Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI [600792]

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
1 Capitolul IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI

Poluan Ńii majori ai aerului sunt monitoriza Ńi continuu în zonele
urbane în scopul atingerii obiectivelor managementu lui polu ării aerului și
asigur ării respect ării programelor de control. Pentru a satisface dife rite
obiective, poate fi utilizat ă o re Ńea de monitorizare și pentru aceasta, este
important de definit precis scopurile ei. Pentru c ă poluarea este variabil ă
atât în timp, cât și în spa Ńiu, este necesar un num ăr mare de sec Ńiuni de
măsur ă, îns ă, datorit ă costului lor ridicat, trebuie g ăsit ă o cale de mijloc.
Pentru a ob Ńine o reprezentare precis ă amplasarea unei singure sta Ńii trebuie
aleas ă cu grij ă. Prelucrarea datelor și prezentarea unui raport sunt de
asemenea importante. Pe de alt ă parte, pentru a atinge un nivel de
performan Ńă pentru re Ńea, instrumentele trebuie alese cu grij ă și verificate.
Programele de asigurare a calit ăŃii sunt de o mare importan Ńă și
eficien Ńa procedurilor de m ăsurare și calibrare trebuie frecvent încercat ă.
Un program eficient de management al calit ăŃii aerului necesit ă
culegerea de informa Ńii de încredere asupra calit ăŃii aerului, analizate și
evaluate cu regularitate.
Scopul acestui capitol este de a asigura o privire de ansamblu asupra
calit ăŃii monitoriz ării și managementului calit ăŃii aerului cu focalizare
asupra urm ătoarelor puncte:
-metode și instrumente de monitorizare;
-selectarea metodelor și instrumentelor;
-re Ńele de monitorizare;
-proiectarea re Ńelei;
-modelarea polu ării aerului.
-calibrare;
Ceea ce se prezint ă în continuare este un complex de elemente ce
asigur ă un fundament solid pentru continuarea document ării.

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
2 IV.1 Introducere
IV.1.1 Principalii poluan Ńi ai aerului
Poluan Ńii aerului pot fi clasifica Ńi în conformitate cu starea lor de
agregare, care este gazoas ă, lichid ă sau solid ă. Ultimele dou ă st ări implic ă
faptul c ă poluantul este prezent în atmosfer ă sub form ă de particule, astfel
încât clasificarea prin starea fizic ă este redus ă la dou ă forme: gazoas ă sau
solid ă. Poluan Ńii aerului pot fi clasifica Ńi în dou ă grupe generale:
a. – poluan Ńi emi și direct de surse, numi Ńi poluan Ńi primari ;
b. – poluan Ńi produ și în aer fie prin interac Ńia între doi sau mai mul Ńi
poluan Ńi, fie prin interac Ńia cu constituen Ńii normali ai atmosferei, numi Ńi
poluan Ńi secundari .
Poluan Ńii primari ai aerului sunt:
a. Dioxidul de sulf ( SO 2)
Principala surs ă de dioxid de sulf o constituie arderea combustibil ilor
ce con Ńin sulf; to Ńi cei care con Ńin sulf drept contaminant (de exemplu
cărbunele și petrolul pot avea pân ă la 3% S, în timp ce benzina con Ńine
0,05% S). Principalele efecte ale prezen Ńei SO 2 în atmosfer ă sunt formarea
acidului sulfuric ( H2SO 4), a precipita Ńiilor acide sau a depunerilor de
materie solid ă. S, formeaz ă un num ăr de oxizi, dar numai SO 2 și SO 3 care
sunt crea Ńi în principal prin oxidarea SO 2, au o importan Ńă din punct de
vedere al poluan Ńilor gazo și ai aerului. SO 2 este un gaz incolor cu miros
iritant. El se oxideaz ă mai repede în oxigenul atmosferic, decât în aeroso lii
acvatici. Dioxidul de sulf este unul dintre princip alii iritan Ńi pulmonari,
putând crea crize de astm.
b. Oxizii de azot (NO X)
Oxizii de azot, includ NO și NO 2, restul oxizilor nefiind semnificativ
pentru poluarea aerului. Oxidul de azot ( NO ), nu are culoare și nici miros.
El este produs în natur ă prin ac Ńiune biologic ă și prin procese de combustie,
prin combinarea oxigenului și azotului din aer la temperaturi ridicate. În

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
3 aer, este rapid oxidat de ozonul troposferic prin p rocesele fotochimice și
mai lent de oxigen, pentru a forma în apropierea solului, dioxidul de azot
(NO 2), acel smog fotochimic, de culoare ro șu-brun cu un miros iritant, unul
dintre cei mai periculo și poluan Ńi, ce pot provoca leziuni pulmonare. Este
iritant și coroziv prin el însu și.
c. Ozonul (O 3)
Ozonul din atmosfer ă are efecte diferite asupra biosferei, în func Ńie
de altitudine. Astfel, în strato-mezosfer ă, ozonul absoarbe radia Ńia UV,
având efect benefic, în timp ce în troposfer ă este o component ă a
polu ării fotochimice și produce mai multe daune plantelor decât to Ńi
ceilal Ńi poluan Ńi din aer lua Ńi împreun ă.
Este un gaz alb ăstrui de aproape 1,6 ori mai greu decât aerul și este
puternic reactiv. Se formeaz ă la altitudini mari prin reac Ńii fotochimice,
implicând oxigen molecular și atomic. Efectul global este o senza Ńie de
iritare a ochilor și a membranelor mucoaselor. Efectul ozonului asupra
func Ńiei pulmonare nu este înc ă cunoscut în întregime.
d. Monoxidul de carbon (CO)
CO este un produs al combustiei incomplete a carbon ului și a
compu șilor lui, un gaz f ără culoare, f ără miros, mai u șor decât aerul și un
asfixiant periculos pentru case. Se combin ă puternic cu hemoglobina din
sânge și reduce capacitatea sângelui de a transporta oxige n c ătre celulele
Ńesuturilor. În concentra Ńii mari, poate provoca na șterea unor copii
subponderali, înmul Ńirea cazurilor de pierdere de sarcin ă și chiar afec Ńiuni
și malforma Ńii cerebrale. Automobilele, prin gazele de e șapament eliminate,
constituie pe departe cea mai important ă surs ă de producere a CO.
e. Compu șii organici volatili (COV)
Sunt produsul secundar al arderii incomplete a comb ustibililor fosili ,
dar pot proveni și din detergen Ńi industriali. Mai mult de 60 de hidrocarburi

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
4 au fost identificate, dar num ărul lor posibil este foarte mare și limitat doar
de sensibilitatea și selectivitatea metodelor analitice folosite.
Prin ele însele hidrocarburile produse în aer au o toxicitate relativ
redus ă. Sunt îngrijor ătoare totu și, datorit ă activit ăŃii fotochimice în
prezen Ńa luminii solare și a oxizilor de azot. Se crede de asemenea c ă ar fi
cancerigeni, putând provoca leucemii și alte boli grave. Îns ă asocierea
dintre nivelurile determinate și cancer trebuie totu și clarificat ă. Metanul are
o activitate fotochimic ă foarte sc ăzut ă. În consecin Ńă , concentra Ńiile de
hidrocarburi sunt deseori m ăsurate separat de cele ale metanului.
f. Particulele în suspensie
În termeni largi, materia sub form ă de particule se aplic ă acelora
având dimensiuni cuprinse între 10 -3 și 100 (exprimate în diametru
echivalent). Timpul de reziden Ńă atmosferic ă a particulelor fine este de
ordinul a câtorva zile și desigur de numai câteva ore dac ă apar precipita Ńii
și se sedimenteaz ă. Particulele fine sunt formate prin condensarea
poluan Ńilor gazo și ai aerului și coagulare, în timp ce particulele mai mari
sunt generate prin procese mecanice.
Particulele fine sunt capabile s ă penetreze traiectul respirator
superior, fapt care poate avea repercusiuni asupra sănătăŃii.
g. Smogul fotochimic
Se formeaz ă prin reac Ńia hidrocarburilor aflate în atmosfer ă cu oxizii
de azot. Acesta este un oxidant foarte puternic, fi ind considerat cel mai
toxic dintre poluan Ńi.
h. Plumbul (Pb)
Este toxic sub toate formele, în special pentru cop ii, afectându-le
cre șterea și dezvoltarea intelectual ă. Con Ńinutul de Pb din atmosfer ă
provine din gazele de e șapament ale autovehiculelor care utilizeaz ă benzina
obi șnuit ă (f ără Pb).

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
5 Pe lâng ă poluan Ńii prezenta Ńi, o serie întreag ă de alte substan Ńe toxice
se adaug ă la atmosfera zonelor urbane, de la azbest și metale grele (cadmiu,
nichel, zinc) la numero și compu și organici (benzen, aldehide), care au de
asemenea efecte negative asupra s ănătăŃii.
Efectul nociv al polu ării aerului în marile metropole este pus în
eviden Ńă în cazul în care condi Ńiile atmosferice men Ńin aerul deasupra
ora șelor, situa Ńie în care mortalitatea cre ște de câteva ori fa Ńă de medie.
În cazul centralelor termoelectrice și uzinelor poluante, cea mai mare
parte din emisiile de particule, NO x și SO 2, poate fi re Ńinut ă prin instalarea
de filtre adecvate. O problem ă mai dificil ă o reprerzint ă îns ă transportul,
principala surs ă de poluare a marilor ora șe.
IV.1.2 Standardele de calitate ale aerului
Standardele de calitate ale aerului sunt limitele l egale plasate la
nivelurile de poluare ale aerului ambiental în timp ul unei perioade de timp.
Ele sunt expresii ale politicii publice și în consecin Ńă necesit ăŃi de ac Ńiune
(Organiza Ńia Medical ă a S ănătăŃii). Astfel, se bazeaz ă nu numai pe rela Ńia
dintre concentra Ńiile poluan Ńilor în aer și efectele negative asociate, dar și
pe un domeniu larg de considera Ńii economice, sociale, tehnice și politice.
Principalele etape în dezvoltarea standardelor de calitate ale aerului
sunt:
A. Stadiul știin Ńific (ISO, 1981)
a. Cunoa șterea poluantului din aer și caracterizarea lui;
b. Evaluarea riscului (stabilirea criteriilor de c alitate a aerului,
care determin ă rela Ńia dintre concentra Ńia poluantului și
efectele negative);
c. Evaluarea pericolului (determinarea modurilor d e expunere
și estimarea num ărului de persoane expuse)

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
6 Concluzia acestui stadiu e posibil s ă fie determinarea concentra Ńiilor
de poluan Ńi cu care credem c ă putem tr ăi, f ără a avea efecte adverse asupra
sănătăŃii.
B. Stadiul politic și administrativ
a. Determinarea riscului acceptabil – aceasta nu e ste o
chestiune știin Ńific ă, ci o chestiune de opinie.
b. Determinarea grupurilor care trebuiesc protejat e,
considerând nu numai indivizii s ănăto și, ci și a grupurilor a
căror stare de s ănătate trebuie luat ă în considerare.
c. Alegerea tehnologiei de control, necesitând atâ t formularea
unei strategii cât și. selec Ńia tehnicilor de control adecvate.
d. Legisla Ńia: identificarea strategiilor legale necesare.
e. Economia: g ăsirea unui echilibru între costuri și beneficii.
Procedurile standard și metodele de m ăsurare a aerului ambi ant sunt
factori vitali în stabilirea și controlul standardelor de calitate.

IV.2 Proiectarea re Ńelelor de monitorizare
IV.2.1 Obiectivele monitoriz ării
Termenul de "monitorizare a calit ăŃii aerului" este utilizat pentru a
semnifica procesul de realizare a observa Ńiilor cantitative repetitive pentru
scopuri definite, a concentra Ńiei unuia sau mai multor poluan Ńi din aer sau a
altor indicatori ai st ării mediului, în conformitate cu planificarea în sp a Ńiu și
timp. Datele despre calitatea aerului permit identi ficarea zonelor cu
concentra Ńii mari și asigur ă bazele pentru dezvoltarea strategiilor de
control.
Principalele obiective ale re Ńelelor de monitorizare a polu ării aerului
sunt urm ătoarele:
a. Controlul calit ăŃii aerului (supravegherea)
Acolo unde exist ă limit ări în ceea ce prive ște calitatea aerului,

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
7 agen Ńiile de control cer informa Ńii asupra concentra Ńiilor substan Ńelor
prev ăzute în regulamente. Aceste informa Ńii sunt ob Ńinute de la re Ńelele
sta Ńiilor de monitorizare a c ăror localizare trebuie larg acceptat ă ca fiind
reprezentativ ă în condi Ńiile luate în considerare. În principal este
monitorizat ă calitatea aerului urban.
b. Predic Ńiile pe termen scurt
Monitorizarea este necesar ă pentru dezvoltarea, validarea și
utilizarea metodelor de prognoz ă a polu ării. Baza de date pentru
dezvoltarea și validarea modelelor poate fi diferit ă de cea cerut ă pentru
utilizarea uzual ă a metodelor. Standardele destinate st ărilor de urgen Ńă ,
proiectate s ă protejeze împotriva incidentelor grave, implic ă necesitatea
altor date ce trebuie f ăcute disponibile în timp real.
c. Date de fond și date care relev ă tendin Ńele
Monitorizarea poate fi condus ă pentru a stabili configura Ńiile spa Ńiale
curente ale polu ării, sau a evalua tendin Ńe în calitatea aerului. Acest
obiectiv este important în special în culegerea de date pentru estimarea
impactului ac Ńiunilor viitoare capabile s ă afecteze emisiile poluante și s ă
evalueze efectul strategiilor de control al polu ării aerului.
d. Detectarea fenomenului surs ă-efect
Monitorizarea realizat ă pentru a detecta sau determina efectul produs
de o anumit ă surs ă de poluare are cerin Ńe speciale de pozi Ńionare. Trebuie
să existe suficient ă rezolu Ńie în timp și spa Ńiu pentru a distinge efectele
produse de o anumit ă surs ă de poluare asupra calit ăŃii aerului. Modelarea
difuziei este deseori realizat ă utilizând datele meteorologice.
e. Evaluarea impactului asupra mediului
Monitorizarea este necesar ă pentru dezvoltarea și validarea
modelelor de poluare a aerului datorat ă surselor multiple, modele care
prev ăd nivelele de poluare și distribu Ńia poluan Ńilor. Acestea sunt necesare

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
8 în construirea diferitelor scenarii de utilizare a terenurilor pentru industrie,
transporturi și producerea de energie.
f. Investiga Ńiile doz ă-efect
Investiga Ńiile doz ă-efect necesit ă diverse tipuri de date despre
calitatea aerului, astfel încât poluan Ńii s ă poat ă fi rela ŃionaŃi cu efectele
asupra s ănătăŃii (studii epidemiologice), efecte asupra vegeta Ńiei și asupra
solului. Sunt necesare studii atât ale extremelor e pisodice, cât și pe termen
lung.
g. Evaluarea varia Ńiilor climatului urban
Introducerea de poluan Ńi în aerul dintr-un ora ș, modific ă echilibrul
radia Ńiilor, afectând astfel profilul vertical de tempera tur ă și câmpul
vântului și în consecin Ńă caracteristicile dispersiei poluan Ńilor aerului.
h. Identificarea modelelor de dispersie
Monitorizarea polu ării aerului este totodat ă necesar ă pentru
identificarea datelor de dispersie, în scopul de a în Ńelege mai bine
comportarea poluan Ńilor aerului și a dezvolta strategiile de control ale
re Ńelelor de monitorizare.
IV.2.2 Variabilitatea polu ării aerului
Poluarea aerului este un proces dinamic care variaz ă atât în timp și în
spaŃiu. Cei mai importan Ńi factori care afecteaz ă variabilitatea spa Ńial ă și
temporal ă a concentra Ńiilor polu ării sunt:
ș condi Ńiile meteorologice, în special viteza și direc Ńia vântului și
stabilitatea atmosferic ă;
ș procesele neuniforme de emisie (distribu Ńia neregulat ă a surselor,
ciclurile de emisie, etc);
ș topografia local ă a terenului urban, care schimb ă câmpul vântului
în curgere turbulent ă;
ș transform ările fizice și chimice, cum ar fi de exemplu depunerea,
coagularea și transform ările chimice ale particulelor în suspensie.

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
9 Ace ști factori sunt interconecta Ńi într-o oarecare m ăsur ă; dar când se
utilizeaz ă medii spa Ńiale și temporale, efectele fiec ărui grup de factori ai
calit ăŃii aerului men Ńiona Ńi anterior, pot fi în general izolate.
Variabilitatea temporal ă
Concentra Ńiile unui poluant m ăsurate de o sta Ńie urban ă indic ă o
variabilitate considerabil ă. Varia Ńiile tind s ă fie maxime lâng ă punctele de
emisie și scad cu cre șterea distan Ńei când eventual poluan Ńii se amestec ă cu
straturile inferioare ale atmosferei. Varia Ńiile pot fi clasificate în
conformitate cu urm ătoarele sc ări de timp:
a. Varia Ńii instantanee
Acestea se datoreaz ă functua Ńiilor vitezei și direc Ńiei vântului pentru
că în stratul atmosferic apropiat de sol curgerea e p uternic turbulent ă.
b. Ciclul zilnic
Aceast ă comportare se datoreaz ă atât ciclurilor ratelor de emisie, cât
și condi Ńiilor meteorologice. Atmosfera are de asemenea un c iclu diurn bine
definit, stabilitatea nocturn ă, alternând cu convec Ńia din timpul zilei.
Un ciclu zilnic puternic poate fi observat când se fac m ăsur ători din
or ă in oră în cursul mai multor zile.
c. Ciclul s ăpt ămânal
Sâmb ăta și duminica emisiile sunt mai sc ăzute și ciclul diurn e diferit
comparativ cu cel al altor zile ale s ăpt ămânii. În cazul traficului
automobilelor, vântul de diminea Ńă este întârziat cu aproximativ o or ă și în
ziua de duminic ă nu este atât de mare ca în timpul s ăpt ămânii. Ca rezultat,
concentra Ńiile medii de poluan Ńi sunt în general mai mici în timpul
săpt ămânii, decât în zilele obi șnuite ale s ăpt ămânii.
d. Ciclul anual
Ciclurile anuale ale calit ăŃii aerului se g ăsesc aproape în orice
așezare urban ă, datorit ă ciclurilor anuale în ratele de emisie și a factorilor
meteorologici relevan Ńi.

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
10 Variabilitatea spa Ńial ă
Configura Ńia spa Ńial ă a polu ării aerului este deseori clasificat ă în
func Ńie de dimensiuni, dup ă cum urmeaz ă (N. Tworks, R. Munn, 1981):
– microscar ă (0 – l0 m)
– scar ă urban ă (5 – 50 km)
– scar ă regional ă (100-1000 km)
– scar ă continental ă, emisferic ă, global ă
Fiecare scar ă spa Ńial ă este caracterizat ă și de constantele de timp diferite.
Corela Ńii
Între datele despre calitatea aerului exist ă urm ătoarele tipuri de
corela Ńii statistice:
1. Corela Ńii temporale (autocorela Ńii) – într-o serie de m ăsur ători
ale unui singur poluant prelevat de o singur ă sta Ńie;
2. Corela Ńii încruci șate – între m ăsur ătorile mai multor poluan Ńi
preleva Ńi de o sta Ńie.
3. Corela Ńii spa Ńiale – între m ăsur ători concuren Ńiale ale unui singur
poluant realizate de. sta Ńii diferite.
Tehnici de m ăsur ă specifice
Una dintre aceste tehnici implic ă utilizarea m ăsur ătorilor din
laboratoare mobile realizate în timp real, de-a lun gul str ăzilor. Aceast ă
metod ă este convenabil ă pentru identificarea distribu Ńiei surselor de poluare
în zonele urbane și pentru evaluarea prin e șantionare a polu ării și
compararea cu standardele pe termen scurt ale calit ăŃii aerului.
O alt ă tehnic ă este cea a tuburilor pasive, implicând tuburi de d ifuzie
instalate dens în zone care trebuie supravegheate p entru perioada de
eșantionare variind între câteva zile și de la una pân ă la patru s ăpt ămâni.
Aceast ă tehnic ă, foarte convenabil ă a fost deja larg aplicat ă pentru NO 2 și
testat ă pentru SO 2. Tehnica a fost utilizat ă pentru reproiectarea re Ńelelor de
supraveghere a calit ăŃii aerului la Paris și Madrid.

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
11 Exist ă de asemenea, tehnici spectrofotometrice avansate, cum ar fi
spectrofotometria diferen Ńial ă de absorb Ńie optic ă și alte tehnici sensibile,
care permit integrarea concentra Ńiei de poluan Ńi pe câteva sute de metri și
reu șesc s ă elimine distorsiunile datorate turbulen Ńei.
Utilizarea tehnicilor fotografice ca mod de suprav eghere a calit ăŃii
aerului nu a fost explorat ă suficient și exist ă un șir de dificult ăŃi specifice.
O combina Ńie a tehnicilor prezentate anterior constituie cea mai bun ă
strategie pentru a ob Ńine mai multe informa Ńii asupra distribu Ńiei spa Ńiale și
temporale a poluan Ńilor.
Monitorizarea continu ă a calit ăŃii aerului realizat ă din puncte fixe,
este metoda cea mai utilizat ă asigurând serii de date pe mai mul Ńi ani.
Eșantionarea realizat ă de sta Ńii mobile poate fi foarte util ă, asigurând
posibilitatea evalu ării calit ăŃii aerului pe zone geografice extinse,
verificarea preciziei sta Ńiilor fixe, proiectarea re Ńelelor de supraveghere a
calit ăŃii aerului precum și posibilitatea interpol ării între dou ă sta Ńii fixe.
IV.2.3 Modelarea polu ării aerului
Ideal ar fi ca emisia poluan Ńilor și datele meteorologice s ă serveasc ă
drept baz ă de date pentru modelele matematice de prognoz ă a reparti Ńiei
poluan Ńilor. Acest lucru s-a și realizat deja pentru unele cazuri, de și în
prezent, exist ă limit ări serioase în utilizarea acestor modele.
Printre limit ările modelelor matematice ale estim ării polu ării aerului
se num ără:
○ disponibilitatea datelor meteorologice este deseor i insuficient ă;
○ pentru contaminan Ńii primari, cum ar fi monoxidul de carbon, dioxidul de
sulf, modelele existente pentru estimarea mediei co ncentra Ńiilor pe termen
lung sunt mai de credibile decât cele utilizate pen tru prognozarea pe termen
scurt;
○ unele condi Ńii meteorologice cum ar fi cele care implic ă instabilit ăŃi
atmosferice, nu sunt u șor de modelat;

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
12 ○ modelele utilizate pentru predic Ńia contaminan Ńilor forma Ńi prin reac Ńii
atmosferice se afl ă înc ă într-un stadiu incipient de dezvoltare;
○ topografia complex ă a terenurilor urbane conduce la curgeri puternic
turbulente, a c ăror modelare este foarte dificil ă.
Modelele care implic ă rezolvarea ecua Ńiilor Navier-Stokes și de
continuitate într-un domeniu tridimensional sufer ă de incertitudinile
precizate anterior și necesit ă timp de calcul considerabil. Ele sunt cele mai
promi Ńă toare, în m ăsura în care includ toate aspectele fizice și chimice ale
polu ării și se sper ă s ă devin ă instrumentele viitorului.

IV.3 Metode și instrumente de monitorizare
Re Ńelele de monitorizare a calit ăŃii aerului, de obicei, constau dintr-
un num ăr de sta Ńii dispuse într-o zon ă. O sta Ńie de monitorizare con Ńine o
varietate de instrumente pentru m ăsura polu ării aerului, instrumente ce pot
fi manuale, semi-automate, automate sau o combina Ńie a acestora.
Parametrii meteorologici (viteza și direc Ńia vântului, temperatura,
umiditatea, presiunea, etc.) trebuie de asemenea m ăsura Ńi în locul unde este
amplasat ă.
IV.3.1 Instrumente de monitorizare
În termeni generali, o unitate de monitorizare est e utilizat ă pentru
eșantionarea și m ăsurarea unor parametri ai aerului ambiant. Instrume ntarul
poate fi clasificat dup ă cum urmeaz ă:
A. Instrumente manuale
Procedura de e șantionare este realizat ă automat. Analizele de
laborator ale e șantioanelor sunt manuale.
B. Instrumente semiautomate
Procedura de e șantionare este realizat ă automat, utilizând un
dispozitiv de e șantionare secven Ńial. Analizele de laborator pot fi mai mult
sau mai pu Ńin automatizate.

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
13 C. Instrumente automate
Eșantionarea și m ăsurarea sunt realizate automat, f ără interven Ńia
uman ă. E șantionarea, analiza și procesarea semnalelor sunt combinate într-
un singur dispozitiv.
IV.3.2 Metode de monitorizare
Metodele de m ăsur ă a calit ăŃii aerului pot fi clasificate dup ă cum
urmeaz ă:
1. Metode chimice
Aceste metode implic ă prinderea gazului într-o capcan ă, într-un
mediu lichid, urmat ă de analiza chimic ă a gazului. Pentru a fi e șantionat
este antrenat de o pomp ă, printr-un tub al c ărui cap ăt este plasat sub
suprafa Ńa lichidului. Gazul formeaz ă bule și este dispersat în lichid, care
poate fi analizat ulterior.
2. Metode fizice
Aceste metode implic ă m ăsurarea direct ă a unor propriet ăŃi fizice
(uzual optice) ale poluantului.
Instrumentele manuale sau semiautomate se bazeaz ă în general pe
metode chimice, în timp ce instrumentele automate t ind s ă depind ă de
propriet ăŃile fizice ale poluantului.
IV.3.3 Sisteme de achizi Ńii de date
Evolu Ńia datelor de la instrumentele de m ăsur ă c ătre utilizatorul final,
este realizat ă de sistemul de achizi Ńie de date. Atâta timp cât se utilizeaz ă
instrumente manuale și semiautomate, achizi Ńia de date este realizat ă
manual.
Instrumentele automate și senzorii meteorologici în general, produc
unele forme de semnal electric, analogic, care vari az ă cu parametrul
măsurat.

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
14 Forma final ă și modul de stocare al informa Ńiilor sunt efectuate de
sistemele de achizi Ńii de date. Aceste sisteme pot fi clasificate, în
conformitate cu nivelul de automatizare, astfel:
• Sisteme de înregistrare analogice
Înregistr ările analogice, se bazeaz ă pe utilizarea înregistratoarelor cu
band ă de hârtie și peni Ńă , care produc o urm ă analogic ă propor Ńional ă cu
mărimea m ăsurat ă. Rulourile de hârtie se înlocuiesc manual.
•• •• Înregistr ările digitale, stocarea la fa Ńa locului
Semnalele analogice de la analizori sunt transmise la un sistem de
achizi Ńie de date digital, care realizeaz ă conversia analog-digital ă,
calculeaz ă mediile m ăsur ătorilor și plaseaz ă valorile medii într-o memorie
intern ă.
•• •• Sisteme digitale complet automatizate
Datele preluate de la un sistem de achizi Ńie de date de la fa Ńa locului,
pot fi transmise prin telefon sau prin radio la un centru unde datele sunt
stocate într-un calculator pentru o evaluare ulteri oar ă.
Pot fi transmise de asemenea, semnale pentru ini Ńializare de la sta Ńia
central ă c ătre sta Ńiile din teritoriu printr-un sistem de telecomunica Ńii, se
poate realiza calibrarea instrumentelor de m ăsur ă și controlul activit ăŃii
sta Ńiilor.
IV.3.4 Principiile metodelor uzuale de m ăsur ă a poluan Ńilor majori ai
aerului
Pentru dioxidul de sulf (SO 2)
Fluorescen Ńa
a. Moleculele de dioxid de sulf (SO 2) sunt excitate la un nivel
electronic mai înalt, utilizând o surs ă adecvat ă de lumin ă (l ămpi de zinc sau
cadmiu la 213,8 și 228,8 mm), iar intensitatea radia Ńiei emise prin
dezexcitarea moleculelor în domeniul 220 pân ă la 400 mm, este m ăsurat ă.
Instrumentul utilizeaz ă o surs ă ultraviolet ă pulsatorie care iradiaz ă

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
15 eșantionul de gaz care curge continuu printr-o celul ă optic ă. Radia Ńia
fluorescent ă emis ă, este detectat ă de un tub fotomultiplicatoar plasat în
unghi drept fa Ńă de sursa de lumin ă, pentru a elimina interferen Ńa cu
fasciculul excitant. Dispozitivul electronic de pro cesare a semnalului,
transform ă energia luminii într-o tensiune, care este direct, propor Ńional ă cu
concentra Ńia SO2 din e șantionul analizat.
Limita inferioar ă detectabil ă: 0,002 ppm.
Timpul de r ăspuns: 4 min.
b. Exist ă și o alt ă metod ă de detectare a SO 2 din aer, bazat ă pe
reac Ńia chimic ă al c ărei rezultat final se analizeaz ă spectrofotometric în
laborator.
Pentru dioxidul de azot (NO 2)
Chemiluminiscen Ńa
a. Principiul acestei metode este bazat pe detectarea luminii produse
de energia eliminat ă din reac Ńia oxidului de azot (NO) cu ozonul (O 3).
Ozonul este produs de un generator (de exemplu cu d esc ărcare electric ă),
ce formeaz ă o component ă intern ă a instrumentului. Aerul con Ńinând NO
este introdus în instrumentul de monitorizare, unde este amestecat cu exces
de O3. Produsul reac Ńiei dintre NO și O3, este dioxidul de azot ( ∗∗ ∗∗
2NO )
excitat, care emite lumin ă. ∗∗ ∗∗
2NO se relaxeaz ă prin emisia de fotoni și
intensitatea luminii emise este propor Ńional ă cu concentra Ńia NO din
eșantion. Numai NO este detectat direct prin metoda c hemiluminiscen Ńei.
NO2 este monitorizat prin convertirea în oxid de azot (NO), cu ajutorul
unui convertor cu molibden, la 200 °C, care constit uie o component ă
intern ă a instrumentului.
Limita inferioar ă detectabil ă: 0,002 ppm.
Timpul de r ăspuns: 3 min.
b. Metoda Griess-Saltzman (aparat manual)

«SUPRAVEGHEREA CALIT Ăł II MEDIULUI» – Note de curs
Delia Popescu
16 Printr-o reac Ńie chimic ă se produce o substan Ńă de culoare roz, a c ărei
intensitate poate fi citit ă de un fotometru. Principiul este utilizat uzual în
metodele chimice umede și este recomandat de Organiza Ńia Interna Ńional ă
pentru Standardizare (ISO, 1991).
Limita inferioar ă detectabilă: 0,005 ppm
Pentru ozon (O 3)
Absorb Ńia ultraviolet ă (aparat automat)
Într-un instrument cu o singur ă celul ă aerul este condus direct c ătre o
celul ă de e șantionare (primul mod) și printr-un convertor catalitic (al doilea
mod), care descompune O 3 f ără a determina pierderea altor constituen Ńi
atmosferici. Ciclul dual elimin ă interferen Ńa altor specii absorbante de
radia Ńii (de exemplu hidrocarburile aromatice), în timp c e diferen Ńa citirilor
între cele dou ă moduri (cicluri) este o func Ńie de con Ńinutul de O 3 prezent.
Lumina ultraviolet ă de la o lamp ă de mercur, trece prin celul ă în
fiecare și este dirijat ă c ătre o fotocelul ă detectoare unde intensitatea luminii
este m ăsurat ă în fiecare mod de operare. Partea electronic ă a aparatului
calculeaz ă concentra Ńia de O 3, utilizând legea de absorb Ńie Lamber-Beer.
Limita inferioar ă detectabil ă: 0,002 ppm.
Timpul de r ăspuns: 1 min.
Pentru monoxidul de carbon (CO)
Spectroscopie nedistructiv ă în infraro șu (aparat automat)
Radia Ńia de la o surs ă în infraro șu este dirijat ă c ătre o roat ă rotitoare
care con Ńine dou ă celule filtrate în infraro șu ale gazului, una dintre celule
con Ńine o concentra Ńie mare de CO (filtru CO), care absoarbe toate
frecven Ńele spectrului monoxidului de carbon din radia Ńia inciden Ńă , iar
cealalt ă celul ă con Ńine azot (filtru N 2), care nu absoarbe radia Ńia. Aceast ă
diferen Ńă în intensitatea fasciculelor este propor Ńional ă cu concentra Ńia de
CO din e șantion.
Limita inferioar ă detectabil ă: 0,1 ppm

Cap.IV MONITORIZAREA CALIT Ăł II AERULUI
17 Timpul de r ăspuns: 30 sec.
Pentru totalul particulelor în suspensie
Un ventilator de debit mare conduce e șantionul de aer într-o cavitate
paralelipipedic ă prev ăzut ă cu filtre din fibre de sticl ă. Masa particulelor
colectate pe filtru este ob Ńinut ă prin cânt ărirea acesteia înainte și dup ă
experiment.
Metoda fumului negru
Procedeul colecteaz ă particulele în suspensie pe un filtru de hârtie.
Înnegrirea hârtiei filtrului este estimat ă utilizând un reflectometru. Acest
instrument const ă dintr-o surs ă de lumin ă și un element fotosensibil montat
împreun ă pe un cap de m ăsur ă. Lumina reflectat ă de hârtia de filtru cade pe
elementul sensibil și curentul generat este m ăsurat. Cu cât este mai neagr ă
hârtia de filtru cu atât mai mic ă este intensitatea luminii reflectate. Acest
rezultat poate fi convertit în concentra Ńii de fum prin utilizarea unei curbe
de calibrare.