По данным Роспотребнадзора, в 2024 году загрязнение воздуха стало причиной 6,7 тысячи преждевременных смертей. При этом почти половина горожан (47%) постоянно проживает в среде, где допустимые нормы по вредным веществам регулярно превышаются. Важный, но часто скрытый от глаз источник угрозы продолжает отравлять атмосферу прямо из-под асфальта. Речь идет о системах городской канализации.
Канализационные коллекторы — это не просто трубы, а огромные подземные магистрали, которые, как реки, собирают стоки всего города. В этих подземельях идет непрерывный и опасный процесс. Бактерии, перерабатывающие органические отходы, в качестве побочного продукта своей жизнедеятельности производят смесь из агрессивных газов. Так в глубине коллекторов рождается сероводород — виновник удушливого запаха тухлых яиц, взрывоопасный метан и едкий аммиак. В результате шахта становится источником постоянных выбросов, которые через систему вентиляции свободно выходят в городскую атмосферу.
Опасность этих выбросов не ограничивается неприятным запахом. Сероводород, концентрация которого в шахтах может достигать 23,5 миллиграмма на кубический метр — скрытый разрушитель городской инфраструктуры. При показателе выше пяти-десяти миллиграммов на кубический метр этот газ создает сильноагрессивную среду, приводящую к коррозии бетона. Железобетонные стенки коллекторов, рассчитанные на десятилетия, начинают стремительно разрушаться, теряя по несколько сантиметров материала в год, что угрожает масштабными авариями и обрушениями. Метан, скапливаясь в подземных полостях, образует взрывоопасную смесь, аммиак и метантиол отравляют воздух, вызывая у жителей хронические заболевания дыхательных путей и аллергические реакции.
В канализационных коллекторах, где нет кислорода, тепло и влажно, создаются идеальные условия для мутаций опасной патогенной среды. Из-за ее участия сроки эксплуатации бетонных конструкций от биохимической коррозии сокращаются еще больше. В результате учащаются аварии, провалы на дорогах, увеличивается количество заболеваний у населения и снижается качество городской среды.
В России износ канализационных сетей к концу 2024 года достиг критических 46%, а в некоторых регионах этот показатель еще выше. Осенью 2025 года в Рязани из-за переполнения коллекторов были затоплены дворы и подвалы, а в воздухе ощущался едкий запах сероводорода. В октябре в Краснодаре жители Фестивального микрорайона жаловались на тот же запах — проверки зафиксировали здесь устойчивое превышение ПДК сероводорода из-за сбоев в ливневой канализации. Весной похожая ситуация сложилась в центре Новосибирска: коллектор выбрасывал в атмосферу смесь сероводорода, аммиака и метантиола.
Эти инциденты — не просто локальные коммунальные аварии. Они обнажают системную проблему: городская инфраструктура стремительно стареет, а эффективных и современных решений для очистки технологических выбросов до сих пор нет. В результате коллекторы продолжают ежедневно отравлять воздух городов из-под земли, оставаясь скрытым, но постоянным источником опасности.
Традиционно для борьбы с выбросами используют установки глубокой очистки. Их работа основана на двух ключевых процессах: сначала воздух обрабатывается ультрафиолетом для разложения части вредных веществ, а затем проходит через специальные фильтры. На этих фильтрах, за счет сорбции (поглощения) и катализа (химического преобразования), оставшиеся газы окончательно улавливаются и нейтрализуются.
Однако в условиях реальной эксплуатации такие системы оказались экономически невыгодными и ненадежными. Ключевая проблема скрыта в их уязвимости. Оборудование автоматически отключается при пиковых концентрациях сероводорода, так как создается угроза взрыва, а также при забивании фильтров твердыми частицами или при работе в условиях низких температур. Фактически система прекращает работу именно тогда, когда она нужнее всего.
Кроме того, эти установки громоздки, требуют значительного свободного пространства для обслуживания и регулярно останавливаются для дорогостоящей замены УФ-ламп и фильтрующих кассет. Коммунальщикам приходится закупать дублирующие комплексы, что фактически удваивает и без того высокие затраты.
Ранее ученый ПНИПУ, доктор технических наук Яков Вайсман разработал концепцию многобарьерной защиты для полигонов. На ее основе исследователи ПНИПУ и компании «Вентмонтаж» предложили новую двухступенчатую схему, в которой ключевую роль играет гидрофильтр, установленный в качестве первой и обязательной ступени очистки. Статья опубликована в материалах конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды».
Воздух из шахты мощным вентилятором нагнетается в гидрофильтр. Внутри него вода превращается в мельчайшие капли — густой «туман» или водяную завесу. Это происходит с помощью специальных насадок-распылителей (форсунок), задача которых — создать максимально плотную взвесь для эффективного контакта с воздухом. Чтобы усилить очистку, в воду добавляют реагенты, например, известь для нейтрализации кислотных газов. Пролетая сквозь эту завесу, загрязнения «прилипают» к каплям.
— Эффективность этого процесса подтверждена экспериментальными исследованиями. В ходе испытаний на реальных объектах мы измеряли концентрацию ключевых загрязнителей до и после прохождения через гидрофильтр. Результаты показали, что установка обеспечивает высокую степень очистки: улавливает до 99% всех взвешенных частиц (пыли, аэрозолей, микроорганизмов) и поглощает до 65% таких вредных газов, как сероводород — рассказал Юрий Трушков, генеральный директор «Вентмонтаж».
Для полного уничтожения патогенной микрофлоры и нейтрализации стойких загрязнений система оснащена генератором озона. Именно озон здесь оптимален, потому что в условиях коллектора, где очень мало обычного кислорода, он действует как мощнейший окислитель, который «сжигает» даже самые устойчивые органические соединения и уничтожает бактерии, плесень и вирусы. Генератор автоматически регулирует мощность, подстраивается под уровень загрязнения и суточные изменения нагрузки на сеть, чтобы гарантированно обеззараживать воздушный поток при минимальных затратах энергии.
— Гидрофильтр, принимающий на себя основную нагрузку, делает работу традиционной установки бесперебойной и защищает дорогое оборудование второй ступени. Он также придает системе практическую гибкость: на удаленных участках или в периоды низкой нагрузки можно обойтись только его работой, экономя ресурсы без ущерба для базовой защиты — пояснил Арсений Трушков, аспирант кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ.
Система, предложенная учеными, комплексно решает проблему, одновременно повышая надежность, экономичность и экологическую эффективность. Отпадает потребность в дублирующих системах, снижаются эксплуатационные расходы, ресурс дорогих расходников, таких как УФ-лампы, увеличивается в разы. При этом технология не только очищает воздух, но и за счет возврата озонированной воды работает на очищение самого коллектора, подавляя источник бактерий и запаха прямо в подземной среде.
В условиях общенациональной проблемы износа сетей разработка уже сегодня позволит экономить бюджет и предотвращать аварии, а в перспективе может стать новым стандартом, способным улучшить качество городского воздуха и долговечность коммуникаций.