экранах высокого разрешения (> 768 пикселей). Рекомендуется использование экранов высокого разрешения с шириной не менее 1200 пикселей.

Цветовая шкала для данных в разделе [7] отображается в зависимости от выбранных единиц измерения:

• PM_2.5 – цвет на карте/гистограмме/карточках со среднесуточными показателями выбирается в зависимости от концентрации:

  Цвет	Концентрация, мкг/м3
  	PM2.5 ⩽ 25
  	25 < PM2.5 ⩽ 35
  	35 < PM2.5 ⩽ 160
  	PM2.5 > 160

  Используемые здесь пороговые значения (25, 35, 160) выбраны на основе рекомендаций Всемирной организации здравоохранения и гигиенических нормативов СанПиН 1.2.3685-21 (см. ниже).
• AQI – используется стандартная раскраска AQI (см. подробности ниже). При выборе единиц измерения PM_2.5 цвет отображения станции мониторинга определяется по соответствующему вычисленному значению AQI.
• ПДКсс – используется два цвета:
  • зеленый – для станций мониторинга, на которых средняя концентрация взвешенных частиц за последние 24 часа не превышает значения ПДКсс = 35 мкг/м³, установленного гигиеническими нормативами СанПиН 1.2.3685-21 (см. подробности ниже);
  • красный – в противном случае.

Для расчета среднесуточных значений показателей не используются данные системы мониторинга "Эковизор".

Раздел ДАННЫЕ

Содержит три подраздела, предназначенных для получения данных мониторинга атмосферного воздуха в г. Красноярске из ЕДИНОЙ БАЗЫ ДАННЫХ:

Этот подраздел предназначен для визуализации данных мониторинга на графике. Пользователь может настроить параметры отображения:

• Показатель – что отображается на графике – одна из характеристик: Концентрация PM_2.5 или PM₁₀, Доля ПДК, Instant AQI, Температура, Давление, Влажность.
• Площадки – одна или несколько станций (постов/датчиков) мониторинга данные по которым отображаются кривыми разного цвета на графике, но всего не более 4 шт. Каждой выбранной площадке соответствует своя кривая на графике.
• Период времени – настройка диапазона времени, по которому представлены данные на графике (настройка оси x). Возможно три варианта – график отображает данные за одну неделю, один месяц или год. Выбор одного из этих трех вариантов – переключателем над графиком (слева вверху). Перемещение по времени – следующая/предыдущая неделя (месяц/год) выполняется с помощью здесь же расположенных навигационных кнопок ( < , > ). Выбранный пользователем период времени отображается над графиком (справа вверху).

Этот подраздел предназначен для специалистов, заинтересованных в загрузке «сырых данных» систем мониторинга проекта. Предусмотрен выбор периода выборка данных, площадок мониторинга, интервала агрегации. Выгрузка данных осуществляется в формате Microsoft Excel.

Этот подраздел предназначен для разработчиков приложений, которые хотят использовать данные о качестве воздуха в своих проектах. Программный интерфейс реализован в виде веб-сервиса с REST архитектурой. Ответы возвращаются в формате JSON.

Измеряемые показатели

В Системе представлено два блока информации: метеорологические характеристики и данные по загрязнению воздуха.

Метеорологические характеристики – это температура (в градусах Цельсия), давление (мм. ртутного столба), относительная влажность воздуха (проценты).

Данные по загрязнению воздуха – это концентрации в атмосферном воздухе взвешенных твердых частиц (англ. PM – Particulate Matter), с диаметром менее 10 мкм (PM₁₀) и менее 2.5 мкм (PM_2.5).

Рекомендации Всемирной организации здравоохранения по уровню допустимых предельно допустимых концентраций (ПДК) взвешенных частиц (2021 год):

В России санитарными правилами и нормами СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» установлены следующие пороговые значения показателей загрязнения PM_2.5 и PM₁₀:

На основе измерений концентраций взвешенных частиц в Системе рассчитывается индекс качества воздуха Instant AQI.

Индекс качества воздуха

Индекс качества воздуха AQI (англ. Air Quality Index) – это широко используемый во всем мире инструмент предоставления информации о загрязнении атмосферного воздуха в простой и наглядной форме. В нашей Системе в настоящее время он вычисляется на основе концентраций взвешенных частиц PM₁₀ и PM_2.5, которые пересчитываются (нормируются) кусочно-линейной интерполяцией к единой шкале уровней загрязнения (от 0 до 500 единиц). Для каждого класса этой шкалы также вводится цветовое обозначение, формулируются рекомендации населению. Основная идея AQI – представлять данные о загрязнении воздуха в уровнях воздействия на здоровье человека.

Индекс AQI может быть рассчитан не только для взвешенных частиц, но и для угарного газа СО, сернистого газа SO₂, диоксида азота NO₂ и озона О₃.

Наряду с базовым показателем – индексом качества воздуха AQI – на практике широко применяются его модификации: NowCast AQI, Asian AQI, Instant AQI (InstantCast AQI), и проч. Они используют скорректированные формулы расчета, в которых усреднение концентраций взвешенных веществ выполняется не за 24 часа как в случае AQI, а за меньший период – 12 часов (NowCast AQI) или 1 час (Instant AQI). Результат – более объективная оперативная информация о качестве воздуха; именно поэтому подобные модификации рекомендованы для использования в системах оповещения населения. В нашей Системе представлен индекс Instant AQI (мгновенный, оперативный индекс AQI).

Шкала значений индекса AQI с ее цветовыми обозначениями показывает каким образом загрязнение атмосферы влияет на здоровье человека; на ее основе сформулированы рекомендации населению по пребыванию на открытом воздухе.

Условия использования

Сведения и данные, полученные посредством Системы могут быть использованы исключительно для информационных и личных (некоммерческих) целей, без включений рекламных материалов. Вы можете свободно копировать и распространять наши данные до тех пор, пока ссылаетесь на сайт http://air.krasn.ru/.

Ограниченная гарантия

Особенности конструкции и условия эксплуатации станций мониторинга не дают полной гарантии соответствия результатов измерений истинным значениям характеристик атмосферы. Также возможны задержки в поступлении информации, связанные с перебоями в работе сети передачи данных сотовых операторов связи. По этим причинам мы не принимаем на себя никаких гарантий по точности и актуальности данных, публикуемых в Системе, не несем ответственности за любые виды возможных убытков пользователей Системы, произошедших вследствие использования ее данных.

Использованные ресурсы и данные

Программно-технологическая платформа разработки – Геопортал ИВМ СО РАН, в том числе его подсистема «Данные оперативного мониторинга».

В качестве базового оборудования системы мониторинга воздуха Красноярского научного центра СО РАН используются сертифицированные станции мониторинга воздуха CityAir, разработанные группой компаний из новосибирского технопарка и инновационного центра Сколково.

Для оценки данных, поступающих со станций мониторинга воздуха CityAir, используется информация нескольких автоматизированных постов наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха «Краевой ведомственной информационно-аналитической системы данных о состоянии окружающей среды Красноярского края», оператором которой является Краевое государственное бюджетное учреждение «Центр реализации мероприятий по природопользованию и охране окружающей среды Красноярского края». Эта работа выполняется в рамках интенсивного информационно-технического взаимодействия и сотрудничества, при поддержке Министерства экологии и рационального природопользования Красноярского края.

Раздел «Карта» Системы использует картографическую основу и веб-сервисы государственной геоинформационной системы Красноярского края Енисей-ГИС. Владельцем и оператором «Енисей-ГИС» является Министерство цифрового развития Красноярского края, а ее разработчиком - компания ТОРИНС.

Обратная связь

Если у Вас возникнут какие-либо вопросы или предложения по нашей работе, свяжитесь с нами:

• air@krasn.ru