MONITORIZAREA CALITĂŢII AERULUI Proiectarea şi obiectivele sistemului de monitorizare a calităţii aerului Sistemul de monitorizare a calităţii aerului este un subsistem al sistemului general de monitorizare a mediului. 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 permite obţinerea de date utile pentru identificarea rapidă a zonelor poluate şi pentru luarea de decizii strategice şi tactice de combatere a poluării şi de prevenire a acesteia. În procesul de proiectare a unui sistem de monitorizare a calităţii aerului se parcurg mai multe etape, unul din primii paşi fiind stabilirea obiectivelor. Printre obiectivele principale ale unui sistem de monitorizare pot fi enumerate: • 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 Poluare Poluarea a de fond reprezintă poluarea existentă în zonele în care nu se manifestă direct influenţa surselor de poluare antropice. Monitorizarea poluării de fond este o problemă globală, importantă pentru a putea aprecia efectele pătrunderii poluanţilor în aerul curat al ecosferei (prin aer curat se poate înţelege actualmente doar aerul de la foarte mare altitudine sau cel de la nivelul solului dar situat la o foarte mare distanţă de centrele urbane sau industriale). Monitorizarea poluării regionale coresp corespund undee supra supraveg vegher herii ii aerulu aeruluii situat situat relati relativv depar departe te de centr centrele ele urbane urbane sau industriale, adică între poluarea de fond şi aerul poluat antropic. Poluarea de impact reprez reprezint intăă polua poluarea rea produs produsăă în zonele zonele direc directe te de impact impact al surse surselor lor de poluar poluaree antropice. Monitorizarea continuă a poluării de impact (locale) este necesară deoarece poluarea de impact afectează direct şi imediat lanţurile trofice şi sănătatea umană. Monitorizarea poluării de fond, intermediare sau de impact se realizează prin reţele de supraveghere la nivel internaţional, naţional, regional sau local, care sunt interconectate sau se vor interconecta pentru schimbul de date şi pentru luarea de decizii la nivel global. După stabilirea obiectivelor de monitorizare, în funcţie de nivelul reţelei de supraveghere, proiectarea presupune parcurgerea mai multor etape: - stabilirea zonei de monitorizare - selectarea variabilelor (componentelor) care vor fi f i măsurate - stabilirea numărului de puncte de măsurare, a tipului acestor puncte (fix sau mobil) precum şi localizarea punctelor de măsurare - aleg aleger erea ea şi inst instal alar area ea inst instru rume ment ntaţ aţie ieii (sen (senzo zori ri,, apar aparat ate) e) nece necesa sare re determinarea frecvenţei de măsurare - stabilirea metodelor de analiză on-line sau off-line a probelor de aer - dezvoltarea subsistemelor de achiziţie, memorare, transmitere şi de introducere/ stocare a datelor - stabilirea unui sistem de analiză, prelucrare şi raportare a datelor Pentru implementarea corectă a tuturor acestor etape, sunt necesare o serie de inform informaţi aţiii referi referitoa toare re la zona zona de monito monitoriza rizare re şi condi condiţii ţiile le de funcţi funcţiona onare re a sistemului:
- localizarea geografică a zonei şi relieful - precizarea condiţiilor meteorologice ale zonei (vânt, umiditate, regim de precipitaţii etc.) - numărul şi tipul surselor de poluare cunoscute din zonă (surse fixe, mobile, punctiforme, de suprafaţă, permanente, accidentale – posibile) - resurse umane şi financiare pentru implementarea sistemului În funcţie de obiectivele monitorizării, de resurse şi de integrarea într-un sistem global, sistemele de monitorizare pot fi dezvoltate folosind mai multe metode: - metoda împărţirii pe zone: aria supusă monitorizării este împărţită pe zone relativ omogene (din punct de vedere al emisiilor poluante, topografiei, densităţii populaţiei); în aceste zone se măsoară variabilele specifice şi pe baza unui model de dispersie se evaluează impactul global. Pentru implementarea metodei sunt necesare staţii de măsurare în apropierea surselor industriale, lângă rutele cu trafic intens şi în zonele urbane din zonele respective - metoda statistică: se analizează corelaţiile în timp şi spaţiu ale datelor măsurate de către un număr minim de staţii de măsurare existente, care furnizează însă date precise - metoda grilei: se implementează un număr mare de puncte de măsurare, repartizate relativ uniform în aria supusă monitorizării - metoda analitică: staţiile de măsurare se amplasează în funcţie de localizarea punctelor de intensitate maximă a poluării, localizare furnizată de un model matematic al dispersiei poluanţilor în zona supusă monitorizării; această metodă se aplică în vecinătatea surselor de poluare, unde modelul are un grad mai mare de veridicitate - metoda empirică: se realizează măsurători pe un anumit traseu, stabilit de exemplu în funcţie de rutele de trafic auto intens dintr-o anumită zonă
Puncte de măsurare, instrumentaţie şi variabile monitorizate. Sistemul de monitorizare a calităţii aerului în România Pentru buna funcţionare a unui sistem de monitorizare a calităţii aerului este esenţială stabilirea corectă a numărului şi localizării staţiilor sau punctelor de măsurare, precum şi alegerea corespunzătoare a variabilelor monitorizate. Numărul punctelor de măsurare se determină în funcţie de tipul variabilei monitorizate şi de tipul sursei de poluare. De exemplu: • Pentru dioxidul de azot, particule suspendate, benzen şi monoxid de carbon (caracteristice poluării liniare – trafic auto), sistemul trebuie să fie dotat cu fiecare cu mai multe puncte de măsurare în funcţie de populaţia din zona supusă monitorizării. • Pentru monitorizarea poluării din vecinătatea unei surse punctiforme, staţionare, numărul de puncte de măsurare (sau de prelevare a probelor) se calculează în funcţie de poluanţi (exemplu dioxid de sulf, dioxid de azot, particule, plumb), de densităţile de emisie, de modelul de dispersie şi de riscul expunerii populaţiei. • Pentru ozon se recomandă o amplasare a staţiilor în zonele suburbane şi rurale, în funcţie de densitatea populaţiilor şi de topografie. Reţelele de monitorizare sunt alcătuite din punct de vedere tehnic din staţii de măsurare, sisteme de transport al probelor, laboratoare de analiză, sisteme de transmisie, de achiziţie şi de prelucrare a datelor. În cadrul fiecărei staţii de măsurare se găseşte instrumentaţia necesară prelevării probelor sau măsurării concentraţiilor şi altor parametri specifici.
În funcţie de tipul măsurătorilor efectuate (la sursă, în vecinătatea surselor de poluare sau în zonele rezidenţiale urbane sau rurale) se utilizează metode şi instrumentaţie specifică. În cazul măsurării la sursă se utilizează de regulă metode chimice semiautomate sau metode fizice automate (on-line). Printre cele mai utilizate aparate sunt analizoarele automate ale amestecului de gaze cu celule electrochimice şi senzori cu semiconductoare. Pentru măsurarea în vecinătatea sursei de poluare se folosesc senzori catalitici de gaze combustibile, senzori electrochimici de gaze toxice şi senzori de gaze cu raze infraroşii. Măsurarea în zonele rezidenţiale se realizează de regulă cu staţii mobile de măsurare, prevăzute cu aparate electronice sensibile care pot determina concentraţii mici ale poluanţilor în aer. În Fig. 1este prezentată schema unui sistem de monitorizare locală a calităţii aerului din zona unei termocentrale. Staţiile şi punctele de măsurare sunt amplasate în funcţie de influenţa sursei punctiforme de poluare şi de dispersia poluanţilor. În sistemul de monitorizare din Fig. 1se realizează o măsurare la sursă prin intermediul unor analizoare automate de gaze de ardere, precum şi măsurarea gazelor combustibile şi toxice în zona de influenţă (puncte plasate conform modelului de dispersie) cu ajutorul unor senzori de tip electrochimic. Pentru a evalua impactul poluării produse de termocentrală în zonele rezidenţiale ale centrului urban din apropiere se folosesc staţii mobile de măsurare. Rezultatele tuturor măsurătorilor sunt transmise la reţeaua locală de monitorizare şi apoi la centrul de monitorizare unde sunt realizate prelucrări de date, generarea de rapoarte etc. Prin conectivitatea asigurată cu diverse mijloace de comunicaţie sistemul de monitorizare este cuplat la alte sisteme locale şi la sistemul naţional de monitorizare. În România, sistemul de monitorizare a calităţii aerului oferă informaţii despre nivelul mai multor poluanţi: dioxidul de sulf, dioxidul de azot, particule suspendate, amoniac, hidrogen sulfurat etc. Măsurătorile stabilesc concentraţiile maxime şi minime ale acestor poluanţi în 24 de ore, frecvenţa depăşirii CMA (concentraţia maxim admisă) într-un interval de 24 de ore, concentraţia medie anuală .
Fig. 1. Sistem de monitorizare a calităţii aerului în zona unei t termocentrale şi conexiunile cu alte sisteme de monitorizare Măsurătorile sunt efectuate de regulă prin utilizarea unor probe manuale sau semiautomate, probe care sunt analizate prin metode chimice sau gravimetrice. Probele manuale se recoltează la fiecare 24 de ore, iar cele semiautomate la fiecare 3 ore. Există şi aşa-numitele probe de depunere care se efectuează lunar. Ca sisteme de monitorizare se implementează subsistemele GEMS-Ro (Global Environment System – Romania ) şi IGMB-Ro ( Integrated Global Background Monitoring – Romania) pentru calitatea aerului. În prezent, în cadrul GEMS-Ro funcţionează peste 50 de staţii unde se determină concentraţiile de dioxid de carbon, dioxid de sulf, amoniac, hidrogen sulfurat, particule sedimentabile, radionuclizi etc. Reţeaua este în subordinea Institutului Naţional de Meteorologie şi Hidrologie, iar datele sunt stocate şi prelucrate la Institutul de Cercetare şi Inginerie a Mediului. Din punct de vedere al tipului de monitorizare, în România se realizează supravegherea poluării de fond (staţii localizate la Bran, Rarău, Parâng, Semenic etc.), supravegherea poluării regionale , precum şi supravegherea poluării de impact în zonele industriale şi urbane.
6.4. MONITORIZAREA CALITĂŢII SOLULUI Sistemul de monitorizare a calităţii solului este un subsistem al sistemului general de monitorizare a mediului. În România, reţeaua este integrată în sistemul GEMS-UNEP şi poartă indicativul GEMS-Ro pentru sol. Sunt monitorizate solurile în general şi cele forestiere în special. Sistemul de monitorizare este construit pe principiile GIS şi se bazează pe o reţea naţională a siturilor de referinţă care constă într-o grilă rectangulară cu celule de 16x16 km pătraţi. Există trei niveluri de intensitate a analizelor efectuate: - La nivelul I se efectuează aproximativ 960 de profiluri de sol cu coordonate bine precizate pe terenuri agricole şi forestiere - La nivelul II se realizează analize detaliate în zonele cu concentraţii mari de poluanţi - La nivelul III se măreşte numărul de puncte de analiză pentru a elabora recomandări şi decizii de combatere a efectelor poluării Din punct de vedere al tipurilor de analize efectuate se pot distinge: - analize fizice: granulometrie, conţinut de apă, densitate, porozitate, conductivitate hidraulică etc. - analize chimice: pH, azot total, conţinut de humus, fosfor mobil, potasiu mobil, săruri solubile, metale grele, reziduuri de pesticide şi alţi poluanţi - analize biologice: număr şi tipuri de bacterii, indice de colonizare etc. Sistemul de monitorizare a calităţii solului este alcătuit la rândul său din mai multe subsisteme sau domenii de investigaţie: • subsistemul de supraveghere a stării solurilor privind valorile de pH, conţinutul de potasiu şi fosfor şi indicele de azot pentru întreaga suprafaţă a ţării • supravegherea evoluţiei proceselor de formare a mlaştinilor şi de sărăturare în sistemele de irigaţii şi de desecare • supravegherea poluării cu nitraţi a solurilor şi apelor freatice în zonele cu soluri nisipoase • supravegherea poluării cu metale grele, fluor, reziduuri de petrol • supravegherea poluării cu reziduuri de la pesticidele organoclorurate, ape uzate etc. • supravegherea evoluţiei degradării solurilor prin eroziune şi alunecări de teren
