Математическое моделирование и прогнозирование распространения загрязняющих веществ в урбанизированных территориях
П.А. Мельников, А.В. Болотин, Д.А. Волков, И.В. Петров
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Мониторинг атмосферного воздуха в крупных городах является важной задачей, направленной на защиту здоровья населения и поддержку устойчивого развития территорий. Высокая плотность населения, интенсивное движение транспорта и значительная промышленная активность в городах создают предпосылки для высокого уровня загрязнения воздуха, что влечёт за собой серьёзные последствия для здоровья людей и окружающей среды. В статье проанализирован опыт использования данных сети мониторинга, сформированной с помощью датчиков непрерывного действия по контролю взвешенных частиц PM2.5 и PM10 и оценена возможность их использования в качестве инструмента предиктивных действий в работе аккредитованных лабораторий надзорных и контрольных органов. Особое внимание уделено разработке математических моделей, описывающих процессы распространения аэродисперсных систем под влиянием гидрометеорологических условий. Применение этих моделей позволяет прогнозировать изменения концентраций загрязняющих веществ, что создаёт основу для принятия превентивных мер и снижения риска воздействия на уязвимые группы населения. Предложенный подход позволяет контролирующим органам оперативно реагировать на возникающие превышения нормативов, определять возможные источники загрязнения и вырабатывать управленческие решения для улучшения экологической обстановки. Предложенные методики и аналитические инструменты могут стать основой для развития интерактивных карт экологического состояния с возможностью публичного доступа, что позволит повысить доверие населения к мерам экологического контроля и стимулировать участие граждан в процессе улучшения качества окружающей среды. Эти разработки также в дальнейшем могут обеспечивать учёт фоновой нагрузки загрязняющих веществ в режиме реального времени, помогая предприятиям адаптировать свою деятельность и планировать производственные процессы с учётом экологических факторов, что приведёт к снижению антропогенной нагрузки на города и прилегающие территории. Результаты исследований апробированы на территории города Тольятти и используются в работе аккредитованной передвижной экологической лаборатории, которая проводит анализ атмосферного воздуха более чем по 50 параметрам.