of 108 /108
1 Studiul poluării aerului si metode de a monitoriza calitatea aerului

Monitorizare Poluare Aer

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Monitorizarea si Poluarea aerului - Metode de combatere si prevenție

Citation preview

Page 1: Monitorizare Poluare Aer

1

Studiul poluării aerului si metode de a monitoriza calitatea aerului

Page 2: Monitorizare Poluare Aer

2

CUPRINS

CAPITOLUL I 3

1.1 Cadrul legislativ 3

1.2 Scopul legii privind calitatea aerului înconjurător 3

1.3 Sistemul Naţional de Evaluare şi Gestionare Integrată a Calităţii Aerului (SNEGICA) 4

1.4 Evaluarea calităţii aerului înconjurător 7

1.5 Gestionarea calităţii aerului înconjurător 8

CAPITOLUL II 9

2.1 Calitatea aerului 9

2.2 Principalii poluanţi, norme şi standarde 10

2.3 Efectele poluării asupra sănătăţii populaţiei 21

2.4 Efectele poluării asupra mediului 26

CAPITOLUL III 37

3.1 Sisteme de senzori inteligenţi 37

3.2 Probleme deschise ale reţelelor de senzori 38

3.3 Caracteristici ale realizării unei reţele de senzori 38

3.4 Structura unui sistem de monitorizare a mediului 41

CAPITOLUL IV 42

4.1 Sistemul de sentori wireless „Waspmote & Meshlium” 42

4.2 Modulul Smart Environment – Libelium 49

4.3 Hardware 51

4.4 Senzori 52

Bibliografie: 61

Page 3: Monitorizare Poluare Aer

3

CAPITOLUL I

1.1 Cadrul legislativ

Aerul este factorul de mediu care constituie cel mai rapid suport ce favorizează

transportul poluanţilor în mediu. Poluarea aerului are multe şi semnificative efecte adverse

asupra sănătăţii umane şi poate provoca daune florei şi faunei în general.

Din aceste motive acordăm o atenţie deosebită activităţii de supraveghere, menţinere şi

de îmbunătăţire a calităţii aerului.

Calitatea aerului este determinată de emisiile în aer provenite de la sursele staţionare şi

sursele mobile (traficul rutier), cu preponderenţă în marile oraşe, precum şi de transportul pe

distanţe lungi a poluanţilor atmosferici.

În România, domeniul „calitatea aerului” este reglementat prin L e g e a nr.1 0 4/15.06.2011

p r ivind ca litat e a ae rului în c onjur ă tor publicată în Monitorul Oficial al României, Partea I, nr.452 din 28 iunie 2011.

Prin această lege au fost transpuse în legislaţia naţională prevederile Dir e c t i v e i

2008/50/ C E a P a rl a ment ului Eu r op ea n şi a C onsi li ului din 21 mai 2008 p r ivind ca li tat e a ae rului înconju ră tor şi un a e r m i c u ra t p e ntru Eu r opa publicată în Jurnalul Oficial al Uniunii Europene (JOUE) nr. L 152 din 11 iunie 2008 şi ale Dir e c ti v e i 2004/107/ C E a P a rl a mentului Eu r op ea n şi a Consil i ului din 15 d ece mbrie 2004 p r iv i nd a rs e niu l , ca dm i ul, me rc u r ul, nich e lu l , hidro c a rbu r i l e a rom a ti c e poli c iclic e în a e rul înconju ră tor publicată în Jurnalul Oficial al Comunităţilor Europene(JOCE) nr. L 23 din 25 ianuarie 2005.

1.2 Scopul legii privind calitatea aerului înconjurător

Legea calităţii aerului are ca scop protejarea sănătăţii umane şi a mediului ca întreg prin

reglementarea măsurilor destinate menţinerii calităţii aerului înconjurător acolo unde aceasta

corespunde obiectivelor pentru calitatea aerului înconjurător stabilite prin prezenta lege şi

îmbunătăţirea acesteia în celelalte cazuri.

Măsuri prevăzute de legea privind calitatea aerului înconjurător

Page 4: Monitorizare Poluare Aer

4

Legea prevede măsuri la nivel naţional privind:

a) definirea şi stabilirea obiectivelor pentru calitatea aerului înconjurător destinate să evite şi

să prevină producerea unor evenimente dăunătoare şi să reducă efectele acestora asupra

sănătăţii umane şi a mediului ca întreg;

b) evaluarea calităţii aerului înconjurător pe întreg teritoriul ţării pe baza unor metode şi

criterii comune, stabilite la nivel european;

c) obţinerea informaţiilor privind calitatea aerului înconjurător pentru a sprijini procesul de

combatere a poluării aerului şi a disconfortului cauzat de acesta, precum şi pentru a

monitoriza pe termen lung tendinţele şi îmbunătăţirile rezultate în urma măsurilor luate la

nivel naţional şi european;

d) garantarea faptului că informaţiile privind calitatea aerului înconjurător sunt puse la

dispoziţia publicului;

e) menţinerea calităţii aerului înconjurător acolo unde aceasta este corespunzătoare şi/sau

îmbunătăţirea acesteia în celelalte cazuri;

f) promovarea unei cooperări crescute cu celelalte state membre ale Uniunii Europene în

vederea reducerii poluării aerului;

g) îndeplinirea obligaţiilor asumate prin acordurile, convenţiile şi tratatele internaţionale la

care România este parte.

1.3 Sistemul Naţional de Evaluare şi Gestionare Integrată a Calităţii Aerului(SNEGICA)

Prin SNEGICA se realizează punerea în aplicare a legii calităţii aerului înconjurător.

SNEGICA asigură cadrul organizatoric, instituţional şi legal de cooperare a autorităţilor şi

instituţiilor publice cu competenţe în domeniu în scopul evaluării şi gestionării calităţii aerului

înconjurător, în mod unitar, pe întreg teritoriul României, precum şi pentru informarea populaţiei

şi a organismelor europene şi internaţionale privind calitatea aerului înconjurător.

SNEGICA cuprinde, ca părţi integrante, următoarele două sisteme:

Sistemul Naţional de Monitorizare a Calităţii Aerului (SNMCA)

Sistemul Naţional de Inventariere a Emisiilor de Poluanţi Atmosferici (SNIEPA).

Page 5: Monitorizare Poluare Aer

5

Autorităţile şi instituţiile publice cu competenţe în realizarea atribuţiilor SNEGICA

a) autoritatea publică centrală pentru protecţia mediului şi autorităţile publice care

funcţionează în subordinea, sub autoritatea şi în coordonarea sa;

b) autoritatea publică centrală care răspunde de silvicultură şi autorităţile publice care

funcţionează în subordinea şi sub autoritatea sa;

c) autoritatea publică centrală pentru sănătate şi autorităţile publice care funcţionează în

subordinea şi sub autoritatea sa;

d) autoritatea publică centrală pentru transporturi şi autorităţile publice care funcţionează în

subordinea şi sub autoritatea sa;

e) autoritatea publică centrală pentru industrie;

f) autoritatea publică centrală pentru comerţ;

g) autoritatea publică centrală pentru agricultură şi autorităţile publice care funcţionează în

subordinea şi sub autoritatea sa;

h) autoritatea publică centrală pentru amenajarea teritoriului şi lucrări publice;

i) autoritatea publică centrală pentru administraţie publică şi autorităţile publice care

funcţionează în subordinea sa;

j) autoritatea publică centrală pentru ordine publică şi siguranţă naţională şi autorităţile

publice care funcţionează în subordinea sa;

k) consiliile judeţene şi Consiliul General al Municipiului Bucureşti;

l) primăriile, primăriile sectoarelor municipiului Bucureşti, consiliile locale şi consiliile

locale ale sectoarelor municipiului Bucureşti;

m) Institutul Naţional de Statistică şi direcţiile teritoriale din subordinea sa.

Autoritatea publică centrală pentru protecţia mediului (MMP) este autoritatea cu rol de

reglementare, decizie şi control în domeniul evaluării şi gestionării calităţii aerului înconjurător

pe întreg teritoriul ţării

Atribuţiile şi responsabilităţile autorităţilor şi instituţiilor publice cu competenţe în

realizarea atribuţiilor SNEGICA sunt prevăzute la art. 7 – 23 din Legea nr.104/2011.

Page 6: Monitorizare Poluare Aer

6

SNEGICA îndeplineşte următoarele atribuţii:

a) asigură evaluarea calităţii aerului înconjurător, în mod unitar, în aglomerările şi zonele de

pe întreg teritoriul ţării;

b) asigură clasificarea şi delimitarea ariilor din zone şi aglomerări în regimuri de evaluare şi

în regimuri de gestionare a calităţii aerului înconjurător;

c) asigură realizarea inventarului naţional privind emisiile de poluanţi în atmosferă;

d) asigură elaborarea şi punerea în aplicare a planurilor de menţinere a calităţii aerului, a

planurilor de calitate a aerului şi a planurilor de acţiune pe termen scurt;

e) asigură informaţiile necesare realizării rapoartelor către organismele europene şi

internaţionale;

f) asigură informarea publicului cu privire la calitatea aerului înconjurător.

SNMCA îndeplineşte următoarele atribuţii:

a) asigură monitorizarea calităţii aerului înconjurător prin Reţeaua Naţională de

Monitorizare a Calităţii Aerului, denumită în continuare RNMCA, obiectiv de interes

public naţional, aflată în administrarea autorităţii publice centrale pentru protecţia

mediului. RNMCA include instrumentele de prelevare şi măsurare amplasate în punctele

fixe şi echipamentele de laborator aferente acestora, precum şi echipamentele necesare

colectării, prelucrării, transmiterii datelor şi informării publicului privind calitatea aerului

înconjurător;

b) asigură calitatea şi controlul calităţii datelor, compatibilitatea şi comparabilitatea acestora

în întregul sistem;

c) asigură obţinerea de informaţii în timp real cu privire la calitatea aerului înconjurător şi

informarea publicului cu privire la aceasta;

d) asigură obţinerea datelor privind calitatea aerului în vederea îndeplinirii obligaţiilor de

raportare în conformitate cu prevederile legislaţiei europene şi ale convenţiilor şi

acordurilor internaţionale în domeniu la care România este parte.

Page 7: Monitorizare Poluare Aer

7

SNIEPA îndeplineşte următoarele atribuţii:

a) asigură colectarea datelor necesare în vederea elaborării inventarelor locale şi a

inventarului naţional privind emisiile de poluanţi în atmosferă;

b) asigură elaborarea şi validarea inventarelor locale şi a inventarului naţional privind

emisiile de poluanţi atmosferici;

c) asigură raportarea inventarului naţional în conformitate cu prevederile legislaţiei

europene şi ale convenţiilor internaţionale în domeniu la care România este parte.

1.4 Evaluarea calităţii aerului înconjurător

Respectând criteriile de clasificare impuse de Uniunea Europeană, în scopul evaluării

calităţii aerului, pe teritoriul României, au fost stabilite, conform prevederilor Anexei nr.2 din

Legea nr. 104/2011:

13 aglomerări: Bacău, Baia Mare, Braşov, Brăila, Bucureşti, Cluj Napoca, Constanţa,

Craiova, Galaţi, Iaşi, Piteşti, Ploieşti şi Timişoara;

41 zone, identificate la nivel de judeţ.

În scopul evaluării calităţii aerului, în fiecare zonă sau aglomerare, se delimitează arii

care se clasifică în regimuri de gestionare (A, B sau C) în funcţie de pragurile superior şi inferior

de evaluare. Regimurile de evaluare sunt prevăzute în art.25 din Legea nr.104/2011.

Art. 25

(1)În vederea evaluării calităţii aerului înconjurător pentru dioxid de sulf, dioxid de azot, oxizi

de azot, particule în suspensie PM10 şi PM25, plumb, benzen, monoxid de carbon, arsen, cadmiu,

nichel, benzo(a)piren, în fiecare zonă sau aglomerare se delimitează arii care se clasifică în

regimuri de evaluare în funcţie de pragurile superior şi inferior de evaluare, prevăzute la poziţia

A. 1 din anexa nr. 3, după cum urmează:

a)regim de evaluare A, în care nivelul este mai mare decât pragul superior de evaluare;

b)regim de evaluare B, în care nivelul este mai mic decât pragul superior de evaluare, dar mai

mare decât pragul inferior de evaluare;

c)regim de evaluare C, în care nivelul este mai mic decât pragul inferior de evaluare.

(2)Clasificarea în regimuri de evaluare se revizuieşte cel puţin o dată la 5 ani, în conformitate

cu procedurile prevăzute la poziţia A.2 din anexa nr. 3.

Page 8: Monitorizare Poluare Aer

8

(3)Clasificarea în regimuri de evaluare se poate revizui la intervale mai scurte de timp, în cazul

unor modificări semnificative ale activităţilor care au efecte asupra concentraţiilor de dioxid de

sulf, dioxid de azot sau, unde este relevant, de oxizi de azot, particule în suspensie, cum ar fi

PM10 şi PM25, plumb, benzen, monoxid de carbon, arsen, cadmiu, nichel sau benzo(a)piren.

1.5 Gestionarea calităţii aerului înconjurător

În scopul gestionării calităţii aerului, în fiecare zonă sau aglomerare, se delimitează arii

care se clasifică în regimuri de gestionare (I sau II) în funcţie de rezultatul evaluării calităţii

aerului înconjurător. Regimurile de gestionare sunt prevăzute în art.42 din Legea nr.104/2011.

Art. 42

În vederea gestionării calităţii aerului înconjurător, pentru dioxid de sulf, dioxid de azot, oxizi

de azot, particule în suspensie, respectiv PM10 şi PM25, plumb, benzen, monoxid de carbon,

arsen, cadmiu, nichel, benzo(a)piren, în fiecare zonă sau aglomerare se delimitează arii care se

clasifică în regimuri de gestionare în funcţie de rezultatul evaluării calităţii aerului

înconjurător, realizată cu respectarea prevederilor secţiunii 1 din cap. III, după cum urmează:

a)regim de gestionare I - reprezintă ariile din zonele şi aglomerările în care nivelurile pentru

dioxid de sulf, dioxid de azot, oxizi de azot, particule în suspensie PM10 şi PM25, plumb, benzen,

monoxid de carbon sunt mai mari sau egale cu valorile-limită plus marja de toleranţă, acolo

unde este aplicabilă, prevăzute la lit. B şi poziţia G.5 din anexa nr. 3, respectiv pentru arsen,

cadmiu, nichel, benzo(a)piren, particule în suspensie PM25 sunt mai mari decât valorile-ţintă

prevăzute la lit. C şi poziţia G.4 din anexa nr. 3;

b)regim de gestionare II - reprezintă ariile din zonele şi aglomerările în care nivelurile pentru

dioxid de sulf, dioxid de azot, oxizi de azot, particule în suspensie PM10 şi PM25, plumb, benzen,

monoxid de carbon sunt mai mici decât valorile-limită, prevăzute la lit. B şi poziţia G.5 din

anexa nr. 3, respectiv pentru arsen, cadmiu, nichel, benzo(a)piren, particule în suspensie PM25

sunt mai mici decât valorile-ţintă prevăzute la lit. C şi poziţia G.4 din anexa nr. 3.

Page 9: Monitorizare Poluare Aer

9

CAPITOLUL II

2.1 Calitatea aerului

Evaluarea calităţii aerului înconjurător este reglementată prin „Legea privind calitatea

aerului înconjurător” ce transpune Directiva 50/2008 adoptată de Parlamentul şi Consiliul

European privind calitatea aerului ambiental şi un aer mai curat pentru Europa.

Poluanţii monitorizaţi, metodele de măsurare, valorile limită, pragurile de alertă şi de

informare şi criteriile de amplasare a punctelor de monitorizare sunt stabilite de legislaţia

naţională privind protecţia atmosferei şi sunt conforme cerinţelor prevăzute de reglementările

europene.

În prezent RNMCA efectuează măsurători continue de dioxid de sulf (SO2), oxizi de

azot (NOx), monoxid de carbon (CO), ozon (O3), particule în suspensie (PM10 şi PM2.5),

benzen (C6H6), plumb (Pb). Calitatea aerului în fiecare staţie este reprezentată prin indici de

calitate sugestivi, stabiliţi pe baza valorilor concentraţiilor principalilor poluanţi atmosferici

măsuraţi.

În prezent în România sunt amplasate 142 staţii de monitorizare continuă a calităţii

aerului, dotate cu echipamente automate pentru măsurarea concentraţiilor principalilor poluanţi

atmosferici. RNMCA cuprinde 41 de centre locale, care colectează şi transmit panourilor de

informare a publicului datele furnizate de staţii, iar după validarea primară le transmit spre

certificare Laboratorului Naţional de Referinţă pentru Calitatea Aerului (LNRCA) din cadrul

Agenţiei Naţionale pentru Protecţia Mediului.

Staţiile sunt dotate cu analizoare automate ce măsoară continuu concentraţiile în aerul

ambiental ale poluanţilor: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NO2, NOx), monoxid de carbon

(CO), benzen (C6H6), ozon (O3), particule în suspensie (PM10 şi PM2,5) din aerosoli.

Acestora li se adaugă echipamente de laborator utilizate pentru măsurarea

concentraţiilor de metale grele: plumb (Pb), cadmiu (Cd), arden (As), nichel (Ni), concentraţiilor

de particule în suspensie din aerosoli şi din depuneri (PM10 sau PM2,5).

Staţiile de monitorizare sunt amplasate în concordanţă cu criteriile stabilite de

directivele europene privind calitatea aerului, în vederea protecţiei sănătăţii umane, a vegetaţiei

şi ecosistemelor pentru a evalua influenţa diferitelor tipuri de surse de emisii poluante.

Din acest punct de vedere staţiile sunt clasificate după cum urmează:

Page 10: Monitorizare Poluare Aer

10

staţii de trafic – pentru evaluarea influenţei traficului asupra calităţii aerului;

staţii industriale – pentru evaluarea influenţei activităţilor industriale asupra calităţii

aerului;

staţii de fond urban şi suburban – pentru evaluarea influenţei “aşezărilor urbane” asupra

calităţii aerului;

staţii de fond rural şi regional – pentru evaluarea calităţii aerului în zone depărtate de

sursele de emisie.

2.2 Principalii poluanţi, norme şi standarde

Dioxid de sulf SO2

Caracteristici generale

Dioxidul de sulf este un gaz incolor, amărui, neinflamabil, cu un miros pătrunzător care

irita ochii şi căile respiratorii.

Surse naturale:

Erupţiile vulcanice, fitoplanctonul marin, fermentaţia bacteriana in zonele mlăştinoase,

oxidarea gazului cu conţinut de sulf rezultat din descompunerea biomasei.

Surse antropice:

(datorate activităţilor umane): sistemele de încălzire a populaţiei care nu utilizează gaz

metan, centralele termoelectrice, procesele industriale (siderurgie, rafinărie, producerea acidului

sulfuric), industria celulozei şi hârtiei şi în măsură mai mica, emisiile provenite de la motoarele

diesel.

Efecte asupra sănătăţii populaţiei

In funcţie de concentraţie şi perioada de expunere dioxidul de sulf are diferite efecte

asupra sănătăţii umane. Expunerea la o concentraţie mare de dioxid de sulf, pe o perioada scurtă

de timp, poate provoca dificultăţii respiratorii severe.

Sunt afectate in special persoanele cu astm, copiii, vârstnicii si persoanele cu boli cronice ale

cailor respiratorii.

Expunerea la o concentraţie redusă de dioxid de sulf, pe termen lung poate avea ca efect

infecţii ale tractului respirator.

Page 11: Monitorizare Poluare Aer

11

Efecte asupra plantelor

Dioxidul de sulf afectează vizibil multe specii de plante, efectul negativ asupra structurii

şi ţesuturilor acestora fiind sesizabil cu ochiul liber.

Unele dintre cele mai sensibile plante sunt: pinul, legumele, ghindele roşii si negre,

frasinul alb, lucerna, murele.

solului.

Efecte asupra mediului

In atmosfera, contribuie la acidifierea precipitaţiilor, cu efecte toxice asupra vegetaţiei şi

Creşterea concentraţiei de dioxid de sulf accelerează coroziunea metalelor, din cauza

formarii acizilor.

Oxizii de sulf pot eroda: piatra, zidăria, vopselurile, fibrele, hârtia, pielea şi componentele

electrice

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru măsurarea dioxidului de sulf este cea prevăzuta în standardul

SR EN 14212: Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata pentru măsurarea

concentraţiei de dioxid de sulf prin fluorescenta în ultraviolet.

NormeTab. 2.1

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Dioxidul de sulf - SO2

Prag de

alertă

500 µg/m3 - măsurat timp de 3 ore consecutiv, în puncte reprezentative pentru

calitatea aerului pentru o suprafaţă de cel puţin 100 km2 sau pentru o întreagă

zona sau aglomerare.

Valori limită350 µg g/m3 - valoarea limita orara pentru protecţia sănătăţii umane

125 µg g/m3 - valoarea limita zilnica pentru protecţia sănătăţii umane

Nivel critic20 µg g/m3 - nivel critic pentru protecţia vegetaţiei, an calendaristic şi iarna

(1 octombrie - 31 martie)

Page 12: Monitorizare Poluare Aer

12

Oxizi de azot NOx (NO / NO2)

Caracteristici generale

Oxizii de azot sunt un grup de gaze foarte reactive, care conţin azot şi oxigen în cantităţi

variabile. Majoritatea oxizilor de azot sunt gaze fără culoare sau miros.

Principalii oxizi de azot sunt:

monoxidul de azot (NO) care este un gaz este incolor si inodor;

dioxidul de azot (NO2) care este un gaz de culoare brun-roşcat cu un miros puternic,

înecăcios.

Dioxidul de azot in combinaţie cu particule din aer poate forma un strat brun-roşcat.

In prezenta luminii solare, oxizii de azot pot reacţiona si cu hidrocarburile formant

oxidanţi fotochimici.

Oxizii de azot sunt responsabili pentru ploile acide care afectează atât suprafaţa terestra

cat si ecosistemul acvatic.

Surse antropice:

Oxizii de azot se formează în procesul de combustie atunci când combustibilii sunt arşi

la temperaturi înalte, dar cel mai adesea ei sunt rezultatul traficului rutier, activităţilor

industriale, producerii energiei electrice. Oxizii de azot sunt responsabili pentru formarea

smogului, a ploilor acide, deteriorarea calităţii apei, efectului de sera, reducerea vizibilităţii în

zonele urbane .

Efecte asupra sănătăţii populaţiei

Dioxidul de azot este cunoscut ca fiind un gaz foarte toxic atât pentru oameni cât şi

pentru animale (gradul de toxicitate al dioxidului de azot este de 4 ori mai mare decât cel al

monoxidului de azot). Expunerea la concentraţii ridicate poate fi fatală, iar la concentraţii reduse

afectează ţesutul pulmonar.

Page 13: Monitorizare Poluare Aer

13

Populaţia expusă la acest tip de poluanţi poate avea dificultăţi respiratorii, iritaţii ale

cailor respiratorii, disfuncţii ale plămânilor. Expunerea pe termen lung la o concentraţie redusă

poate distruge ţesuturile pulmonare ducând la emfizem pulmonar.

Persoanele cele mai afectate de expunerea la acest poluant sunt copiii.

Efecte asupra plantelor si animalelor

Expunerea la acest poluant produce vătămarea serioasa a vegetaţiei prin albirea sau

moartea ţesuturilor plantelor, reducerea ritmului de creştere a acestora.

Expunerea la oxizii de azot poate provoca boli pulmonare animalelor, care seamănă cu

emfizemul pulmonar, iar expunerea la dioxidul de azot poate reduce imunitatea animalelor

provocând boli precum pneumonia si gripa.

Alte efecte

Oxizii de azot contribuie la formarea ploilor acide şi favorizează acumularea nitraţilor la

nivelul solului care pot provoca alterarea echilibrului ecologic ambiental.

De asemenea, poate provoca deteriorarea ţesăturilor si decolorarea vopselurilor,

degradarea metalelor.

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru măsurarea dioxidului de azot si a oxizilor de azot este cea

prevăzută în standardul SR EN 14211: Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata

pentru măsurarea concentraţiei de dioxid de azot si monoxid de azot prin chimiluminescenţă.

NormeTab. 2.2

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011Oxizi de azot - NOx

Prag de alerta

400 µg/m3 - măsurat timp de 3 ore consecutive, in puncte reprezentative pentru calitatea aerului pentru o suprafaţă de cel puţin 100 km2 sau pentru o întreagă zona sau aglomerare

Valori limita

200 µg/m3 NO2 - valoarea limita orara pentru protecţia sănătăţii umane40 µg/m3 NO2 - valoarea limita anuala pentru protecţia sănătăţii umane

Nivel critic 30 µg/m3 NOx - nivelul critic anual pentru protecţia vegetaţiei

Page 14: Monitorizare Poluare Aer

14

Ozon O3

Caracteristici generale

Gaz foarte oxidant, foarte reactiv, cu miros înecăcios. Se concentrează în stratosfera şi

asigura protecţia împotriva radiaţiei UV dăunătoare vieţii. Ozonul prezent la nivelul solului se

comporta ca o componenta a"smogului fotochimic".

Se formează prin intermediul unei reacţii care implica in particular oxizi de azot şi

compuşi organici volatili.

Efecte asupra sănătăţii

Concentraţia de ozon la nivelul solului provoacă iritarea traiectului respirator si iritarea

ochilor. Concentraţii mari de ozon pot provoca reducerea funcţiei respiratorii.

Efecte asupra mediului

Este responsabil de daune produse vegetaţiei prin atrofierea unor specii de arbori din

zonele urbane.

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru măsurarea ozonului este cea prevăzuta in standardul SR EN

14625: Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata pentru măsurarea concentraţiei de

ozon prin fotometrie in ultraviolet.

NormeTab. 2.3

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011Ozon - O3

Prag de alerta 240 µg/m3- media pe 1 h

Valori ţintă

120 µg/m3 - valoare ţintă pentru protecţia sănătăţii umane (valoarea maxima zilnica a mediilor pe 8 ore)18.000 µg/m3 x h (AOT40) - valoare ţintă pentru protecţia vegetaţiei (perioada de mediere: mai - iulie)

Obiectiv pe termen

lung

120 µg/m3 - obiectivul pe termen lung pentru protecţia sănătăţii umane (valoarea maxima zilnica a mediilor pe 8 ore dintr-un an calendaristic)6000 µg/m3 x h (AOT40) - obiectivul pe termen lung pentru protecţia vegetaţiei(perioada de mediere: mai - iulie)

Page 15: Monitorizare Poluare Aer

15

Monoxid de carbon CO

Caracteristici generale

La temperatura mediului ambiental, monoxidul de carbon este un gaz incolor, inodor,

insipid, de origine atât naturală cât şi antropică.

Monoxidul de carbon se formează in principal prin arderea incompleta a combustibililor fosili.

Surse naturale:

Arderea pădurilor, emisiile vulcanice şi descărcările electrice.

Surse antropice:

Se formează in principal prin arderea incompleta a combustibililor fosili.

Alte surse antropice: producerea otelului si a fontei, rafinarea petrolului, traficul rutier , aerian si

feroviar.

Monoxidul de carbon se poate acumula la un nivel periculos în special în perioada de

calm atmosferic din timpul iernii şi primăverii (acesta fiind mult mai stabil din punct de vedere

chimic la temperaturi scăzute), când arderea combustibililor fosili atinge un maxim.

Monoxidul de carbon produs din surse naturale este foarte repede dispersat pe o

suprafaţă întinsa, nepunând în pericol sănătatea umană.

Efecte asupra sănătăţii populaţiei

Este un gaz toxic, în concentraţii mari fiind letal (la concentraţii de aproximativ 100

mg/m3) prin reducerea capacităţii de transport a oxigenului în sânge, cu consecinţe asupra

sistemului respirator si a sistemului cardiovascular.

La concentraţii relativ scăzute:

afectează sistemul nervos central;

slăbeşte pulsul inimii, micşorând astfel volumul de sânge distribuit in organism;

reduce acuitatea vizuala si capacitatea fizica;

expunerea pe o perioada scurta poate cauza oboseala acuta;

Page 16: Monitorizare Poluare Aer

16

poate cauza dificultăţi respiratorii şi dureri în piept persoanelor cu boli cardiovasculare;

determina iritabilitate, migrene, respiraţie rapida, lipsa de coordonare, greaţă, ameţeală,

confuzie, reduce capacitatea de concentrare.

Segmentul de populaţie cea mai afectata de expunerea la monoxid de carbon o

reprezintă: copiii, vârstnicii, persoanele cu boli respiratorii si cardiovasculare, persoanele

anemice, fumătorii.

Efecte asupra plantelor

La concentraţii monitorizate in mod obişnuit in atmosfera nu are efecte asupra plantelor,

animalelor sau mediului.

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru măsurarea monoxidului de carbon este cea prevăzută în standardul

SR EN 14626: Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata pentru măsurarea

concentraţiei de monoxid de carbon prin spectroscopie în infraroşu nedispersiv

NormeTab. 2.4

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Monoxid de carbon - CO

Valoare

limita

10 µg/m3 - valoarea limita pentru protecţia sănătăţii umane (valoarea maxima

zilnica a mediilor pe 8 ore)

Benzen C6H6

Caracteristici generale

Compus aromatic foarte uşor, volatil si solubil in apa, 90% din cantitatea de benzen in aerul

ambiental provine din traficul rutier.

Restul de 10% provine din evaporarea combustibilului la stocarea si distribuţia acestuia.

Page 17: Monitorizare Poluare Aer

17

Efecte asupra sănătăţii

Substanţa cancerigena, încadrată in clasa A1 de toxicitate, cunoscuta drept cancerigena

pentru om. Produce efecte dăunătoare asupra sistemului nervos central.

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru măsurarea benzenului este cea prevăzută în standardul SR EN 14662:

Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata pentru măsurarea concentraţiei de benzen

părţile 1, 2 si 3.

Norme

Tab. 2.5

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Benzen - C6H6

Valoare limita 5 µg/m3 - valoarea limita anuala pentru protecţia sănătăţii umane.

Pulberile in suspensie PM10 si PM2.5

Caracteristici generale

Pulberile in suspensie reprezintă un amestec complex de particule foarte mici si picături

de lichid.

Surse naturale:

Erupţii vulcanice, eroziunea rocilor furtuni de nisip si dispersia polenului.

Surse antropice:

Activitatea industriala, sistemul de încălzire a populaţiei, centralele termoelectrice.

Traficul rutier contribuie la poluarea cu pulberi produsa de pneurile maşinilor atât la oprirea

acestora cat si datorita arderilor incomplete.

Page 18: Monitorizare Poluare Aer

18

Efecte asupra sănătăţii populaţiei

Dimensiunea particulelor este direct legata de potenţialul de a cauza efecte.

O problema importanta o reprezintă particulele cu diametrul aerodinamic mai mic de 10

micrometri, care trec prin nas şi gât si pătrund in alveolele pulmonare provocând inflamaţii si

intoxicări. Sunt afectate in special persoanele cu boli cardiovasculare si respiratorii, copiii,

vârstnicii şi astmaticii.

Copiii cu vârsta mai mica de 15 ani inhalează mai mult aer, si în consecinţă mai mulţi

poluanţi.

Ei respiră mai repede decât adulţii si tind să respire mai mult pe gura, ocolind practic

filtrul natural din nas. Sunt in mod special vulnerabili , deoarece plămânii lor nu sunt dezvoltaţi,

iar ţesutul pulmonar care se dezvolta în copilărie este mai sensibil.

Poluarea cu pulberi înrăutăţeşte simptomele astmului, respectiv tuse, dureri in piept si

dificultăţi respiratorii. Expunerea pe termen lung la o concentraţie scăzută de pulberi poate cauza

cancer şi moartea prematura.

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru prelevarea şi măsurarea concentraţiei de PM10 este cea

prevăzuta în standardul SR EN 12341: Calitatea aerului. Determinarea fracţiei PM10 de materii

sub forma de pulberi în suspensie. Metoda de referinţă şi proceduri de încercare în teren pentru

demonstrarea echivalentei cu metoda de măsurare de referinţă. Metoda de referinţă pentru

prelevarea si măsurarea PM2,5 este cea prevăzută în standardul SR EN 14907: Calitatea aerului

înconjurător. Metoda standardizata de măsurare gravimetrica pentru determinarea fracţiei masice

de PM2,5 a particulelor in suspensie.

Page 19: Monitorizare Poluare Aer

19

Norme

Tab. 2.6

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Pulberi in suspensie - PM10

Valori limita50 µg/m3 - valoarea limita zilnica pentru protecţia sănătăţii umane

40 µg/m3 - valoarea limita anuala pentru protecţia sănătăţii umane

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Pulberi in suspensie - PM2,5

Valoare ţintă 25 µg/m3 – valoarea - ţintă anuală

Valori limită25 µg/m3 - valoarea limită anuală care trebuie atinsa pana la 1 ianuarie 2015

20 µg/m3 - valoarea limită anuală care trebuie atinsa pana la 1 ianuarie 2020

Plumb si alte metale toxice Pb, Cd, As, Ni si Hg

Caracteristici generale

Metalele toxice provin din combustia cărbunilor, carburanţilor, deşeurilor menajere, etc.

si din anumite procedee industriale.

Se găsesc în general sub forma de particule (cu excepţia mercurului care este gazos).

Metalele se acumulează in organism si provoacă efecte toxice de scurtă si/sau lungă durata.

In cazul expunerii la concentraţii ridicate ele pot afecta sistemul nervos, funcţiile renale,

hepatice, respiratorii.

Metode de măsurare

Metoda de referinţă pentru măsurarea Pb, As, Cd si Ni este cea prevăzuta în standardul

SR EN 14902: Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata pentru determinarea Pb, Cd,

As, si Ni în fracţia PM10 a particulelor in suspensie. Metoda de referinţă pentru măsurarea

concentraţiei de mercur total gazos în aerul înconjurător este cea prevăzuta în standardul SR EN

15852- Calitatea aerului ambiant. Metoda standardizata pentru determinarea mercurului gazos

total.

Page 20: Monitorizare Poluare Aer

20

Norme

Tab. 2.7

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Plumb - Pb

Valoare limita 0,5 µg/m3 - valoarea limita anuala pentru protecţia sănătăţii umane

Arsen

Cadmiu

Nichel

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

As, Cd si Ni

6 µg/m3 - valoarea ţintă pentru conţinutul total din fracţia PM10, mediata

pentru un an calendaristic.

5 µg/m3 - valoarea ţintă pentru conţinutul total din fracţia PM10, mediata

pentru un an calendaristic.

20 µg/m3 - valoarea ţintă pentru conţinutul total din fracţia PM10, mediata

pentru un an calendaristic.

Hidrocarburi aromatice policiclice HAP

Caracteristici generale

Hidrocarburile aromatice polinucleare HAP sunt compuşi formaţi din 4 pana la 7 nuclee

benzenice.

Aceşti compuşi rezultă din combustia materiilor fosile ( motoarele diesel) sub forma

gazoasa sau de particule.

Cea mai studiata este benzo(a)pirenul. Hidrocarburile aromatice polinucleare sunt

cunoscute drept cancerigene pentru om.

Metode de măsurareMetoda de referinţă pentru prelevarea si măsurarea BaP este cea prevăzută în standardul

SR EN 15549: Calitatea aerului înconjurător. Metoda standardizata pentru măsurarea

Page 21: Monitorizare Poluare Aer

21

concentraţiei de benzo(a)piren în aerul înconjurător. In absenta standardelor CEN pentru

prelevarea si analiza HAP se utilizează metoda descrisă în standardul SR ISO 12884 - Aer

înconjurător. Determinarea hidrocarburilor aromatice policiclice totale (faza gazoasa şi

particule). Prelevare pe adsorbant şi filtru urmată de analiza prin cromatografie în fază

gazoasă/spectrometrie de masă.

NormeTab. 2.8

LEGEA nr. 104 din 15 iunie 2011

Hidrocarburi Aromatice Policiclice HAP

Benzo(a)piren1 µg/m3 - valoarea ţintă pentru conţinutul total din fracţia PM10, mediată pentru

un an calendaristic

2.3 Efectele poluării asupra sănătăţii populaţiei

Poluarea aerului se poate defini prin prezenţa în aerul atmosferic a unei substanţe străine

de compoziţia sa normală sau variaţia importantă a proporţiilor componenţilor săi, care pot avea

efecte nocive şi/sau pot induce direct sau indirect modificări asupra sănătăţii populaţiei.

În general, poluarea aerului este de tip complex, astfel încât se traduce prin prezenţa mai

multor categorii de poluanţi care îşi pot însuma sau potenţa posibila acţiune nocivă asupra

sănătăţii populaţiei.

Chiar dacă sursele de poluare a aerului pot fi atât naturale cât şi artificiale, ne putem

focaliza în special asupra celor artificiale, unde putem interveni mai uşor, prin identificarea lor,

monitorizare şi luarea unor măsuri legislative, administrative şi sociale, astfel încât să putem

diminua un eventual impact negativ asupra sănătăţii populaţiei care poate deveni receptor.

Principalele surse de poluare a aerului sunt în general procesele de combustie în

instalaţii fixe, transporturile şi procesele industriale diverse.

În funcţie de acţiunea lor asupra organismului poluanţii atmosferici pot fi clasificaţi în:

iritanţi, fibrozanţi, toxici sistemici, asfixianţi, alergizanţi şi cancerigeni.

Acţiunea acestora asupra organismului se traduce în efecte acute şi cronice care pot fi

cuantificate prin modificarea unor indicatori specifici ( mortalitate, morbiditate etc.).

Page 22: Monitorizare Poluare Aer

22

In cazul poluanţilor atmosferici primul afectat este sistemul respirator, iar populaţia cea

mai vulnerabilă face parte din categoria populaţiei infantile si apoi a grupei de vârstă >65 ani.

Fig. 2.1

România are obligaţia de a limita emisiile de poluanţi anuale de gaze cu efect de

acidifere şi eutrofizare şi de precursori ai ozonului, sub valorile de 918 mii tone/an pentru dioxid

de sulf (SO2), 437 mii tone/an pentru oxizi de azot (NOx), 523 mii tone/an pentru compuşi

organici volatili nonmetanici (NMVOC) şi 210 mii tone/an pentru amoniac (NH3), valori ce

reprezintă plafoanele naţionale de emisie.

Plafoanele naţionale de emisie pentru dioxid de sulf, oxizi de azot, compuşi organici

volatili şi amoniac, stabilite pentru anul 2010, sunt cele prevăzute în Protocolul Convenţiei din

1979 asupra poluării atmosferice transfrontiere pe distanţe lungi, referitor la reducerea acidifierii,

Page 23: Monitorizare Poluare Aer

23

eutrofizării şi nivelului de ozon troposferic, adoptat la Gothenburg la 1 decembrie 1999, ratificat

prin Legea nr. 271/2003 şi reprezintă cantitatea maximă de poluant ce poate fi emisă în

atmosferă, la nivel naţional, în decursul unui an calendaristic.

România transmite anual estimări ale emisiilor de poluanţi atmosferici care cad sub

incidenta Directivei nr. 2001/81/CE privind plafoane naţionale de emisii pentru anumiţi poluanţi

atmosferici (Directiva NEC) şi a protocoalelor Convenţiei asupra poluării atmosferice

transfrontiere pe distanţe lungi, încheiată la Geneva la 13 noiembrie 1979 (UNECE/CLRTAP)

În acest sens se întocmeşte inventarul naţional final de emisii de dioxid de sulf, oxizi de

azot, compuşi organici volatili şi amoniac elaborat cu un an în urma anului curent care se

realizează respectând ghidurile EMEP/CORINAIR pentru estimarea şi raportarea datelor de

emisii şi care asigură transparenţa, acurateţea, consistenţa, comparabilitatea şi completitudinea

acestora.

Pentru anul 2009, emisiile de poluanţi atmosferici au fost estimate utilizându-se

versiunea nouă a ghidului EMEP/EEA privind elaborarea inventarelor de emisii. De asemenea au

fost recalculate emisiile aferente perioadei 2005 – 2007, folosind factorii de emisie din noul

ghid.

Evoluţia emisiilor de SO2, NOx, NMVOC şi NH3 în perioada 2005 - 2009.

Fig. 2.2

Page 24: Monitorizare Poluare Aer

24

EMISIILE DE DIOXID DE SULF, corespunzătoare anului 2009 sunt caracterizate de

o scădere cu aproximativ 28,43% faţă de anul 2005, scăderi importante înregistrându-se în

sectoarele „Arderi în industria metalurgică” (54,67%). şi „Producţie de energie termică şi

electrică” (23,53%) . În sectorul „Navigaţie naţională” s-a înregistrat o uşoară creştere a emisiilor

de SO2, respectiv cu 16%. În sectorul „Transporturi rutiere”, pentru toate categoriile de vehicule,

s-a înregistrat o descreştere semnificativă, de peste 90%, faţă de anul 2005, datorată scăderii

conţinutului de sulf din combustibili.

În anul 2009, cea mai mare contribuţie la totalul naţional o au instalaţiile mari de ardere,

care reprezintă sursele din sectorul „Producţie de energie termică şi electrică”, ale căror emisii au

fost de aproximativ 450 kt (85,70%). Emisiile provenite din arderile din industria metalurgică au

o pondere de 8,64%, iar cele din alte industrii, 3,04% din totalul naţional.

Fig. 2.3

În anul 2009, emisiile totale de NOx au atins valoarea de 247,26 kt, faţă de 291,13 kt cât

erau în 2005. Emisiile de NOx provin în special din sectoarele „Transport rutier” (47,18%) şi

„Producţia de energie termică şi electrică” (33,73%).

Emisiile de oxizi de azot calculate pentru anul 2009, care au înregistrat scăderi faţă de anul 2005,

au fost cele din sectoarele „Producţie de energie termică şi electrică” (12,62%), „Arderi în

industria metalurgică” (54,29%) şi „Arderi în sectorul comercial/instituţional” (20,85%). Creşteri

ale emisiilor de NOx faţă de anul 2005, s-au înregistrat în „Transport rutier - Autoturisme”

(27,18%) şi, „Arderi în sectorul rezidenţial” (5,50%).

Page 25: Monitorizare Poluare Aer

25

Fig. 2.4

EMISIILE DE NH3 prezintă o scădere (5,4%) faţă de anul 2005.

În intervalul analizat, cea mai mare valoare a fost înregistrată în 2007 (202,62 kt). În

2009, emisiile totale de NH3 au fost de 187,74 kt. Variaţia emisiilor provenite din activităţile

zootehnice este explicată de fluctuaţiile numărului capetelor de animale ce oscilează în funcţie de

variaţia cererii de piaţă a acestora.

Ponderile cele mai importante în totalul naţional le au managementul dejecţiilor provenite din

creşterea vacilor de lapte (28,46%), scroafelor (22,42%) şi a găinilor ouătoare (11,52%). O

contribuţie semnificativă la emisiile de NH3 o are şi sectorul „Epurarea apelor uzate” cu pondere

de 8,24% din totalul naţional.

Fig. 2.5

Page 26: Monitorizare Poluare Aer

26

EMISIILE DE NMVOC au crescut slab în 2009 faţă de 2005, respectiv cu 1,49%. Cea

mai mare creştere este cauzată, în special, de sectoarele “Transportul rutier” (35,97%) ”Arderi în

sectorul rezidenţial” (19,14%), şi “Emisii fugitive provenite din extracţia combustibililor solizi”

(8,41%).

Fig. 2.6

EMISIILE TOTALE DE PLUMB (Pb) au înregistrat o scădere de 49,24%, de la

106,71 t în 2005, la 53,76 t în 2009.

2.4 Efectele poluării asupra mediului

Protecţia mediului este domeniul care necesită o abordare specifică în toate ramurile

economiei naţionale. Industria reprezintă sectorul economic cu cea mai mare contribuţie la

poluarea mediului, prin cantitatea mare de poluanţi gazoşi, solizi şi lichizi eliminată în factorii de

mediu aer, apă şi sol.

Scopul sistemului integrat este implementarea unor măsuri de prevenire sau de reducere

a emisiilor în atmosferă, apă şi sol, inclusiv a măsurilor privind managementul deşeurilor, pentru

atingerea unui înalt nivel de protecţie a mediului ca un întreg. În acest sens, este necesară

reglementarea şi controlul integrat al acestor activităţi, astfel încât să se asigure respectarea

Page 27: Monitorizare Poluare Aer

27

legislaţiei în domeniul protecţiei mediului şi a principiilor dezvoltării durabile (Directiva IPPC

2008/1/CE).

Industria energetică este reprezentată pe întreg teritoriul ţării, de unităţile de producere a

energiei termice şi electrice. Ca urmare a acestei activităţi, rezultă emisii importante de poluanţi

în atmosferă (în principal emisii de CO2, SOx, NOx şi pulberi). De asemenea, sunt afectate şi

alte elemente ale cadrului natural (sol, vegetaţiei, faună) şi se generează cantităţi mari de deşeuri.

Industria metalurgică este reprezentată prin unităţi importante din industria siderurgiei şi

industria producătoare de feroaliaje. Principalul factor de mediu afectat este aerul, prin emisii

rezultate din pregătirea materiei prime, prelucrarea finală a produselor, transportul şi depozitarea

materiei prime şi a produselor auxiliare. De asemenea, industria metalurgiei neferoase are un

impact semnificativ asupra mediului, prin emisii de noxe în atmosferă (gaze de ardere şi pulberi),

prin evacuare de ape tehnologice uzate, depozitare deşeuri etc.

Industria materialelor de construcţii este reprezentată prin unităţi importante de

producere a cimentului, varului, cărămizilor refractare etc., activităţi care determină eliminarea

unor mari cantităţi de pulberi, precum şi emisii de gaze (în special CO2, SO2, etc.).

Industria chimică este reprezentată prin instalaţiile pentru producerea substanţelor chimice

organice şi anorganice de bază, a îngrăşămintelor chimice, produselor de uz fitosanitar,

produselor farmaceutice de bază şi a explozibililor.

Industria alimentară deţine un loc important în economia multor regiuni, fiind

reprezentată de instalaţii de producere a alimentelor şi băuturilor din materii prime de origine

animală şi vegetală. Acest tip de activitate poate avea un impact semnificativ asupra mediului,

prin emisii de poluanţi în atmosferă, emisii de substanţe provenite de la instalaţiile frigorifice,

prin evacuarea apelor uzate tehnologice cu încărcare organică mare, producerea de deşeuri solide

specifice acestor tipuri de activitate. De aceea, operatorii au acordat o atenţie mărită eliminării

acestor probleme, prin realizarea de staţii de epurare, achiziţionarea de incineratoare ecologice

pentru deşeuri de origine animală etc.

Creşterea intensivă a animalelor este reprezentată prin fermele de păsări sau porci, care

generează cantităţi mari de poluanţi care afectează în principal aerul şi apa.

Industria constructoare de maşini are un impact semnificativ asupra mediului prin deşeurile

metalice rezultate din producţia de serie şi poluanţi specifici, rezultaţi în urma tratării cu solvenţi

organici a suprafeţelor metalice, obiectelor sau produselor realizate în cadrul acestei ramuri

industriale.

Page 28: Monitorizare Poluare Aer

28

Industria uşoară este reprezentată de fabricile de pretratare (operaţiuni precum cele de

spălare, albire, mercerizare) sau de vopsire a fibrelor ori a textilelor, activităţi care sunt surse

generatoare de deşeuri şi ape uzate.

Strategia industrială de dezvoltare durabilă vizează stimularea competitivităţii, urmărind

creşterea economică stabilă, de durată şi protecţia mediului.

Numărul activităţilor industriale, care se supun prevederilor Directivei IPPC au avut o

uşoară tendinţă crescătoare în anul 2010 (793 instalaţii) comparativ cu anii 2009 (765 instalaţii)

şi 2008 (734 instalaţii).

Fig. 2.7

Activităţi industriale care se supun prevederilor directivei privind prevenirea şi

controlul poluării industriale

Activităţile industriale joacă un rol important în bunăstarea economică şi crearea

locurilor de muncă dar cu toate acestea, ele generează un impact semnificativ asupra mediului.

Dintre componentele Acquis-ului comunitar de mediu, o importanţă deosebită trebuie

acordată acelora care se adresează sectorului poluării industriale, cunoscut fiind aportul la

poluare adus de astfel de activităţi şi efectele cumulate pe parcursul multor ani de dezvoltare

industrială intensivă, ani în care protecţiei mediului nu i s-a acordat importanţa necesară.

Page 29: Monitorizare Poluare Aer

29

Directiva 2008/1/CE privind prevenirea şi controlul integrat al poluării (IPPC) este una

dintre directivele care se adresează direct activităţilor industriale şi prin obiectivul ei principal se

suprapune cel mai bine conceptului de “dezvoltare durabilă”.

Obiectivele și principiile politicii de mediu promovate prin Directiva IPPC 2008/1/CE

se referă în special la prevenirea, reducerea și, pe cât posibil, eliminarea poluării prin favorizarea

intervențiilor la sursă și prin asigurarea unei gestionări prudente a resurselor naturale,

în

conformitate cu principiul „poluatorul plătește” și cu principiul prevenirii

poluării.

Directiva IPPC prevede principiile esenţiale care guvernează autorizarea şi controlul

instalaţiilor, pe baza unei abordări integrate şi prin aplicarea celor mai bune tehnici disponibile

(BAT, best available techniques), care reprezintă tehnicile cele mai eficiente pentru atingerea

unui nivel înalt de protecţie a mediului, luând în considerare costurile şi beneficiile.

Directiva privind prevenirea şi controlul integrat al poluării (IPPC) este transpusă în

legislaţia românească prin O.U.G. nr. 152/2005, aprobată prin Legea nr. 84/2006 modificată şi

completată cu OUG nr. 40/2010 aprobată prin Legea nr. 205/2010.

Situaţia instalaţiilor autorizate pe sectoare industriale la nivel naţional este prezentată mai jos.

Fig. 2.8

Din totalul instalaţiilor industriale, ponderea cea mai mare o reprezintă instalaţiile din

sectorul de creştere intensivă a animalelor (351 instalaţii IPPC).

Page 30: Monitorizare Poluare Aer

30

Directiva LCP 2001/80/CE se referă la limitarea emisiilor in aer ale anumitor poluanţi

proveniţi din instalaţii mari de ardere, care se constituie în principalele surse de emisie a unor

poluanţi (în principal CO2, SO2, NOx şi pulberi) din domeniul industriei energetice.

Din totalul de 173 instalaţii mari de ardere – 41 IMA au derogare de la respectarea

valorilor limită de emisie (vor funcţiona în limita a 20.000 de ore în perioada 01.01.2008 –

31.12.2015), iar ulterior vor fi închise.

Emisiile de dioxid de sulf provenite de la toate instalaţiile mari de ardere în anul 2010

au fost de 300694 t, reprezentând 89 % din plafonul naţional pentru 2010 (336000 t).

Emisiile de oxizi de azot provenite de la toate instalaţiile mari de ardere în anul 2010 au

fost de 54428 t, reprezentând 48% din plafonul naţional pentru 2010 (114000 t).

Emisiile de pulberi provenite de la toate instalaţiile mari de ardere în anul 2010 au fost de 13689

t, reprezentând 59 % din plafonul naţional pentru 2010 (23200 t).

Directiva 1999/13/CE privind stabilirea unor măsuri pentru reducerea emisiilor de

compuşi organici volatili (COV) datorate utilizării solvenţilor organici în anumite activităţi şi

instalaţii are ca scop prevenirea sau reducerea efectelor, directe sau indirecte, emisiilor de

compuşi organici volatili (COV) în mediu, în principal din aer şi a potenţialelor riscuri pentru

sănătatea umană, prin măsuri şi proceduri care să fie puse în aplicare, în anumite activităţi

industriale, ale căror consumuri de solvenţi se situează la un nivel superior pragurilor stabilite.

Agenţii economici care exploatează instalaţiile ce intră sub incidenţa acestei directive au

obligaţia aplicării măsurilor şi a tehnicilor asociate celor mai bune tehnici disponibile care să

asigure conformarea condiţiilor de operare cu una din următoarele cerinţe:

respectarea valorilor limită de emisie de COV prin folosirea echipamentelor de captare şi

tratare a emisiilor de COV;

aplicarea unei Scheme de reducere a COV, pentru reducerea consumului de solvenţi prin

tehnici corespunzătoare, sau înlocuirea solvenţilor pe bază de COV cu solvenţi pe bază

de apă, sau cu substanţe cu conţinut mai mic de COV, care să ofere posibilitatea reducerii

emisiilor la sursă, reducere echivalentă cu cea pe care ar realiza-o aplicând valorile limită

de emisie.

Page 31: Monitorizare Poluare Aer

31

Numărul instalaţiilor a căror activităţi se supun prevederilor Directivei COV din

solvenţi, inventariate în anul 2011 pentru anul 2010, a fost de 609 (41 instalaţii intră şi sub

incidenţa Directivei 2008/1/CE IPPC), din care o pondere importantă o au următoarele activităţi:

tipărirea, cu o pondere de 4.4 %;

curăţarea şi acoperirea suprafeţelor, cu o pondere de 31%;

acoperirea suprafeţelor din lemn, cu o pondere de 7,75 %;

curăţarea chimică „uscată”, cu o pondere de 33,59 %;

fabricarea încălţămintei, cu o pondere de 10,94 %;

fabricarea vopselei, lacurilor, cernelurilor şi adezivilor, cu o pondere de 5,93 %;

extracţia şi rafinarea uleiurilor vegetale şi a grăsimilor animale, cu o pondere de 2,89 %

din totalul activităţilor inventariate.

Evoluţia numărului de instalaţii pe tipuri de activităţi este prezentată în figura de mai jos.

Fig. 2.9

Registrul E-PRTR succede Registrului European al Emisiilor de Poluanţi (EPER),

fiind un catalog al poluanţilor emişi şi transferaţi dintr-o varietate de surse care pot avea un efect

potenţial dăunător asupra mediului. Acesta este conceput sub forma unei baze de date electronice

accesibile publicului la următoarea adresa http://prtr.ec.europa.eu/.

Page 32: Monitorizare Poluare Aer

32

La nivel european, prin Regulamentul (CE) nr. 166/2006 al Parlamentului European şi

al Consiliului privind înfiinţarea unui registru european al emisiilor şi transferului de Poluanţi

şi de modificare a Directivelor 91/689/CEE şi 96/61/CE ale Consiliului („Regulamentul E-

PRTR”), care a fost adoptat la 18 ianuarie 2006, s-au pus bazele unui registru European cu date

comparabile cu privire la emisiile de poluanţi în aer, apă, sol, la transferurile de deşeuri

periculoase şi nepericuloase, a poluanţilor din apele reziduale transferate în afara

amplasamentului.

La nivel naţional, Registrul Poluanţilor Emişi şi Transferaţi s-a înfiinţat în baza H.G..

nr. 140 din 6 februarie 2008 privind stabilirea unor măsuri pentru aplicarea prevederilor

Regulamentului (CE) al Parlamentului European şi al Consiliului nr. 166/2006 privind

înfiinţarea Registrului European al Poluanţilor Emişi şi Transferaţi şi modificarea directivelor

Consiliului 91/689/CEE şi 96/61/CE.

In conformitate cu legislaţia europeană şi internaţională de mediu, Agenţia Naţională

pentru Protecţia Mediului a realizat web site-ul naţional al Registrului Poluanţilor Emişi şi

Transferaţi (E-PRTR ) ce va permite accesul publicului la informaţia de mediu si care poate fi

accesat la adresa : h t t p :// p r t r .a np m . r o .

Până în prezent datele din Registrul E-PRTR, reprezentând emisii de poluanţi,

transferuri de poluanţi în ape uzate dar şi transferuri de deşeuri, atât nepericuloase, cât şi

periculoase, se referă la emisiile aferente anilor 2007 raportate la Comisia Europeană la 30 iunie

2009 , emisiile aferente anului 2008 raportate la Comisia Europeana la 30 martie 2010 si emisiile

aferente anului 2009 raportate la Comisia Europeana la 30 martie 2011.

Registrul E-PRTR a stabilit cerinţe noi, suplimentare faţă de cele stabilite de EPER,

păstrând însă baza acestuia şi a extins necesitatea raportării în anumite sectoare industriale.

Pe lângă activităţile care fac obiectul Directivei IPPC, au fost introduse o serie de

activităţi non IPPC ce sunt reglementate de Regulamentul E-PRTR .

Prin raportare au fost acoperite sectoarele industriale specifice economiei naţionale.

Poluanţii emişi de complexele industriale care s-au înscris în Registrul E-PRTR pentru

cea de-a doua raportare europeană (date din anul 2008) şi care pot afecta starea factorilor de

mediu sunt enumeraţi în cele ce urmează.

În mediul Aer au fost emişi : CH4, CO, CO2, N2O, NH3, NMVOC, NOx, SOx, As şi

compuşii, Cd şi compuşii, Cr şi compuşii, Cu şi compuşii, Hg şi compuşii, Ni şi compuşii, Pb şi

Page 33: Monitorizare Poluare Aer

33

compuşii, Zn şi compuşii, Benzen, Hidrocarburi Policiclice Aromatice, Clorul şi compuşii

anorganici, Fluorul şi compuşii anorganici , PM10, perfluorocarburi. Aceşti poluanţi emişi în aer

au provenit din 26 de activităţi industriale faţa de 31 de activităţi industriale în 2007 .

În mediul Apă au fost emişi: Azot, fosfor, As şi compuşii, Cd şi compuşii, Cr şi

compuşii, Cu şi compuşii, Hg şi compuşii, Ni şi compuşii, Pb şi compuşi, Zn şi compuşi, Cloro-

alcani, Dicloretan, Diclormetan, Compuşi halogenaţi organici, Fenoli, Hidrocarburi policiclice

aromatice, Carbon total organic, Cloruri, Cianuri, Fluoruri, tetracloretilena, tricloretilena,

triclormetan, tetraclormetan. Aceşti poluanţi emişi în apă au provenit din 18 activităţi industriale

iar poluanţii transferaţi în apa uzată în anul 2008 au provenit din 8 activităţi industriale .

Transferul de deşeuri atât nepericuloase cât şi periculoase pentru care s-au depăşit

valorile de prag, a fost raportat de către complexele industriale ce desfăşoară 40 de activităţi

industriale.

Colecţia aferentă anului 2009, la nivel naţional, a înscris în Registrul PRTR un număr

de 484 complexe industriale ce au înregistrat depăşiri ale valorile de prag stabilite în Anexa II a

Regulamentului, cu 20 complexe industriale mai mult faţa de anul 2007 (464) şi cu 6

complexe industriale mai puţin faţă de 2008 (490). astfel:

în Regiunea 1 Nord Est: 74 de complexe industriale

în Regiunea 2 Sud Est: 64 de complexe industriale,

în Regiunea 3 Sud – Muntenia: 88 de complexe industriale

în Regiunea 4 Sud Vest – Oltenia: 31 de complexe industriale,

în Regiunea 5 Vest: 92 de complexe industriale,

în Regiunea 6 Nord Vest: 57 de complexe industriale,

în Regiunea 7 Centru: 51 de complexe industriale,

în Regiunea 8 Bucureşti – Ilfov: 27 de complexe industriale.

Poluanţii emişi în 2009 au provenit din 22 activităţi industriale, mai puţin cu 7 activităţi

industriale faţă de anul 2007 (29 activităţi industriale) şi cu 4 activităţi industriale faţă de 2008

(26 activităţi industriale). Dintre aceştia se remarcă poluanţii din categoriile următoare : gaze de

ardere, metale grele, gaze cu efect de seră şi compuşi organici volatili nonmetanici, amoniac,

dioxine şi furani.

Page 34: Monitorizare Poluare Aer

34

In urma analizei evoluţiei cantităţilor de poluanţi emişi în aer la nivel naţional, în

perioada 2007-2009 s-au putut observa următoarele tendinţe :

o scădere a cantităţii de emisii la nivel naţional pentru următorii poluanţi faţa de 2007:

pentru CO2 cu 8,3% în 2008 şi cu 29,5% în 2009 , CO cu 30% în 2008 şi cu 62.8% în

2009 , NOx în 2008 cu 8.2% şi cu 33% in 2009 , Sox cu 1% în 2008 şi cu 17,3% în 2009

CH4 în 2008 cu 29 % şi cu 44,4% în 2009, NH3 în 2008 cu 11.27% şi cu 25.17% în

2009, PFC cu 62,3% în 2008 şi cu 82,6 în 2009, Zn cu 45% în 2008 şi cu 95,1 % în 2009,

Pb cu 35% în 2008 şi cu 80,5% în 2009 , Cd cu 31% în 2008 , Cu cu 100% în 2008,

NMVOC cu 2% în 2008 şi cu 44% în 2009, PM10 cu 6% în 2008 şi cu 41,5% în 2009:

o creştere a cantităţii de emisii la nivel naţional pentru următorii poluanţi faţa de 2007;

Hg cu 10% în 2008, Ni cu 11% în 2008 şi cu 46,6% în 2009, As cu 50% în 2009, Cd o

creştere cu 208% în 2009 .

Evoluţia 2007-2009 a cantităţii de poluanţi emişi în aer (Kg/an) este prezentată în

graficele de mai jos

Fig. 2.10

Page 35: Monitorizare Poluare Aer

Fig. 2.11

35

Page 36: Monitorizare Poluare Aer

Fig. 2.12

36

Page 37: Monitorizare Poluare Aer

37

CAPITOLUL III

3.1 Sisteme de senzori inteligenţi

Zi de zi se dezvolta numeroase aplicaţii care au la baza reţelele de senzori. In viitorul

apropriat reţelele de senzori vor ocupa un rol din ce in ce mai important in toate domeniile.

Reţelele de senzorii vor fi un element esenţial in industrie, agricultura, medicina, aplicaţiile

meteorologice şi de monitorizare a mediului.

De aceea reţelele de senzori trebuie sa fie din ce in ce mai robuste, mai economice, cu

un timp cat mai mare de viaţă, rezistente la condiţiile mediului si la schimbările permanente ale

topologiei. Mai mult, costul trebuie minimizat pe cât posibil.

Afirmaţiile de mai sus se bazează pe faptul ca in momentul de fata exista o implicare

intensa in cercetarea reţelelor de senzori, care aduc imense beneficii si totodată provocări.

Câteva exemple sunt următoarele:

sunt dezvoltaţi senzori pentru a analiza locaţii îndepărtate (vremea, mişcarea unui animal

in habitatul lui, detectarea unui incendiu intr-o pădure);

intr-un oraş mare si aglomerat spre exemplu sunt ataşaţi senzori taxi-urilor pentru a studia

condiţiile de trafic si pentru a alcătui o harta cu cele mai eficiente rute pentru a ajunge la

diverse destinaţii;

sunt folosiţi senzori wireless in parcări pentru a determina ce locuri sunt ocupate si ce

locuri sunt libere;

reţele de senzori wireless pentru a asigura securitatea unui magazin, intr-o parcare sau

pentru anumite instalaţii;

reţele de senzori folosite în aplicaţii militare pentru a detecta, a stabili poziţia sau

traiectoria potenţialilor inamici;

reţelele de senzori pot fi folosite pentru a spori gradul de alerta la un potenţial atac

terorist.

Page 38: Monitorizare Poluare Aer

38

3.2 Probleme deschise ale reţelelor de senzori

mărirea duratei de funcţionare a unei reţele de senzori

construirea unui sistem inteligent de colectare a datelor

topologia reţelelor de senzori se schimba foarte repede;

senzorii folosesc un model de comunicaţie broadcast, în timp ce majoritatea reţelelor sunt

bazate pe comunicaţii punct la punct;

senzorii sunt limitaţi in ceea ce priveşte energia, capacităţile de calcul si memoria;

senzorii sunt predispuşi la eşecuri;

senzorii pot fi dispuşi compact, în număr mare. Problema poate apărea in termeni de

coliziuni si congestie. Pentru a evita coliziunile senzorii care sunt in aria de emisie a altor

senzori nu trebuie sa emită in acelaşi timp;

desfăşurarea ad-hoc necesita ca sistemul sa identifice si sa facă fata la consecinţele

distribuirii si legăturilor dintre nodurile reţelei;

mediul dinamic in care funcţionează senzorii impune reţelei sa se adapteze in timp la

modificările legăturilor dintre noduri si la diverşi stimuli exteriori reţelei.

3.3 Caracteristici ale realizării unei reţele de senzori

Un număr mare de senzori: - pentru a utiliza in mod eficient dimensiunile mici si costul

redus al senzorilor, reţelele de senzori pot conţine mii de noduri. Administrarea acestor uriaşe

reţele este o problema majora. Împărţirea in grupuri (clustering) este o soluţie la aceasta

problema. Astfel, senzorii vecini se unesc pentru a forma un grup (cluster) si aleg un conducător

de grup pentru a administra grupul.

Consum mic de energie: - In multe aplicaţii nodurile senzor se vor afla intr-o locaţie

îndepărtată în care nu se va putea face întreţinerea acestuia. Astfel durata de funcţionare a unui

nod poate fi determinata de timpul de viaţă al bateriei acestuia, drept urmare senzorul trebuie sa

consume cat mai putina energie. Reîncărcarea bateriilor unui număr de senzori este scumpa şi

necesita timp.

Utilizare eficienta a memoriei reduse: - la construirea unei reţele de senzori, trebuie

ţinut cont de probleme precum construirea unor tabele de rutare, răspunsuri la fluxuri de date si

probleme de securitate pentru a ne încadra in memoria limitata de care dispun nodurile reţelei.

Page 39: Monitorizare Poluare Aer

39

Acumularea de informaţii: - numărul, uneori uriaş, de senzorii pot duce la congestia

reţelei datorita cantităţii mari de informaţii. Pentru a rezolva aceasta problema unii senzori cum

ar fi conducătorii de grup pot acumula informaţia şi pot face diverse calcule (medii, sume, calcul

de maxime si minime), pentru a realiza un rezumat pe care mai apoi sa-l răspândească (sa facă

un broadcast) în reţea.

Autoorganizarea reţelei: - având în vedere numărul mare de noduri si posibilitatea ca

acestea sa se afle în locaţii greu accesibile, este esenţial ca reţeaua sa aibă capacitatea de a se

auto-organiza. Mai mult decât atât unele noduri pot înceta sa funcţioneze, din diverse cauze (fie

ca nu mai au energie, fie ca se strica), iar unele noduri se pot alătura reţelei. Astfel, reţeaua

trebuie, periodic, sa se reorganizeze pentru a putea sa funcţioneze la parametri optimi. Noduri

individuale se pot deconecta de restul reţelei dar per ansamblu trebuie păstrat un grad ridicat de

conectivitate la nivelul reţelei.

Prelucrarea de semnale in colaborare: - încă un factor care diferenţiază aceste reţele de

Reţelele Mobile Ad-hoc (MANET) este acela ca scopul final este detectarea/estimarea unor

evenimente şi nu doar comunicarea. Pentru a îmbunătăţi performantele de detecţie este adesea

util de a îmbina date de la mai mulţi senzori. Aceasta îmbinare a datelor necesita transmiterea

datelor si mesaje de control. Aceasta nevoie poate introduce constrângeri în arhitectura reţelei.

Definiţie, arhitectura

O reţea de senzori ad-hoc este o colecţie de noduri senzor ce formează o reţea temporara

care furnizează informaţii fără sa fie nevoie sa o administram si fără a-i oferi drept suport

servicii.

Cu alte cuvinte, nu este o structura fixă. In general nodurile senzor folosesc dispozitive

emiţătoare-receptoare wireless de radio-frecventă, pe post de interfaţa de reţea, iar comunicaţia

între noduri este realizată folosind legături wireless multi-hop. Fiecare nod din reţea se comporta

ca un router, rutând pachete pentru nodurile vecine. Asemănător cu reţelele ad-hoc, trebuie sa

facă fata la schimbări frecvente de topologie. Aceasta se întâmplă deoarece nodurile senzor sunt

predispuse eşecurilor şi de asemenea noduri noi se pot alătura reţelei si astfel se poate compensa

apariţia nodurilor defecte si se poate chiar maximiza eficienta reţelei.

Page 40: Monitorizare Poluare Aer

40

Datorita acestor caracteristici o problema esenţială în proiectarea unei reţele de

senzori este dezvoltarea unei structuri de senzori cu posibilităţi de auto-organizare si cu

protocoale de rutare dinamice care sa găsească rutele cele mai eficiente pentru

comunicarea intre nodurile reţelei.

Pentru senzorii mici, concepuţi pentru a se coordona in scopul realizării unei detecţii

considerabile, cu consum de energie mic, aceştia trebuie sa lucreze in grup (cluster). In fiecare

grup, un nod este desemnat ca fiind conducătorul grupului pentru a se ocupa de administrarea

celorlalte noduri ale grupului.

Avantajele organizării de/pe grupuri:

gruparea le permite senzorilor posibilitatea de a-si coordona in mod eficient interacţiunile

locale pentru realizarea/atingerea unui obiectiv global;

scalabilitatea;

creste robusteţea reţelei;

utilizare mai eficienta a resurselor;

consum mai mic de energie.

fig. 3.1

Page 41: Monitorizare Poluare Aer

41

3.4 Structura unui sistem de monitorizare a mediului

Datele referitoare la starea și calitatea mediului pot fi furnizate în funcție de țară de

diferite tipuri de organizații. În general centralizarea datelor se face în Agenția națională de

proiecția mediului. Forța sistemelor de monitoring constă în posibilitatea centralizării,

analizăriiși utilizării datelor aspect reliefat și de modelele europene de schimburi de informații

de mediu.

Din punct de vedere funcţional, sistemul de monitorizare cuprinde trei etape:

supravegherea, evaluarea stării reale şi pronosticul unor eventuale modificări.

Sistemul de monitorizare a mediului funcţionează în mod similar cu un sistem

informatic (Fig. 3.2) dublu ierarhizat în sistem informativ şi activitate de management.

El se caracterizează printr-o interdependenţă funcţională între cele cinci componente ale

sale, respectiv:

supravegherea,

evaluarea stării reale a mediului,

prognosticarea stării de mediu,

evaluarea stării prognosticate şi respectiv

reglarea calităţii mediului.

fig. 3.2

Page 42: Monitorizare Poluare Aer

42

CAPITOLUL IV

4.1 Sistemul de sentori wireless „Waspmote & Meshlium”

Tehnologiile Libelium

Waspmote este un dispozitiv senzor special creat pentru dezvoltatori.

Acestafuncționează cu diferite protocoale (ZigBee, Lora, Bluetooth, GPRS) și frecvențe

(2.4GHz,868MHz, 900MHz) fiind capabil de a obține legături de până la 22 km.

In stare de veghe are in consum redus de aproximativ 0.06uA care permite

economisireabateriei atunci când nu transmite.

Mai mult de 50 de senzori (biblioteci API + compilator) sunt deja disponibile și un

IDEcomplet open source foarte ușor de utilizat pentru lucrul cu platforma dedicată.

fig. 4.1

Waspmote Plug & Sense! line permite dezvoltatorilor serviciilor și aplicațiilor, fără a

necesita cunoştinţe foarte bune de electronică.

Page 43: Monitorizare Poluare Aer

43

Se pot astfel realiza uşor reţele de senzori wireless scalabile cu asigurarea de costuri minime de întreţinere.Noua platforma este formată dintr-o incintă robustă rezistentă la apă cu prize externespecifice pentru a conecta senzorii, panou solar, antena și chiar cablul USB pentru a

reprograma nodul..

Acest sistem a fost special conceput pentru a fi scalabil, ușor de implementat și menține

în funcţiune.

fig. 4.2

Page 44: Monitorizare Poluare Aer

44

Meshlium este un router Linux, care funcționează ca Gateway a rețelelor de senzori Waspmote. Acesta poate conține 5 interfețe diferite de radio: 2.4GHz WiFi, WiFi 5GHz, 3G / GPRS, Bluetooth și XBee / Lora.

Meshlium poate integra, de asemenea, un modul GPS pentru aplicaţii mobile sivehiculare cu alimentare cu energie electrică solară și baterie.

Meshlium este carcasat într-o incintă de aluminiu IP-65 cea ce permite Meshlium a fi

plasat oriunde în aer liber.

fig. 4.3

Meshlium vine cu Sistemul de Management, o aplicaţie web ce permite controlul rapidși ușor transmisia WiFi, XBee / Lora, Bluetooth și 3G / GPRS şi multiple opțiuni de stocare a

datelor primite de la senzori.

Noul Meshlium Xtreme permite detectarea dispozitivelor iPhone și Android și, în general, orice dispozitiv care funcționează cu WiFi sau interfețe Bluetooth.

Page 45: Monitorizare Poluare Aer

45

fig. 4.4 Opţiunile de stocare a datelor Meshlium

fig. 4.5 Opţiunile de conectare Meshlium

Kitul Meshlium și Waspmote este configurat iniţial, adică Waspmotes este configurat pentru a trimite cadre prin Gateway.

Odată ce utilizatorul a configurat codul pentru transmiterea prin Gateway, el poate

prelua datele transmise către Meshlium.

Page 46: Monitorizare Poluare Aer

46

Meshlium va primi datele transmise de senzori Waspmote folosind modulul de radio și

se va stoca cadrele în baza de date locală.

Acest lucru poate fi realizat într-un mod automat acum datorită noului senzor Parser.

Senzorul Parser este o caracteristică nouă pentru Meshlium (versiunea 3.0.5). Este un nou sistemsoftware care este capabil să facă următoarele secvenţe într-un mod simplu și transparent:

primeşte cadre de la XBee, Lora, GPRS, 3G sau WiFi (cu formatul cadrului de date)

analizează aceste cadre

stochează datele într-o baza de date locală

sincronizează baza de date locală cu o bază de date externă

În plus, utilizatorul poate adăuga proprii senzori.Toate nodurile Meshlium vin cu WiFi AP configurate, astfel încât utilizatorii se pot

conecta folosind dispozitivele lor WiFi. Conectați cablul Ethernet la hub-ul de rețea, reporniți

Meshlium și ACESTA va primi automat o adresă IP din rețea folosind DHCP.

Apoi, accesați Meshlium prin conexiunea WiFi care va căuta punctele de acces

disponibile și le conectează la "Meshlium".

fig. 4.6

Page 47: Monitorizare Poluare Aer

47

fig. 4.8

Page 48: Monitorizare Poluare Aer

48

4.2 Modulul Smart Environment – Libelium

Waspmote Plug & Sense! are configuraţii în funcție de care senzorii vor fi utilizaţi. Waspmote Plug & Sense! permite să se conecteze până la șase sonde senzor în acelaşi timp. Fiecare model are un circuit diferit condiționare pentru a permite integrarea senzorului.

Din acest motiv, fiecare model permite să se conecteze doar senzorii specifici. Aceastăsecțiune descrie fiecare configurație model de detaliat, care prezintă senzorii care pot fi utilizaţi

în fiecare caz și cum se vor conecta la Waspmote. Tabelul de compatibilitate pentru fiecare

configurație permite alegerea cea mai bună în funcţie de aplicaţie.

Este foarte important de remarcat faptul că fiecare socket este proiectat doar pentru un

senzor specific, astfel încât acestea nu sunt interschimbabile, sau chiar pot fi distruşi.

fig. 4.11 – amplasarea conectorilor

Smart Environment este proiectat pentru a monitoriza parametrii de mediu, cum ar fitemperatura, umiditatea, presiunea atmosferică și unele tipuri de gaze.

Principalele aplicații Smart Environment Waspmote Plug & sense! configurate sunt

poluarea oraşului măsurare, emisiile provenite de la ferme și incubatoare, controlul chimic și

procese industriale, incendii forestiere, etc.

Page 49: Monitorizare Poluare Aer

fig. 4.12 – configurarea conectorilor

50

Page 50: Monitorizare Poluare Aer

51

4.3 Hardware

Modulul Waspmote Gases 2.0 a fost conceput pentru a monitoriza parametrii de mediu,

cum ar fi temperatura, umiditatea, presiune atmosferică și 14 tipuri diferite de gaze. Acesta permite includerea 6 senzori de gaz în același timp, în funcţie de puterea lor printr-un sistem de comutatoare soft și amplificarea semnalului de ieșire al fiecăruia dintre ei, configurabil prinInter-Integrated Circuit Bus, I2C. Tipuri de gaze care pot fi monitorizate:

Carbon Monoxide – CO

Carbon Dioxide – CO2

Molecular Oxygen – O2

Methane – CH4

Molecular Hydrogen – H2

Ammonia – NH3

Isobutane – C4H10

Ethanol – CH3CH2OH

Toluene – C6H5CH3

Hydrogen Sulphide – H2S

Nitrogen Dioxide – NO2

Ozone – O3

Volatile Organic Compounds (VOC’s)

Hydrocarbons

fig. 4.12 – configurarea conectorilor pe placa electronică

Page 51: Monitorizare Poluare Aer

52

4.4 Senzori

Toate racordurile pentru senzorii de gaz au structură similară: o rezistență de sarcină la ieșirea fiecărui senzor, cu excepția conectorilor 1A și 1B în care nu este necesară, o amplificare de câștig maxim 101.

Conectori 1A și 1B, 2A și 2B și 3A și 3B au acelaşi factor de amplificare și aceaşi

putere la microprocesor.

Alegerea amplificării și de rezistența de sarcină senzorului poate fi efectuată în funcție de doi parametri: senzorul specific disponibil, deoarece pot exista variații semnificative între doi senzori diferiţi ale aceluiași model, funcție de valoarea și concentraţia de gaz monitorizată. Amplificarea și rezistența de sarcină a unui conector poate fi configurată printr-un simplu grupde comenzi disponibil în biblioteca SensorGasv2.0

Acuratețea care poate fi obținută în valoare de ieșire a senzorului va depinde de modul

în care este setat ciclul de lucru.Funcţionarea la o putere mai mare este o creștere a consumului, cu scăderea consecutivă

a vieții bateriei, astfel încât ajustarea puterii la fiecare senzor funcţie de cerințele aplicației este

recomandată pentru a optimiza performanţa şi viaţa echipamentului.

Senzor de presiune atmosferică MPX4115A

Specificaţii:

Gama de măsurare: 15 ~ 115kPa Semnal de ieșire: 0,2 ~ 4,8V (0 ~ 85 ° C)

Sensibilitate: 46mV / kPa

Precizie: <± 1,5% V (0 ~ 85 ° C)

Consum tipic: 7mA

Consum maxim: 10mA

Tensiunea de alimentare: 4,85 ~ 5.35V Temperatura de funcționare: -40 ~ + 125ºC

Temperatura de depozitare: -40 ~ + 125ºC

Timp răspuns: 20ms

Page 52: Monitorizare Poluare Aer

53

Senzorul MPX4115A convertește presiunea atmosferică la o valoare de tensiune analogică într-un interval între 0.2V și 4.8V. Deoarece aceasta este o gamă care depășește valoarea maximă admisă de Waspmote, ea a fost adaptată la un interval între 0.12V și 2.88V.Pentru a citi senzorul este suficient pentru a capta valoarea analogică în intrarea sa (ANALOG5)

prin comanda corespunzătoare.}

fig. 4.13 – tensiunea de ieşire funcţie de presiunea atmosferică

Page 53: Monitorizare Poluare Aer

54

Senzor de monoxid de carbon CO - TGS2442

Specificaţii:

Gama de măsurare: 30 ~ 1000 ppm

Rezistenta la 100ppm: 13,3 ~ 133kΩ

Sensibilitate: 0,13 ~ 0,31(raportul între rezistența la 300 ppm și 100 ppm la)

Tensiunea de alimentare: 5V ± 0.2V DC

Temperatura de operare: -10 ~ + 50ºC

Timp de răspuns: 1 secundă Rezistență minimă de încărcare: 10kΩ

Consumul mediu: 3mA

(de-a lungul ciclului complet de alimentare într-o secundă)

TGS2442 este un senzor rezistiv sensibil la schimbările în concentrație de monoxid de carbon (CO) și foarte puțin, hidrogen (H2.

Citirea acestui senzor necesită un ciclu de o secundă de-a lungul care două impulsuri de

alimentare iar execuţia acestui ciclu și citirea senzorului se poate face folosind în mod automat funcțiile bibliotecii SensorGasv20.

Page 54: Monitorizare Poluare Aer

55

fig. 4.14

Senzor de monoxid de carbon CO2 - TGS4161

Specificaţii:

Domeniu de măsurare: 350 ~ 10000 ppm

Tensiune la 350ppm: 220 ~ 490mV

Sensibilitate: 44 ~ 72mV(variație între tensiunea la 350ppm și la 3500ppm)

Tensiunea de alimentare: 5V ± 0.2V DC Temperatura de operare: -10 ~ + 50ºC

Timp răspuns: 1.5 minute

Consumul mediu: 50mASenzorul TGS4161 furnizează o tensiune de ieșire proporțională cu concentrația de CO2

în atmosferă. Acesta arată o valoare între 220 și 490mV pentru o concentrație de

350ppm

Page 55: Monitorizare Poluare Aer

56

(aproximativ concentrația normală de CO2 în aer) şi scade cu cât cantitatea de gaz

crește.

Un timp de 30 secunde este suficientă pentru a detecta modificări semnificative aleconcentrației, în timp ce o precizie mare de măsurare va necesita cel puțin 10

minute.

Pentru a citi valoarea de ieșire a senzorului este se apelează biblioteca SensorGasv2.0

care va reda valoarea analogică a senzorului la intrarea (ANALOG3).

Page 56: Monitorizare Poluare Aer

57

fig. 4.15

Senzor de dioxid de azot NO2 - MiCS-2714

Specificaţii:

Domeniu de măsurare: 0,05 ~ 5 ppm Rezistență de aer: 0,8 ~ 8kΩ (de obicei 2.2kΩ)

Sensibilitate: 6 ~ 100 (de obicei 55,raportul între rezistența la 0.25ppm și în aer)

Tensiunea de alimentare: 1.7 ~ 2.5V DC

Temperatura de operare: -30 ~ + 85 ° C

Timp raspuns: 30 secunde

Consumul mediu: 26mA (de-a lungul ciclului complet de alimentare într-o secundă)

Page 57: Monitorizare Poluare Aer

58

MiCS-2714 este un senzor a cărui rezistență variază în prezența unor concentrații mici de NO2. Această valoare variază între 2kΩ și 2MΩ aproximativ, oferind o mai mare precizie în toată gama de valori. Spre deosebire de restul senzorilor de gaze, care funcționează la o tensiunede 5V, acest senzor este alimentat printr-un regulator de tensiune de 1.8V, cu un consum de aproximativ 26mA.

Pentru a citi valoarea de ieșire a senzorului este se apelează biblioteca SensorGasv2.0

fig. 4.16

Senzor de amoniac NH3 - TGS2444

Specificaţii:

Gama de măsurare: 10 ~ 100 ppm

Rezistenta la 10 ppm: 3,63 ~ 36.3kΩ

Sensibilitate: 0063 ~ 0.63(raportul între rezistența la 3000 și la 1000 ppm)

Tensiunea de alimentare: 5V ± 0.2V DC

Temperatura de operare: -10 ~ + 50ºC

Timp răspuns: 250ms Rezistență minimă de încărcare: 8kΩ

Page 58: Monitorizare Poluare Aer

59

Consumul mediu: 12mA (de-a lungul ciclului complet de alimentare la 250ms)

Page 59: Monitorizare Poluare Aer

60

Senzorul TGS2444 este un senzor rezistiv, care este extrem de sensibil la variațiile concentrației de amoniac (NH3) și care arată o ușoară sensibilitate la hidrogen sulfurat (H2S) șiîn mai mică măsură, la hidrogen (H2) și etanol (CH3CH2OH).

Pentru a citi valoarea de ieșire a senzorului este se apelează biblioteca SensorGasv2.0

Page 60: Monitorizare Poluare Aer

61

fig. 4.17

Senzor de ozon O3 - MiCS-2610

Specificaţii:

Gama de măsurare: 10 ~ 1000ppb Rezistență de aer: 3 ~ 60kΩ (de obicei 11kΩ)

Sensibilitate: 2 ~ 4(de obicei 1,5, raportul între rezistența

la 100ppm și la 50ppm)

Tensiunea de alimentare: 1,95 ~ 5V DC

Temperatura de operare: -30 ~ + 85 ° C

Timp răspuns: 30 secunde

Consumul mediu: 34mA

Page 61: Monitorizare Poluare Aer

62

MiCS-2610 este un senzor rezistiv, rezistenţa acestuia variază între 11kΩ și 2MΩ

aproximativ.

Senzorul este alimentat printr-un regulator de tensiune la 2.5V, cu un consum deaproximativ 34mA. Rezistenta senzorului în aer, precum și sensibilitatea sa, poate varia între

diferite unități, de aceea este recomandat să calibra fiecare dintre ele înainte de final, le introduce

în aplicație. Acest senzor trebuie să fie conectat în priză 2B a consiliului (poziția este indicat la

rubrica "Conector 2"), iar producția sa poate fi citit prin comenzile de captare ale bibliotecii

SensorGasv20:

fig. 4.18

Page 62: Monitorizare Poluare Aer

63

Bibliografie:

1. Valeria Diţoiu, Nina Holban: Modificări antropice ale mediului, Editura Orizonturi

universitare, Timişoara, 2005.

2. Tratatul de aderare Romania - Uniunea Europeană, Anexa VII – Mediul Ghe Lazaroiu .

Solutii moderne de depoluare a aerului. Ed. AGIR 2009

3. Roman Morar, Ioan Ovidiu Muntean, Natalia Cuglesan, Ioan Cuglesan, Ioan Pocan,

T e hnolo g ii p e ntru p r ote c t i a mediulu i . L e g is l a t i e , teo r ie, a pl i ca t i i Ed.Ecou Transilvan ,

Cluj –Napoca 2012.