RARES-Monitoring Calitate Aer

7/21/2019 RARES-Monitoring Calitate Aer

1/10

Universitatea tefan cel Mare, Suceava

Facultatea de Istorie i Geografie, Departamentul Geografie

Monitoring-ul calitii aerului

Student: chiopu Rare Alexandru

Spercializarea: Geografia Mediului

An 1, Grupa 1

Februarie, 2015


2/10

Introducere

Atmosfera constituie mediul de via pe Terra, calitatea vieii fiind direct dependent de

calitatea aerului. n atmosfer aerul ocup circa 96% din volum, restul de 4% fiind ocupat de

vaporii de ap. Aerul atmosferic, alturi de alte componente ale mediului ambiant, are o

nsemntate vital pentru natur. Aerul este un amestec de azot (78%) i oxigen (21%) necesar

activitii organismelor aerobe, inclusiv a oamenilor. Acest amestec conine i o cantitate

nensemnat de alte gaze: neon, argon, heliu, cripton, xenon, radon, bioxid de carbon, hidrogen,

vapori de ap i alte particule, care practic nu au nici o influen asupra organismelor vii.

Dezvoltarea societii umane duce la crearea unui impact antropic i tehnogen negativ

asupra calitii aerului.

Conform Organizaiei Mondiale de Sntate (WHO World Health Organization) poluarea

atmosferic reprezint prezena n atmosfer a unei sau mai multor substane sau amestecuri de

substane poluante n cantiti sau pe o perioada care pot fi periculoase pentru om, animale sau

plante i contribuie la punerea in pericol sau vtmarea activittii sau bunstrii persoanelor.

La nivel european i internaional, poluarea atmosferic a devenit o preocupare permanent

ncepnd cu anii 1980. Astfel, la 13 noiembrie 1979, la Geneva, a fost adoptat Convenia asupra

polurii atmosferice tranfrontiere pe distane lungi, fiind ratificat prin legea nr. 8/1991. Conform

acesteia, expresia poluare atmosferic desemneaz introducerea n atmosfer de ctre om, direct

sau indirect, de substane sau energie care au o aciune nociv de natur s pun n pericol

sntatea omului, s duneze resurselor biologice i ecosistemelor, s deterioreze bunurile

materiale i s aduc atingere sau s pgubeasc valorile de agrement i alte utilizri legitime ale

mediului nconjurtor, expresia poluant atmosferic fiind neleas n acelai sens.

Sursele de provenien a poluanilor atmosferici sunt extrem de variate, existnd de altfel

numeroase clasificri n acest sens, care in cont n principal de rolul factorului antropic. Figura

1 face o sintez a principalelor clasificri ale surselor de poluare a atmosferei (Mihescu, 2014).

Figura 1. Principalele clasificri ale surselor de poluare a atmosferei


3/10

Prin natura lor, sursele de poluani atmosferici pot fi clasificate, n principal ca surse

fizice, chimice i biologice, iar secundar n surse naturale i antropice. Poluarea fizic a

atmosferei este o consecin a input-ului de energie caloric poluarea termic direct, natural

sau antropic. Poluarea chimic a atmosferei este o consecin a input-ului de compui chimici

peste compuii naturali ai aerului, i pot fi de origine natural sau artificial. Totui, surselenaturale de poluare cu compui chimici cum ar fi erupiile vulcanice, descompunerea natural a

substanelor organice sau incendiile (generate n mod natural, spontan) nu sunt de interes major,

ele facnd parte din echilibrul natural al mediului. Poluarea chimic antropic este totui de

interes major, sursele ei crescnd ca numr i concentraie odat cu creterea populaiei umane

globale i creterea continu a nevoii de energie (Popescu si Ionel, 2010).

Substanele poluante sunt eliberate n atmosfer n special n zonele urbane i n regiunile

puternic industrializate. Odat eliberai n aer, poluanii, datorit fenomenului de dispersie, potfi transportai n zone diferite ale globului. Dispersia atmosferic caracterizeaz evoluia, n timp

i spaiu, a unui ansamblu de particule (aerosoli, gaze, pulberi) emise n atmosfer. Fenomenul

de dispersie atmosferic este influenat de condiiile atmosferice, parametrii solului i valorile

emisiilor (Tia, 2012).

1.Proiectarea programelor de monitorizare a calitii aerului

n cadrul unui ghid dezvoltat de ctre Organizaia Mondial de Sntate i Organizaia

Mondial de Meteorologie (1977), dezvoltarea unui program de monitorizare a calitii aerului

presupune 7 etape:

1. Situaia existent:

a. Observaii generale asupra polurii

b. Plngeri

c.

Presiunea public2. Evaluri iniiale:

a. Informaii generale

b. Studii preliminare n teren

3. Analiza constatrilor:

a. Decizia de monitorizare

4. Identificarea obiectivelor

Extinderea i actualizarea informaiilor generaleEvaluarea disponibilitilor resurselor


4/10

a. Personal

b. Fonduri

c. Echipamente

5. Selectarea abordrii de monitorizare

a.

Poluanii ce urmeaz a fi monitorizaib. Numrul i tipurile de sisteme

c. Tipurile generale de sisteme

d. Utilizri preconizate ale datelor

e. Planuri pentru asigurarea calitii i modernizarea reelei de monitorizare

6. Proiectarea reelei

a. Numrul i distribuia staiilor

b.

Operaiuni suportc. Asigurarea calitii

Activiti legate de iniiativ

a. Colaborarea cu agenii din domeniu

b. Planificarea de activiti de formare

7. Implementarea programului

a. Selectarea siturilor de prelevare

b. Aciziia de echipamente

c. Iniierea activitilor de formare

2.Proiectarea sistemelor de monitorizare a calitii aerului

n vederea meninerii controlului asupra calitii aerului, factorii de decizie, n principal

n cadrul cooperrii internaionale, au decis introducerea de reglementri specifice care s ateste

valorile maxime admise, precum i valorile de alert. n acest scop, a fost imperativ dezvoltareade metode i sisteme de monitorizare a parametrilor ce altereaz calitatea aerului.

n procesul de proiectare a unui sistem de monitorizare a calitii aerului se parcurg mai

multe etape, unul din primii pai fiind stabilirea obiectivelor. Printre obiectivele principale ale

unui sistem de monitorizarepot fi enumerate:

supravegherea calitii aerului n raport cu norme i standarde prestabilite i declanarea

alarmei n cazul depirii accidentale/ sistematice a normelor;

identificarea surselor de poluare;

stabilirea polurii de fond i a tendinelor de poluare;


5/10

predicii pe termen scurt pentru prevenirea polurilor cu efecte catastrofale;

evaluarea impactului de mediu a diferiilor poluani;

evaluarea schimbrii microclimatului sub influena polurii;

validarea modelelor analitice i empirice ale dispersiei poluanilor n aer (Ioj, 2013).

Poluarea de fond reprezint poluarea existent n zonele n care nu se manifest direct

influena surselor de poluare antropice. Poluarea de impact reprezint poluarea produs n

zonele directe de impact al surselor de poluare antropice. Monitorizarea continu a polurii de

impact (locale) este necesar deoarece poluarea de impact afecteaz direct i imediat lanurile

trofice i sntatea uman.

Monitorizarea polurii de fond, intermediare sau de impact se realizeaz prin reele de

supraveghere la nivel internaional, naional, regional sau local, care sunt interconectate sau se

vor interconecta pentru schimbul de date i pentru luarea de decizii la nivel global.

Monitorizarea calitii aerului presupune o serie de aciuni de observare i msurare

cantitativ i calitativ a unor indicatori ai strii aerului (cum ar fi concentraii ale unor

componente din aer).

Proiectarea sistemului de monitorizare presupune:

stabilirea zonei de monitorizare;

selectarea variabilelor care vor fi msurate;

stabilirea numrului punctelor msurate i tipul acestor puncte (fixe sau mobile);

selectarea instrumentaiei utilizate(senzori, aparate)

stabilirea frecvenei msurtorilor (orare, zilnice, lunare, anuale);

stabilirea metodelor de analiz a probelor de aer (on-line sau off-line);

stabilirea unui sistem de analiz, prelucrare i raportare a datelor (Suciu, 2011).

Din punct de vedere tehnic, reeaua de monitorizare este format din:

staii de msurare;

sisteme de transport al probelor;

laboratoare de analiz;

sisteme de transmisie;

sisteme de achiziie i de prelucrare a datelor.

n cadrul fiecrei staii de msurare exist instrumentaia necesar prelevrii probelor sau

msurrii concentraiilor, precum i a altor parametrii specifici.http://www.calitateaer.ro/index.php


6/10

3. Metode standard de msurare a poluanilor aerului

n funcie de tipul i proprietile fizico-chimice ale poluanilor aerului, se aplic o serie

de metode specifice pentru determinarea prezenei i concentraiei acestora.

Principalele metode standard de msurare a poluaniilor aerului sunt (Ionel i Popescu, 2010):Fotometria utilizeaz absorbia radiaiilor din domeniile infrarou (IR), vizibil (VIS) i

ultraviolet (UV). Amplitidinea lungimilor de unde este de 1.000 10.000 nm pentru

domeniul infrarou, 400 800 nm pentru domeniul vizibil, respectiv 200 400 nm pentru

domeniul ultraviolet. n domeniul vizibil i UV electronii sunt excitai de radiaii, n

domeniul IR fiind activate vibrarea i rotaia moleculelor. n cadrul acestor procese gazele

absorb energie la o anumit lungime de und (benzi de absorbie). Pierderea intensitii

radiaiei cauzat de aceasta este ulterior msurat. Acest metod este utilizat pentrudeterminarea gazelor: CO, CO2, NO, SO2, H2O, CH4, C2H6.

Fluorescena UV este o metod de msurare asociat fotometriei. Gazul ce urmeaz a fi

determinat este de asemenea expus radiaiilor. Totui, nu se msoar absorbia radiaiei, ci

fenomenul luminos de fluorescen, ce este cauzat de excitarea moleculelor cauzat de

radiaii UV de o anumit lungime de und. Acest principiu de msurare este aplicat, de

exemplu, n determinare dioxidului de sulf.

Chemoluminiscena este o metod de msurare similar cu fluorescena UV. Diferena

dintre aceste 2 metode este faptul c n chemoluminiscen moleculele nu sunt excitate de

radiaia UV, ci de o reacie chimic. Prin urmare, principiul de msurare este de natur

chemo-fizic. Aceast metod este utilizat n principal pentru determinarea oxizilor de azot

i a ozonului.

Flamfotometriaaceast metod presupune excitarea atomilor ntr-o flacr cu producerea

de luminiscen. Linia spectral a atomului de interes este flitrat printr-un filtru de

interferen i msurat cu un fotomultiplicator. Acest metod este utilizat n principal

pentru determinarea sulfului, dar este adecvat i pentru determinarea compuilor cu fosfor.

Metode de msurare pentru pulberi -Atunci cnd se dorete examinarea pulberilor, trebuie

luai n considerare urmtorii factori: (i) concentraia masei totale a publerilor n suspensie,

(ii) concentraia particulelor fine, (iii) distribuia dimensiunilor, (iv) compoziia chimic. n

vederea evalurii calitii aerului, sunt de interes pulberile sedimentale i pulberile n

suspensie, n principal cele din urm, deoarece acestea sunt respirabile i pot transmite

poluani n organismul uman. Pulberile n suspensie sunt cunstituite din o multitudine de

substane diferite n ceea ce privete compoziia i distribuia dimensiunilor. Cele mai


7/10

relevante metode de determinare a publerilor n suspensie sunt: Metoda microbalantei

oscilante cu element conic(TEOM) i Metoda SMPS(Scanning Mobility Particle Seizer).

Aceste metode standard de msurare a poluaniilor aerului sunt completate de metode de

monitorizare ce utilizeaz dispozitive de teledetecie, precum i de utilizarea de senzori wireless

(Sukwon et al., 2009).

Tabel 1. Tipul de msurtori, cu instrumente i metode specifice

Tipul msurtorilor Modelele utilizate Aparatura utilizat

La sursMetode semi-chimice

sauMetode fizice automate

(on-line, off-line)

Analizoare automate ale amestecului de gaze cu celuleelectrochimice i senzori cu semiconductoare

n vecintatea surselorde poluare

Senzoni cataliticide gaze combustibile, senzorielectrochimici de gaze toxice i senzori de gaze n infrarou

n zonele rezidenialeurban

rural

Staii mobile de msurare, prevzute cu aparate electronicesensibile care pot determina concentraii mici ale poluanilor

Orice sistem complet de supraveghere a calitii aerului i a mediului n general trebuie

s fie structurat pe patru componente, urmrind lanul cauzal al poluanilor producere

transfer calitate aer efecte. n conformitate cu acest principiu structura sistemului de

monitorizare a calitii aerului este axat pe patru module:

Modulu 1: monitorizarea emisiilor de poluani i a surselor surse natural i

antropice (EMISII); Modulul 2: monitorizarea parametrilor hotrtori n transferul i difuzia

poluanilor (TRANSFER);

Modulul 3: monitorizarea imisiilor (TRANSFER);

Modulul 4: monitorizarea efectelor polurii aerului asupra componentelor

biotice i abiotice a mediului (EFECTE) (Mihescu, 2014).

4.

Legislaia european i naional din domeniul calitii aerului

Consiliul Europei a emis o serie de directive pentru evaluarea i gestionarea calitii

aerului n spaiul comunitar, implemenarea acestora fiind susinut de Agenia European de

Mediu:

Directiva Consiliului nr. 96/62/EC privind evaluarea i gestionarea calitii aerului

nconjurator (Directiva-cadru);


8/10

Directiva Consiliului nr. 1999/30/EC privind valorile limit pentru dioxidul de sulf,

dioxidul de azot i oxizii de azot, pulberile n suspensie i plumbul din aerul nconjurtor

(Directiva fiic 1);

Directiva 2000/69/EC privind valorile limit pentru benzen i monoxidul de carbon din

aerul nconjurtor (Directiva fiic 2); Directiva 2002/3/EC privind ozonul din aerul nconjurtor (Directiva fiic 3);

Directiva 2004/107/EC privind arseniul, cadmiul, mercurul, nichelul i hidrocarburile

aromatice policiclice n aerul nconjurtor (Directiva fiic 4);

Strategia naional privind protecia atmosferei aprobat prin HG nr. 586/2004, are ca

scop asigurarea cadrului organizatoric, instituional i legal de cooperare a autoritilor i

instituiilor publice cu competente n domeniul proteciei atmosferei i al evalurii i gestionrii

calitii aerului pe teritoriul Romniei.Strategia implic derularea de aciuni la diferite niveluri de competen i decizie a

autoritilor cu responsabiliti n domeniul proteciei atmosferei, n acest sens, fiind implicate

urmtoarele autoriti publice centrale pentru: protecia mediului, industrie, sntate, transport,

administraie public; autoritile regionale i teritoriale pentru protecia mediului precum i

primriile i consiliile locale. http://www.mmediu.ro/protectia_mediului/calitate_aer.htm

Planul naional de aciune n domeniul proteciei atmosferei aprobat prin HG nr.

738/2004, stabileste msuri care trebuie ntreprinse n vederea atingerii obiectivelor-cheie ale

Strategiei naionale pentru protecia atmosferei. Realizarea aciunilor implic obligaii i din

partea titularilor activitilor care dein surse de emisie a poluanilor atmosferice.

Sistemul naional de evaluare i gestionare integrat a calitii aerului (SNEGICA)

aprobat prin HG nr. 586/2004, are ca scop asigurarea cadrului organizatoric, instituional i legal

de cooperare a autoritilor i instituiilor publice cu competene n domeniul proteciei

atmosferei i al evalurii i gestionrii calitii aerului pe teritoriul Romniei. Acesta este

constituit din:

-

Sistemul naional de monitorizare a calitii aerului (SNMCA)

- Sistemul naional de inventariere a emisiilor de poluani atmosferici (SNIEPA).

Informaiile furnizate de cele dou subsisteme SNMCA i SNIEPA sunt integrate de

Centrul de Evaluare a Calitii Aerului (CECA) n conformitate cu cerinele naionale i

internaionale n domeniul evalurii i gestionrii calitii aerului.


9/10

5. Reeaua Naional de Monitorizare a Calitii Aerului

Reeaua Naional de Monitorizare a Calitii Aerului cuprinde 142 staii automate de

monitorizare a calitii aerului i 17 staii mobile.

Tipul de staie Numr Descriere

staie de tip trafic 24

- evalueaz influena traficului asupra calitii aerului;- raza ariei de reprezentativitate este de 10-100m;- poluanii monitorizai sunt: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx),monoxid de carbon (CO), ozon (O3), compui organici volatili (COV)i pulberi n suspensie (PM10 i PM2,5);

staie de tip industrial 57

- evalueaz influena activitilor industriale asupra calitii aerului;- raza ariei de reprezentativitate este de 100m-1km;- poluanii monitorizai sunt: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx),

monoxid de carbon (CO), ozon (O3), compui organici volatili (COV)i pulberi in suspensie (PM10 si PM2,5) i parametrii meteo (direciai viteza vntului, presiune, temperatur, radiai solar, umiditaterelativ, precipitaii);

staie de tip fond urban 37

- evalueaz influena "aezrilor umane" asupra calitii aerului;- raza ariei de reprezentativitate este de 1-5 km;- poluanii monitorizai sunt: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx),monoxid de carbon (CO), ozon (O3), compui organici volatili (COV)i pulberi n suspensie (PM10 i PM2,5) i parametrii meteo.

staie de tip fond suburban 15

- evalueaz influena "aezrilor umane" asupra calitii aerului;- raza ariei de reprezentativitate este de 1-5 km;- poluanii monitorizai sunt: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx),monoxid de carbon (CO), ozon (O3), compui organici volatili (COV)

i pulberi n suspensie (PM10 i PM2,5) i parametrii meteo.

staie de tip fond regional 6

- este staie de referin pentru evaluarea calitii aerului;- raza ariei de reprezentativitate este de 200-500km;- poluanii monitorizai sunt: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx),monoxid de carbon (CO), ozon (O3), compui organici volatili (COV)i pulberi n suspensie (PM10 i PM2,5) i parametrii meteo.

staie de tip EMEP 3

- monitorizeaz i evalueaz poluarea aerului n context transfrontierla lung distan;- sunt amplasate n zona montan la altitudine medie: Fundata,Semenic i Poiana Stampei;- poluanii monitorizai sunt: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx),monoxid de carbon (CO), ozon (O3), compui organici volatili (COV)i pulberi n suspensie (PM10 i PM2,5) i parametrii meteo (direciai viteza vntului, presiune, temperatur, radiaia solar, umiditaterelativ, precipitaii).


10/10

Bibliografie

1. Mihescu Radu, 2014, Monitoringul integrat al mediului, Ed. Cluj- Napoca.

2. Popescu Francisc, Ionel Ioana, 2010, Anthropogenic Air Pollution Sources, Air Quality,

Ashok Kumar (Ed.), ISBN: 978-953-307-131-2.3. Ionel Ioana, Popescu Francisc, 2010, Methods for Online Monitoring of Air Pollution

Concentration, Air Quality, Ashok Kumar (Ed.), ISBN: 978-953-307-131-2.

4. Suciu Anca, 2011, Consideraii privind sistemele de monitorizare ale emisiilor provenite

din traficul rutier urban, Analele Universitii Constantin Brncui din Trgu Jiu, Seria

Inginerie, 3: 432-440.

5. Ioj Ioan Cristian, 2013, Metode de cercetare i evaluare a strii mediului, Ed.

Etnologic, Bucureti.6. Tia Mihaela Cosmina, 2012, Modelarea Dispersiei Atmosferice

A Poluanilor, Buletinul AGIR, Supliment 2: 70-75.

7. Sukwon Choi , Nakyoung Kim, Hojung Cha, Rhan Ha, 2009, Micro Sensor Node for Air

Pollutant Monitoring: Hardware and Software Issues, Sensors, 9: 7970-7987.

*http://www.calitateaer.ro/index.php

** WHO Offset publication No. 33/1977, Air Monitoring Programme Design for Urban and

Industrial Areas. http://whqlibdoc.who.int/offset/WHO_OFFSET_33.pdf

*** http://www.mmediu.ro/protectia_mediului/calitate_aer.htm

RARES-Monitoring Calitate Aer

Documents

Transcript of RARES-Monitoring Calitate Aer