Праћење квалитета ваздуха подразумева систематско мерење загађивача амбијенталног ваздуха како би се могла проценити изложеност осетљивих рецептора (нпр. људи, животиње, биљке и уметничка дела) на основу стандарда и смерница изведених из уочених ефеката, и/или утврдити извор загађења ваздуха (узрочна анализа).

На концентрације загађивача у амбијенталном ваздуху утичу просторна или временска варијација емисија опасних материја и динамика њихове дисперзије у ваздуху. Као последица тога, јављају се изражене дневне и годишње варијације концентрација. Практично је немогуће на јединствен начин утврдити све ове различите варијације квалитета ваздуха (статистички речено, популација квалитета ваздуха се наводи). Дакле, мерења концентрација загађивача у амбијенталном ваздуху увек имају карактер случајних просторних или временских узорака.

Планирање мерења

Први корак у планирању мерења је да се што прецизније формулише сврха мерења. Важна питања и области рада за праћење квалитета ваздуха укључују:

Мерење површине:

• репрезентативно одређивање изложености у једној области (општи мониторинг ваздуха)
• репрезентативно мерење већ постојећег загађења на подручју планираног објекта (дозвола, ТА Луфт (техничко упутство, ваздух))
• упозорење о смогу (зимски смог, високе концентрације озона)
• мерења у врућим тачкама загађења ваздуха ради процене максималне изложености рецептора (ЕУ-НО₂ смерница, мерења у уличним кањонима, у складу са немачким савезним законом о контроли имисије)
• провера резултата мера за смањење загађења и трендова током времена
• скрининг мерења
• научна истраживања - на пример, транспорт загађења ваздуха, хемијске конверзије, прорачуни калибрације дисперзије.

Мерење објекта:

• мерења као одговор на жалбе
• утврђивање извора емисија, каузална анализа
• мерења у случајевима пожара и акцидентних испуштања
• провера успешности мера смањења
• праћење фабричких фугитивних емисија.

Циљ планирања мерења је коришћење адекватних поступака мерења и процене како би се одговорило на одређена питања са довољном сигурношћу и уз минималне могуће трошкове.

Пример параметара које треба користити за планирање мерења дат је у табели 1, у односу на процену загађености ваздуха на подручју планираног индустријског објекта. Препознајући да се формални захтеви разликују у зависности од јурисдикције, треба напоменути да се овде посебно позива на немачке процедуре издавања дозвола за индустријске објекте.

Табела 1. Параметри за планирање мерења у мерењу концентрација загађења амбијенталног ваздуха (са примером примене)

Пример у табели 1 приказује случај мерне мреже која треба да прати квалитет ваздуха у одређеном подручју што је репрезентативније могуће, да би се упоредила са одређеним границама квалитета ваздуха. Идеја иза овог приступа је да се врши насумичан избор места мерења како би се подједнако покриле локације у области са променљивим квалитетом ваздуха (нпр. стамбене површине, улице, индустријске зоне, паркови, градски центри, предграђа). Овај приступ може бити веома скуп у великим областима због броја неопходних мерних места.

Друга концепција мерне мреже стога почиње са мерним местима која су репрезентативно одабрана. Ако се на најважнијим локацијама спроводе мерења различитог квалитета ваздуха, а познато је колико времена заштићени објекти остају у тим „микросрединама“, онда се може одредити изложеност. Овај приступ се може проширити на друга микроокружења (нпр. унутрашње просторије, аутомобили) како би се проценила укупна изложеност. Дифузијско моделирање или скрининг мерења могу помоћи у избору правих места за мерење.

Трећи приступ је мерење на тачкама претпостављене највеће изложености (нпр. за НО₂ а бензол у уличним кањонима). Ако су стандарди процене испуњени на овој локацији, постоји довољна вероватноћа да ће то бити случај и са свим другим локацијама. Овај приступ, фокусирајући се на критичне тачке, захтева релативно мало места мерења, али она морају бити одабрана са посебном пажњом. Ова конкретна метода ризикује прецењивање стварне изложености.

Параметри временског периода мерења, процена мерних података и фреквенција мерења суштински су дати у дефинисању стандарда (граничних) оцењивања и жељеног нивоа сигурности резултата. Границе прага и периферни услови које треба узети у обзир у планирању мерења су повезани. Коришћењем континуираних поступака мерења може се постићи резолуција која је временски скоро беспрекорна. Али ово је неопходно само за праћење вршних вредности и/или за упозорења о смогу; за праћење годишњих средњих вредности, на пример, адекватна су дисконтинуална мерења.

Следећи одељак је посвећен опису могућности мерних процедура и контроле квалитета као додатног параметра важног за планирање мерења.

Осигурање квалитета

Мерења концентрација загађивача у амбијенталном ваздуху могу бити скупа за спровођење, а резултати могу утицати на значајне одлуке са озбиљним економским или еколошким импликацијама. Стога су мере обезбеђења квалитета саставни део процеса мерења. Овде треба разликовати две области.

Мере оријентисане на процедуру

Сваки комплетан поступак мерења састоји се од неколико корака: узорковања, припреме узорка и чишћења; одвајање, детекција (завршни аналитички корак); и прикупљање и процена података. У неким случајевима, посебно код континуираног мерења неорганских гасова, неки кораци поступка се могу изоставити (нпр. одвајање). У спровођењу мерења треба тежити свеобухватном поштовању процедура. Треба поштовати процедуре које су стандардизоване и на тај начин свеобухватно документоване, у облику ДИН/ИСО стандарда, ЦЕН стандарда или ВДИ смерница.

Мере оријентисане на корисника

Коришћење стандардизоване и проверене опреме и поступака за мерење концентрације загађивача у амбијенталном ваздуху не може сама да обезбеди прихватљив квалитет ако корисник не користи адекватне методе контроле квалитета. Серија стандарда ДИН/ЕН/ИСО 9000 (Управљање квалитетом и стандарди за осигурање квалитета), ЕН 45000 (који дефинише захтеве за лабораторије за испитивање) и ИСО Водич 25 (Општи захтеви за компетентност лабораторија за калибрацију и испитивање) важни су за кориснике. оријентисане мере за обезбеђивање квалитета.

Важни аспекти мера контроле квалитета корисника укључују:

• прихватање и упражњавање садржаја мера у смислу добре лабораторијске праксе (ГЛП)
• правилно одржавање мерне опреме, квалификоване мере за отклањање сметњи и обезбеђивање поправке
• вршење калибрација и редовне провере да би се обезбедило исправно функционисање
• вршење међулабораторијских испитивања.

Процедуре мерења

Поступци мерења неорганских гасова

Постоји велики број мерних поступака за широк спектар неорганских гасова. Разликујемо ручне и аутоматске методе.

Ручне процедуре

У случају ручних поступака мерења за неорганске гасове, супстанца која се мери се нормално адсорбује током узорковања у раствору или чврстом материјалу. У већини случајева фотометријско одређивање се врши након одговарајуће реакције боје. Неколико ручних поступака мерења имају посебан значај као референтне процедуре. Због релативно високих трошкова особља, ове ручне процедуре се данас ретко спроводе за теренска мерења, када су доступне алтернативне аутоматске процедуре. Најважнији поступци су укратко скицирани у табели 2.

Табела 2. Ручни поступци мерења за неорганске гасове

ДЛ = граница детекције; с = стандардна девијација; рел. с = релативно с.

Посебна варијанта узорковања, која се првенствено користи у вези са ручним поступцима мерења, је цев за дифузионо раздвајање (денудер). Техника денудера има за циљ раздвајање гасне и честичне фазе коришћењем њихових различитих брзина дифузије. Стога се често користи за тешке проблеме одвајања (нпр. амонијак и једињења амонијума; оксиди азота, азотна киселина и нитрати; оксиди сумпора, сумпорна киселина и сулфати или водоник халогениди/халогениди). У класичној денудер техници, испитни ваздух се усисава кроз стаклену цев са посебним премазом, у зависности од материјала(а) који се прикупља. Техника денудера је даље развијена у многим варијацијама и такође делимично аутоматизована. Умногоме је проширио могућности диференцираног узорковања, али, у зависности од варијанте, може бити веома напоран, а за правилно коришћење потребно је велико искуство.

Аутоматизоване процедуре

На тржишту постоје бројни различити континуирани мерни монитори за сумпор диоксид, азотне оксиде, угљен моноксид и озон. Углавном се користе посебно у мерним мрежама. Најважније карактеристике појединачних метода су сакупљене у табели 3.

Табела 3. Аутоматизовани поступци мерења за неорганске гасове

Овде треба нагласити да се сви аутоматски поступци мерења засновани на хемијско-физичким принципима морају калибрисати коришћењем (ручних) референтних процедура. Пошто аутоматска опрема у мерним мрежама често ради дуже време (нпр. неколико недеља) без директног људског надзора, неопходно је да се њихово исправно функционисање редовно и аутоматски проверава. Ово се генерално ради коришћењем нултих и испитних гасова који се могу произвести помоћу неколико метода (припрема амбијенталног ваздуха; боце са гасом под притиском; пермеација; дифузија; статичко и динамичко разблаживање).

Поступци мерења загађивача ваздуха који стварају прашину и његов састав

Међу честицама загађивача ваздуха разликују се падавине прашине и суспендоване честице (СПМ). Прашина се састоји од већих честица, које због своје величине и дебљине тону на тло. СПМ укључује фракцију честица која је распршена у атмосфери на квазистабилан и квазихомоген начин и стога остаје суспендована одређено време.

Мерење суспендованих честица и металних једињења у СПМ

Као што је случај са мерењима гасовитих загађивача ваздуха, могу се разликовати континуирани и дисконтинуални поступци мерења за СПМ. По правилу, СПМ се прво одваја на филтерима од стаклених влакана или мембране. Следи гравиметријско или радиометријско одређивање. У зависности од узорковања, може се направити разлика између поступка за мерење укупног СПМ без фракционисања према величини честица и поступка фракционисања за мерење фине прашине.

Предности и недостаци фракционисаних мерења суспендоване прашине су спорни на међународном нивоу. У Немачкој, на пример, све граничне вредности и стандарди за процену засновани су на укупним суспендованим честицама. То значи да се углавном врше само тотална мерења СПМ. У Сједињеним Државама, напротив, веома је уобичајена такозвана ПМ-10 процедура (честице £ 10μм). У ову процедуру укључене су само честице аеродинамичког пречника до 10 μм (50 одсто инклузивног дела), које се могу удахнути и могу ући у плућа. У плану је увођење процедуре ПМ-10 у Европску унију као референтне процедуре. Трошкови фракционисаног СПМ мерења су знатно већи него за мерење укупне суспендоване прашине, јер мерни уређаји морају бити опремљени посебним, скупо конструисаним главама за узорковање које захтевају скупо одржавање. Табела 4 садржи детаље о најважнијим поступцима мерења СПМ.

Табела 4. Поступци мерења суспендованих честица (СПМ)

Недавно су развијени и аутоматски мењачи филтера који држе већи број филтера и снабдевају их узоркивачем, један за другим, у временским интервалима. Изложени филтери се чувају у магацину. Границе детекције за процедуре филтрирања су између 5 и 10 μг/м³ од прашине, по правилу.

На крају, треба поменути процедуру црног дима за мерења СПМ. Долазећи из Британије, уграђен је у смернице ЕУ за СО₂ и суспендована прашина. У овом поступку, поцрњење обложеног филтера се мери рефлексним фотометром након узорковања. Вредности црног дима које се на тај начин добијају фотометријски се претварају у гравиметријске јединице (μг/м³) уз помоћ калибрационе криве. Пошто ова функција калибрације у великој мери зависи од састава прашине, посебно њеног садржаја чађи, претварање у гравиметријске јединице је проблематично.

Данас се метална једињења често рутински одређују у узорцима имисије суспендоване прашине. Уопштено говорећи, сакупљање суспендоване прашине на филтерима је праћено хемијским растварањем издвојене прашине, пошто најчешћи завршни аналитички кораци претпостављају претварање металних и металоидних једињења у водени раствор. У пракси, далеко најважније методе су атомска апсорпциона спектроскопија (ААС) и спектроскопија са ексцитацијом плазме (ИЦП-ОЕС). Друге процедуре за одређивање металних једињења у суспендованој прашини су рендгенска флуоресцентна анализа, поларографија и неутронска активациона анализа. Иако се метална једињења мере већ више од једне деценије као компонента СПМ у спољашњем ваздуху на одређеним местима мерења, остају важна питања без одговора. Стога конвенционално узорковање одвајањем суспендоване прашине на филтерима претпоставља да је одвајање једињења тешких метала на филтеру завршено. Међутим, у литератури су пронађене раније индиције које то доводе у питање. Резултати су веома хетерогени.

Даљи проблем лежи у чињеници да се различити облици једињења, или појединачна једињења одговарајућих елемената, не могу разликовати у анализи металних једињења у суспендованој прашини коришћењем конвенционалних поступака мерења. Док се у многим случајевима могу направити адекватна укупна одређивања, пожељна би била детаљнија диференцијација код одређених посебно канцерогених метала (Ас, Цд, Цр, Ни, Цо, Бе). Често постоје велике разлике у канцерогеним ефектима елемената и њихових појединачних једињења (нпр. једињења хрома у степену оксидације ИИИ и ВИ – само су она на нивоу ВИ канцерогена). У таквим случајевима би било пожељно посебно мерење појединачних једињења (анализа врста). Упркос значају овог проблема, у техници мерења се праве само први покушаји анализе врста.

Мерење пада прашине и металних једињења у прашини

За сакупљање прашине користе се две фундаментално различите методе:

• узорковање у сабирним судовима

• узорковање на лепљивим површинама.

Популарна процедура за мерење пада прашине (таложене прашине) је такозвана Бергерхофова процедура. У овом поступку целокупне атмосферске падавине (суве и влажне таложење) сакупљају се током 30±2 дана у посудама на висини од око 1.5 до 2.0 метра изнад тла (насипни депоновање). Затим се сабирне посуде одвозе у лабораторију и припремају (филтрирају, вода испари, осуше, извагају). Резултат се израчунава на основу површине посуде за сакупљање и времена излагања у грамима по квадратном метру и дану (г/м²д). Релативна граница детекције је 0.035 г/м²d.

Додатне процедуре за сакупљање прашине обухватају Лиесеганг-Лобнер уређај и методе које сакупљају таложену прашину на лепљивим фолијама.

Сви резултати мерења пада прашине су релативне вредности које зависе од апарата који се користи, јер на одвајање прашине утичу услови протока на уређају и други параметри. Разлике у мерним вредностима добијеним различитим поступцима могу достићи 50 одсто.

Важан је и састав депоноване прашине, као што је садржај олова, кадмијума и других металних једињења. Аналитичке процедуре које се користе за ово су у основи исте као оне које се користе за суспендовану прашину.

Мерење специјалних материјала у облику прашине

Специјални материјали у облику прашине укључују азбест и чађ. Сакупљање влакана као загађивача ваздуха је важно јер је азбест класификован као потврђени канцерогени материјал. Влакна пречника Д ≤ 3μм и дужине Л ≥ 5μм, где је Л:Д ≥ 3, сматрају се канцерогеним. Поступци мерења за влакнасте материјале састоје се од бројања, под микроскопом, влакана која су одвојена на филтерима. За мерења спољашњег ваздуха могу се узети у обзир само електронски микроскопски поступци. Влакна су одвојена на позлаћеним порозним филтерима. Пре процене у електронском микроскопу, узорак се ослобађа од органских супстанци спаљивањем плазмом директно на филтеру. Влакна се броје на делу површине филтера, насумично бирају и класификују према геометрији и врсти влакана. Уз помоћ енергетске дисперзивне рендгенске анализе (ЕДКСА), азбестна влакна, калцијум сулфатна влакна и друга неорганска влакна могу се разликовати на основу елементарног састава. Цео поступак је изузетно скуп и захтева највећу пажњу да би се постигли поуздани резултати.

Чађ у облику честица које емитују дизел мотори постала је релевантна пошто је дизелска чађ такође класификована као канцерогена. Због његовог променљивог и сложеног састава и због чињенице да се различити састојци емитују и из других извора, не постоји поступак мерења специфичан за дизел чађ. Ипак, да бисмо нешто конкретно рекли о концентрацијама у амбијенталном ваздуху, чађ се конвенционално дефинише као елементарни угљеник, као део укупног угљеника. Мери се након узорковања и корака екстракције и/или термичке десорпције. Одређивање садржаја угљеника настаје сагоревањем у струји кисеоника и кулометријском титрацијом или недисперзивном ИР детекцијом угљен-диоксида који се формира у процесу.

За мерење чађи се у принципу користе и такозвани еталометар и фотоелектрични аеросолни сензор.

Меасуринг Вет Депоситионс

Заједно са сувим таложењем, мокро таложење на киши, снегу, магли и роси представља најважније средство којим штетни материјали из ваздуха улазе у земљу, воду или биљне површине.

Да би се јасно разликовало мокро таложење на киши и снегу (магла и роса представљају посебне проблеме) од мерења укупног таложења (нагомилавање, види горе одељак „Мерење падавина прашине и металних једињења“) и сувог таложења, хватачи кише, чији отвор за сакупљање је покривен када нема кише (само мокри узоркивач), користе се за узорковање. Код сензора за кишу, који углавном раде на принципу промене проводљивости, поклопац се отвара када почне да пада киша и поново се затвара када киша престане.

Узорци се преносе кроз левак (отворена површина око 500 цм² и више) у затамњену и по могућности изоловану сабирну посуду (само од стакла или полиетилена за неорганске компоненте).

Генерално, анализа прикупљене воде на неорганске компоненте може се обавити без припреме узорка. Воду треба центрифугирати или филтрирати ако је видљиво замућена. Проводљивост, пХ вредност и важни ањони (БР₃ ^- , ТАКО₄ ^{КСНУМКС-} , Цл^-) и катјона (ца²⁺К⁺, Мг²⁺, На⁺, НХ₄ ⁺ и тако даље) се рутински мере. Нестабилна једињења у траговима и средња стања попут Х₂O₂ или ХСО₃ ^- мере се и у истраживачке сврхе.

За анализу се користе поступци који су генерално доступни за водене растворе, као што су кондуктометрија за проводљивост, електроде за пХ вредности, спектроскопија атомске адсорпције за катјоне (погледајте одељак „Мерење специјалних материјала у облику прашине“ изнад) и, све више, хроматографија са изменом јона са детекцијом проводљивости за ањоне.

Органска једињења се екстрахују из кишнице са, на пример, дихлорометаном, или се издувавају аргоном и адсорбују Тенак цевима (само веома испарљиви материјали). Материјали се затим подвргавају гасној хроматографској анализи (видети „Процедуре мерења органских загађивача ваздуха“ у наставку).

Суво таложење директно је у корелацији са концентрацијом ваздуха у околини. Разлике у концентрацији штетних материја у ваздуху на киши су, међутим, релативно мале, тако да су за мерење влажног таложења адекватне мерне мреже широке мреже. Примери укључују европску мерну мрежу ЕМЕП, у којој се улазак сулфатних и нитратних јона, одређених катјона и пХ вредности падавина прикупљају на приближно 90 станица. У Северној Америци такође постоје широке мреже мерења.

Оптички поступци мерења на даљину

Док до сада описани поступци хватају загађење ваздуха у једној тачки, поступци оптичких даљинских мерења мере интегрисано на светлосним путевима од неколико километара или одређују просторну дистрибуцију. Они користе карактеристике апсорпције гасова у атмосфери у УВ, видљивом или ИЦ спектралном опсегу и засновани су на Ламберт-Бееровом закону, према коме је производ путање светлости и концентрације пропорционалан измереној екстинцији. Ако пошиљалац и пријемник мерне инсталације мењају таласну дужину, више компоненти се може мерити паралелно или узастопно једним уређајем.

У пракси, мерни системи идентификовани у табели 5 играју највећу улогу.

Табела 5. Поступци мерења на даљину

ЛИДАР = Детекција светлости и домета; ДИАЛ = ЛИДАР диференцијалне апсорпције.

Поступци мерења органских загађивача ваздуха

Мерење загађења ваздуха које садржи органске компоненте је компликовано првенствено због распона материјала у овој класи једињења. Неколико стотина појединачних компоненти са веома различитим токсиколошким, хемијским и физичким карактеристикама обухваћено је општим називом „органски загађивачи ваздуха“ у регистрима емисија и плановима квалитета ваздуха загушених подручја.

Нарочито због великих разлика у потенцијалном утицају, прикупљање релевантних појединачних компоненти све више је заменило раније коришћене поступке сумирања (нпр. детектор јонизације пламена, поступак тоталног угљеника), чији се резултати не могу токсиколошки проценити. ФИД метода је, међутим, задржала одређени значај у вези са кратком сепарационом колоном за издвајање метана, који фотохемијски није веома реактиван, и за сакупљање прекурсора испарљивих органских једињења (ВОЦ) за формирање фото-оксиданата.

Честа потреба одвајања сложених смеша органских једињења на релевантне појединачне компоненте чини њихово мерење практично вежбом у примењеној хроматографији. Хроматографске процедуре су методе избора када су органска једињења довољно стабилна, термички и хемијски. За органске материјале са реактивним функционалним групама, одвојене процедуре које користе физичке карактеристике функционалних група или хемијске реакције за детекцију настављају да држе своје место.

Примери укључују коришћење амина за претварање алдехида у хидразоне, уз накнадно фотометријско мерење; дериватизација са 2,4-динитрофенилхидразином и одвајање 2,4-хидразона који се формира; или формирање азо-боја са p-нитроанилин за детекцију фенола и крезола.

Од хроматографских поступака, за одвајање често сложених смеша најчешће се користе гасна хроматографија (ГЦ) и течна хроматографија високог притиска (ХПЛЦ). За гасну хроматографију, данас се скоро искључиво користе сепарационе колоне веома уског пречника (око 0.2 до 0.3 мм и дужине око 30 до 100 м), такозване капиларне колоне високе резолуције (ХРГЦ). Доступан је низ детектора за проналажење појединачних компоненти након колоне за одвајање, као што је горе поменути ФИД, ЕЦД (детектор за хватање електрона, посебно за електрофилне замене као што је халоген), ПИД (фото-јонизациони детектор, који је посебно осетљив на ароматичне угљоводонике и друге п-електронске системе), и НПД (термо-јонски детектор посебно за једињења азота и фосфора). ХПЛЦ користи специјалне детекторе протока који су, на пример, дизајнирани као кивета за проток УВ спектрометра.

Посебно ефикасна, али и посебно скупа је употреба масеног спектрометра као детектора. Заиста извесна идентификација, посебно са непознатим смешама једињења, често је могућа само преко масеног спектра органског једињења. Квалитативна информација о такозваном ретенционом времену (време када материјал остаје у колони) садржана у хроматограму са конвенционалним детекторима допуњена је специфичном детекцијом појединачних компоненти помоћу масовних фрагментограма са високом осетљивошћу детекције.

Узорковање се мора размотрити пре стварне анализе. Избор методе узорковања одређен је првенствено испарљивошћу, али и очекиваним опсегом концентрације, поларношћу и хемијском стабилношћу. Штавише, код неиспарљивих једињења, мора се направити избор између мерења концентрације и таложења.

Табела 6 даје преглед уобичајених процедура у праћењу ваздуха за активно обогаћивање и хроматографску анализу органских једињења, са примерима примене.

Табела 6. Преглед уобичајених хроматографских поступака мерења квалитета ваздуха органских једињења (са примерима примене)

ГЦ = гасна хроматографија; ГЦМС = ГЦ/масена спектроскопија; ФИД = детектор пламене јонизације; ХРГЦ/ЕЦД = ГЦ/ЕЦД високе резолуције; ЕЦД = детектор за хватање електрона; ХПЛЦ = течна хроматографија високих перформанси. ПИД = фото-јонизациони детектор.

Мерење таложења органских једињења са малом испарљивошћу (нпр. дибензодиоксини и дибензофурани (ПЦДД/ПЦДФ), полициклични ароматични угљоводоници (ПАХ)) добијају на значају из перспективе утицаја на животну средину. Пошто је храна главни извор људског уноса, материјал из ваздуха који се преноси на биљке за исхрану је од великог значаја. Међутим, постоје докази да је пренос материјала путем таложења честица мање важан од сувог таложења квазигасовитих једињења.

За мерење укупног таложења користе се стандардизовани уређаји за таложење прашине (нпр. Бергерхофов поступак), који су незнатно модификовани затамњивањем као заштита од уласка јаког светла. Важни технички проблеми мерења, као што је ресуспензија већ одвојених честица, испаравање или могућа фотолитичка разградња, сада се систематски истражују како би се побољшале мање од оптималне процедуре узорковања за органска једињења.

Олфацтометриц Инвестигатионс

Олфактометријска испитивања имисије се користе у мониторингу за квантификацију притужби на мирисе и за одређивање основног загађења у поступцима издавања дозвола. Они првенствено служе за процену да ли постојеће или очекиване мирисе треба класификовати као значајне.

У принципу, могу се разликовати три методолошка приступа:

• мерење концентрације емисије (број мирисних јединица) олфактометром и накнадно моделирање дисперзије

• мерење појединачних компоненти (нпр. НХ₃) или смеше једињења (нпр. гасна хроматографија гасова са депонија), ако она адекватно карактеришу мирис

• одређивање мириса путем инспекција.

Прва могућност комбинује мерење емисије са моделирањем и, строго говорећи, не може се подвести под термин мониторинг квалитета ваздуха. У трећој методи, људски нос се користи као детектор са значајно смањеном прецизношћу у односу на физичко-хемијске методе.

Детаљи о инспекцијама, плановима мерења и процени резултата садржани су, на пример, у прописима о заштити животне средине неких немачких држава.

Процедуре мерења скрининга

Поједностављени поступци мерења се понекад користе за припремне студије (скрининг). Примери укључују пасивне узоркиваче, епрувете и биолошке процедуре. Код пасивних (дифузних) узорковача, материјал који се тестира се сакупља помоћу процеса слободног протока као што су дифузија, пермеација или адсорпција у једноставним облицима колектора (цеви, плакови) и обогаћује се импрегнираним филтерима, мрежама или другим адсорпционим медијима. Такозвано активно узорковање (усисавање узоркованог ваздуха кроз пумпу) се стога не дешава. Обогаћена количина материјала, аналитички одређена према одређеном времену експозиције, претвара се у јединице концентрације на основу физичких закона (нпр. дифузије) уз помоћ времена сакупљања и геометријских параметара колектора. Методологија произилази из области здравља на раду (лично узорковање) и мерења ваздуха у затвореном простору, али се све више користи за мерење концентрације загађујућих материја у амбијенту. Преглед се може наћи у Бровн 1993.

Детекторске цеви се често користе за узорковање и брзу припремну анализу гасова. Одређена запремина тестног ваздуха се усисава кроз стаклену цев која је напуњена адсорптивним реагенсом који одговара циљу испитивања. Садржај епрувете мења боју у зависности од концентрације материјала који се утврђује који је присутан у испитном ваздуху. Мале епрувете се често користе у области праћења радног места или као брза процедура у случајевима незгода, као што су пожари. Не користе се за рутинска мерења концентрације загађивача у амбијенталном ваздуху због генерално превисоких граница детекције и сувише ограничене селективности. Детекторске епрувете су доступне за бројне материјале у различитим опсегима концентрација.

Међу биолошким процедурама, две методе су постале прихваћене у рутинском праћењу. Стандардизованим поступком излагања лишајевима, стопа морталитета лишајева се утврђује током времена излагања од 300 дана. У другом поступку, француска пашњачка трава се излаже 14±1 дана. Затим се одређује количина раста. Обе процедуре служе као збирно одређивање ефеката концентрације загађивача ваздуха.

Мреже за праћење квалитета ваздуха

Широм света се користе најразличитије врсте мрежа за квалитет ваздуха. Треба разликовати мерне мреже, које се састоје од аутоматских, компјутерски контролисаних мерних станица (мерних контејнера), и виртуелних мерних мрежа, које само дефинишу мерне локације за различите врсте мерења концентрације загађивача у ваздуху у облику унапред постављене мреже. Задаци и концепције мерних мрежа су разматрани горе.

Мреже за континуирано праћење

Континуирано оперативне мерне мреже засноване су на аутоматским мерним станицама, а служе првенствено за праћење квалитета ваздуха у урбаним срединама. Мере се загађивачи ваздуха као што је сумпор диоксид (СО₂), прашина, азот моноксид (НО), азот диоксид (НО₂), угљен моноксид (ЦО), озон (О₃), а донекле и збир угљоводоника (слободни метан, Ц_nH_m) или појединачних органских компоненти (нпр. бензен, толуен, ксилени). Поред тога, у зависности од потребе, укључени су метеоролошки параметри као што су правац ветра, брзина ветра, температура ваздуха, релативна влажност, падавине, глобално зрачење или радијациони биланс.

Мерна опрема која ради у мерним станицама се углавном састоји од анализатора, јединице за калибрацију и контролне и управљачке електронике, која надгледа целокупну мерну опрему и садржи стандардизовани интерфејс за прикупљање података. Поред мерних вредности, мерна опрема испоручује такозване статусне сигнале о грешкама и радном статусу. Калибрација уређаја се аутоматски проверава компјутером у редовним интервалима.

Мерне станице су по правилу повезане фиксним линијама за пренос података, телефонским везама или другим системима за пренос података на рачунар (процесни рачунар, радну станицу или ПЦ, у зависности од обима система) у који се уносе, обрађују и обрађују резултати мерења. приказати. Рачунари мерне мреже и, по потреби, посебно обучено особље континуирано прате да ли су прекорачене различите границе прага. На овај начин критичне ситуације квалитета ваздуха могу се препознати у било ком тренутку. Ово је веома важно, посебно за праћење критичних ситуација смога зими и лети (фотооксиданти) и за актуелне јавне информације.

Мерне мреже за случајна мерења узорака

Поред мреже телеметријских мерења, други мерни системи за праћење квалитета ваздуха се користе у различитој мери. Примери укључују (повремено делимично аутоматизоване) мреже мерења за одређивање:

• таложење прашине и њених компоненти
• суспендована прашина (СПМ) и њене компоненте
• угљоводоника и хлорисаних угљоводоника
• ниско испарљиве органске материје (диоксини, фурани, полихлоровани бифенили).

Низ супстанци измерених на овај начин класификован је као канцероген, као што су једињења кадмијума, ПАХ или бензен. Стога је њихово праћење посебно важно.

Као пример свеобухватног програма, табела 7 сумира праћење квалитета ваздуха које се систематски спроводи у Северној Рајни-Вестфалији, која је са 18 милиона становника најмногољуднија држава у Немачкој.

Табела 7. Систематско праћење квалитета ваздуха у Северној Рајни-Вестфалији (Немачка)

Назад