Vol. 39, issue 10, article # 8

Abstract:

Ground-level ozone is a powerful oxidizer, which negatively impacts biological systems and environmental elements. Therefore, studying its concentration dynamics in all regions of the planet remains relevant. This paper examines ozone concentrations in Russia in 2025 using annual monitoring data and compares them with health standards. It shows that the annual average ground-level ozone content across Russia ranged from 7 to 72 μg/m³, with hourly maximum concentrations ranging from 38 to 290 mg/m³. There is a difference between monitoring results in European and Asian parts of Russia: Asian stations recorded one maximum per year, while European stations recorded two peaks. Under background conditions, the annual variability typically peaked in the spring, while urban stations experienced a peak in the summer. At most measurement points, the maximum permissible concentrations established by national hygiene standards (one-time maximum, daily average, and annual average) were exceeded. This situation necessitates widespread public awareness of the monitoring results and the development of environmental measures to reduce concentrations of ozone and its precursor in surface air.

Keywords:

atmosphere, ozone, maximum permissible concentration, surface air layer, troposphere

Figures:

References:

1. Lunin V.V., Popovich M.P., Tkachenko S.N. Fizicheskaya khimiya ozona. M.: MGU, 1998. 480 p.
2. Razumovskii S.V., Zaikov G.E. Ozon i ego reaktsii s organicheskimi soedineniyami (kinetika i mekhanika). M.: Nauka, 1974. 322 p.
3.  Vrednye khimicheskie veshchestva. Neorganicheskie soedineniya V–VIII grupp. // Filov V.A. (red.). L.: Khimiya, 1989. 592 p.
4. Lelieveld J., Evans J.S., Fnais M., Giannadaki D., Pozzer A. The contribution of outdoor air pollution sources to premature mortality on a global scale // Nature. 2015. V. 525, N 7569. P. 367–371. DOI: 10.1038 /nature15371.
5. Air pollution takes a big bite out of Asia’s grain crops // Nature. 2022. V. 601, N 7894. P. 487. DOI: 10.1038/d41586-022-00117-3.
6. Wang B., Shugart H.H., Lerdau M.T. Sensitivity of global greenhouse gas budgets to tropospheric ozone pollution mediated by the biosphere // Environ. Res. Lett. 2017. V. 12, N 8. P. 084001. DOI: 10.1088/1748-9326/ aa7885.
7. Anav A., De Marco A., Collalti A., Emberson L., Feng Z., Lombardozzi D., Sicard P., Verbeke T., Viovy N., Vitale M., Paoletti E. Legislative and functional aspects of different metrics used for ozone risk assessment to forests // Environ. Pollut. 2022. V. 295. P. 118690. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.118690.
8. Altshuller A.P., Wartburg A.F. The interaction of ozone with plastic metallic materials in a dynamic flow system // Int. J. Air Water Pollut. 1961. V. 4, N 1–2. P. 70–78.
9. Daubendick R.L., Calvert J.G. The reaction of ozone with perfluorinated polyolefins // Environ. Lett. 1974. V. 6, N 4. P. 253–272. DOI: 10.1080/ 00139307409437369.
10. Screpani A., DeMarco A. Corrosion on cultural heritage buildings in Italy: A role for ozone? // Environ. Pollut. 2009. V. 157, N 5. P. 1513–1520. DOI: 10.1016 /j.envpol.2008.09.046.
11. Coleman B.K., Destaillats H., Hodgson A.T., Nazaroff W.W. Ozone consumption and volatile byproduct formation from surface reactions with aircraft cabin materials and clothing fabrics // Atmos. Environ. 2008. V. 42, N 4. P. 642–654. DOI: 10.1016/j.atmosenv. 2007.09.059.
12. Rowlinson M.J., Rap A., Hamilton D.S., Pope R.J., Hantson S., Arnold S.R., Kaplan J.O., Arneth A., Chipperfield M.P., Forster P.M., Nieradzik L. Tropospheric ozone radiative forcing uncertainty due to preindustrial fire and biogenic emissions // Atmos. Chem. Phys. 2020. V. 20, N 18. P. 10937–10951. DOI: 10.5194/acp-20-10937-2020.
13. Belan B.D. Ozon v troposfere. Tomsk: Izd-vo IOA SO RAN, 2010. 488 p.
14. Robinson A.L., Donahue N.M., Shrivastava M.K., Weitkamp E.A., Sage A.M., Grieshop A.P., Lane T.E., Pierce J.R., Pandis S.N. Rethinking organic aerosols: Semivolatile emissions and photochemical aging // Science. 2007. V. 315, N 5816. P. 1259–1262. DOI: 10.1126/science.1133061.
15. Ivatt P.D., Evans M.J., Lewis A.C. Suppression of surface ozone by an aerosol-inhibited photochemical ozone regime // Nat. Geosci. 2022. V. 15, N 7. P. 536–540. DOI: 10.1038/s41561-022-00972-9.
16. Zannoni N., Lakey P.S.J., Won Y., Shiraiwa M., Rim D., Weschler C.J., Wang N., Ernle L., Li M., Bekö G., Wargocki P., Williams J. The human oxidation field // Science. 2022. V. 377, N 6610. P. 1071–1077. DOI: 10.1126/science.abo6084.
17. Tarasick D, Galbally I.E., Cooper O.R., Schultz M.G., Ancellet G., Leblanc T., Wallington T.J., Ziemke J., Liu X., Steinbacher M., Staehelin J., Vigouroux C., Hannigan J.W., García O., Foret G., Zanis P., Weatherhead E., Petropavlovskikh I., Worden H., Osman M., Liu J., Chang K.-L., Gaudel A., Lin M., Granados-Muñoz M., Thompson A.M., Oltmans S.J., Cuesta J., Dufour G., Thouret V., Hassler B., Trickl T., Neu J.L. Tropospheric ozone assessment report: Tropospheric ozone from 1877 to 2016, observed levels, trends and uncertainties // Elem. Sci. Anth. 2019. V. 7, N 39. DOI: 10.1525/elementa.376.
18. Alvim-Ferraz M.C.M., Sousa S.I.V., Martins F.G., Ferraz M.P. Tropospheric and stratospheric ozone: scientific history and shifts in early perspectives regarding the impact on human health // Atmosphere. 2024. V. 15, N 12. P. 1504. DOI: 10.3390/atmos15121504.
19. Ntourou K., Fameli K.-M., Moustris K., Manousakis N., Tsitsis C. Trends of the global burden of disease linked to ground-level ozone pollution: A 30-Year analysis for the Greater Athens Area, Greece // Atmosphere. 2024. V. 15, N 3. P. 380. DOI: 10.3390/ atmos15030380.
20. Kanaya Y., Sommariva R., Saiz-Lopez A., Mazzeo A., Koenig T.K., Kawana K., Johnson J.E., Colomb A., Tulet P., Molloy S., Galbally I.E., Volkamer R., Mahajan A., Halfacre J.W., Shepson P.B., Schmale J., Angot H., Blomquist B., Shupe M.D., Helmig D., Gil J., Lee M., Coburn S.C., Ortega I., Chen G., Lee J., Aikin K.C., Parrish D.D., Holloway J.S., Ryerson T.B., Pollack I.B., Williams E.J., Lerner B.M., Weinheimer A.J., Campos T., Flocke F.M., Spackman J.R., Bourgeois I., Peischl J., Thompson C.R., Staebler R.M., Aliabadi A.A., Gong W., Van Malderen R., Thompson A.M., Stauffer R.M., Kollonige D.E., Gómez Martin J.C., Fujiwara M., Read K., Rowlinson M., Sato K., Kurokawa J., Iwamoto Y., Taketani F., Takashima H., Navarro-Comas M., Panagi M., Schultz M.G. Observational ozone datasets over the global oceans and polar regions (version 2024) // Earth Syst. Sci. Data. 2025. V. 17, N 9. P. 4901–4932. DOI: 10.5194/essd-17-4901-2025.
21. Real E., Megaritis A., Colette A., Valastro G., Messina P. Atlas of ozone chemical regimes in Europe // Atmos. Environ. 2024. V. 320. P. 120323. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2023.120323.
22. Van Malderen R., Thompson A.M., Kollonige D.E., Stauffer R.M., Smit H.G.J., Maillard Barras E., Vigouroux C., Petropavlovskikh I., Leblanc T., Thouret V., Wolff P., Effertz P., Tarasick D.W., Poyraz D., Ancellet G., De Backer M.-R., Evan S., Flood V., Frey M.M., Hannigan J.W., Hernandez J.L., Iarlori M., Johnson B.J., Jones N., Kivi R., Mahieu E., McConville G., Müller K., Nagahama T., Notholt J., Piters A., Prats N., Querel R., Smale D., Steinbrecht W., Strong K., Sussmann R. Global ground-based tropospheric ozone measurements: Reference data and individual site trends (2000–2022) from the TOAR-II/HEGIFTOM project // Atmos. Chem. Phys. 2025. V. 25, N 13. P. 7187–7225. DOI: 10.5194/acp-25-7187-2025.
23. Belan B.D., Savkin D.E., Tolmachev G.N. Zavisimost' obrazovaniya ozona v prizemnom sloe ot temperatury vozdukha // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 11. P. 971–979. DOI: 10.15372/ AOO20171110; Belan B.D., Savkin D.E., Tolmachev G.N. Air-temperature dependence of the ozone generation rate in the surface air layer // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 2. P. 187–196.
24. Qin M., She Y., Wang M., Wang H., Chang Y., Tan Z., An J., Huang J., Yuan Z., Lu J., Wang Q., Liu C., Liu Z., Xie X., Li J., Liao H., Pye H.O.T., Huang C., Guo S., Hu M., Zhang Y., Jacob D.J., Hu J. Increased urban ozone in heatwaves due to temperature-induced emissions of anthropogenic volatile organic compounds // Nat. Geosci. 2025. V. 18, N 1. P. 50–56. DOI: 10.1038/s41561-024-01578-w.
25. Tollefson J. Earth breaches 1.5 °C climate limit for the first time: What does it mean? // Nature. 2025. V. 637, N 8047. P. 769–770. DOI: 10.1038/d41586-025-00010-9.
26. Nelson B.S., Liu Z., Squires F.A., Shaw M., Hopkins J.R., Hamilton J.F., Rickard A.R., Lewis A.C., Shi Z., Le J.D. The effect of different climate and air quality policies in China on in situ ozone production in Beijing // Atmos. Chem. Phys. 2024. V. 24, N 16. P. 9031–9044. DOI: 10.5194/acp-24-9031-2024.
27. East J.D., Monier E., Saari R.K., Garcia-Menendez F. Projecting changes in the frequency and magnitude of ozone pollution events under uncertain climate sensitivity // Earth's Future. 2024. V. 12, N 6. P. 003941. DOI: 10.1029/2023EF003941.
28. Li N., Liang J., Liu W., Gu Ch., Li J., Xu Y., Tang K., Liao H., Hu J. Mechanisms of high-temperature ozone suppression in Eastern China: A meteorological perspective // Environ. Res. Lett. 2025. V. 20, N 9. P. 094001. DOI: 10.1088/1748-9326/ad8f1a.
29. Ivatt P.D., Evans M.J., Lewis A.C. Suppression of surface ozone by an aerosol-inhibited photochemical ozone regime // Nat. Geosci. 2022. V. 15, N 7. P. 536–540. DOI: 10.1038/s41561-022-00972-9.
30. Kim S.-W., McDonald B.C., Seo S., Kim K.-M., Trainer M. Understanding the paths of surface ozone abatement in the Los Angeles Basin // J. Geophys. Res.: Atmos. 2022. V. 127, N 4. P. e2021JD035606. DOI: 10.1029/2021JD035606.
31. Gouldsbrough L., Hossaini R., Eastoe E., Young P.Y. A temperature dependent extreme value analysis of UK surface ozone, 1980–2019 // Atmos. Environ. 2020. V. 273. P. 118975. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020. 118975.
32. Andreev V.V., Bazhenov O.E., Belan B.D., Vargin P.N., Gruzdev A.N., Elanskii N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Kotel'nikov S.N., Kuznetsova I.N., Kulikov M.Yu., Nevzorov A.V., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Rozanov E.V., Skorokhod A.I., Solomatnikova A.A., Stepanov E.V., Feigin A.M., Khodzher T.V. Rossiiskie issledovaniya atmosfernogo ozona i ego predshestvennikov v 2019–2022 years // Izv. RAN. Fiz. atmosf. i okeana. 2023. V. 59, N 7. P. 1034–1060.
33. Ezhegodnik sostoyanie zagryazneniya atmosfery v gorodakh na territorii Rossii za 2024 year. SPb: GGO, 2025. 265 p.
34. Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Postylyakov O.V., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chelibanovi I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V. Prizemnaya kontsentratsiya ozona na territorii Rossii v pervom polugodii 2020 year // Optika atmosf. i okeana. 2020. V. 33, N 9. P. 710–721. DOI: DOI: 10.15372/ AOO20200908; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Postylyakov O.V., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chelibanovi I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V. Surface ozone concentration over Russian territory in the first half of 2020 // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 6. P. 671–681.
35. Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Postylyakov O.V., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chelibanovi I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Prizemnaya kontsentratsiya ozona na territorii Rossii vo vtorom polugodii 2020 year // Optika atmosf. i okeana. 2021. V. 34, N 4. P. 292–301. DOI: 10.15372/AOO20210407; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Postylyakov O.V., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Chelibanovi I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Surface ozone concentration in Russia in the second half of 2020 // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 4. P. 347–356.
36. Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Konovaltseva L.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Kontsentratsiya troposfernogo ozona na territorii Rossii v 2021 year // Optika atmosf. i okeana. 2022. V. 35, N 7. P. 559–571. DOI: 10.15372/AOO20220706; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Konovaltseva L.V., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Savkin D.E., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Tropospheric ozone concentration on the territory of Russia in 2021 // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 6. P. 741–757.
37. Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivanov R.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Konovaltseva L.V., Korenskiy M.Yu., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Savkin D.E., Semutnikova E.G., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Kontsentratsiya troposfernogo ozona na territorii Rossii v 2022 year // Optika atmosf. i okeana. 2023. V. 36, N 8. P. 642–655. DOI: 10.15372/AOO20230804; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elansky N.F., Zhamsueva G.S., Zayakhanov A.S., Ivanov R.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Konovaltseva L.V., Korenskiy M.Yu., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Savkin D.E., Semutnikova E.G., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shukurov K.A. Tropospheric ozone concentration in Russia in 2022 // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 6. P. 741–757.
38. Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Gordyushkin V.A., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elansky N.F., Ivanov R.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Konovaltseva L.V., Korenskiy M.Yu., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Marchenko O.O., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Savkin D.E., Semutnikova E.G., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shtabkin Yu.A., Shukurov K.A. Kontsentratsiya troposfernogo ozona na territorii Rossii v 2023 year // Optika atmosf. i okeana. 2024. V. 37, N 8. P. 688–698. DOI: 10.15372/AOO20240809; Andreev V.V., Arshinov M.Yu., Belan B.D., Belan S.B., Gordyushkin V.A., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elansky N.F., Ivanov R.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Konovaltseva L.V., Korenskiy M.Yu., Kotel’nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Marchenko O.O., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Savkin D.E., Semutnikova E.G., Senik I.A., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shtabkin Yu.A., Shukurov K.A. Tropospheric ozone concentration in Russia in 2023 // Atmos. Ocean. Opt. 2024. V. 37, N 6. P. 849–864.
39. Andreev V.V., Antokhin P.N., Arshinov M.Yu., Arshinova V.G., Belan B.D., Belan S.B., Gordyushkin V.A., Davydov D.K., Demin V.I., Dudorova N.V., Elanskii N.F., Zhamsueva G.S., Zheurova Zh.A., Zayakhanov A.S., Ivanov R.V., Ivlev G.A., Kozlov A.V., Kotel'nikov S.N., Kuznetsova I.N., Lapchenko V.A., Lezina E.A., Marchenko O.O., Obolkin V.A., Postylyakov O.V., Potemkin V.L., Pukhovich A.M., Savkin D.E., Semutnikova E.G., Senik I.A., Sklyadneva T.K., Stepanov E.V., Tolmachev G.N., Fofonov A.V., Khadzhiiskaya E.Yu., Khodzher T.V., Chelibanov I.V., Chelibanov V.P., Shirotov V.V., Shtabkin Yu.A., Shukurov K.A. Kontsentratsiya troposfernogo ozona na territorii Russia v 2024 year // Optika atmosf. i okeana. 2025. V. 38, N 9. P. 745–759. DOI: 10.15372/AOO20250909.
40. SanPiN 1.2.3685-21 «Gigienicheskie normativy i trebovaniya k obespecheniyu bezopasnosti i (ili) bezvrednosti dlya cheloveka faktorov sredy obitaniya». Utverzhden postanovleniem N 2 Glavnogo gosudarstvennogo sanitarnogo vracha Rossiiskoi Federatsii 28.01.2021. 1142 p.