Чем дышит Москва

— А что за прибор вы используете?

— Это лазерный измеритель количества частиц. Вообще, сам по себе прибор я не изобретал — я его купил. Проблема заключалась в другом: надо было сделать так, чтобы данные с прибора можно было постоянно транслировать в интернет и настроить полноценную систему публикации уровня загрязнения воздуха на улице.

— И готовых решений не было?

— Сами производители, видимо, не знали, как это сделать. Вообще, они очень странные ребята. Ни на одно письмо не ответили. Думаю, эта фирма — какая–то комнатка в Штатах, где полукустарно все собирают. Вы посмотрите на эту штуку — выглядит как какой–то военный блок: грубая пластмасса, все привинчено саморезами. Правда, в нем есть разъем для вывода информации. Была и другая проблема: прибор предназначен для измерения уровня пыли в помещении — он очень чувствителен к влажности и уличные измерения делает с большой погрешностью. Ну и потом мне не хотелось вести к нему провода — я думал подключить через вайфай. А еще я хотел повесить на него дополнительные датчики.

Сам прибор — это в первую очередь Arduino: это плата с микропроцессором со стандартными разъемами. Для него есть и опен-сорс-дизайн, и программное обеспечение. К нему можно подключить дополнительные платы расширения — шилды. Они собираются этажеркой, вставляются одна в другую. Arduino и шилды управляют работой прибора — передачей информации, контролируют уровень влажности, включают обогреватель. Он нужен для того, чтобы измерения сделать более точными. Если в прибор во время измерения попадают частички капелек воды, то он их посчитает за частицы пыли, и замер будет неточным. Поэтому я вывел на улицу трубу для всасывания воздуха. Когда идет дождь, то специальный датчик температуры и влажности включает нагреватель для испарения воды. 
Дополнительно, чтобы понимать, когда идет дождь, подключил датчик дождя. Он работает по тому же принципу, что и датчик воды в автомобилях. Там есть лучик света, который отражается от внутренней поверхности стекла на датчик, если нет воды. А если на его пути попадается капля, то свет не отражается. Он защищен от помех, но при этом очень чувствительный. Для передачи данных на компьютер поставил вайфай–передатчик. Подключено это все к домашней обычной розетке. А Arduino управляет всеми процессами.

— Вот я сейчас смотрю на сайт, а там написано: «пыль < 2,5 µm – 2867» и «пыль > µm 168». Что эти цифры вообще означают?

— Это, собственно, и есть показания прибора. Он показывает загрязнение воздуха по двум каналам — для мелкой (меньше 2,5 микрометра) и крупной пыли (больше 2,5 микрометров) в штуках на кубический метр воздуха. То есть считает количество пылинок. Маленьких и больших.

— А есть принципиальная разница?

— Чтобы описать пыль, которая содержится в воздухе, нужно измерить размер пылинок и их количество (на один кубический метр). Пыль считается мелкой, если ее размер меньше 2,5 микрона. Это общепринятое деление — его использует ВОЗ, национальные органы по контролю за окружающей средой и т.д. Мелкие пылинки — самые вредные. В легких есть альвеолы, пузырьки на конце разветвляющихся трубочек. Эта мелкая пыль забивается туда, оседает и вредит здоровью. Поэтому, если размер пылинки меньше 2,5 микрона, — это плохо. Второй показатель — количество пыли в воздухе. Например, 10 миллионов пылинок на 1 м³ — это очень много. Средний уровень пыли в комнате — порядка 3,5 миллиона пылинок на 1 м³. А на улице их в три раза больше.


Вообще, я понял, что мелкая пыль — это такое море, в котором мы каждый день плаваем. Я в первые дни провез этот прибор через всю Москву, мерил в городе, на МКАДе, за городом и даже в Дубне. И оказалось, что уровень мелкой пыли везде примерно одинаковый. Понятно, конечно, если там дворник подметает, то показатели резко взлетают. Но очень быстро опускаются. В среднем в одном кубометре уличного воздуха — примерно 10 миллионов пылинок. Как-то у меня сгорели тосты, и я решил замерить данные. Смотрю — количество пылинок взлетело до 40 миллионов.
Вообще здорово было бы, если бы стоял не один датчик, мой, а их была бы целая сеть. Это целая проблема, но если создать связанную систему, то можно будет понять, откуда идет пыль, как она распространяется, что влияет на рост ее количества в городе.

— Я знаю, что прибор стоил 400 долларов, а деньги вы собирали в виде пожертвований.

— Да это было главное положительное впечатление лета. Лучшее даже. Я повесил информацию о проекте и сборе денег на него в фейсбуке, у себя в ЖЖ. Все настолько доброжелательно встретили эту идею! Правда, все, кто дал деньги, знали меня раньше. Если не лично, то хотя бы по моим текстам в сети. Изначально я кинул свою идею на форум аллергиков. Мне казалось, что для них это может быть актуально, но реакция была нулевая. Собрать деньги удалось только по собственным аккаунтам.

Собрал очень быстро — некоторые даже не успели пожертвовать. У меня есть знакомая, которая сразу сказала: если не удастся собрать, я дам недостающее. Но что-то там не сложилось, и в итоге она дала денег на покупку датчика дождя.

Самое мелкое пожертвование — 381 рубль 15 копеек через «Яндекс. Деньги». Видимо, что оставалось, то и дали. На «Яндексе» давали в среднем 1 000 рублей, на PayPal — 20–50 евро. Было еще два пожертвования по 100 долларов.

— А разве экологи не измеряют количество пыли в воздухе?

— Само по себе измерение твердых частиц в воздухе — это составляющая международных стандартов, которые достаточно давно используются в мире. Никакой светлой новаторской идеи я не предложил. У нас этот параметр тоже входит во всякие СНИПы и нормы. Но данных по мелкой пыли, размером менее 2,5 микрона, на Мосэкомониторинге я так и не нашел. Они измеряют только крупную пыль — не самую вредную. Там же в ежедневных отчетах пишут штампованные фразы: «Сегодня в городе с загрязнением сложилась нормальная обстановка». А что значит «нормальная»? Нормальная по сравнению с предыдущими днями или нормальная вообще? А какое это загрязнение? Мало того, никаких симпатичных графиков или циферок они не публикуют.

— Уверены?

— Вполне. Я сам искал. Да и, скорее всего, мне бы прислали ссылку, если бы данные были в открытом доступе. Я спрашивал: почему не публикуют? Мне кто–то ответил: да потому что некого штрафовать. Но эта информация у людей должна быть.

Вообще, я знаю, существует специальный прибор, который измеряет загрязненность воздуха. Он огромный, размером со шкаф. Портативная версия — меньше в два раза. Принцип работы у него очень простой — через специальный фильтр пропускается фиксированное количество воздуха. Этот фильтр взвешивают до и после измерения, и насколько он потяжелел — значит, столько в воздухе и было пыли. Но такой прибор недоступен обычному горожанину. Он же жутко сложный. Там стоят какие-то тефлоновые фильтры, стоит он как паровоз, обслуживается отдельным лаборантом, работает только в стационарных контролируемых условиях. Он не пригоден для любительского измерения вообще. Более того — я даже не знаю, есть такие шкафы в Москве или нет.

— А какая итоговая цель проекта?

— Больше всего я хочу понять — что же там летает в воздухе, что изменяется, как и что влияет на количество пыли. Вот вы знали, что циркуляция пыли — это общемировой процесс? Скажем, пыльные бури в Сахаре долетают до Америки. Она легко пересекает какие-то огромные расстояния. Хочется лучше понимать, что происходит в воздухе, чем мы, собственно, дышим. Почему в одни моменты дышать полегче, а в другие — тяжелее? Или почему количество пыли в воздухе меняется так быстро? На протяжении суток количество пыли может измениться в три, пять раз. Почему? И как зависит количество пыли от высоты?

Есть такая концепция — Ambient Intelligence. Содержание у нее простое — физический материальный мир, в котором мы живем, должен быть более умным. Вещи, которые окружают нас, должны помогать людям. Причем это должны быть не какие-то специальные вещи вроде компьютеров, программ. А просто вещи, которыми мы пользуемся. И такой вещью, в частности, должен быть дом. Я стал думать — а в чем может быть «ум дома»? В том, что он защищает, сохраняет и дает здоровье людям, когда оно находится под угрозой из–за шума, пыли или грязи.