Все новости

Ученые СФУ создадут нейросеть для поиска загрязнения городского воздуха по анализу пыли

Исследование также позволит создать базу данных пылевых частиц

МОСКВА, 17 июня. /ТАСС/. Группа исследователей, в которую вошли ученые Сибирского федерального университета (СФУ), разрабатывает метод исследования мелких частиц городской пыли, который уточнит оценку экологической обстановки в конкретных населенных пунктах и потенциальные риски для здоровья жителей. В будущем созданная учеными база данных пылевых частиц с помощью нейронной сети сможет автоматически определять источники загрязнения воздуха, сообщили в понедельник ТАСС в пресс-службе СФУ.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), городская пыль, особенно ее мелкие частицы размером менее 2,5 микрон, являются основным источником загрязняющих веществ, попадающих в легкие человека. Авторы научной работы изучили состав и источники происхождения пыли в воздухе, образцы которой были взяты в разных районах Красноярска. В реализации проекта по изучению химического состава пыли, присутствующей в воздухе, участвовали ученые Института экологии и географии СФУ, Института горного дела, геологии и геотехнологий СФУ, R&D-центра ГМК "Норильский никель" и представителями Красноярского отделения Российской экологической партии "Зеленые".

"Несмотря на то, что в городе Красноярске мониторингом пыли занимаются как государственные, так и общественные организации, совершенно неизученным остается вопрос о химической природе пылевых частиц. Не имея понимания о компонентном составе пыли, трудно корректно оценить ее потенциальное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Данное совместное исследование ученых СФУ с общественными экологами позволит создать базу данных пылевых частиц, которая в сочетании с нейросетью даст возможность оперативно устанавливать источники загрязнения атмосферного воздуха в приземном слое Красноярска", - говорится в сообщении.

Для исследования образцов авторы научной работы использовали метод растровой электронной микроскопии. Анализ образцов проводился с помощью сканирующего электронного микроскопа TESCAN VEGA 3 SBH с энергодисперсионным спектрометром OxfordX-Act. Чтобы на стадии подготовки проб в образец не попала ни одна посторонняя частица, ученые установили специальную систему удаления лабораторной пыли. Результаты позволили определить происхождение выбросов и принадлежность частиц пыли к конкретным промышленным предприятиям.

Единая база данных

Мелкодисперсные частицы размером менее 2,5 микрон в 30 раз меньше ширины волоса на голове человека. Небольшие размеры позволяют им обходить защитные барьеры организма, одним из результатов токсического воздействия частиц на организм является разрушение антиоксидантной защиты клеток и развитие в них окислительных процессов. При этом сегодня в России загрязнения воздуха мелкими частицами пыли менее 2,5 микрон практически не отслеживаются, нормативной базы для контроля в этой области тоже нет.

Химический состав и морфологические особенности пылевых частичек крайне разнообразны и зависят от тех процессов, при которых они образуются. По облику и химическому составу пылинок, как по отпечаткам пальцев, можно определить их источник, вне зависимости от того, природное или промышленное происхождение они имеют. Если изучить состав пылевых выбросов в районе расположения производств заранее, можно определять источник загрязнения автоматически - нейронная сеть будет сравнивать свежие образцы пыли с теми, которые есть в базе данных, и точно определять их принадлежность.

"Наполняемая нами база данных может найти применение и в других городах после ее дополнения местными данными. Это в определенной степени шаг на опережение - мы предполагаем, что в ближайшее время остро встанет вопрос о нормировании выбросов мелкодисперсных частиц, и тогда наша методика сможет найти применение уже в статусе нормативного документа", - сказал ТАСС директор Института экологии и географии СФУ, кандидат географических наук Руслан Шарафутдинов.

Исследования ученых поддержаны грантами Российского фонда фундаментальных исследований. Формирование базы данных частиц пыли, присутствующей в атмосфере Красноярска в разные сезоны и при разной погоде, авторы научной работы планируют завершить в 2020 году.