6. MONITORIZAREA CALITĂŢII AERULUI

6.1. SUPRAVEGHEREA POLUĂRII ATMOSFERICE

6.1.1 Aspecte legislative

Consiliul Europei a elaborat Directiva cadru 96/62/CE, referitoare la evaluarea şi managementul calităţii aerului înconjurător, care are ca scop definirea principiilor de bază ale unei strategii comune pentru:

- definirea şi stabilirea directivelor pentru calitatea aerului înconjurător, menite a evita, preveni sau reduce efectele dăunătoare asupra sănătăţii umane şi asupra mediului în ansamblul său;

- evaluării calităţii aerului înconjurător prin metode şi criterii comune;- obţinerii de informaţii adecvate privind calitatea aerului înconjurător şi punerii

la dispoziţia publicului a acestor informaţii;- menţinerii calităţii aerului înconjurător acolo unde ea este bună şi a o

îmbunătăţi în alte cazuri.

Directiva europeană nr.96/62/CE din 27 septembrie 1996 conţine definiţiile termenilor utilizaţi frecvent în domeniul calităţii aerului:

Aerul ambiant (înconjurător) = aerul exterior troposferei, exclusiv locurile de muncă.Poluarea atmosferică = introducerea de către om, direct sau indirect, în atmosferă şi

spaţiile închise, a unor substanţe care au consecinţe prejudiciabile de natură a pune în pericol sănătatea umană, a dăuna resurselor biologice şi ecosistemelor, a influenţa asupra schimbărilor climatice, a deteriora bunurile materiale, a provoca vătămări olfactive excesive. (Directiva guvernului francez din 30 decembrie 1996 asupra Legii aerului şi utilizării raţionale a energiei)

Poluant = orice substanţă introdusă direct sau indirect de către om în aerul ambiant (înconjurător) şi care este susceptibilă de a avea efecte nocive asupra sănătăţii omului şi/sau a mediului, în ansamblul său.

Nivel = concentraţia unui poluant în aerul ambiant (înconjurător) sau depunerea sa pe o suprafaţă într-un timp dat.

Evaluare = orice metodă utilizată pentru a măsura, calcula, prevedea sau estima nivelul unui poluant în aerul ambiant (înconjurător).

Valoare limită = un nivel fixat pe baza cunoştinţelor ştiinţifice, în scopul evitării, prevenirii sau reducerii efectelor dăunătoare asupra sănătăţii umane şi/sau mediului în ansamblul său, care se obţine într-o perioadă dată şi care nu trebuie depăşită odată ce a fost atinsă.

Valoarea ţintă (obiectiv) = valoare ghid = un nivel inferior valorii limită, fixat în scopul evitării unor efecte dăunătoare pe termen lung asupra sănătăţii umane şi/sau mediului în ansamblul său, care se obţine acolo unde este posibil într-o perioadă dată.

Prag de alertă = un nivel dincolo de care există un risc pentru sănătatea umană din cauza unei expuneri scurte şi la care trebuie luate imediat măsuri de către statele implicate, aşa cum este stipulat în Directivă.

Prag de informare = nivelul începând de la care există efecte limitate şi tranzitorii pentru sănătatea umană, în caz de expunere de scurtă durată, pentru categorii de populaţie sensibile.

Prag de protecţie a sănătăţii = nivelul care nu ar trebui depăşit, pentru a salva sănătatea umană, în cazul episoadelor prelungite de poluare.

Pragul de protecţie a vegetaţiei = nivelul de la care vegetaţia poate fi afectată.Obiectiv de calitate = un nivel de concentraţii de substanţe poluante în atmosferă fixate

pe baza cunoştinţelor ştiinţifice, în scopul de a evita, preveni sau de a reduce efectele nocive ale acestor substanţe pentru sănătatea umană sau pentru mediu, care trebuie atinse într-o perioadă dată (definiţie care o înlocuieşte pe cea a valorii obiectiv din directivele europene, conţinută în Legea asupra aerului din 30 decembrie 1996 elaborată de guvernul francez).

6-1

Dispozitiv de măsură = metode, aparate, reţele şi laboratoare utilizate pentru măsurări în aerul ambiant.

Limită de toleranţă = procentul valorii limită la care această valoare poate fi depăşită conform condiţiilor stabilite de Directivă.

Zonă = acea parte a teritoriului delimitată de Statele Membre ale Uniunii Europene.Aglomeraţie = o concentraţie a populaţiei de peste 250 000 locuitori sau, acolo unde

concentraţia populaţiei este de 250 000 locuitori sau mai puţin, o densitate a populaţiei pe kilometru pătrat pentru Statele Membre ale Uniunii Europene care justifică necesitatea evaluării şi a managementului calităţii aerului înconjurător.

Directiva cadru:- defineşte criteriile care trebuie luate în considerare pentru fixarea valorilor

limită, criteriilor şi tehnicilor necesare: puncte de eşantionare, tehnici de măsură, modelare.

- permite stabilirea marjelor de depăşiri temporare ale valorilor limită, marje care trebuie să se reducă conform metodelor prescrise.

- introduce şi oficializează utilizarea modelării ca alternativă la evaluarea prin măsurare.

- impune informarea populaţiei prin intermediul mass-mediei în cazul depăşirii valorilor limită (durată, nivele înregistrate, etc.), dar şi referitor la nivelele înregistrate şi metodele utilizate.

Decizia Consiliului Europei (97/101/CE, Exchange of Information) instituie un schimb reciproc de date care provin de la reţelele şi staţiile care măsoară poluarea aerului. Schimbul se referă atât la descrierea reţelelor şi staţiilor cât şi la măsurările de calitate a aerului. Comisia face apel la Agenţia Europeană de Mediu (AEE) pentru punerea în practică a acestui sistem.

Decizia defineşte parametrii care trebuie furnizaţi şi poluanţii la care se referă aceştia. Datele sunt integrate într-o bază de date, fiind prevăzut accesul publicului la acestea. Fiecare ţară trebuie să desemneze unul sau mai multe organisme responsabile de punerea în practică a schimbului de informaţii.

6.1.2 Metode de evaluare a poluării atmosferice

În general, se poate considera că poluarea atmosferei este rezultanta unor fenomene care constau în schimburi dintre atmosferă şi alte componente ale mediului care, fie aduc poluanţi (emisii) fie îi consumă (depunere şi transformare). Emisiile fac obiectul inventarelor care au ca scop evaluarea evacuărilor în aer a unor substanţe ca dioxidul de sulf, oxizii de azot, monoxidul şi dioxidul de carbon, metanul şi compuşii organici volatili (în afara metanului), amoniacul, compuşii organici persistenţi şi metalele grele.

Pentru fiecare poluant, nivelurile atinse sunt comparate cu referinţele disponibile. Acestea pot fi valori limită, care trebuie obligatoriu să fie respectate şi a căror depăşire implică elaborarea unor planuri de reducere care să vizeze diminuarea poluării sau valori ţintă (obiectiv), numite de asemenea valori ghid şi care sunt indicatoare. Există de asemenea praguri de alertă, praguri de informare, praguri de protecţie a sănătăţii şi praguri de protecţie a vegetaţiei.

Pentru majoritatea poluanţilor au fost determinate obiective de calitate. Ele se bazează atât pe informaţiile cuprinse în legislaţiile internaţionale cât şi pe recomandările Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS) şi uneori, pe normele referitoare la igiena industrială (condiţiile la locurile de muncă).

Toate referinţele conţin o valoare care nu trebuie depăşită pentru un anumit parametru statistic determinat (medie, procent etc.) şi permit sintetizarea datelor

6-2

colectate în timpul unei observări. Ele menţionează de asemenea o durată de eşantionare la care se raportează datele colectate. Pentru evaluarea potenţialului de efecte pe termen lung, se vor alege perioade lungi de observare (de exemplu, 1 an); pentru efectele pe termen scurt, aceste perioade vor fi scurte (de exemplu, 1 zi).

Unii poluanţi pot avea efecte atât pe termen scurt cât şi pe termen lung; în acest caz, sunt prevăzute două sau mai multe tipuri de valori limită, valorile de referinţă asociate expunerilor scurte fiind mult mai ridicate decât cele corespunzătoare expunerilor lungi.

A. Măsurarea poluanţilor în aerÎn funcţie de locurile în care este efectuată prelevarea, există mai multe tipuri de

măsurări ale poluanţilor în aer caracterizate prin propriile sale metode de măsurare şi prelevare:

- măsurarea la emisie – prelevarea se efectuează direct în locul în care poluantul este evacuat în atmosferă. Acest tip de măsurare este util pentru verificarea respectării diferitelor norme de evacuare sau pentru calculul, cu ajutorul unui model, al impactului sursei asupra mediului.

- măsurarea calităţii aerului – se referă la aerul exterior pe care îl respirăm. Acest tip de măsurări este cel mai important deoarece calitatea aerului afectează toată populaţia fără excepţie şi mediul înconjurător.

- igiena industrială – se referă la măsurarea parametrilor aerului în mediile profesionale.

- măsurarea dozei respirate.

B. Scopuri şi efecte ale supravegherii poluării atmosferice În prezent, supravegherea poluării atmosferice se face parcurgând următoarele

etape:- identificarea cauzelor potenţiale necesare pentru interpretarea ştiinţifică a

originii unui fenomen particular; ideal ar fi să se cunoască starea mediului înainte de apariţia fenomenului şi modificările care au survenit ulterior.

- emiterea unor ipoteze referitoare la mecanismele care au generat modificările şi verificarea lor;

- stabilirea strategiilor care au ca obiectiv suprimarea sau cel puţin reducerea fenomenului. Eficienţa acestor strategii va fi atestată, dacă nu printr-o revenire la starea iniţială a mediului, cel puţin prin ameliorarea situaţiei.

C. Scările spaţiale şi temporale ale fenomenelor de poluareSchematic, poluarea într-un punct dat este rezultanta fenomenelor relativ la trei

scări: scara locală – constituită din surse situate în mediul apropiat (perimetru de

câţiva kilometri) care, în funcţie de circumstanţele meteorologice locale, influenţează mai mult sau mai puţin direct calitatea aerului în acel punct. Ea se referă la sursele de emisii de gaze sau alte substanţe nedorite, produse mai ales în mediul urban (industrie, încălzire, trafic etc.).

scara regională – acoperă un perimetru de câteva zeci până la câteva sute de kilometri în jurul surselor de emisii poluante. Sursele situate în acest perimetru au o influenţă relativ difuză, care se materializează prin variaţii ale concentraţiilor de poluanţi în general lente şi amortizate. În această categorie sunt grupate adesea următoarele trei fenomene de poluare:

- poluarea acidă, - poluarea fotochimică, - eutrofizarea.

6-3

Scara continentală se întinde de la câteva sute la câteva mii de kilometri. scara globală – se aplică la nivelul întregii planete. În această categorie poate

fi inclusă problematica diminuării stratului de ozon stratosferic sau creşterea cantităţii de gaze cu efect de seră.

6.1.3 Parametrii care influenţează poluarea atmosferică

a. Relaţiile dintre emisii şi imisiiPrezenţa unui poluant în atmosferă este rezultatul unui proces care are loc în

cinci etape:- emisia în atmosferă;- dispersia şi transportul de către vânt;- interacţiunile cu alte substanţe sau radiaţii şi eventualele transformări, cu

producerea unei poluări secundare;- interacţiunea cu alte medii, prin depunere sau imisie;- efectele asupra mediilor receptoare.Nivelele de poluare depind în principal de volumul emisiilor şi de condiţiile

meteorologice. Concentraţiile pot varia foarte rapid şi în mod considerabil în cursul unei zile, în timp ce emisiile nu fluctuează în acelaşi ritm. Această observaţie conduce la concluzia că factorul preponderent pentru nivelele de poluare este reprezentat de variaţiile condiţiilor meteorologice şi nu de variaţiile emisiilor. În acelaşi timp, se poate stabili o relaţie între profilul emisiilor şi profilul concentraţiilor pe perioade scurte; acesta este cazul mai ales al poluanţilor datoraţi circulaţiei automobilelor, unde maximele de poluare sunt legate de orele la care traficul este cel mai intens.

În cazul atmosferei, considerat un mediu "fără memorie", condiţiile de dispersie dintr-o anumită zi nu depind de condiţiile de dispersie existente, de exemplu, cu şase luni în urmă. Atmosfera răspunde legilor fizicii dar numărul variabilelor şi sensibilitatea acestora determină o comportare care aparent nu respectă nici o regulă. Din acest motiv, previziunile meteorologice necesită putere de calcul foarte mare şi nu pot fi efectuate pe perioade lungi.

b. Sursele de poluareSursele de poluare sunt numeroase şi de natură foarte diversă. Ele pot fi

clasificate în funcţie de:- sectorul de activitate;- geometrie – pot fi punctuale (de exemplu, un coş), liniare (de exemplu,

traficul unei străzi) sau de suprafaţă (de exemplu, o deversare);- natura poluanţilor emişi;- originea emisiilor (naturale sau antropice).Sursele naturale sunt numeroase şi diverse. Pentru anumite componente, natura

constituie chiar principalul emiţător. Multitudinea surselor antropice este de asemenea foarte mare. Ele pot fi

împărţite în mai multe sectoare:- sectorul energiei cu producerea energiei electrice, încălzirea clădirilor, etc.;- sectorul industrial este la originea emisiilor specifice datorate proceselor de

fabricaţie sau de tratare. - sectorul transporturilor constituie o sursă de poluare importantă; - agricultura; - sectorul deşeurilor (incineratoare, CET) este la originea mai multor tipuri de

poluanţi.Sursele de poluare mai pot fi clasificate în:

6-4

- surse fixe, corespunzătoare producerii energiei termice, arderii deşeurilor menajere, industriei, habitatelor, agriculturii etc.

- surse mobile, corespunzătoare transporturilor, în principal automobilelor.

c. Condiţiile meteorologicePoluarea atmosferică este puternic influenţată de către climat, mai ales prin

parametrii săi: vântul, temperatura, umiditatea, presiunea şi precipitaţiile.Apariţia poluării atmosferice într-un loc sau o zonă este legată de conjuncţia mai

multor factori din următoarele categorii:- emisii mai mult sau mai puţin importante de poluanţi sau de factori care

declanşează sau intensifică poluarea;- aport de energie, în general solară;- mişcări termodinamice, dinamice şi energetice ale atmosferei la diferite

altitudini;- densitate de vegetaţie la diferite scări;- prezenţa sau absenţa unor mari suprafeţe de apă.

d. Factorii topografici şi condiţiile microclimatice- relieful, vegetaţia, construcţiile şi natura materialelor care acoperă suprafaţa

solului, influenţează difuzia poluanţilor prin intermediul factorilor meteorologici, atât direct cât şi indirect.

- topografia poate conduce la diferenţe de însorire şi poate fi la originea fenomenelor locale.

- Efectul de clopot are loc în toate direcţiile şi mişcarea maselor de aer are formă toroidală. Efectul canion este de acelaşi tip, dar se aplică la scara unei străzi.

- rugozitatea şi natura solului influenţează scurgerea fluxurilor gazoase, deci turbulenţa maselor de aer şi în consecinţă, dispersia poluanţilor.

- tipul de acoperire a solului influenţează cantitatea de poluanţi eliminaţi prin depunerea uscată. Vegetaţia este considerată ca un obstacol care reţine întotdeauna impurităţile datorită absorbţiei şi reacţiei dintre poluanţi şi plante în special la nivelul frunzelor.

e. DepozitelePoluanţii emişi nu rămân defintiv în atmosferă şi pot fi eliminaţi fie prin reacţie

chimică cu alte substanţe, fie prin depozite. Uneori cele două fenomene coexistă şi un poluant se transformă înainte de a fi depus sub o altă formă.

Se disting două tipuri de depozite: depozitele uscate sub formă de gaz sau de particule şi depozitele umede.

6.1.4 Difuzarea informaţiilor

În conformitate cu Directiva Cadru a Uniunii Europene 96/62/CE, statele membre ale uniunii au stabilit un program de monitorizare şi evaluare a calităţii aerului. Pe baza unei evaluări preliminare, toate aceste state îşi stabilesc procedurile pentru raportarea continuă (anuală) în funcţie de nivelurile de poluare.

Definirea unui indice al calităţii aerului rezultă din necesitatea ca informaţia să fie accesibilă unui cât mai mare număr de oameni, fără a intra în detalii ştiinţifice complexe.

6-5

6.2. DEFINIREA CONCEPTULUI DE MONITORIZARE A CALITĂŢII AERULUI

Evaluarea şi managementul calităţii aerului trebuie să se bazeze pe date corecte şi sigure şi informaţii referitoare la procesele care implică poluanţii, obţinute în general prin utilizarea combinată a măsurărilor şi modelelor de calitate a aerului care descriu procesele de dispersie şi transformările fizice şi chimice.

Activitatea de gestiune a calităţii aerului are în general următoarele componente:- monitorizarea emisiilor;- monitorizarea calităţii aerului;- urmărirea respectării normelor şi directivelor;- modelarea calităţii aerului;- informarea publicului;- procedurile de alertare;- planificarea utilizării solului;- integrarea transportului.

Monitorizarea calităţii aerului a fost interpretată foarte mult timp ca fiind doar o simplă acţiune de prelevare şi analiză a aerului, utilizând analizoare. Într-un sens mai larg, termenul de monitorizare poate fi definit ca „o activitate sistematică de urmărire şi determinare a calităţii aerului, utilizând anumite metode – adecvate scopului propus – în scopul obţinerii de date, pentru un anumit interval de raportare şi o frecvenţă de colectare necesară realizării obiectivelor impuse de monitorizare”.

Liniile directoare prevăzute pentru selectarea poluanţilor atmosferici ce trebuie luaţi în considerare sunt următoarele:

1. Posibilitatea, gravitatea şi frecvenţa efectelor; în ceea ce priveşte sănătatea omului şi a mediului în ansamblu, efectele ireversibile trebuie să prezinte o preocupare specială.

2. Concentraţia ridicată şi prezentă peste tot a poluantului în atmosferă.3. Transformările de mediu ori alteraţiile metabolice, având în vedere că aceste

alteraţii ar putea conduce la producerea de substanţe chimice cu o toxicitate mai ridicată.

4. Persistenţa în mediul înconjurător, în special dacă poluantul nu este biodegradabil şi se poate acumula în oameni, în mediul înconjurător sau în lanţul trofic.

5. Impactul poluantului:- volumul populaţiei, resurselor vii sau ecosistemelor expuse;- existenţa unor obiective extrem de sensibile în zona de interes.6. Pot fi utilizate metode de evaluare a riscului. Posibilele criterii de risc au fost

stabilite prin Directiva 67/548/CEE.Informaţiile care urmează a fi incluse în programele locale, regionale sau

naţionale pentru îmbunătăţirea calităţii aerului înconjurător sunt următoarele:Localizarea excesului de poluare:- regiune,- oraş (hartă),- staţie de măsurare (hartă, coordonate geografice).Informaţii generale:- tipul zonei (oraş, zonă industrială sau rurală),- estimarea zonei poluate (km2) şi a populaţiei expuse la poluare,- date climatice utile,- date relevante privin topografia,- informaţii suficiente asupra tipului de ţinte care necesită o protecţie a zonei.

6-6

Autorităţi responsabile:- numele şi adresele persoanelor responsabile pentru realizarea şi implementarea planurilor de îmbunătăţire.

Natura şi evaluarea poluării:- concentraţii observate de-a lungul anilor anteriori (înainte de implementarea

măsurilor de îmbunătăţire),- concentraţii măsurate încă de la începutul proiectului,- tehnicile utilizate pentru evaluare.Originea poluării:- lista principalelor surse de emisie răspunzătoare de poluare (hartă),- cantitatea totală de emisii provenite din aceste surse (tone/an),- informaţii importante privind poluarea din alte regiuni.Analiza situaţiei:- detalii în legătură cu factorii răspunzători de excese (formare, transport,

inclusiv transportul peste graniţă),- detalii în legătură cu posibilele măsuri de îmbunătăţire a calităţii aerului.Detalii privind acele măsuri sau proiecte de îmbunătăţire care au existat anterior:- măsuri locale, regionale, naţionale, internaţionale,- efectele constatate ale acestor măsuri.

6.2.1 Obiectivele activităţii de monitorizare a calităţii aerului

În ansamblu, monitorizarea calităţii atmosferei implică realizarea unor activităţi specifice, grupate în următoarele patru categorii:

- evaluarea surselor şi emisiilor de poluanţi atmosferici;- urmărirea transferului poluanţilor în atmosferă;- determinarea nivelului concentraţiilor de poluanţi în atmosferă şi distribuţiei

spaţio-temporale a acestora;- evaluarea efectelor poluanţilor atmosferici asupra omului şi a mediului său

biotic şi abiotic.Pentru realizarea acestor activităţi se pot folosi două mari clase de metode,

fiecare cu limitele, avantajele şi dezavantajele sale:- metode teoretice,- metode instrumentale.Obiectivele care trebuie atinse în activitatea de monitorizare a calităţii aerului

sunt următoarele:- evaluarea standard – Calitatea aerului este supusă evaluării conform

standardelor care au rolul de a furniza un ghid pentru definirea nivelului acceptabil de poluare a aerului, evidenţiind valorile dincolo de care sunt aşteptate efectele acute, specifice.

- stabilirea surselor – Pentru a identifica efectul produs de o sursă de poluare asupra calităţii aerului este nevoie de o bună rezoluţie în timp şi spaţiu. Pentru stabilirea corectă a reţelei de măsură (definirea punctelor de măsurare) sunt necesare informaţii suplimentare cum ar fi: puterea sursei (rata de emisie), punctul de descărcare (înălţimea faţă de sol) şi caracteristicile meteorologice (viteză vânt, direcţie vânt şi stabilitatea atmosferică).

- urmărirea efectelor – Monitorizarea în vederea determinării efectelor poluării aerului necesită coordonarea cu studiul efectelor în funcţie de numărul şi distribuţia receptorilor, natura poluantului şi severitatea efectului acestuia, aspectele timp - dozaj ale efectului şi prezenţa factorilor perturbatori.

6-7

- obţinerea datelor de fond – Monitorizarea poate fi dirijată atât spre stabilirea caracteristicilor geografice actuale cât şi spre evaluarea tendinţelor calităţii aerului.

- evaluarea proceselor atmosferice - Majoritatea poluanţilor din aer suferă în timp transformări datorită proceselor fizice şi chimice. Aceste transformări pot conduce de exemplu la formarea ozonului în urma reacţiilor fotochimice dintre reactivii organici şi oxizii de azot, la conversia dioxidului de sulf în acid sulfuric sau alţi sulfaţi şi la formarea sau transformarea aerosolilor prin mecanisme chimice şi condensare.

Pentru ca monitorizarea să fie eficientă şi să îşi atingă obiectivele finale este necesară adoptarea unei strategii de proiectare şi operare pentru reţelele de monitorizare a calităţii aerului. Această strategie va fi aleasă în funcţie de scopul activităţilor de monitorizare:

- monitorizarea pentru conformare – scopul este verificarea conformităţii cu directivele referitoare la calitatea aerului;

- monitorizarea reprezentativă pentru supravegherea calităţii aerului – scopul este descrierea reprezentativă a stării şi tendinţelor calităţii aerului într-un oraş/zonă, stat sau în Europa ca un întreg;

- monitorizarea pentru evaluarea expunerii/riscului – scopul este furnizarea unei baze pentru evaluarea daunelor cauzate de poluarea aerului asupra sănătăţii umane, vegetaţiei, materialelor prin descrierea efectelor poluării aerului şi fundamentarea dezvoltării strategiilor de reducere a poluării cost – efect;

- monitorizarea on-line – scopul este predicţia episoadelor de poluare, atenţionarea populaţiei şi realizarea acţiunilor pe termen scurt pentru reducerea concentraţiilor episodice mari;

- monitorizarea operaţională – scopul este monitorizarea poluării aerului în apropierea surselor specifice, pentru a preveni poluarea inacceptabilă a zonelor învecinate;

- programe de monitorizare pentru cercetări ştiinţifice.Crucial pentru validarea datelor obţinute în urma activităţilor de monitorizare este

asigurarea calităţii datelor şi controlul calităţii QA/QC.

6.2.2 Metode de măsurare a calităţii aerului

Tehnicile de măsurare a calităţii aerului pot fi bazate pe două principii de bază: - prelevarea urmată de analize ulterioare. Prelevarea se poate face prin

colectare în lichide, suprafeţe impregnate, filtre impregnate, filtre, canistre, coloane, etc. Tehnicile de prelevare variază de la colectarea pasivă a poluanţilor până la colectarea activă prin absorbirea aerului cu ajutorul sistemului de prelevare. Analizele efectuate ulterior pot fi analize chimice standard sau tehnici analitice specializate.

- măsurări in situ cu monitoare automate. Metodele automate de măsură variază de la monitoare electrochimice cu instrumente optice până la metode de teledetecţie.

Pentru poluarea atmosferică există două categorii importante de metode de măsurare:

1. Metode manualeSunt în general simplu de utilizat în practică şi necesită cheltuieli reduse. Aceste

metode permit realizarea unei cartografii a poluării, dar necesită o analiză ulterioară în laborator.

Metodele manuale utilizează:

6-8

- tuburi cu difuzie pasivă – tuburi calibrate care conţin un absorbant specific unui poluant şi permit măsurarea concentraţiilor medii ale acestuia;

- bio-indicatori – vegetale sensibile la unul sau mai mulţi poluanţi (de exemplu, tutunul care reacţionează la ozon);

- bio-acumulatori – vegetale care acumulează poluanţii în frunzele lor şi care, după analiză, permit identificarea naturii şi cantităţii poluantului (de exemplu, muşchiul care reacţionează la oxidul de azot).

2. Metode automateAceste metode, în general mai greu accesibile deoarece sunt mai sofisticate şi

mai scumpe, permit urmărirea în timp real a concentraţiei poluanţilor fără prelevare de probe. Pe baza lor pot fi create reţelele automate de supraveghere. Majoritatea tehnicilor de măsurare automată nu reprezintă metode absolute şi necesită calibrare.

Metodele automate utilizează:- analizoare convenţionale – aparatele sunt amplasate în diferite puncte

caracteristice iar aerul prelevat de fiecare aparat permite o analiză specifică a concentraţiei principalilor poluanţi gazoşi din atmosferă;

- spectrometre – diferiţii poluanţi existenţi în atmosferă absorb în mod specific anumite porţiuni ale spectrului luminii; analiza optică a acestei lumini cu ajutorul unui spectrometru permite măsurarea concentraţiei poluanţilor fără a se face prelevare de probe.

În funcţie de modul în care se face prelevarea probelor, analiza acestora şi prelucrarea rezultatelor, există trei categorii principale de măsurări :

1. Măsurări care utilizează metode de prelevare pasive Acestea oferă indicaţii referitoare la concentraţiile medii de poluare pe perioade

de săptămâni sau luni. Eşantioanele sunt numite pasive deoarece dispozitivul de prelevare nu implică pompaj. În locul acestuia, curgerea aerului este controlată printr-un proces fizic, cum ar fi difuzia.

Tuburile de difuzie permit măsurarea concentraţiilor medii pe perioada de expunere considerată fără a lua în considerare fluctuaţiile care apar în această perioadă. Nu există tuburi pasive pentru toţi poluanţii. Cele mai des folosite sunt cele care măsoară dioxidul de azot, dar există şi pentru ozon, dioxid de sulf, amoniac, benzen, toluen şi xileni. În funcţie de tipul de tub utilizat şi poluantul care trebuie măsurat, perioada de expunere poate varia între 8 ore şi 2 săptămâni.

Tuburile pasive sunt uşoare şi se dispun pe un suport oarecare pe teren. Ele nu necesită nici curent electric şi nici adăpost climatizat. Prelevatoarele pasive sunt instalate în general pe suporturi urbane, arbori sau alte dispozitive deja amplasate pe teren. Ele permit acoperirea unei zone geografice importante şi astfel obţinerea unei cartografii a poluării. De asemenea, pot fi utilizate pentru determinarea amplasării unei staţii de măsură echipate cu analizoare convenţionale.

2. Măsurări care utilizează metode de prelevare active Prelevarea aerului poluat se face prin metode metode fizice sau chimice iar

analiza probelor este efectuată mai târziu în laborator. Tipic, un volum cunoscut de aer este pompat de către un colector (cum ar fi un

filtru sau o soluţie chimică) într-o perioadă cunoscută (determinată). Mai târziu, colectorul este retras pentru analiză. Eşantioanele pot fi prelevate zilnic, furnizând informaţii pe perioade scurte de timp, la un cost inferior faţă de cel al metodelor de supraveghere automată.

3. Măsurări care utilizează metode automate Metodele automate reprezintă varianta cea mai scumpă de monitorizare a

calităţii aerului utilizată în mod curent. Ele permit efectuarea unor măsurări cu rezoluţie înaltă a concentraţiilor orare de poluant.

6-9

Proba de aer este analizată on-line şi în timp real. Datele sunt stocate în analizor sau într-un dispozitiv separat şi pot fi descărcate la distanţă printr-un modem. Înalta rezoluţie a acestor metode permite ca episoadele de poluare să fie analizate în detaliu şi să fie legate de trafic (circulaţie), meteorologie sau alte variabile. Prin descărcarea frecventă a datelor de la analizoarele automate, informaţiile pot fi retransmise publicului cât timp sunt relevante. Cu datele provenite de la analizoarele automate sunt generate rapoarte zilnice, săptămânale şi lunare ale reţelei care sunt furnizate autorităţilor locale.

Poluanţii analizaţi includ: ozonul, oxizii de azot, dioxidul de sulf, monoxidul de carbon, particulele în suspensie şi compuşi organici volatili. Eşantioanele sunt analizate în timp real, cu ajutorul unor metode moderne printre care se numără analiza gazelor cu ajutorul sistemelor de măsură convenţionale şi spectroscopia.

Din punctul de vedere al intervalului de timp în care se efectuează măsurarea, monitorizarea aerului poate fi:

- continuă – Echipamentele pentru monitorizarea continuă vor furniza măsurări aproape instantanee ale concentraţiilor din atmosferă pentru mai mulţi poluanţi. Poluanţii aerului monitorizaţi pe o bază continuă sunt: CO, oxizii de azot (NO2, NO, NOx), O3, SO2, H2S, particulele solide (PM2,5 şi PM10), praful şi fumul, hidrocarburile, NH3, CO2.

- intermitentă – se referă la poluanţii atmosferici care sunt monitorizaţi ca o concentraţie integrată pentru 24 h, în conformitate cu orarul stabilit la nivel naţional pentru supravegherea poluării atmosferice. Uzual, acest tip de măsurare implică utilizarea sistemelor de prelevare care colectează poluanţii utilizând tuburi reactive, absorbanţi sau filtre. Poluanţii care pot fi monitorizaţi prin măsurări intermitente includ: particulele totale în suspensie, particulele inhalabile şi respirabile (PM10 şi PM2,5), hidrocarburile policiclice aromatice şi compuşii organici volatili.

- pasivă – Metodele de monitorizare pasivă furnizează soluţii de monitorizare a calităţii aerului ieftine, în puncte în care nu se poate realiza monitorizarea continuă. Prelevarea pasivă implică expunerea unei suprafeţe reactive la aer, iar transferul poluantului se realizează prin difuzia din aer pe suprafaţă. Poluanţii comuni monitorizaţi cu ajutorul prelevatoarelor pasive sunt SO2, NO2, O3, H2S şi COV.

Oricare ar fi metoda de prelevare a eşantioanelor, cantitatea de poluare în aerul ambiant este exprimată de obicei prin concentraţia sa în aer. Concentraţia unui poluant în aer, poate fi definită ca proporţia pe care o reprezintă din volumul său total. Concentraţiile de gaz poluant în atmosferă sunt de obicei măsurate în părţi pe milion pe volum (ppmv), părţi pe miliard pe volum (ppbv) sau părţi pe trilion pe volum (pptv). Concentraţiile poluanţilor sunt de asemenea măsurate prin greutatea poluantului într-un volum standard de aer, de exemplu prin micrograme pe metru cub (gm-3) sau miligrame pe metru cub (mgm-3).

6.2.3 Strategii de monitorizare a calităţii aerului

Conform Directivei Cadru nr. 96/62/EC a Consiliului Europei, referitoare la Evaluarea şi Managementul Calităţii Aerului, evaluarea reprezintă "orice metodă utilizată pentru a măsura, calcula, prevedea sau estima nivelul unui poluant în aerul ambiant". Pentru realizarea unei evaluări preliminare, pot fi utilizate individual sau în combinaţie, trei metode sau instrumente:

- măsurări preliminare ale calităţii aerului – utilizate pentru a cerceta calitatea aerului, în special în locurile în care sunt aşteptate depăşiri şi/sau informaţiile referitoare la emisii nu sunt adecvate;

6-10

- inventarul emisiilor în aer – furnizează informaţii cuprinzătoare referitoare la surse şi la fluxul emisiilor în întreaga zonă. El permite o primă estimare a ariilor cu risc de depăşire a valorilor limită şi a valorilor obiectiv.

- modelarea poluării aerului – serveşte la a lega calitatea aerului de emisii în sens cantitativ şi la a furniza o bază mai bună pentru descrierea ariilor de depăşire din întreaga zonă studiată. Furnizează de asemenea informaţii esenţiale adiţionale pentru managementul calităţii aerului în zona respectivă.

Proiectarea reţelelor de monitorizare se bazează pe scara poluării aerului:1. Poluarea aerului este predominant de origine locală. În acest caz, reţeaua

este concentrată în zona unui oraş, cu o singură staţie sau foarte puţine staţii în afara ariei urbane, pentru monitorizarea fundalului regional. Această scară este aplicabilă pentru compuşii primari cum ar fi monoxidul de carbon, plumbul, hidrocarburile policiclice aromatice şi benzenul, atunci când oraşul nu este influenţat semnificativ de alte oraşe mari sau surse majore de poluare apropiate.

2. Dacă există o contribuţie regională semnificativă pentru problema studiată, trebuie pus un accent deosebit pe monitorizarea/modelarea componentei regionale. În multe oraşe, aceasta se aplică la compuşi ca ozonul, dioxidul de azot, particule solide.

3. Investigarea şi controlul unor fenomene care au loc la scară mare, de exemplu „episoadele de smog de iarnă” şi episoadele de poluare fotochimică, necesită monitorizarea şi modelarea la o scară mult mai mare decât scara oraşelor individuale afectate.

La prelucrarea rezultatelor obţinute în urma campaniilor de măsurare, se va ţine seama de faptul că, concentraţia poluării în orice punct este o sumă a:

- concentraţiei naturale de fond;- concentraţiei regionale de fond;- concentraţiei urbane medii în aria din jurul punctului;- impacturilor locale ale surselor apropiate, cum ar fi străzi, surse punctuale

(industrie, centrale termice) etc.

De asemenea, trebuie să fie luate în considerare trei mari categorii de influenţe:o influenţele sursei;o influenţele demografice;o influenţele meteorologice.

Pentru realizarea unui plan al zonei de interes sunt necesare o serie de informaţii iniţiale referitoare la:

a. sursele staţionare – amplasamente prezente sau viitoare pentru surse majore de poluare, împreună cu date de emisii;

b. sursele mobile – căi rutiere prezente şi viitoare în zona geografică supusă analizei;

c. distribuţia populaţiei – densitatea de populaţie actuală şi cea estimată pentru viitor în zona supusă studiului;

d. aspectele meteorologice, referitoare, în special, la regimurile vântului şi condiţiile sinoptice care favorizează modurile de transport sau staţionarea diferiţilor poluanţi;

e. topografia;f. actuala şi viitoarea folosinţă a terenurilor din zona studiată;g. localizarea efectelor cunoscute ale poluării aerului;

6-11

h. informaţiile provenite de la operaţiile de prelevare a probelor de aer anterioare şi actuale.

Odată cu dezvoltarea unor noi şi/sau perfecţionate metode de monitorizare, o atenţie deosebită a fost acordată selectării punctelor de prelevare şi determinării numărului de puncte necesare obţinerii unor limite de încredere rezonabile pentru definirea expunerii poluantului la diferiţi receptori şi îndeplinirii obiectivelor propuse.

Majoritatea datelor privind calitatea aerului provenite dintr-un anumit punct (punct fix) oferă informaţii privind localizarea corectă a acestora, prin cunoaşterea fie a unei adrese sau a setului de coordonate latitudine-longitudine.

Un alt sistem de monitorizare este cel pe lungă distanţă. Cele mai multe tehnici se bazează pe senzorii de absorbţie sau împrăştiere a radiaţiei electromagnetice (acestea pot fi atât active cât şi pasive).

Repartiţia şi tipul staţiilor de măsură sunt adaptate în funcţie de natura şi importanţa poluării dar şi a fenomenului care trebuie supravegheat. Pentru a înţelege mai bine rezultatele oferite de o staţie de măsură, este util ca aceasta să fie caracterizată împreună cu mediul său. Aşa cum este prevăzut în Decizia 97/101/CE „Exchange of Information”, punctele de monitorizare sunt clasificate conform următoarelor criterii:

- tipul staţiei (trafic, industrial, de fond),- tipul zonei (urban, sub-urban, rural),- caracterizarea zonei (rezidenţială, comercială, industrială, agricolă, naturală

sau combinaţii ale acestor tipuri).

Staţiile de trafic sunt caracterizate printr-un gradient mare al concentraţiilor în locul analizat. Pentru clasificarea unor astfel de staţii trebuie să se specifice tipul străzii (largă, îngustă, în canion, etc.) şi numărul de vehicule care trec pe acea stradă.

Staţiile industriale sunt sub influenţa directă a uneia sau mai multor surse specifice.

Prin staţie de fond se înţelege o staţie reprezentativă dintr-o zonă întinsă. Această staţie poate fi rurală, urbană, sau sub-urbană.

Pentru a răspunde unor obiective de supraveghere (monitorizare) particulare, se amplasează conform unei tipologii precise, definite conform unor criterii specifice, staţii de monitorizare fixe, echipate corespunzător. Aceste staţii pot fi:

- urbane – nu sunt influenţate direct de o poluare primară,- peri-urbane – se află sub influenţa directă a unei mari aglomerări,- de proximitate – se află sub influenţa directă a sursei de poluare,- rurale – sunt amplasate în zone puţin locuite.

Utilizarea unor echipamente mobile sau portabile de monitorizare a aerului măreşte flexibilitatea amplasării geografice a acestora, dar nu creşte cantitatea totală de date disponibile. Aceste echipamente vor fi utilizate în următoarele cazuri:

a) situaţii de urgenţă – în cazul unor anunţuri de incidente cu impact major asupra mediului (sunt importante atât gradul de mobilitate cât şi capacitatea rapidă de răspuns);

b) evaluarea impactului de mediu – datele privind poluanţii pot fi necesare în zone cu potenţial de impact negativ datorită unor obiective deja existente sau în curs de construire;

c) selectarea zonei monitorizate – datele preliminare de la dispozitivele temporare de monitorizare sunt un supliment extrem de util (sursă,

6-12

populaţie, date meteorologice) pentru planificarea şi stabilirea punctelor fixe de monitorizare;

d) monitorizarea împrejurimilor – supravegherea periodică a zonelor cunoscute ca având un grad scăzut de poluare a aerului pot furniza date privind posibila degradare a calităţii aerului sau privind transportul şi reacţiile poluanţilor;

e) studiul dispersiei norului – monitorizarea mobilă, fie prin tehnica prelevării într-un punct fix, fie cu senzori pentru lungă distanţă, pot furniza date necesare studiului dispersiei norului poluant.

O altă problemă care trebuie rezolvată este determinarea numărului de puncte necesare pentru monitorizare. O metodă care permite un calcul preliminar al numărului minim de staţii de prelevare necesar pentru o reţea tipică de calitate a aerului, în funcţie de densitatea populaţiei, a fost elaborată de Agenţia de Protecţia Mediului din Statele Unite (US Environmental Protection Agency - USEPA) în 1971.

Criteriile pentru alegerea numărului minim de amplasamente a staţiilor de monitorizare a aerului, bazate pe o clasificare prioritară, a fost publicată în regulamentele Agenţiei de Protecţie a Mediului din SUA.

Estimarea numărului de staţii de monitorizare (N) se bazează pe gradul de poluare şi pe suprafaţa terenului, luându-se în considerare trei zone:

- X, unde nivelurile de poluare sunt mai mari decât standardele pentru calitatea aerului; - Y, unde concentraţiile poluanţilor sunt peste nivelul de fond dar mai scăzute decât

standardele;- Z, unde concentraţiile existente sunt la nivelul de fond.

Numărul total de staţii N, necesar pentru întreaga regiune se obţine prin însumarea numerelor pentru fiecare din cele trei subarii:

N = NX + NY + NZ

cu: NX = 0,0965 X (Cm – Cs) / Cs

NY = 0,0096 Y (Cs – Cb) / Cs

NZ = 0,0004 Zunde: Cm reprezintă valoarea concentraţiei maxime (cu un interval contur de 10), [g/m3]; Cs - calitatea standard a aerului, [g/m3]; Cb - valoarea concentraţiei minime (de exemplu, concentraţia de fond), [g/m3]; X - aria în care concentraţiile sunt mai mari decât standardul de calitate a aerului, [km2]; Y - aria în care concentraţiile sunt deasupra nivelului de fond dar mai scăzute faţă de standardul de calitate a aerului, [km2]; Z - aria în care concentraţiile sunt la nivelul de fond, [km2].

6-13