Чи задумувалися ви коли-небудь про те, чим ви дихаєте? А над тим, що причиною ваших різноманітних хвороб може бути погана якість повітря? Адже, згідно з даними Всесвітньої Організації Охорони Здоров’я, якраз забруднене повітря є основним екологічним чинником збільшення захворюваності та смертності у світі.
Читайте також: В університеті нафти й газу встановили пристрій EcoCity, який слідкуватиме за якістю повітря (ФОТО)
Європейські країни, а також США і Китай уже давно перейнялися питаннями моніторингу якості повітря. За останні два десятки років з’явилися різні акти й директиви, які націлювали людей “уникати, попереджати чи зменшувати викиди шкідливих речовин у повітря, щоб воно стало чистішим”. Дані про чистоту повітря почали інтенсивно збирати і сформувалася глобальна мапа моніторингу. Україна ж на цій мапі з’явилася зовсім нещодавно завдяки групі підлітків з Івано-Франківська, які займаються робототехнікою. Вони зробили те, чого до них в Україні ніхто не робив.
Проект EcoCity
П’ятеро хлопців власноруч створили пристрій EcoCity, що просвічує спеціальним лазером повітря та аналізує його якість. Повітря всмоктується у вимірювальну камеру, а контролер оцінює кількість мікрочастинок в 1 м³ і так визначає концентрацію їх у повітрі.
До команди розробників увійшли 15-річний Дмитро Обухов, котрий програмував пристрій, налагоджував передачу даних та розробляв мобільний додаток, 17-річний Богдан Фіцак, котрий розробляв 3D-модель пристрою, підбирав модулі та виготовлення, розробляв 3D-модель датчиків швидкості вітру та напрямку вітру, 17-річний Андрій Крохмалюк – компонування та виготовлення пристроїв, 13-річний Володимир Врюкало – розробка мобільного додатку, 11-річний Мар’ян Врюкало – супровід проекту.
“Все почалося на підлітковому хакатоні влітку 2018-ого. Там було завдання зробити мобільний додаток для міста. Ми подумали, що зараз доволі популярне і актуальне направлення – це екологія. Через різні нові технології, застарілі способи очистки шкідливих викидів, велику кількість автівок повітря стрімко забруднюється. І якщо стан повітря не контролювати, в будь-який момент ситуація може стати критичною. Але оскільки ми ще й “ардуінщики” (Arduino — це платформа з відкритим вихідним кодом для побудови простих систем автоматики й робототехніки. Використовується в аматорському конструюванні, – ред.), то вирішили зробити не просто додаток, а й цілу систему моніторингу. Втім на хакатоні нас не підтримали…”, – розповідає Дмитро Обухов.
Координатор проекту Олексій Трелевський каже, що після своєрідної поразки на хакатоні, хлопці не здалися і вирішили самостійно доробити проект EcoCity.
“Я пам’ятаю, як експерти казали хлопцям, що цей проект нікого не зацікавить, мовляв, навіщо комусь знати про якість повітря. Видно, що ті експерти екологією не цікавилися… Але я і керівник гуртка з Arduino-робототехніки Міського центру науково-технічної творчості учнівської молоді Олександр Аронець підтримали хлопців і мотивували їх продовжувати цю справу. Отак, коли багато дорослих не надто задумувалися над питаннями екології, за справу взялися франківські підлітки”.
У процесі розробки концепт пристрою дещо змінювався, та згодом юні робототехніки виготовили перший прототип, з яким подалися на ґрантову програму від Urban Space 100. Цього разу хлопців підтримали, і вони перейшли до виготовлення вже готового пристрою.
За словами Дмитра Обухова, ще з самого початку розробники стикалися з багатьма проблемами, які заважали стабільній роботі пристрою. Щоб вирішити їх – запозичували європейський і світовий досвід.
“Спочатку у наших приладах EcoCity ми хотіли використати прості дешеві сенсори. Та коли зрозуміли, що вони не працюють належним чином, то звернулися до всесвітнього досвіду. Ми знайшли кілька сенсорів, які використовували в професійних приладах для моніторингу в Європі. Уже тоді додали ще кілька наших давачів і склали станцію. Крім того, фактично ще з самого початку, я працюю над прошивкою і постійно її доробляю. Виправив багато помилок, і зараз ми досягли стабільності й повного функціонування усіх сенсорів”, – розповідає Діма.
Богдан Фіцак зазначає, технічно збирати пристрій – не надто довго, на це потрібно близько дев’яти годин. Але все розробити, продумати, прошити програмою і налагодити всі поломки – це колосальна робота.
Також у рамках проекту Ecocity хлопці розробили дозиметр радіації, і скоро цей пристрій теж буде вмонтований в одній із станцій. Тобто окрім стандартних основних параметрів якості повітря жителі зможуть моніторити і радіацію в місті. Ще вони ініціювали проект “Sapphire” – моніторинг якості повітря в будівлях.
Наразі в Івано-Франківську уже стоять три станції EcoCity. Їх ставлять у місцях великого скупчення людей і автотранспорту. Першу – в центрі міста на Грушевського, 19. Дві наступні – з погодженням міської влади – на транспортних зупинках на Симоненка та Дністровській. Ще дві станції планують поставити на зупинках біля пошти та кінотеатру “Космос”.
До слова, отримані франківцями дані свідчать, що в Івано-Франківську доволі чисте повітря, але за забрудненістю потрібно постійно стежити, щоб не допускати критичних ситуацій.
Дані, отримані з пристроїв, направляються на сервер eco-city.org.ua. Також ці показники “йдуть” у глобальну систему моніторингу якості повітря waqi.infо.
“Саме завдяки нашим франківським робототехнікам Україна з’явилася на мапі глобальної системи моніторингу. Потім до неї долучилися наші партнери Save Dnipro з Дніпра. А ще приєднався і Київ. Можна просто заходити на ці сайти і дивитися, наскільки загазоване повітря у тому чи іншому місці”, – зазначає Олексій Трелевський.
Що таке показники PM2.5 і PM10 та як у них орієнтуватися
PM2.5 i PM10 – це універсальні показники моніторингу якості повітря для європейських міст. PM2.5 відображає концентрацію твердих частинок діаметром до 2.5 мікрометра. Показник PM10 відображає концентрацію твердих частинок діаметром до 10 мікрометрів.
Один із роботехніків Андрій Крохмалюк розповідає, що оскільки в Україні немає визначення норм PM, і повітря тут моніторять дещо по-іншому (визначають лише деякі типи газів чи пилу), то вирішили обрати саме стандарти Європи, бо вони зручні і “кажуть” про забрудненість загалом.
“PM2.5 – це дуже шкідливий для організму мікропил. Організм не може ніяким чином його стримувати. Пил цей дуже маленький, і коли попадає в організм, то просочується в легені і кров, а далі – рухається разом з кров’ю і осідає в людських органах. Ці мікрочастинки найбільш шкідливі для нас. Вони спричиняють серцево-судинні хвороби, захворювання нервової системи і навіть рак. PM10 також шкідливий, але цей пил може зупинитися ворсинками в носі, і не так осідає в організмі”, – каже Андрій.
Нормальним рівнем концентрації для показника PM10 вважається ≤ 50 мкг/м3, для PM2.5 – до 30 мкг/м3.
Впровадження громадського моніторингу за якістю повітря
Зараз хлопці працюють над впровадженням громадського моніторингу – вони розробляють дешеві станції моніторингу якості повітря, щоб більша кількість людей могла їх поставити де завгодно, навіть у себе вдома.
“Нещодавно ми дізналися про існування такого німецького сервісу як Luftdaten. Такі станції для моніторингу за повітрям мають дещо іншу концепцію – вони набагато простіші, але дешеві. Люди собі їх ставлять вдома, і так наповнюється мапа, опрацьовується велика кількість даних і створюється велика мережа моніторингу. Ми вирішили у наш проект додати трохи їхньої концепції і почали також складати такі дешеві станції”, – говорить Діма Обухов.
Олексій Трелевський каже, що на основі пристроїв Luftdaten хлопці виготовили український доступний варіант. До речі, одна така станція вже працює у Загвізді поблизу Івано-Франківська.
“Діма зробив українізацію німецької прошивки для пристроїв. У майбутньому хоче написати свою і добавити в неї і ті сенсори, яких німці не передбачили. Наприклад, сенсор вуглекислого газу, формальдегіду. Це буде повністю українізований варіант. Такі дешеві станції можна буде встановлювати в школах, у садочках, та й де завгодно. Завдяки їм люди знатимуть, коли вже варто провітрити кімнату, клас і т.д.”.
Отже, в мережі моніторингу за якістю повітря юні робототехніки використовують два типи станцій: EcoCity і прилади на німецькій основі. Втім, порівнюючи прилади EcoCity і пристрої на базі Luftdaten, власна розробка франківців має набагато більший функціонал.
“Німецька концепція дуже класна, але так якісно моніторити повітря, як це робить EcoCity, не може жодна інша станція. EcoCity шле дані на сервер кожних п’ять cекунд, інші ж – раз в 1-2 хвилини. Плюс до EcoCity можна під’єднати будь-який сенсор. Наприклад, в тому ж Luftdaten є обмежена кількість давачів”, – порівнює Олексій Трелевський.
Плани на майбутнє
Юні розробники хочуть, щоб суспільство справді перейнялося проблемами екології. Деякі франківці вже почали замовляти станції і для своїх осель. Ба більше, хлопці уже мають замовлення з Кривого Рогу, який також виявив бажання долучитися до моніторингу. Загалом у рамках проекту EcoCity найближчим часом ще 12 пристроїв планують встановити по всій Україні. Окрім того, робототехніки кажуть, що завжди готові співпрацювати з усіма населеними пунктами, які зацікавляться цими питаннями.
Зараз розробники працюють над створенням мобільного додатку і повної платформи для аналізу отриманих даних. Вона дозволить розробляти навіть прогнози по забрудненості повітря. Також у планах – проводити різні воркшопи для дітей.
“Ми не можемо дуже вплинути на дорослих, щоб вони моніторили стан якості повітря. Дітям же донести екологічні проблем набагато легше, а вони вже можуть впливати на своїх батьків. Схожі проекти набирали хороших обертів у Європі. Бо найкращий контроль – це коли діти контролюють батьків”, – додає Олексій Трелевський.
Ще франківці планують виміряти рівень загазованості поблизу Бурштинської ТЕС, адже це один із найбільших забруднювачів повітря в Україні.
“Хочемо простежити, чи справді при спалюванні вугілля в Бурштині піднімається рівень радіації. Ще там рівень мікропилу мав би просто зашкалювати. Коли доробимо сенсор формальдегіду, то поїдемо у Брошнів-Осаду. Там великий рівень захворюваності на рак, а формальдегід – це канцероген, який спричиняє такі хвороби”.
Результати праці юних робототехніків за короткий час уже просто вражають. Їхні батьки горді за своїх дітей і переконані, місто та країну загалом можна прославляти не лише завдяки класним спортивним результатам, а й через науку.
“До роботи сина ставлюся дуже позитивно і в усьому його підтримую. Він ще змалку захоплювався різними розробками і ходив на безкоштовні гуртки: ходив на радіомоделювання, потім почалося Arduino-програмування. Зараз Діма справді “загружений”, він увесь у проекті EcoCity. Йому це все подобається, а ми з чоловіком сина підтримуємо. Ясно, що інколи я кажу йому вимикати комп’ютер і відпочивати, але загалом я дуже ним пишаюся. У такому віці дітям треба чимось цікавим і корисним займатися”, – розповідає пані Ольга, мати Дмитра Обухова.
На жаль, в Україні ще не настільки перейнялися питанням моніторингу за якістю повітря, як у європейських країнах. Але юні розробники переконані – треба працювати, і українці зможуть догнати – а то і перегнати – своїх закордонних колег.
“Загалом у нас моніторинг повітря тільки запроваджується, у Європі ж за цим ефективно слідкують державні структури. Це було впроваджено у них доволі давно. Відповідно соціальний моніторинг там теж з’явився раніше. Але ми хочемо розширювати нашу базу і запровадити громадський моніторинг. Головне, аби люди дійсно перейнялися екологією”, – додає Діма Обухов.
ФОТО ТИЖНЯ
