Природный химический состав атмосферы — это результат непрерывного процесса обмена между атмосферой, земной поверхностью, гидросферой, биосферой и т. д.
Состав атмосферы, сформированный миллионы лет назад за счет круговорота атмосферных газов, оставался неизменным до тех пор, пока резко не возросла производственная деятельность человека.
Проблема загрязнения воздуха антропогенными источниками возникла во второй половине 20 века и была связана с ростом промышленного производства и увеличением потребления электроэнергии. В начале прошлого века загрязнение воздуха связывали с процессами сжигания твердого топлива и рассматривали как «проблему дыма». Но уже с середины 20 века промышленные выбросы стали проблемой охраны атмосферного воздуха.
Первые наблюдения за загрязнением воздуха проводились санитарно-эпидемиологическими службами
30 сентября 1963 года постановлением Совета Министров СССР Главному управлению Гидрометеослужбы при Совете Министров СССР было поручено «изучение химического состава (загрязнения) атмосферы на территории Советского Союза» [Э. Ю. Безуглая, 2008].
В Гидрометеослужбе под методическим руководством главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова создается сеть пунктов, на которых проводится систематический отбор проб воздуха, и сеть химических лабораторий для возможности выполнения анализа этих проб. Кроме этого, организовываются экспедиционные работы в районах крупных промышленных выбросов.
Обобщение всех результатов наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха, выполняемых на сети гидрометеослужбы, санитарно-эпидемиологической службы и других ведомств было поручено ГГО им. А. И. Воейкова. Первый «Обзор загрязнения атмосферного воздуха» подготовлен был в 1965 году и представлял скорее научный интерес, так как анализ был сделан с использованием небольшого числа наблюдений. Первый обзор, выпущенный для сведения ведомств и организаций под грифом «для служебного пользования», был издан в 1967 году с более полным, чем в двух предыдущих обзорах, описанием состояния загрязнения атмосферы в городах и промышленных центрах Советского Союза за 1966 год.
По приказу начальника Главного управления Гидрометеослужбы при Совете Министров СССР № 87 от 1964 г. и № 137 от 31.08.1965 в системе Гидрометослужбы в 45 промышленных городах создана сеть стационарных пунктов наблюдений за концентрацией загрязняющих веществ в воздухе. Одновременно проводится работа по сбору информации о параметрах выбросов основных промышленных предприятий, высотах труб, объёмах выходящих газов.
На территории Архангельской области наблюдения за загрязнением воздуха были организованы в г. Архангельске в 1964 году за диоксидом серы, и проводились они на метеостанции. Поскольку метеостанция располагалось на окраине города, то полученные концентрации диоксида серы не могли характеризовать загрязнение воздуха этой примесью в целом по городу и не помещались в Обзоры, выпускаемые ГГО им. А. И. Воейкова за 1964 и 1965 годы. Впервые данные по двум постам города Архангельска были опубликованы в Обзоре за 1966 год.
В отделе ГМФ ФГБУ «Северное УГМС» хранятся данные наблюдений за загрязнением воздуха по г. Архангельску начиная с 1967 года. В 1967 году наблюдения в Архангельске проводились за диоксидом серы и двуокисью азота на двух постах. Пост № 1 располагался в Соломбале на набережной Седова дом 20, пост № 2 — в городе на ул. Серафимовича дом 14. Наблюдения проводились 4 раза в сутки в 9, 12, 15 и 18, т. е. с привязкой к синоптическим срокам.
Данные записывались в специальные таблицы, причем для каждой примеси была отдельная таблица. В таблицы кроме значений концентраций вносились метеопараметры: направление и скорость ветра, количество облачности в баллах общая и нижнего яруса, явления погоды, скорость ветра на высотах. Имелись графы для заполнения сведений о приземной инверсии. По архивным данным можно достоверно сказать, что 2 января 1967 в 15 часов в Соломбале диоксиды азота и серы не были зафиксированы (0 мг/м³), а в городе в это же время двуокись азота составила 0,106 мг/м³, диоксид серы отсутствовал. Ветер был СВ 9 м/с, облачность отсутствовала, наблюдалась инверсия. А внизу таблицы запись «Таблицу заполнила Едовина, проверила Мокроусова». Зоя Ивановна Мокроусова была основной стратег по созданию нового экологического направления в деятельности Северного УГМС. Под её руководством осуществлялись первые шаги по созданию сети мониторинга загрязнения окружающей среды. Проработав много лет в Северном УГМС, Зоя Ивановна впоследствии работала в Госкомгидромете в г. Москве в управлении по контролю загрязнения окружающей среды.
Период с 1964 по 1974 характеризовался небывалыми темпами в развитии мониторинга загрязнения атмосферного воздуха, такого скачка в развитии этих наблюдений, как в тот период больше не было. Организовывались наблюдения в новых точках, устанавливались стационарных посты наблюдений. В Архангельске в июне 1967 года начаты наблюдения на посту № 3 в районе СБДК (позже СЦБК). Изучая архивные данные, попался интересный факт — пробы в лабораторию доставлялись на мотоцикле, так в таблице ТЗА — 1 м за август месяц 1967 года в графе «Особые замечания» написано: «В пунктах 2 и 3 наблюдения за содержанием SO2 и N2O5 не проводились
Под руководством ГГО проводится большая научная работа по разработке новых более совершенных методов определения примесей в воздухе. В лаборатории появляются новые приборы, которые в короткие сроки осваиваются и позволяют более точно определять вредные концентрации. С 25 октября 1967 года внедряется новая методика определения концентраций SO2. И в воздухе сразу же стал фиксироваться сернистый ангидрид. В таблице ТЗА за октябрь 1967 стоит запись: «в 18 часов концентрация диоксида серы в районе улицы Гагарина составила 0,006 мг/м³». С ноября 1968 году на посту в Соломбале внедрено определение сажи в воздухе. Содержание сажи фиксировалось на уровне 0,02 мг/м³.
Одновременно с наблюдениями на постах в городе Архангельске проводятся экспедиционные работы по обследованию загрязнения воздуха, так называемые подфакельные наблюдения, в районах промышленных предприятий СБДК и гидролизного завода. Наблюдениями охватываются новые города, с 1971 года организовываются наблюдения в г. Северодвинск.
В этот период в лаборатории сначала выполняет анализы, а затем руководит этими работами Чудинова Татьяна Яковлевна. Татьяна Яковлевна практически сразу же после окончания Архангельского лесотехнического института пришла в гидрометеослужбу и 40 лет своей жизни отдала наблюдениям за загрязнением окружающей среды. Все её помнят как ответственного, исполнительного и строгого начальника. В 1968 в лабораторию пришла выпускница Вологодского педагогического института Фокина Валентина Михайловна. Профессиональная карьера Валентины Михайловны это интенсивный путь развития наблюдений за загрязнением воздуха. Начала она его как лаборант и закончила начальником лаборатории. Валентина Михайловна очень болела за свою работу, была энергичной, если требовательным и принципиальным сотрудником. Действующая в настоящее время отлаженная система мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в Архангельске, Северодвинске и Новодвинске это во многом заслуга В. М. Фокиной.
В 70-е годы происходит развитие промышленности, а с ней и возрастает загрязнение воздуха городов. Сеть наблюдений так же расширяется. С 26 сентября 1973 года организовываются наблюдения в микрорайоне Варавина (пр. Ленинградский, дом 283) г. Архангельска. Наблюдения проводятся экспедиционно (на машине) два раза в сутки за 4 примесями (диоксиды азота серы, сажи, СО).
Объемы работ возрастают, и в мае 1973 года лаборатория переезжает в новое здание на ул. Левачева, 55 фл. 1. В лабораторию набирают новых сотрудников. В 1973 года после окончания фармацевтического училища пришли Т. П. Анисимова и Г. Д. Мальцева, которые и по сей день контролируют уровень загрязнения воздуха и передают свой опыт молодым.
Испытания на профессионализм лаборатория проходит в связи с лесными пожарами в июле 1973. Организовываются дополнительные обследования загрязнения воздуха. В архиве значится: концентрация SO2 24 июля в Соломбале составляла 2,98 мг/м³.
Поскольку в Архангельской области получила развитие целлюлозно-бумажная промышленность, то в воздухе стали определять сероводород, метилмеркаптан, сероуглерод. С 20 марта 1974 года на посту № 1, а с 21 марта на посту № 4 ул. Гагарина 42б начаты наблюдения за содержанием сероводорода. Наблюдения за метилмеркаптаном организованы в 1982 году. По содержанию меркаптана, примеси со специфическим запахом тухлой капусты, города Архангельск и Новодвинск долгое время относились к числу городов с хроническим загрязнением воздуха. Отмечались случаи, когда превышения норматива были в 500 раз. Но изменения значений предельной допустимой концентрации в сторону увеличения «решили» проблему загрязнения воздуха метилмеркаптаном. Концентрации низкие, а запах остался.
В конце 80-х годов в Северном УГМС, как и по всей России, имелась систематическая сеть наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха. Приводились комплексные наблюдения за содержанием вредных примесей в воздухе и метеорологическими параметрами в определенные сроки по определенным методикам. Всё это позволяло получать достоверную, объективную информацию о загрязнении воздуха.
Но настали трудные годы перестройки. Нехватка денег на химреактивы, пробоотборное оборудование привели к тому, что число постов стало сокращаться. В Архангельске в Соломбале в 1996 году был закрыт пост № 1, с которого положено начало систематических наблюдений в городе.
Пережив все трудности, наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в гидрометеослужбе продолжаются. Сегодня лаборатория мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в г. Архангельске, возглавляемая Стрежневой Евгений Леонидовной, это современное структурное подразделение Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды ФГБУ «Северное УГМС». Лаборатория одна из лучших и передовых в системе Росгидромета. Сегодня в воздухе определяется 16 показателей. В работу внедрены высокоточные методы газовой и жидкостной хроматографии. Данные лаборатории лежат в основе принятия управленческих решений, направленных на оздоровление воздушного бассейна города. Специалисты лаборатории выезжают на обследование воздушной среды по жалобам населения, по заявкам предприятий.