Madhumuni ya muundo wa uchafuzi wa hewa ni makadirio ya viwango vya uchafuzi wa nje unaosababishwa, kwa mfano, na michakato ya uzalishaji wa viwandani, kutolewa kwa bahati mbaya au trafiki. Muundo wa uchafuzi wa hewa hutumiwa kubaini mkusanyiko wa jumla wa uchafuzi wa mazingira, na pia kutafuta sababu ya viwango vya juu vya ajabu. Kwa miradi iliyo katika hatua ya kupanga, mchango wa ziada kwa mzigo uliopo unaweza kukadiriwa mapema, na hali ya utoaji inaweza kuboreshwa.

Kielelezo 1. Mfumo wa Kimataifa wa Ufuatiliaji wa Mazingira/Udhibiti wa uchafuzi wa hewa

Kulingana na viwango vya ubora wa hewa vilivyobainishwa kwa uchafuzi unaozungumziwa, thamani za wastani za kila mwaka au viwango vya kilele vya muda mfupi ni vya kupendeza. Kawaida viwango vinapaswa kuamuliwa mahali ambapo watu wanafanya kazi - ambayo ni, karibu na uso kwa urefu wa kama mita mbili juu ya ardhi.

Vigezo Vinavyoathiri Mtawanyiko wa Uchafuzi

Aina mbili za vigezo huathiri mtawanyiko wa uchafuzi: vigezo vya chanzo na vigezo vya hali ya hewa. Kwa vigezo vya chanzo, viwango vinalingana na kiasi cha uchafuzi unaotolewa. Ikiwa vumbi linahusika, kipenyo cha chembe lazima kijulikane ili kubainisha mchanga na utuaji wa nyenzo (VDI 1992). Kwa vile viwango vya uso ni vya chini na urefu mkubwa wa rafu, kigezo hiki pia lazima kijulikane. Aidha, viwango hutegemea jumla ya kiasi cha gesi ya kutolea nje, pamoja na joto na kasi yake. Ikiwa hali ya joto ya gesi ya kutolea nje inazidi joto la hewa inayozunguka, gesi itakuwa chini ya buoyancy ya joto. Kasi yake ya kutolea nje, ambayo inaweza kuhesabiwa kutoka kwa kipenyo cha stack ya ndani na kiasi cha gesi ya kutolea nje, itasababisha kasi ya kasi. Fomula za kimajaribio zinaweza kutumika kuelezea vipengele hivi (VDI 1985; Venkatram na Wyngaard 1988). Inapaswa kusisitizwa kuwa sio wingi wa uchafuzi unaohusika bali ni gesi ya jumla ambayo inawajibika kwa kasi ya joto na nguvu.

Vigezo vya hali ya hewa vinavyoathiri mtawanyiko wa uchafuzi ni kasi ya upepo na mwelekeo, pamoja na utabakaji wima wa joto. Mkusanyiko wa uchafuzi unalingana na uwiano wa kasi ya upepo. Hii ni hasa kutokana na kasi ya usafiri. Kwa kuongezea, mchanganyiko wa msukosuko huongezeka kwa kasi ya upepo inayokua. Kwa vile kinachojulikana kama inversions (yaani, hali ambapo halijoto inaongezeka kwa urefu) huzuia mchanganyiko wa misukosuko, viwango vya juu vya uso huzingatiwa wakati wa utabakaji thabiti sana. Kinyume chake, hali za kushawishi huzidisha mchanganyiko wa wima na kwa hiyo huonyesha maadili ya chini ya mkusanyiko.

Viwango vya ubora wa hewa - kwa mfano, thamani za wastani za kila mwaka au asilimia 98 - kwa kawaida hutegemea takwimu. Kwa hivyo, data ya mfululizo wa wakati kwa vigezo husika vya hali ya hewa inahitajika. Kwa kweli, takwimu zinapaswa kuzingatia miaka kumi ya uchunguzi. Iwapo ni mfululizo wa muda mfupi zaidi unaopatikana, inafaa kuthibitishwa kuwa unawakilisha kwa muda mrefu zaidi. Hii inaweza kufanywa, kwa mfano, kwa uchambuzi wa mfululizo wa muda mrefu kutoka kwa tovuti nyingine za uchunguzi.

Msururu wa wakati wa hali ya hewa unaotumika pia unapaswa kuwa kiwakilishi cha tovuti inayozingatiwa - yaani, lazima iakisi sifa za mahali hapo. Hii ni muhimu haswa kuhusu viwango vya ubora wa hewa kulingana na sehemu za kilele za usambazaji, kama vile asilimia 98. Ikiwa hakuna mfululizo kama huo wa saa uliokaribia, modeli ya mtiririko wa hali ya hewa inaweza kutumika kukokotoa moja kutoka kwa data nyingine, kama itakavyoelezwa hapa chini.

Mpango wa Global Atmospheric Watch (GAW) (Miller na Soudine 1994) hutoa data na taarifa nyingine juu ya utungaji wa kemikali na sifa za kimwili zinazohusiana za angahewa, na mwelekeo wao, kwa lengo la kuelewa uhusiano kati ya mabadiliko ya muundo wa anga na mabadiliko ya kimataifa. na hali ya hewa ya eneo, usafiri wa anga wa masafa marefu na utuaji wa vitu vinavyoweza kudhuru juu ya mifumo ya mazingira ya nchi kavu, maji safi na baharini, na mzunguko wa asili wa vipengele vya kemikali katika mfumo wa angahewa/bahari/biosphere ya kimataifa, na athari za kianthropogenic hapo juu. Mpango wa GAW una maeneo manne ya shughuli: Mfumo wa Uangalizi wa Ozoni Ulimwenguni (GO3OS), ufuatiliaji wa kimataifa wa utunzi wa mandharinyuma ya angahewa, ikijumuisha Usuli wa Mtandao wa Kufuatilia Uchafuzi wa Hewa (BAPMoN); utawanyiko, usafiri, mabadiliko ya kemikali na uwekaji wa uchafuzi wa anga juu ya ardhi na bahari kwa mizani tofauti ya wakati na nafasi; kubadilishana uchafuzi wa mazingira kati ya anga na sehemu zingine za mazingira; na ufuatiliaji jumuishi. Mojawapo ya vipengele muhimu vya GAW ni kuanzishwa kwa Vituo vya Shughuli za Sayansi ya Uhakikisho wa Ubora ili kusimamia ubora wa data zinazozalishwa chini ya GAW.

---

 

 

Dhana za Kuiga Uchafuzi wa Hewa

Kama ilivyoelezwa hapo juu, mtawanyiko wa uchafuzi wa mazingira unategemea hali ya utoaji, usafiri na mchanganyiko wa misukosuko. Kwa kutumia mlingano kamili unaoelezea vipengele hivi huitwa Eulerian dispersion modeling (Pielke 1984). Kwa mbinu hii, faida na hasara za uchafuzi unaozungumziwa zinapaswa kuamuliwa katika kila hatua kwenye gridi ya anga ya kimawazo na katika hatua mahususi za wakati. Kwa vile njia hii ni ngumu sana na inatumia muda wa kompyuta, kwa kawaida haiwezi kushughulikiwa kimazoea. Walakini, kwa matumizi mengi, inaweza kurahisishwa kwa kutumia mawazo yafuatayo:

• hakuna mabadiliko ya hali ya utoaji kwa wakati

• hakuna mabadiliko ya hali ya hewa wakati wa usafiri

• kasi ya upepo juu ya 1 m / s.

 

Katika kesi hii, equation iliyotajwa hapo juu inaweza kutatuliwa kwa uchambuzi. Fomula inayotokana inaelezea bomba na usambazaji wa mkusanyiko wa Gaussian, mfano wa bomba la Gaussian (VDI 1992). Vigezo vya usambazaji hutegemea hali ya hali ya hewa na umbali wa chini ya upepo na vile vile urefu wa mrundikano. Lazima ziamuliwe kwa nguvu (Venkatram na Wyngaard 1988). Hali ambapo utoaji na/au vigezo vya hali ya hewa hutofautiana kwa kiasi kikubwa katika muda na/au nafasi vinaweza kuelezewa na modeli ya puff ya Gaussian (VDI 1994). Chini ya mbinu hii, pumzi tofauti hutolewa kwa hatua za wakati maalum, kila moja ikifuata njia yake kulingana na hali ya sasa ya hali ya hewa. Katika njia yake, kila pumzi inakua kulingana na mchanganyiko wa msukosuko. Vigezo vinavyoelezea ukuaji huu, tena, vinapaswa kuamuliwa kutoka kwa data ya majaribio (Venkatram na Wyngaard 1988). Inapaswa kusisitizwa, hata hivyo, ili kufikia lengo hili, vigezo vya pembejeo lazima vipatikane na azimio muhimu kwa wakati na / au nafasi.

Kuhusu kutolewa kwa bahati mbaya au uchunguzi wa kesi moja, mfano wa Lagrangi au chembe (Mwongozo wa VDI 3945, Sehemu ya 3) inapendekezwa. Wazo kwa hivyo ni kukokotoa njia za chembe nyingi, ambazo kila moja inawakilisha kiwango maalum cha uchafuzi unaohusika. Njia za kibinafsi zinajumuisha usafiri na upepo wa wastani na usumbufu wa stochastic. Kwa sababu ya sehemu ya stochastiki, njia hazikubaliani kabisa, lakini zinaonyesha mchanganyiko kwa msukosuko. Kimsingi, mifano ya Lagrangian ina uwezo wa kuzingatia hali ngumu ya hali ya hewa - haswa, upepo na msukosuko; sehemu zinazokokotolewa na miundo ya mtiririko iliyoelezwa hapa chini inaweza kutumika kwa muundo wa utawanyiko wa Lagrangian.

Muundo wa Mtawanyiko katika Mandhari Changamano

Iwapo viwango vya uchafuzi itabidi kubainishwa katika eneo lenye muundo, inaweza kuwa muhimu kujumuisha athari za topografia kwenye mtawanyiko wa uchafuzi katika uundaji wa miundo. Athari kama hizo ni, kwa mfano, usafiri unaofuata muundo wa topografia, au mifumo ya upepo wa joto kama vile upepo wa baharini au upepo wa milimani, ambao hubadilisha mwelekeo wa upepo wakati wa mchana.

Athari kama hizo zikitokea kwa kiwango kikubwa zaidi kuliko eneo la kielelezo, athari inaweza kuzingatiwa kwa kutumia data ya hali ya hewa inayoakisi sifa za ndani. Ikiwa hakuna data kama hiyo inayopatikana, muundo wa pande tatu unaosisitizwa kwenye mtiririko na topografia unaweza kupatikana kwa kutumia modeli inayolingana ya mtiririko. Kulingana na data hizi, uundaji wa muundo wa mtawanyiko wenyewe unaweza kufanywa kwa kuchukulia usawa wa usawa kama ilivyoelezwa hapo juu katika kisa cha modeli ya manyoya ya Gaussian. Hata hivyo, katika hali ambapo hali ya upepo inabadilika sana ndani ya eneo la mfano, modeli ya mtawanyiko yenyewe inapaswa kuzingatia mtiririko wa tatu-dimensional unaoathiriwa na muundo wa topografia. Kama ilivyoelezwa hapo juu, hii inaweza kufanywa kwa kutumia puff ya Gaussian au mfano wa Lagrangian. Njia nyingine ni kufanya modeli ngumu zaidi ya Eulerian.

Kuamua mwelekeo wa upepo kwa mujibu wa ardhi ya eneo iliyopangwa kitopografia, muundo wa mtiririko wa wingi unaolingana au uchunguzi unaweza kutumika (Pielke 1984). Kwa kutumia mbinu hii, mtiririko umewekwa kwenye topografia kwa kutofautisha thamani za awali kidogo iwezekanavyo na kwa kuweka wingi wake sawa. Kwa vile hii ni mbinu inayoleta matokeo ya haraka, inaweza pia kutumiwa kukokotoa takwimu za upepo kwa tovuti fulani ikiwa hakuna uchunguzi unaopatikana. Kwa kufanya hivyo, takwimu za upepo wa geostrophic (yaani, data ya hewa ya juu kutoka kwa rawinsondes) hutumiwa.

Ikiwa, hata hivyo, mifumo ya upepo wa joto inapaswa kuzingatiwa kwa undani zaidi, mifano inayoitwa ya ubashiri inapaswa kutumika. Kulingana na kiwango na mwinuko wa eneo la mfano, mbinu ya hydrostatic, au hata ngumu zaidi isiyo ya hidrostatic, inafaa (VDI 1981). Mifano ya aina hii inahitaji nguvu nyingi za kompyuta, pamoja na uzoefu mkubwa katika matumizi. Uamuzi wa viwango kulingana na njia za kila mwaka, kwa ujumla, haziwezekani na mifano hii. Badala yake, tafiti mbaya zaidi zinaweza kufanywa kwa kuzingatia mwelekeo mmoja tu wa upepo na vigezo hivyo vya kasi ya upepo na utabakishaji ambavyo husababisha viwango vya juu zaidi vya mkusanyiko wa uso. Ikiwa maadili hayo ya hali mbaya zaidi hayazidi viwango vya ubora wa hewa, tafiti za kina zaidi hazihitajiki.

Kielelezo 2. Muundo wa topografia wa eneo la mfano

Mchoro wa 2, mchoro wa 3 na mchoro wa 4 unaonyesha jinsi usafiri na usambazaji wa vichafuzi unavyoweza kuwasilishwa kuhusiana na ushawishi wa hali ya hewa ya ardhi na upepo inayotokana na kuzingatia masafa ya uso na kijiostrofiki ya upepo.

Mchoro 3. Usambazaji wa masafa ya uso kama inavyobainishwa kutoka kwa usambazaji wa masafa ya kijiostrofiki

Mchoro 4. Wastani wa viwango vya uchafuzi wa kila mwaka kwa eneo la dhahania vinavyokokotolewa kutoka kwa usambazaji wa masafa ya kijiostrofiki kwa sehemu tofauti za upepo.

Muundo wa Mtawanyiko Katika Hali ya Vyanzo vya Chini

Kwa kuzingatia uchafuzi wa hewa unaosababishwa na vyanzo vya chini (yaani, urefu wa mrundikano kwa mpangilio wa urefu wa jengo au uzalishaji wa trafiki barabarani) ushawishi wa majengo yanayozunguka unapaswa kuzingatiwa. Utoaji wa gesi za barabarani utanaswa kwa kiasi fulani katika korongo za barabarani. Michanganyiko ya kimajaribio imepatikana kuelezea hili (Yamartino na Wiegand 1986).

Vichafuzi vinavyotolewa kutoka kwa rundo la chini lililo kwenye jengo vitanaswa katika mzunguko wa upande wa lee wa jengo. Upeo wa mzunguko huu wa lee inategemea urefu na upana wa jengo, pamoja na kasi ya upepo. Kwa hivyo, mbinu zilizorahisishwa za kuelezea mtawanyiko wa uchafuzi katika hali kama hiyo, kwa kuzingatia urefu wa jengo, sio halali kwa ujumla. Upeo wa wima na mlalo wa mzunguko wa lee umepatikana kutoka kwa masomo ya handaki ya upepo (Hosker 1985) na inaweza kutekelezwa katika mifano ya uchunguzi wa wingi. Mara tu uwanja wa mtiririko utakapoamuliwa, inaweza kutumika kuhesabu usafirishaji na mchanganyiko wa msukosuko wa uchafuzi unaotolewa. Hii inaweza kufanywa na modeli ya utawanyiko wa Lagrangian au Eulerian.

Masomo ya kina zaidi - kuhusu matoleo ya bahati mbaya, kwa mfano - yanaweza kufanywa tu kwa kutumia mtiririko usio na hidrostatic na mifano ya utawanyiko badala ya mbinu ya uchunguzi. Kwa vile hii, kwa ujumla, inahitaji nguvu kubwa ya kompyuta, mbinu mbaya zaidi kama ilivyoelezwa hapo juu inapendekezwa kabla ya modeli kamili ya takwimu.

 

Back

Ufuatiliaji wa ubora wa hewa unamaanisha kipimo cha utaratibu cha vichafuzi vya hewa iliyoko ili kuweza kutathmini mfiduo wa vipokezi vilivyo hatarini (km, watu, wanyama, mimea na kazi za sanaa) kwa misingi ya viwango na miongozo inayotokana na athari zinazoonekana, na/au. kuanzisha chanzo cha uchafuzi wa hewa (uchambuzi wa causal).

Viwango vya uchafuzi wa hewa kwenye mazingira huathiriwa na tofauti ya anga au wakati wa utoaji wa dutu hatari na mienendo ya mtawanyiko wao hewani. Kama matokeo, tofauti za kila siku na za kila mwaka za viwango hufanyika. Haiwezekani kuamua kwa njia ya umoja tofauti hizi zote tofauti za ubora wa hewa (katika lugha ya takwimu, idadi ya majimbo ya ubora wa hewa). Kwa hivyo, vipimo vya viwango vya uchafuzi wa hewa kila wakati huwa na tabia ya sampuli za anga au wakati.

Upangaji wa Vipimo

Hatua ya kwanza katika kupanga kipimo ni kuunda madhumuni ya kipimo kwa usahihi iwezekanavyo. Maswali muhimu na nyanja za uendeshaji kwa ufuatiliaji wa ubora wa hewa ni pamoja na:

Kipimo cha eneo:

• uamuzi wa mwakilishi wa mfiduo katika eneo moja (ufuatiliaji wa jumla wa hewa)
• kipimo kiwakilishi cha uchafuzi wa mazingira uliokuwepo hapo awali katika eneo la kituo kilichopangwa (kibali, TA Luft (maagizo ya kiufundi, hewa))
• onyo la moshi (moshi wa msimu wa baridi, viwango vya juu vya ozoni)
• vipimo katika maeneo moto ya uchafuzi wa hewa ili kukadiria mfiduo wa juu zaidi wa vipokezi (EU-NO₂ mwongozo, vipimo katika korongo za barabarani, kwa mujibu wa Sheria ya Udhibiti wa Uingizaji nchini Ujerumani)
• kuangalia matokeo ya hatua za kupunguza uchafuzi na mienendo kwa wakati
• vipimo vya uchunguzi
• uchunguzi wa kisayansi - kwa mfano, usafirishaji wa uchafuzi wa hewa, ubadilishaji wa kemikali, kurekebisha mahesabu ya utawanyiko.

 

Kipimo cha kituo:

• vipimo katika kukabiliana na malalamiko
• kuhakikisha vyanzo vya uzalishaji, uchambuzi wa causal
• vipimo katika kesi za moto na kutolewa kwa bahati mbaya
• kuangalia mafanikio ya hatua za kupunguza
• ufuatiliaji wa uzalishaji wa kiwandani.

 

Lengo la kupanga vipimo ni kutumia taratibu za kipimo na tathmini ya kutosha ili kujibu maswali mahususi kwa uhakika wa kutosha na kwa gharama ya chini iwezekanavyo.

Mfano wa vigezo vinavyopaswa kutumika kwa ajili ya kupanga vipimo vinawasilishwa katika jedwali 1, kuhusiana na tathmini ya uchafuzi wa hewa katika eneo la kituo cha viwanda kilichopangwa. Kwa kutambua kwamba mahitaji rasmi hutofautiana kulingana na mamlaka, ni lazima ieleweke kwamba marejeleo maalum hapa yanafanywa kwa taratibu za leseni za Ujerumani kwa vifaa vya viwandani.

Jedwali 1. Vigezo vya kupanga vipimo katika kupima viwango vya uchafuzi wa hewa iliyoko (pamoja na mfano wa matumizi)

 

Mfano katika jedwali la 1 unaonyesha kesi ya mtandao wa kipimo ambao unapaswa kufuatilia ubora wa hewa katika eneo maalum kwa uwakilishi iwezekanavyo, ili kulinganisha na mipaka ya ubora wa hewa iliyochaguliwa. Wazo la mbinu hii ni kwamba uchaguzi wa nasibu wa maeneo ya vipimo hufanywa ili kufunika maeneo sawa katika eneo lenye ubora tofauti wa hewa (kwa mfano, maeneo ya kuishi, mitaa, maeneo ya viwanda, bustani, katikati mwa jiji, vitongoji). Mbinu hii inaweza kuwa ya gharama kubwa sana katika maeneo makubwa kutokana na idadi ya tovuti za kipimo zinazohitajika.

Dhana nyingine ya mtandao wa vipimo kwa hivyo huanza na tovuti za vipimo ambazo zimechaguliwa kiwakilishi. Ikiwa vipimo vya ubora wa hewa tofauti hufanyika katika maeneo muhimu zaidi, na urefu wa muda ambao vitu vilivyolindwa hubakia katika "mazingira madogo" haya hujulikana, basi mfiduo unaweza kuamua. Mbinu hii inaweza kupanuliwa kwa mazingira mengine madogo (kwa mfano, vyumba vya ndani, magari) ili kukadiria jumla ya mfiduo. Vielelezo vya uenezaji au vipimo vya uchunguzi vinaweza kusaidia katika kuchagua tovuti sahihi za kipimo.

Njia ya tatu ni kupima katika sehemu za mfiduo unaodhaniwa kuwa wa hali ya juu zaidi (kwa mfano, kwa NO₂ na benzene kwenye korongo za barabarani). Ikiwa viwango vya tathmini vinatimizwa kwenye tovuti hii, kuna uwezekano wa kutosha kwamba hii itakuwa pia kwa tovuti nyingine zote. Njia hii, kwa kuzingatia pointi muhimu, inahitaji maeneo machache ya kipimo, lakini haya lazima ichaguliwe kwa uangalifu maalum. Mbinu hii huhatarisha kukadiria kupita kiasi mfiduo halisi.

Vigezo vya muda wa kipimo, tathmini ya data ya kipimo na mzunguko wa kipimo kimsingi hutolewa katika ufafanuzi wa viwango vya tathmini (mipaka) na kiwango kinachohitajika cha uhakika wa matokeo. Mipaka ya vizingiti na masharti ya pembeni ya kuzingatiwa katika kupanga kipimo yanahusiana. Kwa kutumia taratibu za kipimo zinazoendelea, azimio ambalo kwa muda karibu limefumwa linaweza kupatikana. Lakini hii ni muhimu tu katika ufuatiliaji wa viwango vya kilele na/au kwa maonyo ya moshi; kwa ufuatiliaji wa wastani wa maadili ya kila mwaka, kwa mfano, vipimo visivyoendelea vinatosha.

Sehemu ifuatayo imejitolea kuelezea uwezo wa taratibu za vipimo na udhibiti wa ubora kama kigezo muhimu zaidi cha kupanga vipimo.

Quality Assurance

Vipimo vya viwango vya hewa chafuzi vinaweza kuwa ghali kutekeleza, na matokeo yanaweza kuathiri maamuzi muhimu yenye athari kubwa za kiuchumi au kiikolojia. Kwa hiyo, hatua za uhakikisho wa ubora ni sehemu muhimu ya mchakato wa kipimo. Maeneo mawili yanapaswa kutofautishwa hapa.

Hatua zinazozingatia utaratibu

Kila utaratibu kamili wa kipimo una hatua kadhaa: sampuli, maandalizi ya sampuli na kusafisha; kujitenga, kugundua (hatua ya mwisho ya uchambuzi); na ukusanyaji na tathmini ya data. Katika baadhi ya matukio, hasa kwa kipimo cha kuendelea cha gesi za isokaboni, baadhi ya hatua za utaratibu zinaweza kuachwa (kwa mfano, kujitenga). Uzingatiaji wa kina wa taratibu unapaswa kujitahidi katika kufanya vipimo. Taratibu ambazo zimesanifiwa na hivyo kurekodiwa kwa kina zinapaswa kufuatwa, katika mfumo wa viwango vya DIN/ISO, viwango vya CEN au miongozo ya VDI.

Hatua zinazoelekezwa na mtumiaji

Kutumia vifaa na taratibu zilizoidhinishwa na zilizothibitishwa za kipimo cha ukolezi wa hewa chafuzi haiwezi peke yake kuhakikisha ubora unaokubalika ikiwa mtumiaji hatatumia mbinu za kutosha za udhibiti wa ubora. Mfululizo wa viwango vya DIN/EN/ISO 9000 (Usimamizi wa Ubora na Viwango vya Uhakikisho wa Ubora), EN 45000 (ambayo inafafanua mahitaji ya maabara za kupima) na Mwongozo wa ISO 25 (Masharti ya Jumla kwa Umahiri wa Maabara za Urekebishaji na Upimaji) ni muhimu kwa mtumiaji- hatua zinazolenga kuhakikisha ubora.

Vipengele muhimu vya hatua za udhibiti wa ubora wa mtumiaji ni pamoja na:

• kukubalika na mazoezi ya yaliyomo katika hatua kwa maana ya mazoezi mazuri ya maabara (GLP)
• matengenezo sahihi ya vifaa vya kipimo, hatua zilizohitimu ili kuondoa usumbufu na kuhakikisha matengenezo
• kufanya urekebishaji na ukaguzi wa mara kwa mara ili kuhakikisha utendakazi sahihi
• kufanya uchunguzi wa kimaabara.

 

Taratibu za Kipimo

Taratibu za kipimo cha gesi isokaboni

Utajiri wa taratibu za kipimo upo kwa anuwai pana ya gesi isokaboni. Tutatofautisha kati ya njia za mwongozo na otomatiki.

Taratibu za Mwongozo

Katika kesi ya taratibu za kupima kwa mikono kwa gesi isokaboni, dutu inayopimwa kwa kawaida hutangazwa wakati wa sampuli katika myeyusho au nyenzo ngumu. Katika hali nyingi, uamuzi wa photometric hufanywa baada ya majibu sahihi ya rangi. Taratibu kadhaa za kupima kwa mikono zina umuhimu maalum kama taratibu za marejeleo. Kwa sababu ya gharama ya juu ya wafanyikazi, taratibu hizi za mwongozo zinafanywa mara chache tu kwa vipimo vya shamba leo, wakati taratibu mbadala za kiotomatiki zinapatikana. Taratibu muhimu zaidi zimechorwa kwa ufupi katika jedwali 2.

Jedwali 2. Taratibu za kipimo cha mwongozo kwa gesi za isokaboni

DL = kikomo cha kugundua; s = kupotoka kwa kawaida; rel. s = jamaa s.

Tofauti maalum ya sampuli, inayotumiwa hasa kuhusiana na taratibu za kipimo cha mwongozo, ni bomba la kutenganisha uenezi (denuder). Mbinu ya denuder inalenga kutenganisha awamu za gesi na chembe kwa kutumia viwango vyao tofauti vya uenezi. Kwa hivyo, mara nyingi hutumiwa kwa matatizo magumu ya kutenganisha (kwa mfano, amonia na misombo ya amonia; oksidi za nitrojeni, asidi ya nitriki na nitrati; oksidi za sulfuri, asidi ya sulfuriki na sulfati au halidi za hidrojeni). Katika mbinu ya kawaida ya denuder, hewa ya mtihani hupigwa kupitia bomba la kioo na mipako maalum, kulingana na nyenzo (s) zinazokusanywa. Mbinu ya denuder imeendelezwa zaidi katika tofauti nyingi na pia imejiendesha kwa sehemu. Imepanua sana uwezekano wa sampuli tofauti, lakini, kulingana na lahaja, inaweza kuwa ngumu sana, na matumizi sahihi yanahitaji uzoefu mkubwa.

Taratibu za kiotomatiki

Kuna wachunguzi wengi tofauti wa kupima kwenye soko la dioksidi ya sulfuri, oksidi za nitrojeni, monoksidi kaboni na ozoni. Kwa sehemu kubwa hutumiwa hasa katika mitandao ya kipimo. Vipengele muhimu zaidi vya mbinu za mtu binafsi vinakusanywa katika jedwali 3.

Jedwali 3. Taratibu za kupima otomatiki kwa gesi zisizo za kikaboni

 

Inapaswa kusisitizwa hapa kwamba taratibu zote za kipimo cha kiotomatiki kulingana na kanuni za kemikali-kimwili lazima zisawazishwe kwa kutumia taratibu za kumbukumbu (mwongozo). Kwa kuwa vifaa vya kiotomatiki katika mitandao ya kipimo mara nyingi huendesha kwa muda mrefu (kwa mfano, wiki kadhaa) bila usimamizi wa moja kwa moja wa mwanadamu, ni muhimu kwamba utendakazi wao sahihi uangaliwe mara kwa mara na kiatomati. Hii kwa ujumla hufanywa kwa kutumia sifuri na gesi za majaribio ambazo zinaweza kuzalishwa kwa njia kadhaa (maandalizi ya hewa iliyoko; mitungi ya gesi iliyoshinikizwa; upenyezaji; uenezaji; dilution tuli na inayobadilika).

Taratibu za kipimo cha uchafuzi wa hewa unaotengeneza vumbi na muundo wake

Miongoni mwa vichafuzi vya hewa chembe, maporomoko ya vumbi na chembe chembe zilizosimamishwa (SPM) hutofautishwa. Vumbi linajumuisha chembe kubwa zaidi, ambazo huzama chini kwa sababu ya ukubwa na unene wao. SPM inajumuisha sehemu ya chembe ambayo hutawanywa katika angahewa kwa njia thabiti na sawa na kwa hivyo inasalia kusimamishwa kwa muda fulani.

Upimaji wa chembe chembe zilizosimamishwa na misombo ya metali katika SPM

Kama ilivyo kwa vipimo vya uchafuzi wa hewa ya gesi, taratibu za kipimo zinazoendelea na zisizoendelea za SPM zinaweza kutofautishwa. Kama sheria, SPM hutenganishwa kwanza kwenye nyuzi za glasi au vichungi vya membrane. Inafuata uamuzi wa gravimetric au radiometric. Kulingana na sampuli, tofauti inaweza kufanywa kati ya utaratibu wa kupima jumla ya SPM bila kugawanyika kulingana na saizi ya chembe na utaratibu wa kugawanya ili kupima vumbi laini.

Faida na hasara za vipimo vya vumbi vilivyosimamishwa vilivyogawanywa vinabishaniwa kimataifa. Nchini Ujerumani, kwa mfano, mipaka yote ya vizingiti na viwango vya tathmini vinatokana na jumla ya chembe zilizosimamishwa. Hii ina maana kwamba, kwa sehemu kubwa, vipimo vya jumla vya SPM pekee vinafanywa. Nchini Marekani, kinyume chake, utaratibu unaoitwa PM-10 (chembechembe £ 10μm) ni ya kawaida sana. Katika utaratibu huu, chembe pekee zilizo na kipenyo cha aerodynamic hadi 10 μm zinajumuishwa (sehemu ya kuingizwa kwa asilimia 50), ambayo haiwezi kuvuta pumzi na inaweza kuingia kwenye mapafu. Mpango huo ni kutambulisha utaratibu wa PM-10 katika Umoja wa Ulaya kama utaratibu wa marejeleo. Gharama ya vipimo vya SPM vilivyogawanywa ni kubwa zaidi kuliko kupima jumla ya vumbi lililosimamishwa, kwa sababu vifaa vya kupimia lazima viwekewe vichwa maalum vya sampuli vilivyojengwa kwa gharama kubwa ambavyo vinahitaji matengenezo ya gharama kubwa. Jedwali la 4 lina maelezo juu ya taratibu muhimu zaidi za kipimo cha SPM.

Jedwali 4. Taratibu za kipimo cha chembe chembe iliyosimamishwa (SPM)

 

Hivi majuzi, vibadilishaji vichujio vya kiotomatiki pia vimeundwa ambavyo vinashikilia idadi kubwa ya vichungi na kusambaza kwa sampuli, moja baada ya nyingine, kwa vipindi vilivyowekwa. Vichungi vilivyowekwa wazi huhifadhiwa kwenye gazeti. Vikomo vya kutambua kwa taratibu za chujio ni kati ya 5 na 10 μg/m³ ya vumbi, kama sheria.

Hatimaye, utaratibu wa moshi mweusi wa vipimo vya SPM unapaswa kutajwa. Inatoka Uingereza, imejumuishwa katika miongozo ya EU kwa SO₂ na vumbi lililosimamishwa. Katika utaratibu huu, weusi wa chujio kilichofunikwa hupimwa na photometer ya reflex baada ya sampuli. Thamani za moshi mweusi ambazo hupatikana kwa njia ya picha hubadilishwa kuwa vitengo vya gravimetric (μg/m³) kwa msaada wa curve ya calibration. Kwa kuwa kazi hii ya calibration inategemea kiwango cha juu juu ya utungaji wa vumbi, hasa maudhui yake ya soti, uongofu katika vitengo vya gravimetric ni tatizo.

Leo, misombo ya chuma mara nyingi huamua mara kwa mara katika sampuli za uingizaji wa vumbi zilizosimamishwa. Kwa ujumla, mkusanyiko wa vumbi lililosimamishwa kwenye vichungi hufuatwa na kufutwa kwa kemikali kwa vumbi vilivyotenganishwa, kwa kuwa hatua za kawaida za uchambuzi wa mwisho zinaonyesha kubadilisha misombo ya metali na metalloid katika suluhisho la maji. Katika mazoezi, mbinu muhimu zaidi kwa mbali ni spectroscopy ya atomi (AAS) na spectroscopy yenye msisimko wa plasma (ICP-OES). Taratibu zingine za kuamua misombo ya metali katika vumbi lililosimamishwa ni uchambuzi wa fluorescence ya x-ray, polarography na uchanganuzi wa uanzishaji wa neutroni. Ingawa misombo ya metali imepimwa kwa zaidi ya muongo mmoja sasa kama sehemu ya SPM katika hewa ya nje katika maeneo fulani ya vipimo, maswali muhimu ambayo hayajajibiwa yanasalia. Kwa hivyo sampuli ya kawaida kwa kutenganisha vumbi vilivyosimamishwa kwenye vichungi inadhani kuwa mgawanyiko wa misombo ya metali nzito kwenye chujio imekamilika. Hata hivyo, dalili za awali zimepatikana katika fasihi zinazohoji hili. Matokeo ni tofauti sana.

Tatizo zaidi liko katika ukweli kwamba aina tofauti za kiwanja, au misombo moja ya vipengele husika, haiwezi kutofautishwa katika uchanganuzi wa misombo ya metali katika vumbi lililosimamishwa kwa kutumia taratibu za kawaida za kipimo. Ingawa katika hali nyingi uamuzi kamili wa kutosha unaweza kufanywa, utofautishaji wa kina zaidi unaweza kuhitajika na metali fulani haswa za kansa (As, Cd, Cr, Ni, Co, Be). Mara nyingi kuna tofauti kubwa katika madhara ya kansa ya vipengele na misombo yao binafsi (kwa mfano, misombo ya chromium katika viwango vya oxidation III na VI - wale tu katika ngazi ya VI ndio wanaosababisha kansa). Katika hali kama hizo kipimo maalum cha misombo ya mtu binafsi (uchambuzi wa spishi) inaweza kuhitajika. Licha ya umuhimu wa tatizo hili, majaribio ya kwanza tu ya uchanganuzi wa spishi yanafanywa katika mbinu ya kipimo.

Upimaji wa maporomoko ya vumbi na misombo ya metali katika maporomoko ya vumbi

Mbinu mbili tofauti kimsingi hutumiwa kukusanya maporomoko ya vumbi:

• sampuli katika kukusanya vyombo

• sampuli kwenye nyuso za wambiso.

 

Utaratibu maarufu wa kupima maporomoko ya vumbi (vumbi lililowekwa) ni kinachojulikana kama utaratibu wa Bergerhoff. Katika utaratibu huu, hali ya hewa ya mvua (utuaji kavu na unyevu) hukusanywa kwa siku 30± 2 kwenye vyombo vya mita 1.5 hadi 2.0 juu ya ardhi (utuaji mwingi). Kisha vyombo vya kukusanya vinachukuliwa kwenye maabara na kutayarishwa (kuchujwa, maji ya evaporated, kavu, vunja). Matokeo huhesabiwa kwa misingi ya eneo la chombo cha kukusanya na muda wa mfiduo katika gramu kwa kila mita ya mraba na siku (g/m²d). Kikomo cha ugunduzi wa jamaa ni 0.035 g/m²d.

Taratibu za ziada za kukusanya vumbi ni pamoja na kifaa cha Liesegang-Löbner na mbinu ambazo hukusanya vumbi lililowekwa kwenye karatasi za wambiso.

Matokeo yote ya kipimo cha maporomoko ya vumbi ni maadili ya jamaa ambayo hutegemea kifaa kinachotumiwa, kwani mgawanyiko wa vumbi huathiriwa na hali ya mtiririko kwenye kifaa na vigezo vingine. Tofauti za maadili ya kipimo zilizopatikana kwa taratibu tofauti zinaweza kufikia asilimia 50.

Muhimu pia ni muundo wa vumbi lililowekwa, kama vile yaliyomo kwenye risasi, cadmium na misombo mingine ya metali. Taratibu za uchambuzi zinazotumiwa kwa hili kimsingi ni sawa na zile zinazotumiwa kwa vumbi lililosimamishwa.

Kupima vifaa maalum katika fomu ya vumbi

Nyenzo maalum katika fomu ya vumbi ni pamoja na asbestosi na soti. Kukusanya nyuzi kama vichafuzi vya hewa ni muhimu kwani asbesto imeainishwa kama nyenzo iliyothibitishwa ya kusababisha kansa. Nyuzi zenye kipenyo cha D ≤ 3μm na urefu wa L ≥ 5μm, ambapo L: D ≥ 3, huchukuliwa kuwa kansa. Taratibu za kipimo cha nyenzo za nyuzi zinajumuisha kuhesabu, chini ya darubini, nyuzi ambazo zimetenganishwa kwenye vichungi. Taratibu za darubini za elektroni pekee ndizo zinaweza kuzingatiwa kwa vipimo vya nje vya hewa. Nyuzi hutenganishwa kwenye vichujio vya porous vilivyotiwa dhahabu. Kabla ya kutathminiwa katika hadubini ya elektroni, sampuli huondolewa kutoka kwa vitu vya kikaboni kupitia uchomaji wa plasma kwenye kichungi. Nyuzi huhesabiwa kwenye sehemu ya uso wa chujio, iliyochaguliwa kwa nasibu na kuainishwa na jiometri na aina ya nyuzi. Kwa msaada wa uchambuzi wa eksirei ya kutawanya nishati (EDXA), nyuzi za asbestosi, nyuzi za sulphate ya kalsiamu na nyuzi zingine za isokaboni zinaweza kutofautishwa kwa msingi wa muundo wa msingi. Utaratibu wote ni ghali sana na unahitaji uangalifu mkubwa ili kufikia matokeo ya kuaminika.

Masizi katika mfumo wa chembe zinazotolewa na injini za dizeli imekuwa muhimu kwani masizi ya dizeli pia yaliainishwa kama ya kusababisha saratani. Kwa sababu ya mabadiliko yake na muundo tata na kwa sababu ya ukweli kwamba wapiga kura mbalimbali pia hutolewa kutoka kwa vyanzo vingine, hakuna utaratibu wa kipimo maalum kwa soti ya dizeli. Walakini, ili kusema jambo thabiti juu ya viwango vya hewa iliyoko, masizi kwa kawaida hufafanuliwa kama kaboni ya msingi, kama sehemu ya kaboni jumla. Inapimwa baada ya sampuli na hatua ya uchimbaji na/au uchakavu wa mafuta. Uamuzi wa maudhui ya kaboni hutokea kwa kuchomwa katika mkondo wa oksijeni na titration ya coulometric au kugundua IR isiyo ya kutawanya ya dioksidi kaboni iliyoundwa katika mchakato.

Kinachojulikana kama aethalometer na sensor ya erosoli ya picha pia hutumiwa kupima masizi, kimsingi.

Kupima Depositions Wet

Pamoja na uwekaji kavu, uwekaji wa mvua kwenye mvua, theluji, ukungu na umande ni njia muhimu zaidi ambayo nyenzo hatari huingia ardhini, maji au nyuso za mmea kutoka angani.

Ili kutofautisha kwa uwazi uwekaji wa mvua katika mvua na theluji (ukungu na umande huleta shida maalum) kutoka kwa kipimo cha uwekaji jumla (utuaji wa wingi, angalia sehemu ya "Kipimo cha maporomoko ya vumbi na misombo ya metali" hapo juu) na uwekaji kavu, wakamataji wa mvua, ambao ufunguzi wa mkusanyiko hufunikwa wakati hakuna mvua (sampuli za mvua tu), hutumiwa kwa sampuli. Kwa sensorer za mvua, ambazo hufanya kazi zaidi kwa kanuni ya mabadiliko ya conductivity, kifuniko kinafunguliwa wakati mvua inapoanza na kufungwa tena wakati mvua inacha.

Sampuli huhamishwa kupitia funnel (eneo la wazi takriban 500 cm² na zaidi) kwenye chombo kilichotiwa giza na ikiwezekana na maboksi (ya glasi au polyethilini kwa vipengee visivyo hai pekee).

Kwa ujumla, kuchambua maji yaliyokusanywa kwa vipengele vya isokaboni inaweza kufanyika bila maandalizi ya sampuli. Maji yanapaswa kuwa katikati au kuchujwa ikiwa ni mawingu yanayoonekana. Conductivity, thamani ya pH na anions muhimu (NO₃ ^- SO₄ ^2- ,Kl^-) na cations (Ca²⁺K⁺,Mg²⁺Na⁺, N.H.₄ ⁺ na kadhalika) hupimwa mara kwa mara. Misombo ya ufuatiliaji isiyo imara na majimbo ya kati kama vile H₂O₂ au HSO₃ ^- pia hupimwa kwa madhumuni ya utafiti.

Kwa uchanganuzi, taratibu hutumiwa ambazo kwa ujumla zinapatikana kwa miyeyusho ya maji kama vile conductometry ya upitishaji, elektrodi kwa thamani ya pH, spectroscopy ya atomi ya adsorption kwa cations (angalia sehemu "Kupima nyenzo maalum katika fomu ya vumbi", hapo juu) na, inazidi, kromatografia ya kubadilishana ioni. na kugundua conductivity kwa anions.

Michanganyiko ya kikaboni hutolewa kutoka kwa maji ya mvua, kwa mfano, dichloromethane, au kupulizwa kwa argon na kutangazwa na mirija ya Tenax (nyenzo tete tu). Kisha nyenzo hizo huchanganuliwa kwa kromatografia ya gesi (ona "Taratibu za kipimo cha vichafuzi vya hewa vya kikaboni", hapa chini).

Uwekaji kavu unahusiana moja kwa moja na viwango vya hewa iliyoko. Tofauti za ukolezi wa nyenzo zenye madhara zinazopeperuka hewani katika mvua, hata hivyo, ni ndogo kiasi kwamba kwa kupima utuaji wa mvua, mitandao ya kupimia yenye matundu mapana inatosha. Mifano ni pamoja na mtandao wa kipimo wa EMEP wa Ulaya, ambapo uingilizi wa ioni za salfa na nitrate, cations fulani na thamani za pH za mvua hukusanywa katika takriban vituo 90. Pia kuna mitandao mikubwa ya vipimo huko Amerika Kaskazini.

Taratibu za Upimaji wa Macho ya Umbali Mrefu

Ingawa taratibu zilizoelezwa hadi sasa zinashika uchafuzi wa hewa kwa wakati mmoja, taratibu za kupima umbali wa macho hupima kwa njia iliyounganishwa kwenye njia za mwanga za kilomita kadhaa au huamua usambazaji wa anga. Wanatumia sifa za ufyonzaji wa gesi katika angahewa katika mionzi ya UV, inayoonekana au ya IR na hutegemea sheria ya Lambert-Beer, kulingana na ambayo bidhaa ya njia ya mwanga na mkusanyiko ni sawia na kutoweka kwa kipimo. Ikiwa mtumaji na mpokeaji wa usakinishaji wa kupimia hubadilisha urefu wa wimbi, vipengele kadhaa vinaweza kupimwa kwa sambamba au kwa mfululizo na kifaa kimoja.

Katika mazoezi, mifumo ya kipimo iliyoainishwa katika jedwali 5 ina jukumu kubwa zaidi.

Jedwali 5. Taratibu za kipimo cha umbali mrefu

LIDAR = Kugundua mwanga na kuanzia; PIGA = ufyonzaji tofauti LIDAR.

 

Taratibu za Upimaji wa Vichafuzi vya Hewa Kikaboni

Kipimo cha uchafuzi wa hewa kilicho na vipengele vya kikaboni ni ngumu zaidi na anuwai ya vifaa katika darasa hili la misombo. Mamia ya vipengele vya mtu binafsi vilivyo na sifa tofauti za kitoksini, kemikali na kimaumbile vimefunikwa chini ya jina la jumla "vichafuzi vya hewa kikaboni" katika rejista za utoaji na mipango ya ubora wa hewa ya maeneo yenye msongamano.

Hasa kutokana na tofauti kubwa katika athari zinazoweza kutokea, kukusanya vipengele vya mtu binafsi kumechukua nafasi zaidi na zaidi ya taratibu za ujumlisho zilizotumika hapo awali (kwa mfano, Kigunduzi cha Ionization ya Moto, utaratibu wa jumla wa kaboni), ambayo matokeo yake hayawezi kutathminiwa kitoksini. Mbinu ya FID, hata hivyo, imedumisha umuhimu fulani kuhusiana na safu fupi ya utengano ili kutenganisha methane nje, ambayo si tendaji sana ki picha, na kwa ajili ya kukusanya misombo ya kikaboni tete (VOC) kwa ajili ya kuunda vioksidishaji vya picha.

Umuhimu wa mara kwa mara wa kutenganisha michanganyiko changamano ya misombo ya kikaboni katika viambajengo husika vya mtu binafsi hufanya kuipima kuwa zoezi la kromatografia iliyotumika. Taratibu za chromatografia ni njia za chaguo wakati misombo ya kikaboni ni ya kutosha, ya joto na ya kemikali. Kwa nyenzo za kikaboni zilizo na vikundi tendaji tendaji, taratibu tofauti zinazotumia sifa za kimaumbile za vikundi tendaji au athari za kemikali kwa utambuzi zinaendelea kushikilia msimamo wao.

Mifano ni pamoja na kutumia amini kubadili aldehidi hadi hidrazoni, pamoja na kipimo cha fotometric kilichofuata; derivatization na 2,4-dinitrophenylhydrazine na kujitenga kwa 2,4-hydrazone ambayo hutengenezwa; au kutengeneza azo-dyes na p-nitroaniline kwa ajili ya kuchunguza phenoli na cresols.

Miongoni mwa taratibu za kromatografia, kromatografia ya gesi (GC) na kromatografia ya kioevu ya shinikizo la juu (HPLC) hutumiwa mara nyingi kwa kutenganisha michanganyiko ambayo mara nyingi ni changamano. Kwa kromatografia ya gesi, safu wima zenye kipenyo chembamba sana (takriban 0.2 hadi 0.3 mm, na takriban urefu wa 30 hadi 100 m), kinachojulikana kama safu wima za kapilari zenye azimio la juu (HRGC), zinatumika hivi sasa. Msururu wa vigunduzi vinapatikana kwa ajili ya kutafuta viambajengo vya mtu binafsi baada ya safu wima ya utengano, kama vile FID iliyotajwa hapo juu, ECD (kigunduzi cha kukamata elektroni, mahsusi kwa vibadala vya kielektroniki kama vile halojeni), PID (kigundua picha-ionization, ambayo ni. hasa nyeti kwa hidrokaboni zenye kunukia na mifumo mingine ya p-elektroni), na NPD (kigundua cha thermo-ionic mahususi kwa misombo ya nitrojeni na fosforasi). HPLC hutumia vigunduzi maalum vya utiririshaji ambavyo, kwa mfano, vimeundwa kama njia ya mtiririko wa spectrometa ya UV.

Ufanisi haswa, lakini pia ghali sana, ni matumizi ya spectrometer ya molekuli kama detector. Kitambulisho fulani, hasa kwa mchanganyiko usiojulikana wa misombo, mara nyingi huwezekana tu kupitia wigo wa wingi wa kiwanja cha kikaboni. Taarifa ya ubora wa kinachojulikana wakati wa kuhifadhi (wakati nyenzo inabakia kwenye safu) ambayo iko katika chromatogram na detectors ya kawaida huongezewa na ugunduzi maalum wa vipengele vya mtu binafsi na vipande vya molekuli na unyeti wa juu wa kugundua.

Sampuli lazima izingatiwe kabla ya uchambuzi halisi. Uchaguzi wa njia ya sampuli imedhamiriwa hasa na tete, lakini pia kwa safu ya mkusanyiko inayotarajiwa, polarity na utulivu wa kemikali. Zaidi ya hayo, pamoja na misombo isiyo na tete, uchaguzi lazima ufanywe kati ya vipimo vya mkusanyiko na uwekaji.

Jedwali la 6 linatoa muhtasari wa taratibu za kawaida katika ufuatiliaji wa hewa kwa uboreshaji hai na uchambuzi wa kromatografia wa misombo ya kikaboni, pamoja na mifano ya matumizi.

Jedwali 6. Muhtasari wa taratibu za kawaida za upimaji wa ubora wa hewa wa kromatografia ya misombo ya kikaboni (pamoja na mifano ya programu)

GC = kromatografia ya gesi; GCMS = GC/mass spectroscopy; FID = kigunduzi cha ionization ya moto; HRGC/ECD = azimio la juu GC/ECD; ECD = kigunduzi cha kukamata elektroni; HPLC = kromatografia ya kioevu ya utendaji wa juu. PID = kitambua picha-ionization.

 

Vipimo vya utuaji wa misombo ya kikaboni yenye tetemeko la chini (km, dibenzodioksini na dibenzofurani (PCDD/PCDF), hidrokaboni zenye kunukia za polycyclic (PAH)) vinapata umuhimu kutokana na mtazamo wa athari za kimazingira. Kwa kuwa chakula ndicho chanzo kikuu cha ulaji wa binadamu, nyenzo za hewa zinazohamishwa kwenye mimea ya chakula ni muhimu sana. Walakini, kuna ushahidi kwamba uhamishaji wa nyenzo kwa njia ya uwekaji wa chembe sio muhimu kuliko uwekaji kavu wa misombo ya nusu-gesi.

Kwa kupima jumla ya uwekaji, vifaa vilivyosawazishwa vya kunyesha kwa vumbi hutumiwa (kwa mfano, utaratibu wa Bergerhoff), ambao umebadilishwa kidogo na giza kama ulinzi dhidi ya kuingia kwa mwanga mkali. Matatizo muhimu ya kiufundi ya kipimo, kama vile kusimamishwa tena kwa chembe zilizotenganishwa tayari, uvukizi au uwezekano wa mtengano wa picha, sasa yanafanyiwa utafiti wa kitaratibu ili kuboresha taratibu za sampuli zisizo bora zaidi za misombo ya kikaboni.

Uchunguzi wa Olfactometric

Uchunguzi wa uingizaji wa olfactometric hutumiwa katika ufuatiliaji ili kutathmini malalamiko ya harufu na kuamua uchafuzi wa msingi katika taratibu za leseni. Hutumika kimsingi kutathmini ikiwa harufu zilizopo au zinazotarajiwa zinapaswa kuainishwa kuwa muhimu.

Kimsingi, mbinu tatu za mbinu zinaweza kutofautishwa:

• kipimo cha mkusanyiko wa uzalishaji (idadi ya vitengo vya harufu) na olfactometer na modeli ya utawanyiko iliyofuata.

• kipimo cha vipengele vya mtu binafsi (kwa mfano, NH₃) au michanganyiko ya misombo (kwa mfano, kromatografia ya gesi ya gesi kutoka kwenye dampo), ikiwa hizi zinaonyesha harufu ya kutosha.

• maamuzi ya harufu kwa njia ya ukaguzi.

 

Uwezekano wa kwanza unachanganya kipimo cha uzalishaji na uundaji wa mfano na, kwa kusema madhubuti, hauwezi kuainishwa chini ya neno ufuatiliaji wa ubora wa hewa. Katika njia ya tatu, pua ya mwanadamu hutumiwa kama kigunduzi kwa usahihi uliopunguzwa sana ikilinganishwa na njia za kemikali za kimwili.

Maelezo ya ukaguzi, mipango ya kipimo na kutathmini matokeo yamo, kwa mfano, katika kanuni za ulinzi wa mazingira za baadhi ya majimbo ya Ujerumani.

Taratibu za Upimaji wa Uchunguzi

Taratibu za kipimo kilichorahisishwa wakati mwingine hutumiwa kwa masomo ya maandalizi (uchunguzi). Mifano ni pamoja na sampuli tu, mirija ya majaribio na taratibu za kibayolojia. Kwa violezo vya kupita (diffussive), nyenzo zitakazojaribiwa hukusanywa kwa michakato inayotiririka kwa uhuru kama vile usambaaji, upenyezaji au utangazaji kwa njia rahisi za wakusanyaji (mirija, plaques) na kurutubishwa katika vichujio vilivyopachikwa, meshes au vyombo vingine vya utangazaji. Kinachojulikana kama sampuli hai (kunyonya hewa ya sampuli kupitia pampu) kwa hivyo haitokei. Kiasi kilichoboreshwa cha nyenzo, kilichoamuliwa kwa uchanganuzi kulingana na wakati dhahiri wa mfiduo, hubadilishwa kuwa vitengo vya mkusanyiko kwa misingi ya sheria za asili (kwa mfano, uenezi) kwa msaada wa wakati wa kukusanya na vigezo vya kijiometri vya mtozaji. Mbinu hiyo inatokana na nyanja ya afya ya kazini (sampuli ya kibinafsi) na kipimo cha hewa ndani ya nyumba, lakini inazidi kutumiwa kwa vipimo vya ukolezi wa uchafuzi wa hewa iliyoko. Muhtasari unaweza kupatikana katika Brown 1993.

Mirija ya kugundua mara nyingi hutumiwa kwa sampuli na uchambuzi wa haraka wa maandalizi ya gesi. Kiasi fulani cha hewa ya majaribio hufyonzwa kupitia bomba la glasi ambalo limejazwa kitendanishi cha adsorptive ambacho kinalingana na lengo la jaribio. Yaliyomo kwenye bomba hubadilisha rangi kulingana na mkusanyiko wa nyenzo ambayo iko kwenye hewa ya majaribio. Mirija midogo ya upimaji mara nyingi hutumiwa katika uwanja wa ufuatiliaji wa mahali pa kazi au kama utaratibu wa haraka katika matukio ya ajali, kama vile moto. Hazitumiwi kwa vipimo vya kawaida vya ukolezi wa uchafuzi wa hewa iliyoko kwa sababu ya viwango vya juu sana vya utambuzi na uteuzi mdogo sana. Mirija ya kupima kigundua inapatikana kwa nyenzo nyingi katika safu mbalimbali za mkusanyiko.

Miongoni mwa taratibu za kibiolojia, mbinu mbili zimekubaliwa katika ufuatiliaji wa kawaida. Kwa utaratibu uliowekwa wa mfiduo wa lichen, kiwango cha vifo vya lichen imedhamiriwa kwa muda wa mfiduo wa siku 300. Katika utaratibu mwingine, nyasi za malisho za Kifaransa zinakabiliwa kwa siku 14 ± 1. Kisha kiasi cha ukuaji kinatambuliwa. Taratibu zote mbili hutumika kama uamuzi wa muhtasari wa athari za mkusanyiko wa uchafuzi wa hewa.

Mitandao ya Kufuatilia Ubora wa Hewa

Ulimwenguni kote, aina tofauti zaidi za mitandao ya ubora wa hewa hutumiwa. Tofauti inapaswa kuonyeshwa kati ya mitandao ya vipimo, inayojumuisha vituo vya kupimia vya kiotomatiki, vinavyodhibitiwa na kompyuta (vyombo vya kupimia), na mitandao ya upimaji mtandaoni, ambayo hufafanua tu maeneo ya vipimo kwa aina mbalimbali za vipimo vya mkusanyiko wa uchafuzi wa hewa kwa njia ya gridi ya taifa iliyowekwa mapema. Kazi na dhana za mitandao ya kipimo zilijadiliwa hapo juu.

Mitandao ya ufuatiliaji inayoendelea

Mitandao ya vipimo vinavyoendelea kufanya kazi inategemea vituo vya kupimia kiotomatiki, na hutumikia hasa ufuatiliaji wa ubora wa hewa wa maeneo ya mijini. Vichafuzi vya hewa hupimwa kama vile dioksidi ya salfa (SO₂), vumbi, monoksidi ya nitrojeni (NO), dioksidi ya nitrojeni (NO₂), monoksidi kaboni (CO), ozoni (O₃), na kwa kiasi pia jumla ya hidrokaboni (methane ya bure, C_nH_m) au viambajengo vya kibinafsi vya kikaboni (kwa mfano, benzini, toluini, zilini). Zaidi ya hayo, kulingana na mahitaji, vigezo vya hali ya hewa kama vile mwelekeo wa upepo, kasi ya upepo, joto la hewa, unyevu wa kiasi, mvua, mionzi ya kimataifa au usawa wa mionzi hujumuishwa.

Vifaa vya kupimia vinavyotumika katika vituo vya vipimo kwa ujumla huwa na kichanganuzi, kitengo cha urekebishaji, na kielektroniki cha udhibiti na usukani, ambacho hufuatilia kifaa kizima cha kupimia na huwa na kiolesura sanifu cha kukusanya data. Mbali na maadili ya kipimo, vifaa vya kupima hutoa kinachojulikana ishara za hali juu ya makosa na hali ya uendeshaji. Urekebishaji wa vifaa huangaliwa kiatomati na kompyuta kwa vipindi vya kawaida.

Kama sheria, vituo vya kipimo vimeunganishwa na mistari ya data iliyowekwa, viunganisho vya piga au mifumo mingine ya kuhamisha data kwa kompyuta (kompyuta ya mchakato, kituo cha kazi au PC, kulingana na upeo wa mfumo) ambayo matokeo ya kipimo huingizwa, kusindika na. kuonyeshwa. Kompyuta za mtandao wa kipimo na, ikiwa ni lazima, wafanyikazi waliofunzwa mahususi hufuatilia kila mara ikiwa vikomo mbalimbali vinazidishwa. Kwa njia hii hali muhimu za ubora wa hewa zinaweza kutambuliwa wakati wowote. Hii ni muhimu sana, haswa kwa ufuatiliaji wa hali mbaya ya moshi wakati wa msimu wa baridi na kiangazi (vioksidishaji vya picha) na kwa habari ya sasa ya umma.

Mitandao ya kipimo kwa vipimo vya sampuli nasibu

Zaidi ya mtandao wa kipimo cha telemetric, mifumo mingine ya kupima kwa ufuatiliaji wa ubora wa hewa hutumiwa kwa viwango tofauti. Mifano ni pamoja na mitandao ya vipimo (ya kiotomatiki mara kwa mara) ili kubaini:

• utuaji wa vumbi na vipengele vyake
• vumbi lililosimamishwa (SPM) na vipengele vyake
• hidrokaboni na hidrokaboni klorini
• nyenzo za kikaboni zisizo na tete (dioksini, furani, biphenyls za polychlorini).

 

Msururu wa dutu zilizopimwa kwa njia hii zimeainishwa kuwa kansajeni, kama vile misombo ya cadmium, PAH au benzene. Kwa hivyo, ufuatiliaji wao ni muhimu sana.

Ili kutoa mfano wa programu ya kina, jedwali la 7 linatoa muhtasari wa ufuatiliaji wa ubora wa hewa ambao unafanywa kwa utaratibu katika Rhine Kaskazini-Westfalia, ambayo yenye wakazi milioni 18 ndiyo jimbo lenye watu wengi zaidi nchini Ujerumani.

Jedwali 7. Ufuatiliaji wa utaratibu wa ubora wa hewa Kaskazini-Rhine-Westfalia (Ujerumani)

 

Back

Usimamizi wa Uchafuzi wa Hewa

Madhumuni ya msimamizi wa mfumo wa kudhibiti uchafuzi wa hewa ni kuhakikisha kuwa viwango vya kupita kiasi vya vichafuzi vya hewa havifikii lengo linaloweza kuhusika. Malengo yanaweza kujumuisha watu, mimea, wanyama na nyenzo. Katika hali zote tunapaswa kuwa na wasiwasi na nyeti zaidi ya kila moja ya vikundi hivi. Vichafuzi vya hewa vinaweza kujumuisha gesi, mivuke, erosoli na, wakati mwingine, nyenzo zenye hatari kwa viumbe. Mfumo ulioundwa vizuri utazuia mlengwa kupokea mkusanyiko unaodhuru wa kichafuzi.

Mifumo mingi ya udhibiti wa uchafuzi wa hewa inahusisha mchanganyiko wa mbinu kadhaa za udhibiti, kwa kawaida mchanganyiko wa udhibiti wa teknolojia na udhibiti wa utawala, na katika vyanzo vikubwa au ngumu zaidi kunaweza kuwa na aina zaidi ya moja ya udhibiti wa teknolojia.

Kimsingi, uteuzi wa vidhibiti vinavyofaa utafanywa katika muktadha wa tatizo litakalotatuliwa.

• Ni nini kinachotolewa, katika mkusanyiko gani?
• Je, ni malengo gani? Je, ni shabaha gani inayohusika zaidi?
• Je, ni viwango gani vinavyokubalika vya kukaribiana kwa muda mfupi?
• Je, ni viwango vipi vya mfiduo vinavyokubalika kwa muda mrefu?
• Ni mchanganyiko gani wa vidhibiti lazima uchaguliwe ili kuhakikisha kuwa viwango vya mfiduo vya muda mfupi na muda mrefu havipitishwi?

 

Jedwali la 1 linaelezea hatua za mchakato huu.

 

---

Jedwali 1. Hatua za kuchagua vidhibiti vya uchafuzi wa mazingira

 

 

* Unapoweka viwango vya kukaribia aliyeambukizwa katika Hatua ya 3, ni lazima ikumbukwe kwamba mifichuo haya ni jumla ya kufichua, si yale tu kutoka kwa mmea. Baada ya kiwango kinachokubalika kuanzishwa, viwango vya usuli, na michango kutoka kwa mimea mingine itatolewa ili kubaini kiwango cha juu zaidi ambacho mtambo unaweza kutoa bila kuzidi kiwango kinachokubalika cha mfiduo. Ikiwa hii haijafanywa, na mimea mitatu inaruhusiwa kutoa kwa kiwango cha juu, vikundi vinavyolengwa vitaonyeshwa mara tatu ya kiwango kinachokubalika.

** Baadhi ya nyenzo kama vile kusababisha kansa hazina kizingiti chini ambayo hakuna madhara yatatokea. Kwa hivyo, mradi baadhi ya nyenzo zinaruhusiwa kutoroka kwa mazingira, kutakuwa na hatari fulani kwa watu wanaolengwa. Katika kesi hii hakuna kiwango cha athari hakiwezi kuwekwa (zaidi ya sifuri). Badala yake, kiwango cha hatari kinachokubalika lazima kianzishwe. Kawaida hii imewekwa katika safu ya matokeo 1 mabaya kati ya watu 100,000 hadi 1,000,000 walio wazi.

---

 

Baadhi ya mamlaka zimefanya baadhi ya kazi kwa kuweka viwango kulingana na mkusanyiko wa juu zaidi wa uchafu ambao mlengwa anayeathiriwa anaweza kupokea. Kwa aina hii ya kiwango, meneja sio lazima atekeleze Hatua ya 2 na 3, kwani wakala wa kudhibiti tayari amefanya hivi. Chini ya mfumo huu, msimamizi lazima aweke viwango vya utoaji hewa visivyodhibitiwa pekee kwa kila kichafuzi (Hatua ya 1), kisha abaini ni vidhibiti vipi vinavyohitajika ili kufikia kiwango (Hatua ya 4).

Kwa kuwa na viwango vya ubora wa hewa, vidhibiti vinaweza kupima mfiduo wa mtu binafsi na hivyo kubainisha ikiwa mtu yeyote amekabiliwa na viwango vinavyoweza kudhuru. Inachukuliwa kuwa viwango vilivyowekwa chini ya masharti haya ni vya chini vya kutosha kulinda kundi linalohusika zaidi. Hii sio dhana salama kila wakati. Kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la 2, kunaweza kuwa na tofauti kubwa katika viwango vya kawaida vya ubora wa hewa. Viwango vya ubora wa hewa kwa dioksidi ya sulfuri huanzia 30 hadi 140 μg/m³. Kwa nyenzo ambazo hazidhibitiwi sana, tofauti hii inaweza kuwa kubwa zaidi (1.2 hadi 1,718 μg/m.³), kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la 3 la benzene. Hii haishangazi ikizingatiwa kuwa uchumi unaweza kuchukua jukumu kubwa katika mpangilio wa kawaida kama vile toxicology. Ikiwa kiwango hakijawekwa chini vya kutosha kulinda idadi ya watu wanaoathiriwa, hakuna anayehudumiwa vyema. Idadi ya watu waliofichuliwa wana hisia ya imani ya uwongo, na wanaweza kuwekwa hatarini bila kujua. Huenda mtoa huduma akahisi kuwa amenufaika kutokana na kiwango kidogo, lakini ikiwa athari katika jumuiya itahitaji kampuni kuunda upya vidhibiti vyao, au kusakinisha vidhibiti vipya, gharama inaweza kuwa kubwa kuliko kuifanya kwa usahihi mara ya kwanza.

Jedwali 2. Aina mbalimbali za viwango vya ubora wa hewa kwa kichafuzi cha hewa kinachodhibitiwa kwa kawaida (dioksidi ya salfa)

 

Jedwali 3. Aina mbalimbali za viwango vya ubora wa hewa kwa kichafuzi cha hewa kisichodhibitiwa kwa kawaida (benzene)

Viwango vilisawazishwa hadi muda wa wastani wa saa 24 ili kusaidia katika ulinganisho.

(Imetolewa kutoka Calabrese na Kenyon 1991.)

 

Wakati mwingine mbinu hii ya hatua kwa hatua ya kuchagua udhibiti wa uchafuzi wa hewa ni mzunguko mfupi, na wasimamizi na wabunifu huenda moja kwa moja kwenye "suluhisho la ulimwengu wote". Njia moja kama hiyo ni teknolojia bora zaidi ya kudhibiti (BACT). Inachukuliwa kuwa kwa kutumia mchanganyiko bora wa visafishaji, vichujio na mazoea mazuri ya kazi kwenye chanzo cha uzalishaji, kiwango cha hewa chafu cha chini vya kutosha kulinda kundi linaloathiriwa zaidi kitafikiwa. Mara kwa mara, kiwango cha uzalishaji kitakachotokea kitakuwa chini ya kiwango cha chini kinachohitajika ili kulinda walengwa wanaohusika zaidi. Kwa njia hii maonyesho yote yasiyo ya lazima yanapaswa kuondolewa. Mifano ya BACT imeonyeshwa kwenye jedwali 4.

Jedwali 4. Mifano iliyochaguliwa ya teknolojia bora zaidi ya udhibiti (BACT) inayoonyesha njia ya udhibiti iliyotumiwa na ufanisi wa makadirio

 

BACT peke yake haitoi viwango vya kutosha vya udhibiti. Ingawa huu ndio mfumo bora zaidi wa udhibiti unaozingatia vidhibiti vya kusafisha gesi na utendakazi mzuri, BACT inaweza isiwe nzuri vya kutosha ikiwa chanzo ni mtambo mkubwa, au ikiwa iko karibu na lengo nyeti. Teknolojia bora inayopatikana ya udhibiti inapaswa kujaribiwa ili kuhakikisha kuwa ni nzuri ya kutosha. Viwango vinavyotokana na utoaji wa hewa chafu vinapaswa kuangaliwa ili kubaini kama vinaweza kuwa hatari au la hata kwa vidhibiti bora vya kusafisha gesi. Ikiwa viwango vya utoaji wa hewa safi bado ni hatari, vidhibiti vingine vya kimsingi, kama vile kuchagua michakato au nyenzo salama, au kuhamishwa katika eneo ambalo si nyeti sana, vinaweza kuzingatiwa.

"Suluhisho lingine la jumla" ambalo hupita baadhi ya hatua ni viwango vya utendaji wa chanzo. Mamlaka nyingi huweka viwango vya utoaji wa hewa chafu ambavyo haviwezi kuzidishwa. Viwango vya utoaji vinatokana na uzalishaji kwenye chanzo. Kawaida hii inafanya kazi vizuri, lakini kama BACT wanaweza kuwa wa kutegemewa. Viwango vinapaswa kuwa vya chini vya kutosha ili kudumisha kiwango cha juu cha uzalishaji wa hewa chafu cha chini vya kutosha ili kulinda idadi ya watu wanaohusika kutokana na uzalishaji wa kawaida. Hata hivyo, kama ilivyo kwa teknolojia bora zaidi ya udhibiti inayopatikana, hii inaweza isitoshe kulinda kila mtu ambako kuna vyanzo vikubwa vya utoaji wa hewa chafu au idadi ya karibu inayoathiriwa. Ikiwa ndivyo, taratibu zingine lazima zitumike ili kuhakikisha usalama wa vikundi vyote vinavyolengwa.

Viwango vya BACT na chafu vina makosa ya kimsingi. Wanadhani kwamba ikiwa vigezo fulani vitafikiwa kwenye kiwanda, vikundi vinavyolengwa vitalindwa kiotomatiki. Hii si lazima iwe hivyo, lakini mara tu mfumo kama huo unapopitishwa kuwa sheria, madhara kwa lengo huwa ya pili kwa kufuata sheria.

BACT na viwango vya utoaji wa chanzo au vigezo vya muundo vinapaswa kutumika kama vigezo vya chini zaidi vya udhibiti. Iwapo BACT au vigezo vya utoaji wa hewa chafu vitalinda walengwa wanaohusika, basi vinaweza kutumika kama ilivyokusudiwa, vinginevyo vidhibiti vingine vya utawala lazima vitumike.

Hatua za Kudhibiti

Udhibiti unaweza kugawanywa katika aina mbili za msingi za udhibiti - kiteknolojia na utawala. Udhibiti wa kiteknolojia unafafanuliwa hapa kama maunzi huwekwa kwenye chanzo cha utoaji wa hewa chafu ili kupunguza uchafu kwenye mkondo wa gesi hadi kiwango kinachokubalika kwa jamii na ambacho kitalinda shabaha nyeti zaidi. Vidhibiti vya kiutawala vinafafanuliwa hapa kama hatua zingine za udhibiti.

Udhibiti wa kiteknolojia

Mifumo ya kusafisha gesi huwekwa kwenye chanzo, kabla ya stack, ili kuondoa uchafu kutoka kwa mkondo wa gesi kabla ya kuifungua kwa mazingira. Jedwali la 5 linaonyesha muhtasari mfupi wa madarasa tofauti ya mfumo wa kusafisha gesi.

Jedwali 5. Mbinu za kusafisha gesi za kuondoa gesi hatari, mvuke na chembe kutoka kwa uzalishaji wa mchakato wa viwandani.

 

Kisafishaji cha gesi ni sehemu ya mfumo mgumu unaojumuisha vifuniko, mifereji ya maji, feni, visafishaji na rundo. Muundo, utendaji na matengenezo ya kila sehemu huathiri utendaji wa sehemu nyingine zote, na mfumo kwa ujumla.

Ikumbukwe kwamba ufanisi wa mfumo hutofautiana sana kwa kila aina ya safi, kulingana na muundo wake, pembejeo ya nishati na sifa za mkondo wa gesi na uchafuzi. Kwa hivyo, ufanisi wa sampuli katika jedwali la 5 ni makadirio tu. Tofauti ya utendakazi inaonyeshwa na visusuzi vyenye unyevunyevu katika jedwali namba 5. Ufanisi wa ukusanyaji wa visusuaji unyevu hutoka asilimia 98.5 kwa chembechembe 5 hadi asilimia 45 kwa chembe 1 μm kwa kushuka kwa shinikizo sawa kwenye scrubber (wg 6.8 in. )). Kwa chembe ya ukubwa sawa, 1 μm, ufanisi hutoka kwa ufanisi wa asilimia 45 kwa 6.8 wg hadi 99.95 kwa 50 wg Matokeo yake, wasafishaji wa gesi lazima wafanane na mkondo maalum wa gesi unaohusika. Matumizi ya vifaa vya generic haipendekezi.

Tupa taka

Wakati wa kuchagua na kutengeneza mifumo ya kusafisha gesi, uangalizi wa makini lazima upewe kwa utupaji salama wa nyenzo zilizokusanywa. Kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la 6, baadhi ya michakato huzalisha kiasi kikubwa cha uchafu. Ikiwa uchafuzi mwingi unakusanywa na vifaa vya kusafisha gesi kunaweza kuwa na shida ya utupaji wa taka hatari.

Jedwali 6. Sampuli ya viwango vya uzalishaji visivyodhibitiwa kwa michakato iliyochaguliwa ya viwanda

 

Katika baadhi ya matukio taka zinaweza kuwa na bidhaa za thamani zinazoweza kurejeshwa, kama vile metali nzito kutoka kwa smelter, au kutengenezea kutoka kwa mstari wa uchoraji. Taka zinaweza kutumika kama malighafi kwa mchakato mwingine wa viwandani - kwa mfano, dioksidi ya sulfuri iliyokusanywa kama asidi ya sulfuri inaweza kutumika katika utengenezaji wa mbolea.

Ambapo taka haziwezi kutumika tena au kutumika tena, utupaji unaweza kuwa si rahisi. Sio tu kwamba sauti inaweza kuwa shida, lakini inaweza kuwa hatari wenyewe. Kwa mfano, ikiwa asidi ya sulfuriki iliyonaswa kutoka kwenye boiler au smelter haiwezi kutumika tena, itabidi kutibiwa zaidi ili kuipunguza kabla ya kutupwa.

Usambazaji

Mtawanyiko unaweza kupunguza msongamano wa kichafuzi kwenye shabaha. Walakini, ni lazima ikumbukwe kwamba utawanyiko haupunguzi jumla ya nyenzo zinazoacha mmea. Mlundikano mrefu huruhusu tu manyoya kuenea na kuyeyushwa kabla ya kufika kiwango cha chini, ambapo kuna uwezekano wa kuwepo walengwa. Ikiwa kichafuzi kimsingi ni kero, kama vile harufu, mtawanyiko unaweza kukubalika. Hata hivyo ikiwa nyenzo ni thabiti au limbikizi, kama vile metali nzito, dilution inaweza isiwe jibu kwa tatizo la uchafuzi wa hewa.

Mtawanyiko utumike kwa tahadhari. Hali ya hali ya hewa ya ndani na uso wa ardhi lazima izingatiwe. Kwa mfano, katika hali ya hewa ya baridi, hasa yenye barafu, kunaweza kuwa na mabadiliko ya mara kwa mara ya halijoto ambayo yanaweza kunasa uchafuzi wa mazingira karibu na ardhi, na kusababisha mionzi ya juu bila kutarajiwa. Vile vile, ikiwa mmea uko kwenye bonde, manyoya yanaweza kusonga juu na chini ya bonde, au kuzuiwa na vilima vinavyozunguka ili visienee na kutawanyika kama inavyotarajiwa.

Vidhibiti vya kiutawala

Mbali na mifumo ya kiteknolojia, kuna kundi jingine la udhibiti ambalo linapaswa kuzingatiwa katika muundo wa jumla wa mfumo wa udhibiti wa uchafuzi wa hewa. Kwa sehemu kubwa, hutoka kwa zana za msingi za usafi wa viwanda.

Kuingia

Mojawapo ya njia zinazopendekezwa za usafi wa kazini za kudhibiti hatari za mazingira mahali pa kazi ni kuchukua nafasi ya nyenzo au mchakato salama. Iwapo mchakato au nyenzo salama zaidi zinaweza kutumika, na utoaji hatari kuepukwa, aina au ufanisi wa udhibiti huwa wa kitaaluma. Ni bora kuepuka tatizo kuliko kujaribu kurekebisha uamuzi mbaya wa kwanza. Mifano ya uingizwaji ni pamoja na matumizi ya mafuta safi, vifuniko vya kuhifadhi kwa wingi na kupunguza joto katika vikaushio.

Hii inatumika kwa ununuzi mdogo na vigezo kuu vya muundo wa mmea. Ikiwa tu bidhaa au michakato salama ya mazingira inunuliwa, hakutakuwa na hatari kwa mazingira, ndani au nje. Ikiwa ununuzi usio sahihi utafanywa, salio la programu linajumuisha kujaribu kufidia uamuzi huo wa kwanza. Ikiwa bidhaa au mchakato wa gharama ya chini lakini hatari unununuliwa inaweza kuhitaji taratibu maalum za utunzaji na vifaa, na mbinu maalum za kutupa. Matokeo yake, kipengee cha gharama nafuu kinaweza kuwa na bei ya chini tu ya ununuzi, lakini bei ya juu ya kutumia na kuiondoa. Labda nyenzo salama lakini ghali zaidi au mchakato ungekuwa na gharama ya chini kwa muda mrefu.

Uingizaji hewa wa ndani

Udhibiti unahitajika kwa matatizo yote yaliyotambuliwa ambayo hayawezi kuepukwa kwa kubadilisha nyenzo au mbinu salama. Utoaji chafuzi huanzia kwenye tovuti ya kazi ya mtu binafsi, si rundo. Mfumo wa uingizaji hewa unaonasa na kudhibiti utoaji kwenye chanzo utasaidia kulinda jumuiya ikiwa umeundwa ipasavyo. Hoods na ducts ya mfumo wa uingizaji hewa ni sehemu ya jumla ya mfumo wa udhibiti wa uchafuzi wa hewa.

Mfumo wa uingizaji hewa wa ndani unapendekezwa. Haipunguzi uchafuzi, na hutoa mkondo wa gesi iliyokolea ambayo ni rahisi kusafisha kabla ya kutolewa kwa mazingira. Vifaa vya kusafisha gesi ni bora zaidi wakati wa kusafisha hewa na viwango vya juu vya uchafuzi. Kwa mfano, kofia ya kukamata juu ya spout ya kumwaga ya tanuru ya chuma itazuia uchafu usiingie kwenye mazingira, na kutoa mafusho kwenye mfumo wa kusafisha gesi. Katika jedwali la 5 inaweza kuonekana kuwa ufanisi wa kusafisha kwa visafishaji vya ngozi na adsorption huongezeka kwa mkusanyiko wa uchafu, na visafishaji vya condensation hazipendekezi kwa viwango vya chini (<2,000 ppm) vya uchafu.

Iwapo uchafuzi wa mazingira hautakamatwa kwenye chanzo na kuruhusiwa kutoroka kupitia madirisha na fursa za uingizaji hewa, huwa ni uzalishaji wa watoro usiodhibitiwa. Katika baadhi ya matukio, uzalishaji huu wa watoro usiodhibitiwa unaweza kuwa na athari kubwa kwa ujirani wa karibu.

Kutengwa

Kutengwa - kuweka mtambo mbali na walengwa wanaohusika - inaweza kuwa njia kuu ya udhibiti wakati udhibiti wa uhandisi haujitoshelezi. Hii inaweza kuwa njia pekee ya kufikia kiwango kinachokubalika cha udhibiti wakati teknolojia bora zaidi ya kudhibiti (BACT) inapaswa kutegemewa. Iwapo, baada ya kutumia vidhibiti vilivyo bora zaidi, kundi lengwa bado liko hatarini, ni lazima kuzingatia kutafuta tovuti mbadala ambapo watu nyeti hawapo.

Kutengwa, kama ilivyoonyeshwa hapo juu, ni njia ya kutenganisha mmea mmoja kutoka kwa walengwa wanaohusika. Mfumo mwingine wa kutengwa ni pale mamlaka za mitaa hutumia ukandaji maeneo kutenganisha tabaka za viwanda na walengwa wanaohusika. Mara baada ya viwanda kutengwa na walengwa, idadi ya watu hawapaswi kuruhusiwa kuhama karibu na kituo. Ingawa hii inaonekana kama akili ya kawaida, haitumiki mara nyingi inavyopaswa kuwa.

Taratibu za kazi

Taratibu za kazi lazima ziandaliwe ili kuhakikisha kuwa vifaa vinatumika ipasavyo na kwa usalama, bila hatari kwa wafanyikazi au mazingira. Mifumo changamano ya uchafuzi wa hewa lazima itunzwe na kuendeshwa ipasavyo ikiwa itafanya kazi yao inavyokusudiwa. Jambo muhimu katika hili ni mafunzo ya wafanyakazi. Wafanyakazi lazima wafunzwe jinsi ya kutumia na kutunza vifaa ili kupunguza au kuondoa kiasi cha vifaa hatari vinavyotolewa mahali pa kazi au jamii. Katika baadhi ya matukio BACT hutegemea mazoezi mazuri ili kuhakikisha matokeo yanayokubalika.

Ufuatiliaji wa wakati halisi

Mfumo unaozingatia ufuatiliaji wa wakati halisi sio maarufu, na hautumiwi sana. Katika hali hii, utoaji endelevu wa utoaji na ufuatiliaji wa hali ya hewa unaweza kuunganishwa na uundaji wa mtawanyiko ili kutabiri mfiduo wa kushuka kwa upepo. Wakati udhihirisho uliotabiriwa unakaribia viwango vinavyokubalika, maelezo hutumika kupunguza viwango vya uzalishaji na uzalishaji. Hii ni njia isiyofaa, lakini inaweza kuwa mbinu ya udhibiti wa muda inayokubalika kwa kituo kilichopo.

Mazungumzo ya hili kutangaza maonyo kwa umma wakati hali ni kwamba viwango vya uchafuzi vinaweza kuwepo, ili umma uchukue hatua zinazofaa. Kwa mfano, ikiwa onyo litatumwa kuwa hali ya angahewa ni kwamba viwango vya upepo wa sulfuri kwenye kiyeyushaji ni nyingi kupita kiasi, watu wanaoweza kuathiriwa kama vile pumu hawatajua kutotoka nje. Tena, hii inaweza kuwa udhibiti wa muda unaokubalika hadi vidhibiti vya kudumu visakinishwe.

Ufuatiliaji wa wakati halisi wa anga na hali ya hewa wakati mwingine hutumiwa kuzuia au kupunguza matukio makubwa ya uchafuzi wa hewa ambapo vyanzo vingi vinaweza kuwepo. Inapodhihirika kuwa kuna uwezekano wa viwango vya juu vya uchafuzi wa hewa, matumizi ya kibinafsi ya magari yanaweza kuzuiwa na viwanda vikubwa vya kutotoa moshi vikazimwa.

Matengenezo/utunzaji wa nyumba

Katika hali zote ufanisi wa udhibiti hutegemea matengenezo sahihi; vifaa vinapaswa kufanya kazi kama ilivyokusudiwa. Si lazima tu udhibiti wa uchafuzi wa hewa udumishwe na kutumiwa kama ilivyokusudiwa, lakini taratibu zinazozalisha uzalishaji unaowezekana lazima zidumishwe na kuendeshwa ipasavyo. Mfano wa mchakato wa viwanda ni dryer ya chip ya kuni na mtawala wa kushindwa kwa joto; ikiwa dryer inaendeshwa kwa joto la juu sana, itatoa vifaa zaidi, na labda aina tofauti ya nyenzo, kutoka kwa kuni ya kukausha. Mfano wa matengenezo ya kisafishaji cha gesi yanayoathiri utoaji wa hewa chafu itakuwa ghala lisilotunzwa vizuri na mifuko iliyovunjika, ambayo ingeruhusu chembechembe kupita kwenye kichungi.

Utunzaji wa nyumba pia una jukumu muhimu katika kudhibiti jumla ya uzalishaji. Mavumbi ambayo hayajasafishwa haraka ndani ya mmea yanaweza kuingizwa tena na kuleta hatari kwa wafanyikazi. Ikiwa vumbi litatolewa nje ya mmea, ni hatari kwa jamii. Utunzaji duni wa nyumba kwenye uwanja wa mimea unaweza kuleta hatari kubwa kwa jamii. Nyenzo nyingi ambazo hazijafunikwa, taka za mimea au vumbi lililoinuliwa kwenye gari vinaweza kusababisha uchafuzi wa mazingira kubebwa na upepo hadi kwenye jamii. Kuweka ua safi, kwa kutumia vyombo sahihi au maeneo ya kuhifadhi, ni muhimu katika kupunguza jumla ya uzalishaji. Mfumo lazima utengenezwe ipasavyo tu, bali utumike ipasavyo ikiwa jamii inatakiwa kulindwa.

Mfano mbaya zaidi wa matengenezo duni na utunzaji wa nyumba itakuwa mtambo wa urejeshaji unaoongoza na kipitishio cha vumbi la risasi kilichovunjika. Vumbi liliruhusiwa kutoka kwa conveyor hadi rundo lilikuwa juu sana vumbi lingeweza kuteleza chini ya rundo na kutoka kwa dirisha lililovunjika. Upepo wa ndani kisha ukabeba vumbi kuzunguka kitongoji.

Vifaa kwa ajili ya Sampuli za Utoaji

Sampuli za chanzo zinaweza kufanywa kwa sababu kadhaa:

• Ili kuainisha uzalishaji. Ili kuunda mfumo wa udhibiti wa uchafuzi wa hewa, mtu lazima ajue ni nini kinachotolewa. Sio tu kiasi cha gesi, lakini kiasi, utambulisho na, katika kesi ya chembe, usambazaji wa ukubwa wa nyenzo zinazotolewa lazima ujulikane. Taarifa sawa ni muhimu ili kuorodhesha jumla ya uzalishaji katika kitongoji.

• Ili kupima ufanisi wa vifaa. Baada ya mfumo wa kudhibiti uchafuzi wa hewa kununuliwa, unapaswa kupimwa ili kuhakikisha kuwa unafanya kazi iliyokusudiwa.

• Kama sehemu ya mfumo wa udhibiti. Wakati uzalishaji unafuatiliwa kila mara, data inaweza kutumika kurekebisha mfumo wa udhibiti wa uchafuzi wa hewa, au uendeshaji wa mtambo wenyewe.

• Ili kuamua kufuata. Viwango vya udhibiti vinapojumuisha viwango vya utoaji, sampuli za utoaji zinaweza kutumiwa kubainisha utiifu au kutofuata viwango.

 

Aina ya mfumo wa sampuli unaotumika itategemea sababu ya kuchukua sampuli, gharama, upatikanaji wa teknolojia na mafunzo ya wafanyakazi.

Uzalishaji unaoonekana

Ambapo kuna hamu ya kupunguza nguvu ya uchafuzi wa hewa, kuboresha mwonekano au kuzuia kuingizwa kwa erosoli kwenye angahewa, viwango vinaweza kutegemea uzalishaji unaoonekana.

Uzalishaji unaoonekana unajumuisha chembe ndogo au gesi za rangi. Kadiri bomba linavyokuwa wazi, ndivyo nyenzo nyingi zinavyotolewa. Tabia hii inaonekana kwa macho, na waangalizi waliofunzwa wanaweza kutumika kutathmini viwango vya uzalishaji. Kuna faida kadhaa za kutumia njia hii ya kutathmini viwango vya uzalishaji:

• Hakuna vifaa vya gharama kubwa vinavyohitajika.

• Mtu mmoja anaweza kufanya uchunguzi mwingi kwa siku.

• Waendeshaji wa mimea wanaweza kutathmini haraka athari za mabadiliko ya mchakato kwa gharama ya chini.

• Wakiukaji wanaweza kutajwa bila majaribio ya chanzo yanayotumia muda.

• Uzalishaji unaotiliwa shaka unaweza kupatikana na uzalishaji halisi kisha kuamuliwa na majaribio ya chanzo kama ilivyoelezwa katika sehemu zifuatazo.

 

Sampuli za dondoo

Mbinu kali zaidi ya sampuli inahitaji sampuli ya mkondo wa gesi kuondolewa kutoka kwa rafu na kuchambuliwa. Ingawa hii inaonekana rahisi, haitafsiri kuwa njia rahisi ya sampuli.

Sampuli inapaswa kukusanywa isokinetically, hasa wakati chembechembe zinakusanywa. Sampuli ya Isokinetic inafafanuliwa kama sampuli kwa kuchora sampuli kwenye uchunguzi wa sampuli kwa kasi ile ile ambayo nyenzo inasogea kwenye rafu au mfereji. Hii inafanywa kwa kupima kasi ya mkondo wa gesi na bomba la pitot na kisha kurekebisha kiwango cha sampuli ili sampuli iingie kwenye uchunguzi kwa kasi sawa. Hii ni muhimu wakati wa kuchukua sampuli za chembechembe, kwani chembe kubwa na nzito hazitafuata mabadiliko ya mwelekeo au kasi. Kama matokeo, mkusanyiko wa chembe kubwa katika sampuli hautakuwa wakilishi wa mkondo wa gesi na sampuli itakuwa isiyo sahihi.

Sampuli ya treni ya dioksidi ya sulfuri imeonyeshwa kwenye mchoro 1. Si rahisi, na mwendeshaji aliyefunzwa anahitajika ili kuhakikisha kuwa sampuli inakusanywa ipasavyo. Iwapo kitu kingine isipokuwa dioksidi ya salfa kitachukuliwa, vifuniko na umwagaji wa barafu vinaweza kuondolewa na kifaa cha kukusanya kinachofaa kuingizwa.

Mchoro 1. Mchoro wa treni ya sampuli ya isokinetic kwa dioksidi ya sulfuri

Sampuli za dondoo, hasa sampuli za isokinetiki, zinaweza kuwa sahihi sana na zenye matumizi mengi, na zina matumizi kadhaa:

• Ni mbinu inayotambulika ya sampuli yenye vidhibiti vya ubora vya kutosha, na hivyo inaweza kutumika kubainisha utiifu wa viwango.

• Usahihi unaowezekana wa njia hufanya iwe sawa kwa upimaji wa utendaji wa vifaa vipya vya kudhibiti.

• Kwa kuwa sampuli zinaweza kukusanywa na kuchambuliwa chini ya hali ya maabara iliyodhibitiwa kwa vipengele vingi, ni muhimu kwa kubainisha mkondo wa gesi.

 

Mfumo wa sampuli uliorahisishwa na wa kiotomatiki unaweza kushikamana na gesi inayoendelea (electrochemical, ultraviolet-photometric au ionization ya moto) au kichanganuzi cha chembe (nephelometer) ili kufuatilia utokaji wa hewa kila wakati. Hii inaweza kutoa hati za uzalishaji, na hali ya uendeshaji ya papo hapo ya mfumo wa kudhibiti uchafuzi wa hewa.

Sampuli za situ

Uchafuzi pia unaweza kuonyeshwa kwenye rafu. Mchoro wa 2 ni uwakilishi wa transmissometer rahisi inayotumiwa kupima vifaa katika mkondo wa gesi. Katika mfano huu, mwangaza unaonyeshwa kwenye rundo hadi kwenye seli ya picha. Chembechembe au gesi ya rangi itachukua au kuzuia baadhi ya mwanga. Nyenzo zaidi, mwanga mdogo utapata kwenye photocell. (Ona mchoro 2.)

Mchoro 2. Kipimo rahisi cha kupimia chembechembe kwenye mrundikano

Kwa kutumia vianzio tofauti vya mwanga na vigunduzi kama vile mwanga wa urujuanimno (UV), gesi zinazotoa mwangaza unaoonekana zinaweza kutambuliwa. Vifaa hivi vinaweza kuunganishwa kwa gesi maalum, na hivyo vinaweza kupima mkusanyiko wa gesi kwenye mkondo wa taka.

An on-site mfumo wa ufuatiliaji una faida zaidi ya mfumo wa uziduaji kwa kuwa unaweza kupima ukolezi kwenye mrundikano mzima au mfereji, ilhali mbinu ya uziduaji hupima viwango kwenye mahali ambapo sampuli ilitolewa. Hii inaweza kusababisha hitilafu kubwa ikiwa sampuli ya mkondo wa gesi haijachanganywa vizuri. Hata hivyo, mbinu ya uziduaji inatoa mbinu zaidi za uchanganuzi, na hivyo pengine inaweza kutumika katika matumizi zaidi.

Tangu on-site mfumo hutoa usomaji unaoendelea, inaweza kutumika kurekodi uzalishaji, au kurekebisha mfumo wa uendeshaji.

 

Back

Nakala hii imekusudiwa kumpa msomaji ufahamu wa teknolojia inayopatikana kwa sasa ya kudhibiti uchafuzi wa maji, kwa kuzingatia mjadala wa mienendo na matukio yaliyotolewa na Hespanhol na Helmer katika sura. Hatari kwa Afya ya Mazingira. Sehemu zifuatazo zinashughulikia udhibiti wa matatizo ya uchafuzi wa maji, kwanza chini ya kichwa "Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya Juu" na kisha chini ya kichwa "Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya Chini".

Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya uso

Ufafanuzi wa uchafuzi wa maji

Uchafuzi wa maji unarejelea hali ya ubora ya uchafu au uchafu katika maji ya hidrojeni ya eneo fulani, kama vile kisima cha maji. Hutokana na tukio au mchakato unaosababisha kupunguzwa kwa matumizi ya maji ya dunia, hasa kuhusiana na afya ya binadamu na athari za mazingira. Mchakato wa uchafuzi unasisitiza upotevu wa usafi kupitia uchafuzi, ambao unamaanisha zaidi kuingiliwa na au kuwasiliana na chanzo cha nje kama sababu. Neno kuchafuliwa linatumika kwa viwango vya chini sana vya uchafuzi wa maji, kama katika ufisadi wao wa awali na uozo. Unajisi ni matokeo ya uchafuzi wa mazingira na kupendekeza ukiukaji au unajisi.

Maji ya Hydrologic

Maji ya asili ya dunia yanaweza kuonekana kama mfumo unaoendelea kuzunguka kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 1, ambao hutoa mchoro wa maji katika mzunguko wa hidrojeni, kutia ndani maji yaliyo juu na chini ya uso.

Kielelezo 1. Mzunguko wa hidrojeni

Kama marejeleo ya ubora wa maji, maji yaliyosafishwa (H₂O) kuwakilisha hali ya juu zaidi ya usafi. Maji katika mzunguko wa hidrojeni yanaweza kuonekana kuwa ya asili, lakini sio safi. Wanachafuliwa kutokana na shughuli za asili na za kibinadamu. Athari za uharibifu wa asili zinaweza kutokana na maelfu ya vyanzo - kutoka kwa wanyama, mimea, milipuko ya volcano, radi inayosababisha moto na kadhalika, ambayo kwa msingi wa muda mrefu inachukuliwa kuwa viwango vya asili vilivyopo kwa madhumuni ya kisayansi.

Uchafuzi unaofanywa na binadamu huvuruga usawa wa asili kwa kuzidisha taka zinazotolewa kutoka vyanzo mbalimbali. Vichafuzi vinaweza kuletwa ndani ya maji ya mzunguko wa hidrojeni wakati wowote. Kwa mfano: mvua ya angahewa (mvua) inaweza kuchafuliwa na vichafuzi vya hewa; maji ya juu yanaweza kuchafuliwa katika mchakato wa kutiririka kutoka kwa vyanzo vya maji; maji taka yanaweza kutolewa kwenye mito na mito; na maji ya ardhini yanaweza kuchafuliwa kwa kupenyeza na kuchafuliwa chini ya ardhi.

 

 

Mchoro wa 2 unaonyesha usambazaji wa maji ya hidrojeni. Uchafuzi basi huwekwa juu ya maji haya na kwa hivyo inaweza kutazamwa kama hali isiyo ya asili au isiyo na usawa ya mazingira. Mchakato wa uchafuzi wa mazingira unaweza kutokea katika maji ya sehemu yoyote ya mzunguko wa hidrojeni, na ni dhahiri zaidi juu ya uso wa dunia kwa namna ya kukimbia kutoka kwa maji hadi mito na mito. Hata hivyo uchafuzi wa maji chini ya ardhi pia ni wa athari kubwa ya kimazingira na unajadiliwa kufuatia sehemu ya uchafuzi wa maji juu ya uso.

Kielelezo 2. Usambazaji wa mvua

Vyanzo vya maji vya uchafuzi wa maji

Mabonde ya maji ndio kikoa cha asili cha uchafuzi wa maji ya uso. Sehemu ya maji inafafanuliwa kama eneo la uso wa dunia ambapo maji ya hidrojeni huanguka, kujilimbikiza, hutumiwa, kutupwa, na hatimaye kumwaga ndani ya vijito, mito au vyanzo vingine vya maji. Inajumuisha mfumo wa mifereji ya maji na mtiririko wa mwisho au mkusanyiko katika mkondo au mto. Mabonde makubwa ya mito kwa kawaida huitwa mabonde ya mifereji ya maji. Mchoro wa 3 ni uwakilishi wa mzunguko wa hidrojeni kwenye eneo la maji la kikanda. Kwa kanda, mpangilio wa maji mbalimbali unaweza kuandikwa kama mlinganyo rahisi, ambao ni mlinganyo wa kimsingi wa hidroloji kama ilivyoandikwa na Viessman, Lewis na Knapp (1989); vitengo vya kawaida ni mm / mwaka:

P - R - G - E - T = ±S

ambapo:

P = kunyesha (yaani, mvua, theluji, mvua ya mawe)

R = mtiririko wa maji au mkondo wa maji

G = maji ya ardhini

E = uvukizi

T = mpito

S = hifadhi ya uso

Kielelezo 3. Mzunguko wa hidrojeni wa kikanda

Mvua inatazamwa kama njia ya kuanzisha katika bajeti ya hidrotiki iliyo hapo juu. Neno kukimbia ni sawa na mtiririko wa mkondo. Hifadhi inarejelea hifadhi au mifumo ya kizuizini ambayo hukusanya maji; kwa mfano, bwawa lililotengenezwa na binadamu (barrage) kwenye mto hutengeneza hifadhi kwa madhumuni ya kuhifadhi maji. Maji ya chini ya ardhi hukusanywa kama mfumo wa kuhifadhi na yanaweza kutiririka kutoka eneo moja hadi jingine; inaweza kuwa na mvuto au maji machafu kuhusiana na mikondo ya uso. Uvukizi ni jambo la uso wa maji, na upenyezaji wa hewa unahusishwa na maambukizi kutoka kwa biota.

 

 

 

 

 

 

 

Ingawa maeneo ya maji yanaweza kutofautiana kwa ukubwa, mifumo fulani ya mifereji ya maji kwa uteuzi wa uchafuzi wa maji huainishwa kama mijini au isiyo ya mijini (kilimo, vijijini, isiyo na maendeleo) katika tabia. Uchafuzi unaotokea ndani ya mifumo hii ya mifereji ya maji hutoka kwa vyanzo vifuatavyo:

Vyanzo vya uhakika: taka hutoka ndani ya hifadhi ya maji ya kupokea mahali maalum, katika hatua kama vile bomba la maji taka au aina fulani ya mfumo wa kujilimbikizia.

Vyanzo visivyo vya uhakika (vilivyotawanywa): uchafuzi wa mazingira unaoingia kwenye chemchemi inayopokea maji kutoka kwa vyanzo vilivyotawanyika kwenye bwawa la maji; Mvua isiyokusanywa mifereji ya maji ya maji kwenye mkondo ni ya kawaida. Vyanzo visivyo vya uhakika pia wakati mwingine hujulikana kama maji "ya kueneza"; hata hivyo, neno kutawanywa linaonekana kuwa lenye maelezo zaidi.

Vyanzo vya mara kwa mara: kutoka kwa uhakika au chanzo ambacho hutoka chini ya hali fulani, kama vile hali iliyojaa kupita kiasi; mifereji ya maji machafu iliyojumuishwa wakati wa vipindi vya utiririshaji wa mvua nyingi ni kawaida.

Vichafuzi vya maji katika vijito na mito

Wakati taka mbaya kutoka kwa vyanzo vilivyo hapo juu hutupwa kwenye mito au vyanzo vingine vya maji, huwa uchafuzi ambao umeainishwa na kuelezewa katika sehemu iliyotangulia. Vichafuzi au vichafuzi vinavyoingia ndani ya maji vinaweza kugawanywa zaidi katika:

• vichafuzi vinavyoweza kuharibika (zisizo kihafidhina).: uchafu ambao hatimaye hutengana na kuwa vitu visivyo na madhara au ambavyo vinaweza kuondolewa kwa njia za matibabu; yaani, baadhi ya vifaa vya kikaboni na kemikali, maji taka ya ndani, joto, virutubisho vya mimea, bakteria nyingi na virusi, mchanga fulani.
• vichafuzi visivyoweza kuharibika (kihafidhina).: uchafu unaoendelea katika mazingira ya maji na haupunguzi katika mkusanyiko isipokuwa diluted au kuondolewa kwa matibabu; yaani, kemikali fulani za kikaboni na isokaboni, chumvi, kusimamishwa kwa colloidal
• uchafuzi hatari wa maji: Aina changamano za taka mbaya kama vile metali zenye sumu, misombo fulani ya isokaboni na kikaboni
• uchafuzi wa radionuclide: nyenzo ambazo zimeathiriwa na chanzo cha mionzi.

 

Kanuni za udhibiti wa uchafuzi wa maji

Kanuni za udhibiti wa uchafuzi wa maji zinazotumika kwa ujumla hutangazwa na mashirika ya serikali ya kitaifa, na kanuni za kina zaidi na majimbo, mikoa, manispaa, wilaya za maji, wilaya za uhifadhi, tume za usafi wa mazingira na wengine. Katika ngazi ya kitaifa na jimbo (au mkoa), mashirika ya ulinzi wa mazingira (EPAs) na wizara za afya kwa kawaida hupewa jukumu hili. Katika majadiliano ya kanuni zilizo hapa chini, muundo na sehemu fulani hufuata mfano wa viwango vya ubora wa maji vinavyotumika kwa sasa katika Jimbo la Ohio la Marekani.

Majina ya matumizi ya ubora wa maji

Lengo kuu katika udhibiti wa uchafuzi wa maji litakuwa sifuri kutokwa kwa uchafuzi kwa miili ya maji; hata hivyo, mafanikio kamili ya lengo hili kwa kawaida si ya gharama nafuu. Mbinu inayopendekezwa ni kuweka mipaka ya utupaji wa utupaji taka kwa ajili ya ulinzi unaofaa wa afya ya binadamu na mazingira. Ingawa viwango hivi vinaweza kutofautiana sana katika maeneo tofauti ya mamlaka, uteuzi wa matumizi ya sehemu mahususi za maji kwa kawaida ndio msingi, kama ilivyoshughulikiwa kwa ufupi hapa chini.

Vifaa vya maji ni pamoja na:

• usambazaji wa maji kwa umma: maji ambayo kwa matibabu ya kawaida yatafaa kwa matumizi ya binadamu
• usambazaji wa kilimo: Maji yanayofaa kwa umwagiliaji na kumwagilia mifugo bila matibabu
• usambazaji wa viwanda/biashara: Maji yanafaa kwa matumizi ya viwandani na kibiashara yakiwa na au bila matibabu.

 

Shughuli za burudani ni pamoja na:

• maji ya kuoga: Maji ambayo katika misimu fulani yanafaa kwa kuogelea kama yalivyoidhinishwa kwa ubora wa maji pamoja na hali ya ulinzi na vifaa
• mawasiliano ya msingi: maji ambayo katika misimu fulani yanafaa kwa burudani ya kugusana mwili mzima kama vile kuogelea, kuogelea, kuogelea kwenye mtumbwi na kupiga mbizi chini ya maji ambayo hayatishii afya ya umma kwa sababu ya ubora wa maji.
• mawasiliano ya pili: maji ambayo katika misimu fulani yanafaa kwa burudani ya mgusano wa sehemu za mwili kama vile, lakini sio tu, kuogelea, bila tishio kidogo kwa afya ya umma kama matokeo ya ubora wa maji.

 

Rasilimali za maji ya umma zimeainishwa kama vyanzo vya maji ambavyo viko ndani ya mifumo ya mbuga, ardhioevu, maeneo ya wanyamapori, mito ya porini, yenye mandhari nzuri na ya burudani na maziwa yanayomilikiwa na umma, na maji yenye umuhimu wa kipekee wa kiburudani au kiikolojia.

Makao ya maisha ya majini

Majina ya kawaida yatatofautiana kulingana na hali ya hewa, lakini yanahusiana na hali katika vyanzo vya maji kwa ajili ya kusaidia na kudumisha baadhi ya viumbe vya majini, hasa aina mbalimbali za samaki. Kwa mfano, uteuzi wa matumizi katika hali ya hewa ya baridi kama inavyogawanywa katika kanuni za Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Jimbo la Ohio (EPA) yameorodheshwa hapa chini bila maelezo ya kina:

• maji ya joto
• maji ya joto mdogo
• maji ya joto ya kipekee
• maji ya joto yaliyobadilishwa
• salmonid ya msimu
• maji baridi
• rasilimali chache za maji.

 

Vigezo vya kudhibiti uchafuzi wa maji

Maji ya asili na maji taka yana sifa ya muundo wao wa kimwili, kemikali na kibaolojia. Sifa kuu za kimaumbile na viambajengo vya kemikali na kibaiolojia vya maji machafu na vyanzo vyake ni orodha ndefu, iliyoripotiwa katika kitabu cha kiada na Metcalf na Eddy (1991). Mbinu za uchanganuzi za maamuzi haya zimetolewa katika mwongozo unaotumika sana unaoitwa Mbinu za Kawaida za Uchunguzi wa Maji na Maji Taka na Chama cha Afya ya Umma cha Marekani (1995).

Kila eneo la maji lililoteuliwa linapaswa kudhibitiwa kulingana na kanuni ambazo zinaweza kujumuisha vigezo vya msingi na vya kina zaidi vya nambari kama ilivyojadiliwa kwa ufupi hapa chini.

Uhuru wa kimsingi kutoka kwa uchafuzi wa mazingira. Kwa kadiri inavyowezekana na inavyowezekana, vyanzo vyote vya maji vinapaswa kufikia vigezo vya msingi vya "Uhuru Tano dhidi ya Uchafuzi":

1. huru kutokana na yabisi iliyoahirishwa au vitu vingine vinavyoingia ndani ya maji kwa sababu ya shughuli za binadamu na ambavyo vitatua na kutengeneza amana za takataka zilizooza au zisizofaa, au ambazo zitaathiri vibaya viumbe vya majini.
2. isiyo na uchafu unaoelea, mafuta, takataka na vifaa vingine vinavyoelea vinavyoingia ndani ya maji kutokana na shughuli za binadamu kwa kiasi cha kutosha kutopendeza au kusababisha uharibifu.
3. huru kutokana na nyenzo zinazoingia ndani ya maji kwa sababu ya shughuli za binadamu, kutoa rangi, harufu au hali nyinginezo kwa kiwango cha kuleta kero.
4. isiyo na vitu vinavyoingia ndani ya maji kwa sababu ya shughuli za binadamu, katika viwango ambavyo ni sumu au hatari kwa maisha ya binadamu, wanyama au majini na/au vinaweza kuua kwa haraka katika eneo la mchanganyiko.
5. huru kutokana na virutubishi kuingia majini kama matokeo ya shughuli za binadamu, katika viwango vinavyosababisha ukuaji wa kero wa magugu ya majini na mwani.

 

Vigezo vya ubora wa maji ni vikwazo vya nambari na miongozo ya udhibiti wa viambajengo vya kemikali, kibaolojia na sumu katika miili ya maji.

Kwa zaidi ya misombo ya kemikali 70,000-pamoja inayotumika leo haiwezekani kubainisha udhibiti wa kila moja. Walakini, vigezo vya kemikali vinaweza kuanzishwa kwa msingi wa mapungufu kwani kwanza yanahusiana na aina kuu tatu za matumizi na mfiduo:

Hatari 1: Vigezo vya kemikali kwa ajili ya ulinzi wa afya ya binadamu ni muhimu kwanza na vinapaswa kuwekwa kulingana na mapendekezo kutoka kwa mashirika ya afya ya serikali, WHO na mashirika ya utafiti wa afya yanayotambuliwa.

Hatari 2: Vigezo vya kemikali vya kudhibiti usambazaji wa maji ya kilimo vizingatie tafiti na mapendekezo ya kisayansi yanayotambulika ambayo yatalinda dhidi ya athari mbaya kwa mazao na mifugo kutokana na umwagiliaji wa mazao na umwagiliaji wa mifugo.

Hatari 3: Vigezo vya kemikali kwa ajili ya ulinzi wa viumbe vya majini vinapaswa kutegemea tafiti zinazotambulika za kisayansi kuhusu unyeti wa viumbe hawa kwa kemikali maalum na pia kuhusiana na matumizi ya binadamu ya samaki na vyakula vya baharini.

Vigezo vya maji machafu ya maji machafu vinahusiana na mapungufu kwa vijenzi vichafuzi vilivyopo kwenye vimiminiko vya maji machafu na ni njia nyingine ya kudhibiti. Huenda zikawekwa kama zinahusiana na uteuzi wa matumizi ya maji ya miili ya maji na jinsi zinavyohusiana na aina zilizo hapo juu kwa vigezo vya kemikali.

Vigezo vya kibayolojia vinategemea hali ya makazi ya maji ambayo inahitajika kusaidia viumbe vya majini.

Maudhui ya kikaboni ya maji machafu na maji ya asili

Jumla ya vitu vya kikaboni ni muhimu zaidi katika kuashiria nguvu ya uchafuzi wa maji machafu na maji asilia. Vipimo vitatu vya maabara hutumiwa kawaida kwa madhumuni haya:

Mahitaji ya oksijeni ya kibayolojia (BOD): BOD ya siku tano (BOD5) ndiyo kigezo kinachotumika sana; jaribio hili hupima oksijeni iliyoyeyushwa inayotumiwa na viumbe vidogo katika uoksidishaji wa biokemikali wa viumbe hai katika kipindi hiki.

Mahitaji ya oksijeni ya kemikali (COD): Jaribio hili ni la kupima vitu vya kikaboni katika taka za manispaa na viwandani ambazo zina misombo ambayo ni sumu kwa maisha ya kibaolojia; ni kipimo cha oksijeni sawa na jambo la kikaboni ambalo linaweza kuwa oxidized.

Jumla ya kaboni hai (TOC): Jaribio hili linatumika hasa kwa viwango vidogo vya viumbe hai katika maji; ni kipimo cha maada ya kikaboni ambayo hutiwa oksidi kwa dioksidi kaboni.

Kanuni za sera za kuzuia uharibifu

Kanuni za sera za kuzuia uharibifu ni mbinu zaidi ya kuzuia kuenea kwa uchafuzi wa maji zaidi ya hali fulani zilizopo. Kwa mfano, Sera ya Uzuiaji wa Viwango vya Ubora wa Maji ya Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Ohio ina viwango vitatu vya ulinzi:

Ufungashaji wa 1: Matumizi yaliyopo lazima yadumishwe na kulindwa. Hakuna uharibifu zaidi wa ubora wa maji unaoruhusiwa ambao utaingilia matumizi yaliyowekwa.

Ufungashaji wa 2: Kisha, ubora wa maji ulio bora zaidi kuliko ule unaohitajika ili kulinda matumizi lazima udumishwe isipokuwa itaonyeshwa kuwa ubora wa chini wa maji ni muhimu kwa maendeleo muhimu ya kiuchumi au kijamii, kama ilivyobainishwa na Mkurugenzi wa EPA.

Ufungashaji wa 3: Hatimaye, ubora wa maji ya vyanzo vya maji lazima udumishwe na kulindwa. Ubora wao wa maji uliopo haupaswi kuharibiwa na vitu vyovyote vinavyotambulika kuwa sumu au kuingilia matumizi yoyote yaliyowekwa. Kuongezeka kwa mizigo ya uchafuzi inaruhusiwa kutolewa kwenye miili ya maji ikiwa haitasababisha kupunguza ubora wa maji uliopo.

Kanda za kuchanganya uchafuzi wa maji na muundo wa ugawaji wa mizigo ya taka

Maeneo ya kuchanganya ni maeneo katika mkusanyiko wa maji ambayo huruhusu umwagaji wa maji machafu yaliyotibiwa au ambayo hayajatibiwa kufikia hali iliyotulia, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 4 wa mkondo unaotiririka. Utoaji huo mwanzoni huwa katika hali ya mpito ambayo inazidi kupunguzwa kutoka kwa mkusanyiko wa chanzo hadi hali ya kupokea maji. Haipaswi kuzingatiwa kama chombo cha matibabu na inaweza kuainishwa kwa vizuizi maalum.

Kielelezo 4. Kanda za kuchanganya

Kwa kawaida, maeneo ya kuchanganya haipaswi:

• kuingilia kati uhamiaji, kuishi, kuzaliana au ukuaji wa spishi za majini

• ni pamoja na maeneo ya kuzalishia au kitalu

• kujumuisha ulaji wa maji ya umma

• ni pamoja na maeneo ya kuoga

• kujumuisha zaidi ya 1/2 ya upana wa mkondo

• kujumuisha zaidi ya 1/2 ya eneo la sehemu ya msalaba ya mdomo wa mkondo

• panua chini ya mkondo kwa umbali zaidi ya mara tano ya upana wa mkondo.

 

Tafiti za ugawaji wa shehena ya taka zimekuwa muhimu kwa sababu ya gharama kubwa ya udhibiti wa virutubishi vya umwagaji wa maji machafu ili kuepuka eutrophication ya ndani (iliyofafanuliwa hapa chini). Masomo haya kwa ujumla hutumia utumizi wa miundo ya kompyuta kwa ajili ya kuiga hali ya ubora wa maji katika mkondo, hasa kuhusiana na virutubisho kama vile aina za nitrojeni na fosforasi, ambazo huathiri mienendo ya oksijeni iliyoyeyushwa. Mifano ya kiasili ya ubora wa maji ya aina hii inawakilishwa na modeli ya EPA ya Marekani QUAL2E, ambayo imeelezwa na Brown na Barnwell (1987). Muundo wa hivi majuzi zaidi uliopendekezwa na Taylor (1995) ni Omni Diurnal Model (ODM), unaojumuisha uigaji wa athari za mimea yenye mizizi kwenye virutubishi na mienendo ya oksijeni iliyoyeyushwa.

Masharti ya tofauti

Kanuni zote za udhibiti wa uchafuzi wa maji ni mdogo kwa ukamilifu na kwa hivyo zinapaswa kujumuisha masharti ambayo huruhusu tofauti za uamuzi kulingana na hali fulani ambazo zinaweza kuzuia utiifu wa haraka au kamili.

Tathmini na usimamizi wa hatari zinazohusiana na uchafuzi wa maji

Kanuni zilizo hapo juu za udhibiti wa uchafuzi wa maji ni mfano wa mbinu za kiserikali duniani kote kwa ajili ya kufikia utiifu wa viwango vya ubora wa maji na vikomo vya utiririshaji wa maji machafu. Kwa ujumla kanuni hizi zimewekwa kwa misingi ya mambo ya afya na utafiti wa kisayansi; ambapo kutokuwa na uhakika kunawezekana kuhusu athari zinazowezekana, sababu za usalama mara nyingi hutumiwa. Utekelezaji wa baadhi ya kanuni hizi unaweza kuwa usio na maana na wa gharama kubwa sana kwa umma kwa ujumla na kwa biashara binafsi. Kwa hiyo kuna wasiwasi unaoongezeka wa ugawaji bora wa rasilimali katika kufikia malengo ya kuboresha ubora wa maji. Kama ilivyoonyeshwa hapo awali katika mjadala wa maji ya hidrojeni, usafi wa hali ya juu haupo hata katika maji ya asili.

Mbinu inayokua ya kiteknolojia inahimiza tathmini na usimamizi wa hatari za kiikolojia katika kuweka kanuni za uchafuzi wa maji. Dhana hiyo inategemea uchanganuzi wa faida na gharama za ikolojia katika kufikia viwango au mipaka. Parkhurst (1995) amependekeza matumizi ya tathmini ya hatari ya ikolojia ya majini kama msaada katika kuweka vikomo vya udhibiti wa uchafuzi wa maji, hasa kama inavyotumika kwa ajili ya ulinzi wa viumbe vya majini. Mbinu kama hizo za kutathmini hatari zinaweza kutumika kukadiria athari za kiikolojia za viwango vya kemikali kwa anuwai ya hali ya uchafuzi wa maji juu ya uso ikiwa ni pamoja na:

• uchafuzi wa chanzo cha uhakika

• uchafuzi wa vyanzo visivyo vya uhakika

• mashapo yaliyochafuliwa katika njia za mipasho

• maeneo ya taka hatarishi yanayohusiana na vyanzo vya maji

• uchambuzi wa vigezo vilivyopo vya kudhibiti uchafuzi wa maji.

 

Njia iliyopendekezwa inajumuisha tiers tatu; kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 5 unaoonyesha mbinu.

Kielelezo 5. Mbinu za kufanya tathmini ya hatari kwa viwango vya mfululizo vya uchambuzi. Daraja la 1: Kiwango cha uchunguzi; Kiwango cha 2: Ukadiriaji wa uwezekano wa hatari kubwa; Kiwango cha 3: Ukadiriaji wa hatari kwa tovuti mahususi

Uchafuzi wa maji katika maziwa na hifadhi

Maziwa na hifadhi hutoa uhifadhi wa ujazo wa maji yanayotiririka na yanaweza kuwa na muda mrefu wa kumwagika ikilinganishwa na uingiaji na utokaji wa haraka wa kufikiwa katika mkondo unaotiririka. Kwa hivyo, wanajali sana kuhusiana na uhifadhi wa viambajengo fulani, hasa virutubishi ikiwa ni pamoja na aina za nitrojeni na fosforasi ambazo huendeleza eutrophication. Eutrophication ni mchakato wa kuzeeka wa asili ambapo yaliyomo ya maji yanaboresha kikaboni, na kusababisha kutawala kwa ukuaji usiofaa wa majini, kama vile mwani, gugu la maji na kadhalika. Mchakato wa eutrophic huelekea kupunguza maisha ya majini na huwa na athari mbaya ya oksijeni iliyoyeyushwa. Vyanzo vya asili na vya kitamaduni vya virutubishi vinaweza kukuza mchakato, kama inavyoonyeshwa na Preul (1974) katika mchoro wa 6, unaoonyesha uorodheshaji wa kielelezo wa vyanzo vya madini na sinki za Ziwa Sunapee, katika Jimbo la New Hampshire la Marekani.

Mchoro 6. Uorodheshaji kiratibu wa vyanzo na madimbwi ya madini (nitrojeni na fosforasi) kwa Ziwa Sunapee, New Hampshire (Marekani)

Maziwa na hifadhi, bila shaka, zinaweza kuchukuliwa sampuli na kuchambuliwa ili kuamua hali yao ya trophic. Masomo ya uchanganuzi kawaida huanza na usawa wa msingi wa virutubishi kama vile:

(virutubisho vyenye ushawishi katika ziwa) = (virutubisho vya maji machafu ya ziwa) + (uhifadhi wa virutubishi katika ziwa)

Salio hili la msingi linaweza kupanuliwa zaidi ili kujumuisha vyanzo mbalimbali vilivyoonyeshwa kwenye kielelezo cha 6.

Wakati wa kuvuta maji ni dalili ya vipengele vya uhifadhi wa mfumo wa ziwa. Maziwa ya kina kifupi, kama vile Ziwa Erie, yana nyakati fupi za kumwagika maji na yanahusishwa na uenezaji wa hewa wa hali ya juu kwa sababu maziwa ya kina kifupi mara nyingi yanafaa zaidi kwa ukuaji wa mimea ya majini. Maziwa yenye kina kirefu kama vile Ziwa Tahoe na Lake Superior yana vipindi virefu vya kumwagika kwa maji, ambavyo kwa kawaida huhusishwa na maziwa yenye hali ya hewa ya ukame kidogo kwa sababu hadi wakati huu, hayajajaa kupita kiasi na pia kwa sababu kina chake kikubwa hakiwezi kusaidia ukuaji wa mimea ya majini. isipokuwa katika epilimnion (ukanda wa juu). Maziwa katika kategoria hii kwa ujumla huainishwa kama oligotrophic, kwa msingi kwamba yana virutubishi kidogo na yanasaidia ukuaji mdogo wa majini kama vile mwani.

Inapendeza kulinganisha nyakati za maji maji ya baadhi ya maziwa makubwa ya Marekani kama ilivyoripotiwa na Pecor (1973) kwa kutumia msingi ufuatao wa kukokotoa:

muda wa kusukuma maji ziwa (LFT) = (kiasi cha hifadhi ya ziwa)/(mtiririko wa ziwa)

Baadhi ya mifano ni: Ziwa Wabesa (Michigan), LFT=miaka 0.30; Ziwa la Houghton (Michigan), miaka 1.4; Ziwa Erie, miaka 2.6; Ziwa Superior, miaka 191; Ziwa Tahoe, miaka 700.

Ingawa uhusiano kati ya mchakato wa eutrophication na maudhui ya virutubishi ni changamano, fosforasi kwa kawaida hutambuliwa kama kirutubisho kinachozuia. Kulingana na hali mchanganyiko kabisa, Sawyer (1947) aliripoti kwamba maua ya mwani huwa yanatokea ikiwa viwango vya nitrojeni vinazidi 0.3 mg/l na fosforasi zaidi ya 0.01 mg/l. Katika maziwa na hifadhi zenye tabaka, viwango vya chini vya oksijeni vilivyoyeyushwa katika hypoliminion ni dalili za mwanzo za eutrophication. Vollenweider (1968, 1969) imeunda viwango muhimu vya upakiaji vya jumla ya fosforasi na nitrojeni jumla kwa idadi ya maziwa kulingana na upakiaji wa virutubishi, kina cha wastani na hali ya trophic. Kwa ulinganisho wa kazi juu ya somo hili, Dillon (1974) amechapisha mapitio muhimu ya muundo wa bajeti ya virutubishi vya Vollenweider na mifano mingine inayohusiana. Miundo ya hivi majuzi zaidi ya kompyuta pia inapatikana kwa kuiga mizunguko ya nitrojeni/fosforasi na tofauti za halijoto.

Uchafuzi wa maji katika mito

Mlango wa maji ni njia ya kati ya maji kati ya mdomo wa mto na pwani ya bahari. Njia hii ya kupita inaundwa na mkondo wa mdomo wa mto unaoingia na mtiririko wa mto (maji safi) kutoka juu na utiririshaji wa maji kwenye upande wa chini wa mto hadi kiwango cha maji ya mkia kinachobadilika kila wakati cha maji ya bahari (maji ya chumvi). Mito ya maji huathiriwa kila mara na mabadiliko ya maji na ni miongoni mwa vyanzo changamano vya maji vinavyokumbana na udhibiti wa uchafuzi wa maji. Sifa kuu za mlango wa mto ni chumvi tofauti, ukingo wa chumvi au kiolesura kati ya chumvi na maji safi, na mara nyingi maeneo makubwa ya maji yenye kina kifupi, yaliyojaa matope na mabwawa ya chumvi. Virutubisho kwa kiasi kikubwa hutolewa kwa mto kutoka kwa mto unaoingia na kuchanganya na makazi ya maji ya bahari ili kutoa uzalishaji mkubwa wa biota na viumbe vya baharini. Hasa kinachohitajika ni vyakula vya baharini vinavyovunwa kutoka kwa mito.

Kwa mtazamo wa uchafuzi wa maji, mito ni ngumu kibinafsi na kwa ujumla inahitaji uchunguzi maalum unaotumia masomo ya kina ya nyanjani na uundaji wa kompyuta. Kwa ufahamu zaidi wa kimsingi, msomaji anarejelewa Reish 1979, juu ya uchafuzi wa bahari na mito; na kwa Reid and Wood 1976, kuhusu ikolojia ya maji ya bara na mito.

Uchafuzi wa maji katika mazingira ya baharini

Bahari zinaweza kuonwa kuwa maji ya mwisho kupokea au kuzama, kwa kuwa takataka zinazobebwa na mito hatimaye hutiririka katika mazingira haya ya bahari. Ingawa bahari ni mabwawa makubwa ya maji ya chumvi yenye uwezo wa kunyonya unaoonekana kuwa na kikomo, uchafuzi wa mazingira unaelekea kuharibu ukanda wa pwani na kuathiri zaidi viumbe vya baharini.

Vyanzo vya uchafuzi wa mazingira baharini ni pamoja na vile vingi vinavyopatikana katika mazingira ya maji machafu ya ardhini pamoja na zaidi kuhusiana na shughuli za baharini. Orodha ndogo imetolewa hapa chini:

• maji taka ya ndani na sludge, taka za viwandani, taka ngumu, taka za bodi za meli

• taka za uvuvi, mchanga na virutubishi kutoka kwa mito na ardhi inayotiririka

• umwagikaji wa mafuta, utafutaji wa mafuta nje ya nchi na taka za uzalishaji, shughuli za dredge

• joto, taka zenye mionzi, kemikali taka, dawa na dawa za kuulia wadudu.

 

Kila moja ya hapo juu inahitaji utunzaji maalum na njia za udhibiti. Utoaji wa maji taka ya majumbani na sludges za maji taka kupitia mkondo wa bahari labda ndio chanzo kikuu cha uchafuzi wa bahari.

Kwa teknolojia ya sasa juu ya somo hili, msomaji anarejelewa kitabu cha uchafuzi wa bahari na udhibiti wake na Askofu (1983).

Mbinu za kupunguza uchafuzi wa mazingira katika utokaji wa maji machafu

Matibabu ya maji machafu kwa kiasi kikubwa hufanywa na manispaa, wilaya za usafi, viwanda, makampuni ya biashara na tume mbalimbali za udhibiti wa uchafuzi wa mazingira. Madhumuni hapa ni kuelezea mbinu za kisasa za matibabu ya maji machafu ya manispaa na kisha kutoa maarifa fulani kuhusu jinsi ya kutibu taka za viwandani na mbinu za hali ya juu zaidi.

Kwa ujumla, michakato yote ya matibabu ya maji machafu inaweza kuunganishwa katika aina za kimwili, kemikali au kibayolojia, na moja au zaidi kati ya hizi zinaweza kuajiriwa ili kufikia bidhaa ya uchafu inayohitajika. Kikundi hiki cha uainishaji kinafaa zaidi katika uelewa wa mbinu za kutibu maji machafu na kimeorodheshwa katika jedwali 1.

Jedwali 1. Uainishaji wa jumla wa shughuli za matibabu ya maji machafu na taratibu

 

Njia za kisasa za matibabu ya maji machafu

Utoaji hapa ni mdogo na unakusudiwa kutoa muhtasari wa dhana wa mbinu za sasa za matibabu ya maji machafu ulimwenguni kote badala ya data ya kina ya muundo. Kwa mwisho, msomaji anarejelewa Metcalf na Eddy 1991.

Maji machafu ya manispaa pamoja na mchanganyiko wa taka za viwandani/biashara hutibiwa katika mifumo inayotumia matibabu ya msingi, ya upili na ya juu kama ifuatavyo:

Mfumo wa matibabu ya msingi: Tiba ya awali ® Suluhisho la Msingi ® Kusafisha maambukizo (klorini) ® Maji taka

Mfumo wa matibabu ya sekondari: Tiba ya awali ® Suluhisho la Msingi ® Kitengo cha kibaiolojia ® Kutulia kwa pili ® Kusafisha maambukizo (klorini) ® Maji taka ya kutiririka

Mfumo wa matibabu ya juu: Tiba ya awali ® Suluhisho la Msingi ® Kitengo cha kibaiolojia ® Kutulia kwa pili ® Kitengo cha Juu ® Kuondoa maambukizo (klorini) ® Maji taka ya kutiririka

Kielelezo cha 7 kinaonyesha zaidi mchoro wa mpangilio wa mfumo wa kawaida wa matibabu ya maji machafu. Muhtasari wa maelezo ya michakato iliyo hapo juu hufuata.

Kielelezo 7. Mchoro wa mpango wa matibabu ya maji machafu ya kawaida

Matibabu ya kimsingi

Madhumuni ya kimsingi ya matibabu ya maji machafu ya manispaa, ikijumuisha maji taka ya nyumbani yaliyochanganyika na baadhi ya taka za viwandani/biashara, ni kuondoa yabisi iliyosimamishwa na kufafanua maji machafu, ili kuyafanya yanafaa kwa matibabu ya kibaolojia. Baada ya kushughulikia baadhi ya matibabu ya awali kama vile uchunguzi, kuondolewa kwa mchanga na kuendelea, mchakato mkuu wa mchanga wa mchanga ni uwekaji wa maji machafu ghafi katika matangi makubwa ya kutulia kwa muda wa hadi saa kadhaa. Utaratibu huu huondoa kutoka 50 hadi 75% ya jumla ya yabisi iliyosimamishwa, ambayo hutolewa kama tope la chini lililokusanywa kwa matibabu tofauti. Maji yanayotiririka kutoka kwa mchakato basi huelekezwa kwa matibabu ya pili. Katika hali fulani, kemikali zinaweza kutumika kuboresha kiwango cha matibabu ya msingi.

Matibabu ya sekondari

Sehemu ya maudhui ya kikaboni ya maji machafu ambayo ni laini kusimamishwa au kufutwa na si kuondolewa katika mchakato wa msingi, ni kutibiwa na matibabu ya sekondari. Aina zinazokubalika kwa ujumla za matibabu ya pili katika matumizi ya kawaida ni pamoja na vichujio vinavyotiririka, viunganishi vya kibayolojia kama vile diski zinazozunguka, tope lililowashwa, madimbwi ya uimarishaji wa taka, mifumo ya mabwawa yenye hewa ya kutosha na mbinu za utumaji ardhi, ikijumuisha mifumo ya ardhioevu. Mifumo hii yote itatambuliwa kama hutumia michakato ya kibaolojia ya aina fulani au nyingine. Ya kawaida zaidi ya michakato hii itajadiliwa kwa ufupi hapa chini.

Mifumo ya mawasiliano ya kibaolojia. Vichungi vya trickling ni mojawapo ya aina za awali za njia hii kwa matibabu ya pili na bado hutumiwa sana na baadhi ya mbinu zilizoboreshwa za matumizi. Katika matibabu haya, maji taka kutoka kwa mizinga ya msingi hutumiwa kwa usawa kwenye kitanda cha vyombo vya habari, kama vile vyombo vya habari vya mwamba au plastiki. Usambazaji sare hukamilishwa kwa kawaida kwa kudondosha kioevu kutoka kwa mabomba yenye matundu yanayozungushwa juu ya kitanda mara kwa mara au mfululizo kulingana na mchakato unaotaka. Kulingana na kasi ya upakiaji wa kikaboni na majimaji, vichujio vinavyotiririka vinaweza kuondoa hadi 95% ya maudhui ya kikaboni, kwa kawaida huchanganuliwa kama mahitaji ya oksijeni ya biokemikali (BOD). Kuna mifumo mingine mingi ya hivi majuzi zaidi ya mawasiliano ya kibaolojia ambayo inaweza kutoa uondoaji wa matibabu katika safu sawa; baadhi ya njia hizi hutoa faida maalum, hasa zinazotumika katika hali fulani za kikwazo kama vile nafasi, hali ya hewa na kadhalika. Ikumbukwe kwamba tank ifuatayo ya kutatua sekondari inachukuliwa kuwa sehemu ya lazima ya kukamilisha mchakato. Katika utatuzi wa pili, baadhi ya kinachojulikana kama tope la humus hutolewa kama maji ya chini, na kufurika hutolewa kama maji taka ya pili.

Sludge iliyoamilishwa. Katika aina ya kawaida ya mchakato huu wa kibaolojia, maji taka ya msingi yaliyotibiwa hutiririka hadi kwenye tanki iliyoamilishwa ya kitengo cha matope iliyo na kusimamishwa kwa kibayolojia iitwayo tope lililoamilishwa. Mchanganyiko huu hurejelewa kama vileo vilivyochanganywa vilivyosimamishwa kwa muda (MLSS) na hutolewa muda wa kuwasiliana kwa kawaida kuanzia saa kadhaa hadi saa 24 au zaidi, kulingana na matokeo yanayohitajika. Katika kipindi hiki mchanganyiko huo unakuwa na hewa nyingi na kuchochewa ili kukuza shughuli za kibayolojia za aerobic. Mchakato unapokamilika, sehemu ya mchanganyiko (MLSS) hutolewa na kurejeshwa kwa aliyeathiriwa kwa ajili ya kuendeleza mchakato wa kuwezesha kibayolojia. Utatuzi wa pili hutolewa kufuatia kitengo cha sludge kilichoamilishwa kwa madhumuni ya kusimamisha usimamishaji wa tope ulioamilishwa na kumwaga mafuriko yaliyobainishwa kama maji taka. Mchakato huo una uwezo wa kuondoa hadi karibu 95% ya BOD yenye ushawishi.

Matibabu ya kiwango cha juu

Kiwango cha tatu cha matibabu kinaweza kutolewa ambapo kiwango cha juu cha kuondolewa kwa uchafuzi kinahitajika. Aina hii ya matibabu kwa kawaida inaweza kujumuisha uchujaji wa mchanga, madimbwi ya uimarishaji, mbinu za utupaji ardhi, ardhi oevu na mifumo mingine ambayo huimarisha zaidi maji taka ya pili.

Disinfection ya effluent

Kwa kawaida kuua vijidudu huhitajika ili kupunguza bakteria na vimelea vya magonjwa kwa viwango vinavyokubalika. Klorini, dioksidi ya klorini, ozoni na mwanga wa ultraviolet ni michakato inayotumiwa zaidi.

Ufanisi wa jumla wa matibabu ya maji machafu

Maji machafu ni pamoja na anuwai ya viambajengo ambavyo kwa ujumla vinaainishwa kama vitu vikali vilivyosimamishwa na kuyeyushwa, viambajengo vya isokaboni na viambajengo vya kikaboni.

Ufanisi wa mfumo wa matibabu unaweza kupimwa kwa suala la kuondolewa kwa asilimia ya vipengele hivi. Vigezo vya kawaida vya kipimo ni:

• BODI: mahitaji ya oksijeni ya biokemikali, kipimo katika mg/l

• COD: mahitaji ya oksijeni ya kemikali, yanayopimwa kwa mg/l

• TSS: jumla ya mango iliyosimamishwa, iliyopimwa kwa mg/l

• TDS: jumla ya mango yaliyoyeyushwa, kipimo katika mg/l

• fomu za nitrojeni: ikiwa ni pamoja na nitrati na amonia, inayopimwa kwa mg/l (nitrati inahusika hasa kama kirutubisho katika eutrophication)

• phosphate: kipimo katika mg/l (pia cha wasiwasi hasa kama kirutubisho katika ueutrophication)

• pH: kiwango cha asidi, kinachopimwa kama nambari kutoka 1 (asidi nyingi) hadi 14 (zaidi ya alkali)

• hesabu ya bakteria ya coliform: kipimo kama nambari inayowezekana zaidi kwa ml 100 (Escherichia na bakteria ya kinyesi ni viashiria vya kawaida).

 

Matibabu ya maji machafu ya viwandani

Aina za taka za viwandani

Taka za viwandani (zisizo za ndani) ni nyingi na hutofautiana sana katika muundo; zinaweza kuwa na asidi nyingi au alkali, na mara nyingi huhitaji uchambuzi wa kina wa maabara. Matibabu maalum inaweza kuwa muhimu kuwafanya wasiwe na hatia kabla ya kutokwa. Sumu ni ya wasiwasi mkubwa katika utupaji wa maji taka ya viwandani.

Uwakilishi wa taka za viwandani ni pamoja na: massa na karatasi, kichinjio, kiwanda cha bia, tannery, usindikaji wa chakula, cannery, kemikali, mafuta ya petroli, nguo, sukari, kufulia, nyama na kuku, kulisha nguruwe, utoaji na wengine wengi. Hatua ya awali ya maendeleo ya muundo wa matibabu ni uchunguzi wa taka za viwandani, ambao hutoa data juu ya tofauti za mtiririko na sifa za taka. Tabia za taka zisizohitajika kama zilivyoorodheshwa na Eckenfelder (1989) zinaweza kufupishwa kama ifuatavyo:

• vikaboni mumunyifu na kusababisha kupungua kwa oksijeni iliyoyeyushwa

• yabisi iliyosimamishwa

• kufuatilia viumbe

• metali nzito, sianidi na viumbe vyenye sumu

• rangi na tope

• nitrojeni na fosforasi

• dutu kinzani sugu kwa uharibifu wa viumbe hai

• mafuta na nyenzo za kuelea

• nyenzo tete.

 

EPA ya Marekani imefafanua zaidi orodha ya kemikali za kikaboni na isokaboni zenye vizuizi maalum katika kutoa vibali vya kutokwa. Orodha inajumuisha zaidi ya misombo 100 na ni ndefu sana kuchapishwa tena hapa, lakini inaweza kuombwa kutoka kwa EPA.

Njia za matibabu

Utunzaji wa taka za viwandani ni maalum zaidi kuliko utunzaji wa taka za nyumbani; hata hivyo, inapokubalika kwa upunguzaji wa kibayolojia, kwa kawaida hutibiwa kwa kutumia mbinu sawa na zile zilizoelezwa hapo awali (mbinu za matibabu ya kibayolojia ya sekondari/ya juu) kwa mifumo ya manispaa.

Mabwawa ya utulivu wa taka ni njia ya kawaida ya matibabu ya maji machafu ya kikaboni ambapo eneo la kutosha la ardhi linapatikana. Mabwawa ya mtiririko kwa ujumla huainishwa kulingana na shughuli zao za bakteria kama aerobic, facultative au anaerobic. Mabwawa yenye hewa safi hutolewa na oksijeni na mifumo iliyoenea au ya mitambo ya uingizaji hewa.

Mchoro wa 8 na 9 unaonyesha michoro ya madimbwi ya uimarishaji wa taka.

Kielelezo 8. Bwawa la uimarishaji wa seli mbili: mchoro wa sehemu ya msalaba

Kielelezo 9. Aina za rasi za aerated: mchoro wa kielelezo

Kuzuia uchafuzi wa mazingira na kupunguza taka

Wakati shughuli na michakato ya taka za viwandani inachambuliwa katika chanzo chao, mara nyingi inaweza kudhibitiwa ili kuzuia utupaji mkubwa wa uchafuzi.

Mbinu za kusambaza tena ni mbinu muhimu katika programu za kuzuia uchafuzi. Mfano wa kifani ni mpango wa kuchakata tena kwa maji machafu ya ngozi yaliyochapishwa na Preul (1981), ambayo yalijumuisha urejeshaji/utumiaji wa chrome pamoja na usambazaji kamili wa maji machafu yote ya ngozi bila mmiminiko kwenye mkondo wowote isipokuwa katika dharura. Mchoro wa mtiririko wa mfumo huu umeonyeshwa kwenye Mchoro 10.

Mchoro 10. Mchoro wa mtiririko wa mfumo wa kuchakata tena maji machafu ya maji machafu ya ngozi

Kwa uvumbuzi wa hivi karibuni zaidi katika teknolojia hii, msomaji anarejelewa kwenye chapisho kuhusu kuzuia uchafuzi wa mazingira na kupunguza takataka na Shirikisho la Mazingira ya Maji (1995).

Mbinu za juu za matibabu ya maji machafu

Mbinu kadhaa za hali ya juu zinapatikana kwa viwango vya juu vya uondoaji wa vijenzi vya uchafuzi kama inavyohitajika. Orodha ya jumla ni pamoja na:

kuchuja (mchanga na multimedia)

mvua ya kemikali

adsorption ya kaboni

uchunguzi wa umeme

kunereka

nitrification

uvunaji wa mwani

urejeshaji wa maji machafu

micro-straining

kuondolewa kwa amonia

reverse osmosis

kubadilishana ion

maombi ya ardhi

denitrification

ardhi oevu.

Mchakato unaofaa zaidi kwa hali yoyote lazima uamuliwe kwa misingi ya ubora na wingi wa maji machafu ghafi, mahitaji ya maji ya kupokea na, bila shaka, gharama. Kwa marejeleo zaidi, ona Metcalf na Eddy 1991, ambayo inajumuisha sura ya matibabu ya juu ya maji machafu.

Uchunguzi wa hali ya juu wa matibabu ya maji machafu

Uchunguzi kifani wa Mradi wa Usafishaji wa Maji taka katika Mkoa wa Dan uliojadiliwa mahali pengine katika sura hii unatoa mfano bora wa mbinu bunifu za kutibu maji machafu na uwekaji upya.

Uchafuzi wa joto

Uchafuzi wa joto ni aina ya taka ya viwandani, inayofafanuliwa kama ongezeko mbaya au kupunguzwa kwa joto la kawaida la maji ya kupokea maji yanayosababishwa na utupaji wa joto kutoka kwa vifaa vilivyotengenezwa na binadamu. Viwanda vinavyozalisha joto la juu la taka ni mafuta ya kisukuku (mafuta, gesi na makaa ya mawe) na mitambo ya kuzalisha nishati ya nyuklia, viwanda vya chuma, visafishaji vya petroli, mitambo ya kemikali, viwanda vya kusaga na karatasi, vinu na nguo. Kinachotia wasiwasi zaidi ni tasnia ya kuzalisha nishati ya umeme ambayo hutoa nishati kwa nchi nyingi (kwa mfano, karibu 80% nchini Marekani).

Athari za joto la taka kwenye kupokea maji

Ushawishi juu ya uwezo wa unyambulishaji taka

• Joto huongeza oxidation ya kibiolojia.

• Joto hupunguza kiwango cha mjano wa oksijeni wa maji na kupunguza kasi ya uwekaji upya wa oksijeni.

• Athari halisi ya joto kwa ujumla ni hatari katika miezi ya joto ya mwaka.

• Athari ya majira ya baridi inaweza kuwa ya manufaa katika hali ya hewa ya baridi, ambapo hali ya barafu huvunjwa na uingizaji hewa wa uso hutolewa kwa samaki na viumbe vya majini.

 

Ushawishi juu ya maisha ya majini

Spishi nyingi zina vikomo vya kustahimili halijoto na zinahitaji ulinzi, haswa katika maeneo yaliyoathiriwa na joto ya mkondo au sehemu ya maji. Kwa mfano, vijito vya maji baridi huwa na aina ya juu zaidi ya samaki wa mchezo kama vile samaki aina ya trout na lax, ilhali maji ya joto kwa ujumla huruhusu idadi kubwa ya samaki, na spishi fulani kama vile pike na samaki wa bass katika maji ya joto la kati.

Mchoro 11. Kubadilishana kwa joto kwenye mipaka ya sehemu ya msalaba wa maji ya kupokea

Uchambuzi wa joto katika kupokea maji

Mchoro wa 11 unaonyesha aina mbalimbali za kubadilishana joto asilia kwenye mipaka ya maji yanayopokea. Wakati joto linapotolewa kwenye maji yanayopokea kama vile mto, ni muhimu kuchambua uwezo wa mto kwa ajili ya nyongeza za joto. Wasifu wa halijoto ya mto unaweza kuhesabiwa kwa kutatua mizani ya joto sawa na ile inayotumika katika kuhesabu mikondo ya sagi ya oksijeni iliyoyeyushwa. Sababu kuu za usawa wa joto zinaonyeshwa kwenye mchoro wa 12 kwa ufikiaji wa mto kati ya pointi A na B. Kila sababu inahitaji hesabu ya mtu binafsi kulingana na vigezo fulani vya joto. Kama ilivyo kwa salio la oksijeni iliyoyeyushwa, salio la halijoto ni muhtasari wa mali na madeni ya halijoto kwa sehemu fulani. Mbinu zingine za uchanganuzi za kisasa zaidi zinapatikana katika fasihi juu ya mada hii. Matokeo kutoka kwa mahesabu ya usawa wa joto yanaweza kutumika katika kuanzisha vikwazo vya kutokwa kwa joto na uwezekano wa vikwazo fulani vya matumizi kwa mwili wa maji.

Kielelezo 12. Uwezo wa mto kwa nyongeza za joto

Udhibiti wa uchafuzi wa joto

Njia kuu za kudhibiti uchafuzi wa joto ni:

• uboreshaji wa utendakazi wa mitambo ya kuzalisha umeme

• minara ya baridi

• mabwawa ya baridi ya pekee

• kuzingatia mbinu mbadala za kuzalisha umeme kama vile umeme wa maji.

 

Ambapo hali ya kimaumbile ni nzuri ndani ya mipaka fulani ya kimazingira, nishati ya umeme inayotokana na maji inapaswa kuzingatiwa kama njia mbadala ya kuzalisha nishati ya kisukuku au nyuklia. Katika uzalishaji wa umeme wa maji, hakuna utupaji wa joto na hakuna utupaji wa maji taka na kusababisha uchafuzi wa maji.

Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya Chini

Umuhimu wa maji ya chini ya ardhi

Kwa kuwa vyanzo vya maji duniani vinatolewa kwa wingi kutoka kwa vyanzo vya maji, ni muhimu zaidi kwamba vyanzo hivi vya usambazaji vilindwe. Inakadiriwa kuwa zaidi ya 95% ya maji safi yanayopatikana duniani yapo chini ya ardhi; nchini Marekani takriban 50% ya maji ya kunywa yanatoka kwenye visima, kulingana na Utafiti wa Jiolojia wa Marekani wa 1984. Kwa sababu uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi na harakati ni ya asili ya hila na isiyoonekana, tahadhari ndogo wakati mwingine hutolewa kwa uchambuzi na udhibiti wa aina hii ya uharibifu wa maji kuliko uchafuzi wa maji juu ya uso, ambayo ni dhahiri zaidi.

Mchoro 13. Mzunguko wa Hydrologic na vyanzo vya uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi

Vyanzo vya uchafuzi wa chini ya ardhi

Kielelezo cha 13 kinaonyesha mzunguko wa hidrojeni na vyanzo vya juu vya uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi. Orodha kamili ya vyanzo vinavyowezekana vya uchafuzi wa chini ya ardhi ni pana; hata hivyo, kwa kielelezo vyanzo vilivyo wazi zaidi ni pamoja na:

• utupaji wa taka za viwandani

• vijito vilivyochafuliwa vinapogusana na vyanzo vya maji

• shughuli za madini

• utupaji wa taka ngumu na hatari

• matangi ya kuhifadhia chini ya ardhi kama vile mafuta ya petroli

• mifumo ya umwagiliaji

• recharge bandia

• uvamizi wa maji ya bahari

• kumwagika

• madimbwi yaliyochafuliwa na sehemu za chini zinazopitisha maji

• visima vya ovyo

• mashamba ya tiles za septic na mashimo ya leaching

• kuchimba visima vibaya

• shughuli za kilimo

• chumvi za de-icing barabarani.

 

Vichafuzi mahususi katika uchafuzi wa chini ya ardhi vimeainishwa zaidi kama:

• vitu vya kemikali visivyohitajika (orodha ya kawaida, sio kamili) - kikaboni na isokaboni (kwa mfano, kloridi, salfa, chuma, manganese, sodiamu, potasiamu)

• jumla ya ugumu na yabisi jumla kufutwa

• vitu vyenye sumu (orodha ya kawaida, sio kamili) - nitrati, arseniki, chromium, risasi, sianidi, shaba, phenoli, zebaki iliyoyeyushwa.

• sifa zisizohitajika za kimwili - ladha, rangi na harufu

• dawa na dawa za kuulia wadudu - hidrokaboni klorini na wengine

• vifaa vya mionzi - aina mbalimbali za mionzi

• kibiolojia - bakteria, virusi, vimelea na kadhalika

• asidi (pH ya chini) au caustic (pH ya juu).

 

Kati ya hapo juu, nitrati ni ya wasiwasi maalum katika maji ya ardhini na maji ya uso. Katika maji ya chini ya ardhi, nitrati inaweza kusababisha ugonjwa wa methaemoglobinaemia (sainosisi ya watoto wachanga). Zaidi ya hayo husababisha madhara ya mkausho katika maji ya uso na kutokea katika aina mbalimbali za rasilimali za maji, kama ilivyoripotiwa na Preul (1991). Preul (1964, 1967, 1972) na Preul na Schroepfer (1968) pia wameripoti juu ya harakati ya chini ya ardhi ya nitrojeni na uchafuzi mwingine.

Usafiri wa uchafuzi wa mazingira katika kikoa cha chini ya ardhi

Mwendo wa maji chini ya ardhi ni wa polepole sana na wa hila ikilinganishwa na usafiri wa maji ya uso katika mzunguko wa hidrojeni. Kwa ufahamu rahisi wa kusafiri kwa maji ya chini ya ardhi chini ya hali bora ya mtiririko thabiti, Sheria ya Darcy ndiyo njia ya msingi ya kutathmini harakati za maji ya chini ya ardhi kwa nambari za chini za Reynolds. (R):

V = K(dh/dl)

ambapo:

V = kasi ya maji ya ardhini kwenye chemichemi ya maji, m/siku

K= mgawo wa upenyezaji wa chemichemi ya maji

(dh/dl) = gradient ya majimaji ambayo inawakilisha nguvu ya kuendesha kwa harakati.

Katika kusafiri kwa uchafuzi chini ya ardhi, maji ya kawaida ya chini ya ardhi (H₂O) kwa ujumla ni giligili inayobeba na inaweza kukokotwa ili kusogezwa kwa kasi kulingana na vigezo katika Sheria ya Darcy. Hata hivyo, kasi ya usafiri au kasi ya kichafuzi, kama vile kemikali ya kikaboni au isokaboni, inaweza kuwa tofauti kutokana na utangazaji na michakato ya utawanyiko wa hidrodynamic. Ioni fulani husogea polepole au kwa kasi zaidi kuliko kiwango cha jumla cha mtiririko wa maji chini ya ardhi kama matokeo ya athari ndani ya vyanzo vya chemichemi, ili ziweze kuainishwa kama "zinazotenda" au "zisizofanya". Majibu kwa ujumla ni ya aina zifuatazo:

• athari za kimwili kati ya kichafuzi na chemichemi ya maji na/au kioevu kinachosafirisha

• athari za kemikali kati ya kichafuzi na chemichemi ya maji na/au kioevu kinachosafirisha

• vitendo vya kibaolojia kwenye uchafuzi wa mazingira.

 

Ifuatayo ni kawaida ya uchafuzi wa chini ya ardhi unaojibu na usio na majibu:

• kuguswa na uchafuzi wa mazingira - chromium, ioni ya amonia, kalsiamu, sodiamu, chuma na kadhalika; cations kwa ujumla; vipengele vya kibiolojia; vipengele vya mionzi

• uchafuzi usio na athari - kloridi, nitrate, sulphate na kadhalika; anions fulani; baadhi ya kemikali za kuua wadudu na magugu.

 

Mara ya kwanza, inaweza kuonekana kuwa vichafuzi vinavyoathiriwa ndio aina mbaya zaidi, lakini hii inaweza isiwe hivyo kila wakati kwa sababu athari huzuia au kuchelewesha viwango vya usafiri vichafu ilhali usafiri usio na athari unaweza kuzuiwa kwa kiasi kikubwa. Baadhi ya bidhaa "laini" za ndani na za kilimo sasa zinapatikana ambazo huharibika kibaiolojia baada ya muda na hivyo kuepuka uwezekano wa uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi.

Urekebishaji wa chemichemi

Kuzuia uchafuzi wa chini ya ardhi ni wazi njia bora; hata hivyo, kuwepo bila kudhibitiwa kwa hali ya maji machafu ya ardhini kwa kawaida hujulikana baada ya kutokea kwake, kama vile malalamiko kutoka kwa watumiaji wa visima vya maji katika eneo hilo. Kwa bahati mbaya, wakati tatizo linatambuliwa, uharibifu mkubwa unaweza kutokea na urekebishaji ni muhimu. Urekebishaji unaweza kuhitaji uchunguzi wa kina wa uwanja wa kijiolojia wa hydro-kijiolojia na uchanganuzi wa maabara wa sampuli za maji ili kubaini kiwango cha viwango vya uchafuzi na njia za kusafiri. Mara nyingi visima vilivyopo vinaweza kutumika katika sampuli za awali, lakini kesi kali zinaweza kuhitaji borings nyingi na sampuli za maji. Data hizi kisha zinaweza kuchanganuliwa ili kubaini hali za sasa na kufanya ubashiri wa hali ya baadaye. Uchanganuzi wa kusafiri kwa uchafuzi wa maji ya ardhini ni uwanja maalumu ambao mara nyingi huhitaji matumizi ya miundo ya kompyuta ili kuelewa vyema mienendo ya maji chini ya ardhi na kufanya utabiri chini ya vikwazo mbalimbali. Idadi ya mifano ya kompyuta mbili na tatu-dimensional inapatikana katika maandiko kwa kusudi hili. Kwa mbinu za uchambuzi wa kina, msomaji anarejelewa kitabu na Freeze na Cherry (1987).

Kuzuia uchafuzi wa mazingira

Njia inayopendekezwa ya ulinzi wa rasilimali za chini ya ardhi ni kuzuia uchafuzi wa mazingira. Ingawa viwango vya maji ya kunywa kwa ujumla hutumika kwa matumizi ya maji ya chini ya ardhi, maji ghafi yanahitaji ulinzi dhidi ya uchafuzi. Vyombo vya serikali kama vile wizara za afya, mashirika ya maliasili na mashirika ya ulinzi wa mazingira kwa ujumla huwajibika kwa shughuli hizo. Juhudi za kudhibiti uchafuzi wa maji chini ya ardhi zinaelekezwa kwa kiasi kikubwa katika ulinzi wa vyanzo vya maji na kuzuia uchafuzi wa mazingira.

Uzuiaji wa uchafuzi unahitaji udhibiti wa matumizi ya ardhi kwa njia ya ukandaji na kanuni fulani. Sheria zinaweza kutumika kwa kuzuia utendakazi mahususi kama inavyotumika hasa kwa vyanzo vya uhakika au vitendo ambavyo vinaweza kusababisha uchafuzi wa mazingira. Kudhibiti kwa kugawa maeneo ya matumizi ya ardhi ni zana ya ulinzi wa maji chini ya ardhi ambayo ni bora zaidi katika ngazi ya manispaa au kaunti ya serikali. Programu za ulinzi wa chemichemi na visima kama ilivyojadiliwa hapa chini ni mifano kuu ya kuzuia uchafuzi wa mazingira.

Mpango wa ulinzi wa aquifer unahitaji kuanzisha mipaka ya chemichemi na maeneo yake ya recharge. Chemichemi ya maji inaweza kuwa ya aina isiyozuiliwa au iliyozuiliwa, na kwa hivyo inahitaji kuchambuliwa na mtaalamu wa maji ili kufanya uamuzi huu. Chemichemi nyingi kuu za maji kwa ujumla zinajulikana katika nchi zilizoendelea, lakini maeneo mengine yanaweza kuhitaji uchunguzi wa nyanjani na uchanganuzi wa hidrojiolojia. Kipengele muhimu cha mpango katika ulinzi wa chemichemi kutokana na uharibifu wa ubora wa maji ni udhibiti wa matumizi ya ardhi juu ya chemichemi na maeneo yake ya recharge.

Ulinzi wa Wellhead ni mbinu ya uhakika zaidi na yenye mipaka ambayo inatumika kwa eneo la kuchaji upya linalochangia kisima fulani. Serikali ya shirikisho ya Marekani kwa marekebisho yaliyopitishwa mwaka wa 1986 kwa Sheria ya Maji ya Kunywa Salama (SDWA) (1984) sasa inahitaji kwamba maeneo mahususi ya ulinzi wa visima yaanzishwe kwa visima vya usambazaji wa umma. Eneo la ulinzi wa visima (WHPA) linafafanuliwa katika SDWA kama "eneo la uso na chini ya ardhi linalozunguka kisima cha maji au uwanja wa kisima, linalosambaza mfumo wa usambazaji wa maji wa umma, ambapo uchafu una uwezekano wa kuhamia na kufikia kisima au kisima kama hicho. shamba.” Lengo kuu katika mpango wa WHPA, kama ilivyoainishwa na EPA ya Marekani (1987), ni uainishaji wa maeneo ya ulinzi wa visima kulingana na vigezo vilivyochaguliwa, uendeshaji wa kisima na masuala ya hidrojiolojia.

 

Back