Пространственная и временная вариабельность содержания формальдегида в атмосферном воздухе по данным спутниковых измерений

Формальдегид (HCHO) является ключевым веществом в химии атмосферы, предшественником озона (O₃) и важным индикатором фотохимической активности атмосферы. Он также известен как канцероген для человека и животных. Для оценки пространственно-временной изменчивости содержания формальдегида проанализированы многолетние данные (2003–2016 гг.) измерений спектрометра OMI, размещенного на спутнике Aura. Результаты анализа показали, что тропосферное содержание формальдегида над большей частью территории Беларуси за 2003–2016 гг. имело неравномерное пространственное распределение: наблюдается сокращение концентраций в направлении с юго-запада на северо-восток. Крупные города и промышленные центры образуют зоны повышенного загрязнения тропосферы. Содержание формальдегида в ячейках над территорией Беларуси за период исследования находилось в диапазоне до 30,8×10¹⁵ мол./см² и в среднем составило 6,5×1015 мол./см². В большинстве полученных значений (84,1 %) концентрации формальдегида фиксировались в пределах 2,0–10,0×10¹⁵ мол./см² и только 0,6 % превысили 15,0×10¹⁵ мол./см². Полученные данные сопоставлены с данными наземной системы мониторинга атмосферного воздуха. Содержание формальдегида в тропосфере над территорией Беларуси, как и в приземном слое атмосферы, носит выраженную сезонную динамику с максимумом в теплый период года с наиболее высокими концентрациями в июле и августе. Анализ внутригодовой динамики содержания формальдегида в приземном слое и в столбе тропосферы свидетельствует о наличии общих тенденций как в целом для Беларуси, так и по отдельным городам.

1. Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь. Мониторинг атмосферного воздуха. Архив результатов наблюдений за 2005–2015 гг. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nsmos.by/content/173.html. – Дата доступа: 24.04.2021.

2. Нормативы предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и ориентировочно-безопасных уровней воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест массового отдыха населения [Электронный ресурс]: пост. Мин-ва здравоохранения РБ, 08.11.2016, № 113 // База нормативных правовых актов Министерства здравоохранения РБ. – Режим доступа: http://www.svetlcge.by/wp-content/uploads/2016/02/Постановление-МЗ-РБ-от-08.11.2016-№-113.pdf. – Дата доступа: 10.10.2021.

3. Assessment report on formaldehyde for developing ambient air quality objectives. Edmonton: Alberta Environment, 2004. – 112 p. https://doi.org/10.5962/bhl.title.102043

4. Какарека, С. В. Формальдегид в атмосферном воздухе городов / С. В. Какарека // Изв. РАН. Сер. Географическая. – 2012. – № 4. – С. 104–111.

5. Безуглая, Э. Ю. Воздух городов и его изменения / Э. Ю. Безуглая, Н. В. Смирнова. – СПб.: Астерион, 2008. – 254 с.

6. Кокош, Ю. Г. Сезонная динамика содержания формальдегида в атмосферном воздухе городов Беларуси / Ю. Г. Кокош, С. В. Какарека // Природопользование. – 2019. – № 1. – С. 28–36.

7. Какарека, С. В. Многолетняя динамика содержания формальдегида в атмосферном воздухе городов Беларуси / С. В. Какарека, Ю. Г. Кокош // Природопользование : сб. науч. тр. / Институт природопользования НАН Беларуси ; редкол.: А. К. Карабанов (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2013. – Вып. 23. – С. 31–39.

8. Оценка состояния экосистемы на основе данных дистанционного зондирования атмосферы / Ф. П. Капсаргин [и др.] // Сибир. аэрокосм. журн. – 2012. – № 6 (46). – С. 73–77.

9. Satellite data of atmospheric pollution for U.S. air quality applications: Examples of applications, summary of data end-user resources, answers to FAQs, and common mistakes to avoid / B. N. Duncan [et al.] // Atmospheric Environment. – 2014. – Vol. 94. – P. 647–662. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.05.061

10. Twelve years of global observations of formaldehyde in the troposphere using GOME and SCIAMACHY sensors / J.-F. De Smedt [et al.] // Atmos. Chem. Phys. – 2008. – Vol. 8. – P. 4947–4963. https://doi.org/10.5194/acp-8-4947-2008

11. The ozone monitoring instrument. IEEE Trans / P. F. Levelt [et. al.] // Geosci. Remote Sens. – 2006. – Vol. 44, N 5. – P. 1092–1101. https://doi.org/10.1109/TGRS.2006.872333

12. OMI Algorithm Theoretical – Basis Document / ed. K. Chance. – OMI, 2002. – Vol. IV: OMI Trace Gas Algorithms. – 78 с.

13. TEMIS – Tropospheric Emission Monitoring Internet Service [Electronic source]. – Mode of Access: http://www.temis.nl/index.php. – Date of Access: 20.04.2018.

14. Space-based formaldehyde measurements as constraints on volatile organic compound emissions in East and South Asia / T.-M. Fu [et al.] // J. Geophys. Res. – 2007. – Vol. 112, N D6. – P. 1–15. https://doi.org/10.1029/2006JD007853

15. Diurnal, seasonal and long-term variationsof global formaldehyde columns inferred from combined OMI and GOME-2 observations / De Smedt J.-F. [et al.]/ / Atmospheric Chemistry and Physics. – 2015. – Vol. 15, № 21. – P. 12519–12545. https://doi.org/10.5194/acp-15-12519-2015344 Proceedings of the National Academy of

16. Sitnov, S. A. Formaldehyde and nitrogen dioxide in the atmosphere during summer weather extremes and wildfires in European Russia in 2010 and Western Siberia in 2012 / S. A. Sitnov, I. I. Mokhov // International Journal of Remote Sensing. – 2017. – Vol. 38, N 14. – P. 4086–4106. https://doi.org/10.1080/01431161.2017.1312618.

17. Ситнов, С. А. Недельная цикличность содержания CH2O и NO2 в атмосфере российских регионов (по спутниковым данным) [Электронный ресурс] / С. А. Ситнов, И. И. Мохов. – 2017. Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/322420770_Nedelnaa_ciklicnost_soderzania_CH2O_i_NO2_v_atmosfere_rossijskih_regionov_po_sputnikovym_dannym. – Дата доступа: 06.12.2018.