Статті

Інструментальний моніторинг забруднення повітря від генераторів з елементами AI-аналізу даних: методика й оцінка ризиків

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2026

Останнє оновлення: 26 червня 2026

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1418

Authors:

А. В. Павличенко, orcid.org/0000-0003-4652-9180, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ю. В. Бучавий, orcid.org/0000-0003-3282-2810, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

П. К. Ломазов*, orcid.org/0009-0007-7129-1334, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2026, (3): 105 - 114

https://doi.org/10.33271/nvngu/2026-3/105

Abstract:

Мета. Інструментальна оцінка впливу електрогенераторів на якість атмосферного повітря й акустичне навантаження у центральній частині міста Дніпро, а також тестування елементів штучного інтелекту для аналізу просторового розподілу забруднюючих речовин.

Методика. Серія польових вимірювань рівнів чадного газу (CO), оксидів азоту (NO_x), твердих частинок (PM) і шуму була проведена на стаціонарних точках моніторингу вздовж проспекту Дмитра Яворницького у фонових умовах і під час роботи генератора. Обробка даних включала статистичний аналіз, нормалізацію показників і кластеризацію з використанням методів машинного навчання для виявлення просторових закономірностей і варіацій концентрацій забруднюючих речовин та акустичних рівнів.

Результати. Дослідження виявило формування локалізованих зон підвищеного забруднення повітря й підвищеного акустичного навантаження в безпосередній близькості від працюючих генераторів. Під час роботи генератора були зафіксовані підвищені концентрації CO, NO_x і PM, а також вищі рівні шуму порівняно із фоновими умовами. Аналіз на основі штучного інтелекту дозволив диференціювати зони з різним ступенем екологічного ризику в межах досліджуваної міської території.

Наукова новизна. Уперше розроблена й апробована інтегрована методика оцінки кумулятивного екологічного ризику в умовах екстремально високої щільності автономних джерел живлення (до 24 агрегатів на 1 км фасадної лінії) у специфічній морфології «вуличного каньйону». Наукову новизну представляють встановлені закономірності формування локальних «гарячих точок» (hotspots) забруднення, де концентрації PM_2.5 перевищують міжнародні нормативи EEA у 12‒15 разів. Запропоновано новий підхід до верифікації техногенного навантаження через алгоритм k-means кластеризації, що дозволяє диференціювати внесок генераторів від загальноміського фону із точністю, недоступною для стаціонарних постів моніторингу.

Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані для розробки рекомендацій щодо розміщення електрогенераторів у міському середовищі й для вдосконалення локальних систем моніторингу навколишнього середовища в умовах аварійного електропостачання. На основі встановлених закономірностей розсіювання (зниження концентрацій у 1,5‒2 рази на відстані 4‒6 метрів) рекомендовано встановлення мінімальної дистанції розміщення генераторів від ліній дихання пішоходів і входів до будівлі не менше 5 метрів, а також обов’язкове використання вертикальних відвідних труб вихлопу висотою понад 2,5 метри для виходу газів за межі приземного шару

Ключові слова: генератор, якість повітря, шум, урбанізовані території, штучний інтелект, екологічна безпека

References.

1. Serkiz, A. (2023). Greenhouse gas emissions in the city of Ternopil as of spring 2023. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Seriia: Heohrafiia, 55(2), 89-96. https://doi.org/10.25128/2519-4577.23.2.11

2. Kirovohrad Regional Center for Disease Control and Prevention of the Ministry of Health of Ukraine (2025, November 12). Guidelines: Installation and operation of generators. Retrieved from
https://kr.cdc.gov.ua/news/pravyla-vstanovlennya-ta-ekspluatatsiyi-elektrogeneratoriv/

3. Verkhovna Rada of Ukraine (n.d.). Law of Ukraine No. 2573-IX. On the Public Health System. Verkhovna Rada of Ukraine. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2573-20

4. Verkhovna Rada of Ukraine (n.d.). Law of Ukraine No. 2707-XII. (1992). On Protection of Atmospheric Air (as amended in 2022). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2707-12

5. Ministry of Health of Ukraine (2019, February 22). Order No. 463 “On Approval of the State Sanitary Standards for Permissible Noise Levels in Residential and Public Buildings and in Residential Areas”. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0281-19

6. World Health Organization (2021). WHO global air quality guidelines: PM2.5, PM10, O₃, NO₂, SO₂ and CO. World Health Organization. Retrieved from https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228

7. International Agency for Research on Cancer (2012). Diesel engine exhaust carcinogenic to humans (Group 1) (IARC Press Release No. 213). Retrieved from https://www.iarc.who.int/wp-content/uploads/2018/07/pr213_E.pdf

8. Tong, Z., & Zhang, K. M. (2015). The near-source impacts of diesel backup generators in urban environments. Atmospheric Environment, 109, 251-259. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.03.020

9. Gilmore, E. A., Adams, P. J., & Lave, L. B. (2010). Using backup generators for meeting peak electricity demand: Sensitivity analysis on controls, location, and endpoints. Journal of the Air & Waste Management Association, 60(5), 523-534. https://doi.org/10.3155/1047-3289.60.5.523

10.      Main Directorate of the State Service of Ukraine on Food Safety and Consumer Protection in Dnipropetrovsk Region (2024, June 10). Negative impact of generators. Retrieved from https://dp.dpss.gov.ua/news/nehatyvnyi-vplyv-heneratoriv

11.      Zalakeviciute, R., Diaz, V., & Rybarczyk, Y. (2024). Impact of city-wide diesel generator use on air quality in Quito during electricity crisis. Atmosphere, 15(10), 1192. https://doi.org/10.3390/atmos15101192

12.      Aawar, A. E., Karam, J., Baayoun, A., Ghadban, M., Najem, S., Saliba, N. A., & Lakkis, I. (2025). Modeling PM2.5 dispersion from diesel generators in Beirut: Identifying hotspots under data scarcity. Atmospheric Pollution Research, 16, 102686. https://doi.org/10.1016/j.apr.2025.102686

13.      U.S. Environmental Protection Agency (2023). AP-42: Compilation of air pollutant emission factors. Section 3.4: Large stationary diesel and all stationary dual fuel engines. Retrieved from https://www.epa.gov/air-emissions-factors-and-quantification/ap-42-compilation-air-emissions-factors

14.      Basner, M., & McGuire, S. (2018). WHO environmental noise guidelines for the European Region: Systematic review on noise and effects on sleep. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(3), 519. https://doi.org/10.3390/ijerph15030519

15.      del Pozo, D., Valle, B., Aguilar, S., Donoso, N., & Benítez, Á. (2025). Noise pollution from diesel generator use during the 2024–2025 electricity crisis in Ecuador. Oceans, 6(1). https://doi.org/10.3390/oceans6010045

16.      Ana, G. R. E. E., Luqman, Y. A., Shendell, D. G., & Owoaje, E. (2014). Exposure to electric power generator noise among small-scale business operators in Ibadan, Nigeria. Noise & Health, 16(70), 180-186. https://doi.org/10.4103/1463-1741.134916

17.      Wang, S., Ma, Y., Wang, Z., Wang, L., Chi, X., Ding, A., Yao, M., …, & Zhang, Y. (2021). Mobile monitoring of urban air quality at high spatial resolution by low-cost sensors. Atmospheric Chemistry and Physics, 21, 7199-7218. https://doi.org/10.5194/acp-21-7199-2021

18.      Lim, C. C., Kim, H., Vilcassim, M. J. R., Thurston, G. D., Gordon, T., Chen, L. C., …, & Kim, S. Y. (2019). Mapping urban air quality using mobile sampling with low-cost sensors and machine learning in Seoul. Environmental Science & Technology, 53(6), 3177-3187. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b05032

19.      Kyiv City Council (2024). Guidelines on the use of generators. Retrieved from https://kyivcity.gov.ua/news/u_stolitsi_zatverdili_rekomendatsi_schodo_bezpechnogo_vikoristannya_generatoriv/

20.      Karagulian, F., Barbiere, M., Kotsev, A., Spinelle, L., Gerboles, M., Lagler, F., …, & Borowiak, A. (2019). Review of the performance of low-cost sensors for air quality monitoring. Atmosphere, 10(9), 506. https://doi.org/10.3390/atmos10090506

21.      Centers for Disease Control and Prevention (2012). Carbon monoxide poisoning from hurricane-associated generator use – United States, 2005–2011. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report, 61(17), 309-312. Retrieved from https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm6117a3.htm

22.      Hampson, N. B., & Dunn, S. L. (2015). Carbon monoxide poisoning from portable electrical generators. The Journal of Emergency Medicine, 49(5), 655-662. https://doi.org/10.1016/j.jemermed.2014.12.091

23.      Alotaibi, E., & Nassif, N. (2024). Artificial intelligence in environmental monitoring: In-depth analysis. Discover Artificial Intelligence, 4, 84. https://doi.org/10.1007/s44163-024-00198-1

24.      Chadalavada, S., Faust, O., Salvi, M., Seoni, S., Raj, N., Raghavendra, U., Gudigar, A., …, & Acharya, R. (2025). Application of artificial intelligence in air pollution monitoring and forecasting: A systematic review. Environmental Modelling & Software, 185, 106312. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2024.106312

25.      Ministry of Health of Ukraine (2022, January 17). Order No. 89 “On Approval of the Methodological Guidelines ‘Health Risk Assessment from Ambient Air Pollution.’” Retrieved from https://moz.gov.ua/uploads/7/35819-dn_89_17_01_2022_dod.pdf

26.      European Environment Agency (2023). Air quality index. Retrieved from https://www.eea.europa.eu/themes/air/air-quality-index

27.      Ministry of Health of Ukraine (2007). Health Risk Assessment from Ambient Air Pollution: Methodological Guidelines (approved by Order of the Ministry of Health of Ukraine No. 184, April 13, 2007). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0184282-07#Text

• < Попередня
• Наступна >