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