Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

download Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

of 43

Transcript of Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    1/43

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    2/43

    MONITORINGUL ATMOSFEREI

     În afară de supravegherea calităţii aerului prin prisma compoziţiei lui chimice,un aspect deosebit de important îl reprezintă  monitorizarea atmosferei ca  şi componentă a mediului prin prisma caracteristicilor sale.

    În monitoringul atmosferei,se urmăreşte: 

    intensitatea, variaţia  şi structura radiaţiei solare;

     structura (grosimea şi densitatea) stratului de ozon; calitatea, mărimea   şi  structura particulelor în

     suspensie (în special cantitatea metalelor grele ajunseşi transportate de gaze în atmosferă);

    cantitatea de dioxid de carbon şi a altor rezultate dinactivităţi antropice, capabile  să determine efectul de

     seră.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    3/43

    OBIECTIVE ŞI ETAPE ALE MONITORINGULUI AERULUI

    Monitorizarea calităţii  aerului  presupune o serie de acţiuni  de observare şi măsurare cantitativă şi calitativă a unor indicatori ai stării aerului (cum ar fi concentraţii ale unor componente din aer).

    Sistemul de monitorizare a calităţii aerului este un subsistem al sistemului generalde monitorizare a mediului si permite obţinerea de date utile pentru identificarea rapidă azonelor poluate şi pentru luarea de decizii strategice şi tactice de combatere a poluării şi 

    de prevenire a acesteia.

    Proiectarea reţelelor   de monitorizareinclude toate activităţile necesare pentruamplasarea punctelor şi  regimul deurmărire  al calităţii  mediului si are învedere:

    stabilirea numărului şi poziţiei

     punctelor de amplasare;  programul de măsurare;  baza de aparatură şi instrumentală;  personalul necesar; fluxurile de colectare a datelor şi căile

    de avertizare.

    Dintre toate aceste necesităţi  de proiectare stabilirea  poziţiei  punctelor de prelevareeste strâns legate de utilizarea unui model de dispersie.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    4/43

    OBIECTIVELE PRINCIPALE ALE UNUI SISTEM DE MONITORIZARE: 

    supravegherea calităţii  aerului în raport cu norme şi  standarde prestabilite şi declanşarea alarmei în cazul depăşirii accidentale/ sistematice a normelor

    identificarea surselor de poluare

    stabilirea poluării de fond şi a tendinţelor  de poluare

     predicţii pe termen scurt pentru prevenirea poluărilor  cu efecte catastrofale

    evaluarea impactului de mediu a diferiţilor   poluanţi 

    evaluarea schimbării microclimatului sub influenţa  poluării 

    validarea modelelor analitice şi empirice ale dispersiei poluanţilor  în aer

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    5/43

    Proiectarea presupune parcurgerea mai multor etape:

    stabilirea zonei de monitorizare

    selectarea variabilelor (componentelor) care vor fi măsurate 

    stabilirea numărului de puncte de măsurare, a tipului acestor puncte(fix sau mobil) precum şi localizarea punctelor de măsurare  

    alegerea şi instalarea instrumentaţiei (senzori, aparate) necesare

    determinarea frecvenţei de măsurare 

    stabilirea metodelor de analiză on-line sau off-line a probelor de aer

    dezvoltarea subsistemelor de achiziţie, memorare, transmitere şi deintroducere/ stocare a datelor

    stabilirea unui sistem de analiză, prelucrare şi raportare a datelor  

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    6/43

    metoda împărţirii pe zone 

    metoda statistică 

    metoda grilei

    metoda analitică 

    metoda empirică 

    Metode

    Sistemele de monitorizare pot fi dezvoltate folosind mai multe metode: 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    7/43

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    8/43

    ACTIVITATEA DE MONITORING ARE DOUĂCOMPONENTE DE BAZĂ: 

    MONITORINGUL SURSELOR(EMISIE)

    MONITORINGUL DE FOND(IMISIE)

    Emisia reprezintă  conţinutul   de  poluanţi 

    determinaţi la gura de evacuare a coşului, înainte de amestecul acestora cu aerulatmosferic.

    Imisia   reprezintă  conţinutul   de  poluanţi 

    măsuraţi  după  ce s-a produs amesteculacestora cu aerul atmosferic.

     Măsurătorile de emisie intră  în directaresponsabilitate a agentului poluator, ele

    fiind şi  un indice al procesuluitehnologic.

     Măsurătorile de imisie sunt efectuate decătre autoritatea responsabilă de mediu şi 

    trebuie să fie corelate cu determinările deemisie.

    Ca şi regulă generală se consideră că amestecul cu aerul atmosferic este realizat la o distanţă de

    cel puţin 10 ori mai mare dcât înălţimea sursei de la care are loc evacuarea.  

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    9/43

    Fig. 1. Monitoringul emisiilor şi imisiilor

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    10/43

    1. MONITORIZAREA EMISIILOR

    Trebuie urmărite 2 aspecte:

    volumul noxelor evacuate; 

    conţinutul noxelor (compoziţia chimică a lor). 

    Măsurarea  volumelor de noxe evacuate se poate determina empiric cu ajutorul formulelor de

    calcul care ţin cont de 2 elemente:

    suprafaţa activă a coşului de evacuare (S); 

    viteza ascensională de evacuare(v). 

    Q =S * v 

    Debitul de evacuare al noxelor (Q) sedetermină  prin înmulţirea  vitezei cusuprafaţa de evacuare:

     

    Volumul total evacuat se calculează  înmulţind debitul cu timpul de efectuare a evacuării (t).

    V=Q*t

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    11/43

    Specificul metodelor de măsurare depinde dacă  poluanţii sunt:

    gazoşi (gaze); lichizi (vapori ale diferitelor substanţe); solizi (pulberi sedimentabile sau în suspensie).

    Poluanţii gazoşi cei mai importanţi sunt:

    oxizii de sulf (SOx); oxizii de azot (NOx); monoxidul şi dioxidul de carbon (CO, CO2); amoniacul (NH3); fluorurile;

    clorurile, etc.

    Determinarea conţinutului de noxe al substanţelor emise depinde de starea fizică în care se

    găsesc aceste noxe.

    Pulber i le în suspensie sunt  poluanţi 

    de natură  solidă  de dimensiuni maimici dar a căror   greutate specifică  le permite să  plutească în aer.

    Pulberile sedimentabile reprezintă  particule solide cu dimensiuni

    micrometrice care sunt antrenaţi  înmişcare  ascensională  de curenţii ascendenţi ai sursei de poluare (coşul de evacuare) sau de cei ai atmosferei,dar care în condiţii  de calmatmosferic se depun la sol.

    Poluanţii lichizi sunt prezenţi sub formă de:  particule fine; vapori ai acizilor clorhidric, azotic, sulfuric, etc.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    12/43

    2. MONITORIZAREA IMISIILOR

    Imisiile reprezintă concentraţiilor  noxelor din aer măsurate după ce s-a produs amestecul acestora înatmosferă, la o anumită distanţă de sursele de poluare. 

    Depinde de 3 factori determinanţi:

     poziţia surselor majore de poluare; condiţiile meteorologice ale zonei; caracteristicile morfologice ale terenului.

    AMPLASAREA PUNCTELOR DE

    MONITORIZARE

    Amplasarea punctelor de măsurare  trebuiefăcută  de aşa  manieră  încât să  surprindă emisia de poluanţi de la principalele surse petraseul de dispersie al acestora. De asemenea

    se recomandă  amplasarea unor puncte demonitorizare în zone neafectate de poluarecare vor fi puncte de referinţă.

    Va fi luată  în considerare frecvenţa  vântului pedirecţii  şi  viteze (roza vânturilor),  prezenţa  şi manifestarea fenomenelor de inversiune termică.

    În zonele afectate de inversiuni termicecirculaţia aerului este redusă, fapt ce va producestagnarea  poluanţilor   şi  nerealizarea dispersieiacestora.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    13/43

    ORGANIZAREA ACTIVITĂŢII

    Organizarea efectivă a activităţii de supraveghere a calităţii aerului depinde de specificul tipului de poluare care va fi urmărit.

    A. POLUAREA EXTRAVILANĂ 

    Analiza subsistemului aer în această situaţie implică efectuarea unor analize specifice:

    de gaze  –   SO2, NO2, NO, N2O5, NH4, CH4, CO, fluorocarburi, hidrocarburireactive;

    de lichide –  compoziţia chimică a apei de ploaie şi a zăpezii, pH-ul; de solide –  cantitatea şi compoziţia chimică a pulberilor, granulometria; a anumitor poluanţi toxici –  Hg, Pb, DDT, PCB, Cd;

    a microbiotei –  germeni sporulaţi patogeni.

    Atunci când dorim să facem corelaţia între sănătatea oamenilor şi poluarea aerului extravilan,un rol important îl au şi  aspectele epidemiologice (măsurători  de spori şi  hife de ciuperci,granule de polen, alergeni etc.).

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    14/43

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    15/43

    METODE DE CUANTIFICARE AEMISIILOR ÎN AER

     Nivelurile concentratiei diferitelor substante în aer constituie indicatori ai st ar i imediului înconjurator. Aceste niveluri depind de marimea reziduurilor datorateactivitatilor antropice (încalzire, transport, …) si unor fenomene naturale, care alcatuiescindicatori i de presiune asupra mediului înconjurator.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    16/43

    Fig. 2. Relatia dintre emisiile în aer, impact si actiuni asupra surselor

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    17/43

    tipuri deinventarieri ale

    emisiilor

    specificatiitehnicereferitoare la

    surse

    Principaleleelemente necesare

     pentru identificareasi cuantificarea

    emisiilor

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    18/43

    SPECIFICATII TEHNICE REFERITOARE LA SURSE 

    Dimensiunea temporala

    Dimensiunea geografica

    Surse emitente

    Substante emise

    1

    4

    3

    2

    1

    3

    2

    4

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    19/43

    În majoritatea cazurilor, emisiile sunt inventariate pe perioada unuian calendaristic. Pentru aprecierea evolutiei si, în mod special, pentru“a  masura”  impactul actiunilor întreprinse în vederea protejariimediului înconjurator este necesara stabilirea unei serii cronologice.

    Sporirea modelelor de transport si de transformari fizico-chimice înatmosfera, necesita procurarea de informatii privitoare la intervale detimp mult mai scurte, de ordinul orelor, în scopul studierii uneisecvente care sa nu depaseasca, în general, câteva ore. Totusi, acestesecvente se pot referi si la oricare perioada din an.

    1. Dimensiunea

    temporal a

    2. Dimensiunea

    geografica Conform practicilor curente, din punct de vedere spatial, poluarea

     poate fi considerata la fel de bine pentru o tara întreaga, pentru uncontinent, planetar sau doar pentru o suprafata foarte redusa, care saacopere mai putin de 1 km patrat.

    3. Sur se emitente   Pentru cuantificarea emisiilor sunt luate în calcul toate sursele.Totusi, câmpul acoperit de anumite inventarieri este restrâns (deexemplu, excluderea surselor “naturale”,  a emisiilor care depasescaltitudinea de 1000 de metri, a surselor neacoperite de jurisdictianationala, precum cea a vapoarelor în largul marii, etc.).

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    20/43

    4. Substan teemise  

    Substantele analizate într-o inventariere sunt grupate în functie deobiectivul urmarit, adica de utilizarea prevazuta a rezultatelor,concretizata prin efectul predominant al acestora.

    Impactul substantelor emise în atmosfera

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    21/43

    4

    TIPURI DE INVENTARIERI 

    Inventarierea având ca obiectivsursele

    Inventarierea având ca obiectivprodusele

    Inventarierea având ca obiectivefectele economice

    1

    3

    2

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    22/43

    4

    Aceasta abordare se bazeaza pe cunoasterea reziduurilor datorate fenomenelorfizice, chimice, biologice si altele, precum zdrobire, evaporare, ardere, reactiichimice, fermentatie.

    Fiecare element al inventarului prezinta emisia datorata unei tehnologii sau unui

    fenomen natural, legat de mediul înconjurator.

    Inventarierea depinde de caracteristicile specifice entitatii examinate, în special deconditiile de manifestare si, eventual, de alti parametri exteriori.

    Exemplu: un automobil proprietate particulara

    • emisia de oxizi de azot depinde de tipul motorului, de prezenta sau absentafiltrului catalitic, de modul de alimentare, de viteza vehiculului, decomportamentul soferului, de temperatura exterioara, etc.

    1. Inventar ierea având ca obiectiv sur sele

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    23/43

    4

    Abordarea are ca scop cuantificarea cantitatilor de substante poluante legate de un produs sau de un serviciu, luând în considerare totalitatea ciclului sau de viata, adicaemisiile care au loc în urma fabricarii acestuia, a utilizarii sale si a hotarârii privindsoarta lui (reciclare, distrugere, depozitare, etc).

    Aceasta analiza cere cunoasterea emisiilor datorate numeroaselor procese industriale.

    Exemplu: un automobil

    • în acest caz, continutul de poluanti aruncati în aer de un vehicul cuprinde atât

     poluarea datorata fabricarii lui, cât si pe aceea legata de producerea sivânzarea carburantului, fara sa uitam poluarea legata de utilizarea lui si de procesul de transformare a unui vehicul scos din uz.

    2. I nventarierea având ca obiectiv produsele

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    24/43

    4

    În urma analizei parametrilor mediului înconjurator, acestia sunt introdusi în modelemacro-economice.

    Este necesar ca, în cadrul unui sector economic, sa se analizeze cantitatile de emisii înatmosfera, în strânsa legatura cu datele oferite de cifra de afaceri si alti indicatori de productie.

    Aceste informatii permit analiza tuturor tehnologiilor existente intr-un domeniu deactivitate si în special, contributia acestora în ceea ce priveste emisiile în atmosfera.

    Se constata ca inventarierile orientate spre “produs” si spre “economie” au în vedere,în mod constant, datele emisiilor luate din inventarele orientate spre “sursa”.

    3. I nventarierea având ca obiectiv efectele economice

    Aceste ultime inventare constituie, asadar, o baza pentru celelalte analize raspundmultor altor cerinte. Ele furnizeaza date de baza pentru numeroase aplicatii, carenecesita uneori coroborarea altor date, mai mult sau mai putin complexe (avem învedere inventarele orientate spre “produs” si spre “economie”).

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    25/43

    METODA GRILEI

    De regulă, pentru determinareaconcentraţiei  medii a  poluanţilor   într-osecţiune  transversală  a coşului  deevacuare se utilizeaza metoda grilei,constând in prelevarea de probe din maimulte puncte ale secţiunii  transversale,

    stabilite în funcţie de tipul şi dimensiunilesecţiunii. În principiu, secţiunea canaluluise împarte în mai multe arii egale, încentrele cărora  vor fi localizate punctelede prelevare.

    În general, numărul  de puncte de prelevare creşte cu creşterea secţiunii.

    Fig. Modelul unui domeniu de măsurare dintr -un coş perpendicular de eliminare a gazelor reziduale, cu 2

    axe de măsurare şi 4 deschideri de măsurare 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    26/43

    1. În cazul secţiunii   transversalecirculare , măsurările  se efectuează  pe două sau mai multe axe (diametre)aflate în planul secţiunii  de măsură.

    De regulă  două  axe sunt suficiente.Secţiunea  transversală  este împărţită în inele concentrice de suprafeţe egale, în centrele cărora  suntamplasate punctele de prelevare, peaxele de prelevare.

    a I

    a II

    a III

    a IV

    a IV

    a III

    a II

    a I

    1234

    13

    12

    56

    14

    11

    7

    15

    10

    8

    16

       I   I   I

       I   I   I

       I   V

    Sectiune transversala rotunda cu doua axe ale masuratoriisi cate opt puncte de masurare pe fiecare axa

    2

    9

    D

    In cazul secţiunilor   transversale circulare,distanţele  punctelor de măsurare  faţă  de peretele conductei se calculează  cuajutorul ecuatiei: 

    nn   DK i

    ni D

    a    

     

     

       

    2

    122

    12

    unde:i= numarul de subdiviziuni;n= numarul ordinal.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    27/43

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    28/43

    2. In cazul secţiunii  rectangulare,suprafaţa  se împarte într-un număr  de arii, geometric asemenea cusecţiunea totală.

    Sectiune transversala dreptunghiularacu noua puncte de masurare

    A/6A/3 A/3

    A

          B

          B       /       3

          B       /       6

          B       /       3

     Fig. Dispunerea punctelor de măsurăîntr-o secţiune rectangulară, 

    conform SR ISO 9096/2005, Anexa B 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    29/43

    Prelevarea de probe extractive în vederea colectării  de particule, de substanţe  conexe  particulelor sau de aerosoli trebuie efectuată izocinetic, adică viteza gazului rezidual în

     punctul de prelevare trebuie sa fie egala cu viteza de aspiraţie  a probei. O viteză 

    neadecvată  de prelevare produce fenomene de separare care conduc, în final, la o supraestimare sau la o subestimare a concentraţiei de particule.

    PRELEVARE IZOCINETICĂ 

    Cazul 1: prelevare izocinetică;

    Cazul 2: viteză de aspiraţie

     prea mică; Cazul 3: viteză de aspiraţie prea

    mare 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    30/43

    METODE UTILIZATE

    PENTRU DETERMINAREA EMISIILOR

    Pentru determinarea emisiilor în aer sunt utilizate, în principal, patru metode,fiecare dintre ele având avantaje, inconveniente si limite de utilizare:

    1. masurarea emisiilor;2. determinarea emisiilor prin bilant;3. determinarea emisiilor prin corelatii;4. determinarea emisiilor pe baza unor factori caracteristici de emisie

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    31/43

    1. MASURAREA EMISIILOR

    Principiul consta în masurarea, cu ajutorul unui lant de masuratori adecvate, a

    concentratiei de diverse substante din emisiile de gaze nocive.

    În mod special, sunt masurate continuu pulberile, dioxidul de sulf (SO2) si oxizii deazot (NOx). În anumite industrii se masoara, de asemenea, si alte substante precumacidul clorhidric (HCl), compusii organici volatili (COV), acidul fluorhidric (HF).

    Cea mai raspândita aplicare a acestei metode este aceea de supraveghere asurselor industriale cu emitere de gaze dintr-un punct fix (în mod curent un cos defum), în cadrul dispozitiilor legale în vigoare. Când pe cos este instalat un dispozitivde masurare, el furnizeaza informatii foarte precise despre variatiile de temperatura sidespre emisiile de substante, emisii observate în conditii de functionare a surseiindustriale.

    Punerea în practica a lantului de masuratori a emisiilor este complexa sicostisitoare în ceea ce priveste investitiile si asigurarea functionalitatii aparatelor(cuprinzând întretinerea si citirea acestora). Din aceasta cauza, aceasta metoda este,în general, folosita pentru masurarea emisiilor marilor unitati industriale poluante.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    32/43

     Debitul orar de poluant eliminat prin coşul de fum se calculează cu relaţia: 

    Unde:B –  este debitul efectiv de combustibil, în [kg/s] sau [m3 N/s];Cnoxă  –  concentraţia masică a noxei în gazele de ardere, în [mg/m

    3 N];Vλ r gt  –  cantitatea de gaze totală pentru un anumit λ, în [m3 N/kg];

    Canti tatea de poluant evacuată în atmosferă (emisia) se poate determină şi cu relaţia:

    Unde: E –  este debitul masic de poluant evacuat în atmosfera (emisia) [g/s];B –  cantitatea de combustibil consumată în perioada respectiv, în [kg]; H i  –  este puterea calorica inferioara a combustibilului, [kJ/kg].

     E , B si H i se determina pe baza de masuratori cu aparatura specializata. 

    (1)

    (2) = ∙  ∙e [kg] 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    33/43

      Pornind de la relaţia  (1), prin raportarea cantităţii de poluant la durata de timp, se poatecalcula debitul emisie, exprimat, în general, în mg/s sau kg/h.

    Metoda de calcul se bazează pe consumul de combustibil şi pe factorii de emisie. La calculele de prognoză, concentraţia masică a poluanţilor  Cnoxa, exprimată în mg/m3 N, poate fi determinat din

    relaţia:

    în care:

    e –  este factorul de emisie, în [mg/GJ],Fv  –   factorul de volum, definit ca raportul dintre volumul total de gaze de ardere rezultate şi 

    cantitatea de căldură aferentă combustibilului introdus în cazan, în m3 N/GJ.

    Se indică următoarele valori ale factorului de volum (Fv):

     pentru lignit 290 m3 N/GJ;  pentru huilă 380 m3 N/GJ;

     pentru păcură 290 m3 N/GJ;

     pentru gaze naturale 320 m3 N/GJ.

     =

     

    (3)[mg/m3 N] 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    34/43

    Factorul de emisie '' e' ' reprezintă cantitatea de poluant evacuat în atmosferă,

    raportată la unitatea de căldură introdusă odată cu combustibilul în cazan. 

    Pentru diverşi  poluanţi, factorii de emisie se determină experimental.

    Aceştia depind de: caracteristicile combustibililor folosiţi; tipul constructiv al instalaţiilor  de ardere; Puterea termică a acestora.

    Factorii de emisie pot fi corectaţi  în funcţie  de schimbarea compoziţiei  combustibililor şi  atehnologiilor de ardere.

    Factorul de emisie ' 'e '‘ se calculeaza cu relatia: =

    ∙ ∙ 103  (4)

    Factorul de emisie este specific fiecarui tip de poluant (SO2, NOx, CO, CO2 etc.).

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    35/43

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    36/43

    Factorul de emisie pentru oxi zi i de azot se determină cu relaţia: 

    (6)

    în care:

     –  este factorul de emisie la sarcina x a cazanului (in general, 100%), în [kg/kJ];

     –  factorul de emisie la sarcina cazanului de 100 % , în [kg/kJ];

    L –  sarcina cazanului, în [%],

    a –  coeficient în funcţie de tipul combustibilului, şi anume:

    a=0,5 pentru cărbune pulverizat;

    a=0,75 pentru păcură;

    a=0,50 pentru gaze naturale.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    37/43

    Factorul de emisie pentr u CO 2 se calculeaza cu relatia:

    (7)[kg/kJ] 

    unde:C –  coninutul de carbon al combustibilului (%);

    mCO2  –  masa moleculara a dioxidului de carbon, egala cu 44;

    mC   –  masa moleculara a carbonului, egala cu 12;

     H i  –  puterea calorica inferioara a combustibilului (kJ/kg).

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    38/43

    Factorul de emisie pentr u poluantul cenuşă se determină cu relaţia:

    (8)[kg/kJ] 

    în care:

    A –  este conţinutul de cenuşă, în [%],x –  gradul de reţinerea a cenuşii în focar în [%],

    y –  randamentul instalaţiei de reţinerea a pulberilor, în [%].

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    39/43

      Recalcularea valorilor determinate ale concentraţiei noxelor gazoase CM seface ţinând seama de concentraţia oxigenului în gazele de ardere, cu r elaţia:

    (9)[mg/m3 N] 

    în care:

    Oref –  este valoarea de referinţă a oxigenului, în [%];  biomasa 6 %,;

    gaz 3%;

      păcură 3 %.

    OM  –  este valoarea măsurată a oxigenului în fum, în [%].

    Cu aceasta metodologie s-au elaborat inventarele anuale ale emisiilor de poluanti dincentralele termoelectrice. Ulterior, pe baza ei s-a realizat un model de calcul (EMPOL)care permite fiecarei centrale electrice sa-si urmareasca operativ emisiile de poluanti. 

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    40/43

    2. DETERMINAREA EMISIILOR PRIN BILANT

    Plecând de la principiul conservarii materiei, emisiile anumitor substante precumsulful si clorul, metale grele, etc, pot fi determinate prin bilant.

    Fig. Elementele necesare bilantului

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    41/43

    Ecuatia bilantului materi al este:

    unde: A sunt intrarile de poluanti ca materii

     prime, combustibili si carburanti; B sunt poluantii înglobati în produsii

    finiti sau deseuri procesate; C sunt emisiile de poluanti în

    atmosfera, în ape uzate, deversate lacanalizare.

    Determinarea masei debitului elementuluistudiat, pentru diferitele componente ale bilantului, se loveste uneori de dificultatitehnice de esantionare sau de analiza si înfelul acesta, domeniile de aplicatie suntlimitate.

    În practica, aceasta metoda este foartefolosita în cazurile simple (sau care suntsimplificate) ca, de exemplu, emisia unuigenerator de abur, cazan sau cuptor.

    Pentru aceasta metoda sunt necesareurmatoarele:

    determinarea cantitatii de combustibilconsumat în cursul unui anumit interval detimp Dt, suficient de mare pentru a se obtine oincertitudine relativ redusa;

     prevalarea unui esantion de combustibil sianaliza compozitiei elementare, informatiecare, uneori (de exemplu, pentru sulf, cenusa)este comunicata de furnizor;

    deducerea cantitatii de sulf care intra în cursulintervalului de timp Dt;

    determinarea, într-un mod asemanator, prin

     prelevare de esantioane si analiza, a retinerilorde substante poluante în focar sau, atunci cândacestea sunt reduse, pot fi neglijate;

    relatii si formule care sa permita calcululemisiile, pe baza elementelor anterioare.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    42/43

    Forma generala a relatiei care permite calculul emisiei de substante poluante este:

    Pentru exemplificarea aplicarii metodei bilanturilor se considera un cuptor care consuma1200 tone de carbune având un continut de 0.65 % sulf.

    Estimând retinerea sulfului la 5 %, atunciemisia corespunzatoare de sulf (mai alessub forma SO2) este de:

    De remarcat ca metoda bilantului are o aplicare limitata, deoarece frecvent se constata ca

    incertitudinea relativa a emisiei este foarte ridicata, în special când emisia este foarte mica încomparatie cu retinerea.

    Bilantul nu este deci aplicabil, decât în cazul în care instalatia este echipata cu un dispozitivde depoluare.

  • 8/16/2019 Curs Nr. 4 - Monitorizarea Calitatii Aerului (Partea II)

    43/43

    3. DETERMINARE EMISIILOR PE BAZA UNOR CORELATII

    Aceasta metoda consta în stabilirea, pe de o parte, a unei relatii între cantitatea

    de poluant aruncata în atmosfera si, pe de alta parte, a parametrilor caracteristici procedeului analizat.

    Avantajul metodei provine din faptul ca, acesti parametri sunt determinati pentru a conduce procedeul si nu dau nastere altor costuri suplimentare.

    Cu toate acestea, stabilirea acestei relatii necesita folosirea de masuratori preliminare, destul de lungi si costisitoare, în scopul obtinerii unui rezultat fiabil din punct de vedere statistic. De asemenea, este necesar sa se verifice periodic validitateacorelatiei propuse.

    Aplicarea metodei este limitata de:

    investitia initiala, care este în general ridicata; conditiile de lucru, care în mod frecvent sunt fluctuante si ridica costul unei

    asemenea solutii; modelarea emisiilor procedeului este imposibila.