TEMA DE STUDIU NR. 4 MONITORIZAREA AERULUI

LUCRĂRI DE LABORATOR –MONITORIZAREA FACTORILOR DE MEDIU

Asist.dr.ing. ȘERBAN SORINA GABRIELA

1

TEMA DE STUDIU NR.4

MONITORIZAREA AERULUI

Calitatea atmosferei este considerată activitatea cea mai importantăîn cadrul rețelei de

monitorizare a factorilor de mediu, atmosfera fiind cel mai imprevizibil vector de propagare a

poluanților, efectele făcându-se resimțite atât de către om cât și de către celelalte componente

ale mediului.

Poluarea atmosferică, în contextul civilizației bazată pe dezvoltarea industrialăși urbană,

face parte din viața noastră cotidianăși rămâne un factor major negativ, cu toate căîn ultimii

ani s-au realizat progrese importante în sensul diminuării efectelor directe.

Poluanții din atmosferă sunt substanțe străine de compoziția normală a aerului și pot fi

împărțiți în două categorii (suspensii și gaze), în funcție de starea de agregare în care se

găsesc dispersați în stratul atmosferic din vecinătatea solului.

Aerul pe care îl respirăm conține un anumit număr de poluanți de diverse tipuri: gaze

(SO2, NOx, CO, HCl, Cl2, HC, COV, COS, etc.), pulberi (cenuși, ciment, etc.), aerosoli (ceață,

spori, polen, etc.), microorganisme (bacterii, ciuperci, mucegaiuri) și ocazional emisii

radioactive.

În multe cazuri, emisiile de particule materiale în atmosferă constituie o problemă

majoră și evidență, în context general (industria cimentului, siderurgie, termocentrale, traficul

auto, etc.) și particular, asociate cu mirosuri sau conținut biologic (industria alimentară, ferme

zootehnice, stații de epurare, etc.).

Suspensiile sau aerosolii sunt particule lichide sau solide cu diametre cuprinse între 100

– 0,1 μm. La dimensiuni mari stabilitatea în atmosferă este redusă, astfel încât sistemul

dispers nu se poate constitui, iar la dimensiuni mai mici de 0,1 μm dispersia este similară

dispersiilor moleculare și are o stabilitate deosebit de ridicată.

Particulele în suspensie

În cadrul acestui poluant se înscriu particulele solide netoxice cu diametrul mai mic de

20 μm. Dintre acestea, cele cu dimensiuni micronice și submicronice pătrund prin tractul

respirator în plămâni, unde se depun umed. Atunci când este inhalată într-un interval de timp

depășește cantitatea care poate fi eliminată natural, apar disfuncții ale plămânului, începând cu

diminuarea capacității respiratorii și a suprafeței de schimb a gazelor din sânge.

Aceste fenomene favorizează instalarea sau cronicizarea afecțiunilor cardiorespiratorii.

Pulberile în suspensie din atmosferă afectează ochii conducând la oboseala vizuală sau la

afecțiuni de mai lungă durată.

În cazul în care particulele conțin substanțe toxice ca, de exemplu, metale grele

absorbite pe particulele solide, acestea devin foarte agresive, eliberarea în plasmă și în sânge a

ionilor metalici conducând, în funcție de metal și de doză, la tulburări generale foarte serioase.

Pulberile sunt considerate noxe atât pentru industrie cât și pentru mediul înconjurător.

Suspensiile de particule fine în aer reprezintă fenomene naturale. Ele devin un risc pentru

sănătate atunci când sunt depășite anumite praguri de concentrație.

Sursele de poluare a atmosferei cu particule sunt foarte multe, cele mai importante

fiind sursele care emit pulberi. Dacă nu luăm în considerare sursele naturale (vulcanismul,

pulberile deșertice și eroziunea solului, vegetația care emite polenul și aerosolii, incendiile de

păduri, microorganismele) și ne referim doar la sursele antropice ajungem la o enumerare

nesfârșită:



2

Industria:

Siderurgia care emite cantități importante de oxizi de fier;

Industria metalelor neferoase la nivel de elaborare a metalelor și obținerea de aliaje;

Industria materialelor de construcție reprezentată prin producția de ciment și lianți;

Cocseriile și industriile adiacente;

Industria chimică și petrochimică;

Activitățile de construcție și șantierele;

Industriile de îngrășăminte;

Incineratoarele de deșeuri menajere;

Sursele de ardere fixe (termocentrale, cazane, încălzirea casnică);

Sursele de ardere mobile (autoturisme, locomotive, avioane, vapoare).

Orientativ, 50% din emisiile antropice de pulberi sunt provocate de sursele industriale,

255 de către sursele mobile și 25% de către cele fixe.

După tipul de emisie, sursele de poluare cu pulberi pot fi diferențiate în:

Emisii dirijate sau punctuale (coșuri cu tiraj natural sau forțat);

Emisii nedirijate sau fugitive (nu sunt echipate cu sisteme de colectare);

Emisii difuze (surse extinse sau multe surse mici care nu pot fi evaluate individual:

trafic auto, șantiere, activități domestice).

Diferența între sursele fugitive și cele difuze este greu de realizat, evaluarea cantitativă

este la fel de dificilă.

REȚEAUA DE MONITORIZARE A AERULUI

Criterii de determinare a numărului minim de locuri de probă pentru stațiile de

măsurare stabilite:

Pentru dioxidul de azot, particule (PM10, PM2,5), benzen și monoxid de carbon, sistemul

ar trebui să includă cel puțin o stație urbană de fond și o stație orientată spre trafic,

dacă aceasta nu crește numărul de stații de probă.

Numărul de puncte de probă pentru măsurătorile fixate de apreciere a conformării cu

valorile limită pentru dioxidul de sulf, dioxidul de azot și oxizii de azot, particule (PM10, PM2,5),

plumb, benzen și monoxid de carbon.

Tabelul 1. Numărul de stații la numărul de locuitori

Populația unei zone sau aglomerări (mii.loc)

Dacă conc. depășesc pragurile de sus ale

estimărilor

Dacă conc. max. se

situează între pragurile de estimare de sus și

cele de jos

Pentru SO2 și NO2 în

aglomerările unde conc. max. se situează sub

pragul de jos.

0 – 250 1 1 Neaplicabil

250 – 499 2 1 1

500 – 749 2 1 1

750 – 999 3 1 1

1000 – 1499 4 2 1

1500 – 1999 5 2 1

2000 - 2749 6 3 2

2750 – 3749 7 3 2

3750 – 4749 8 4 2

4750 – 5599 9 4 2

6000 10 5 3

Surse punctuale (staționare)

Pentru estimarea poluării în vecinătatea surselor staționare, numărul puncelor de probă

pentru măsurătorile fixate ar trebui calculat luând în considerare densitățile de emisie, curba

probabilă de distribuție a poluării aerului și expunerea potențială a populației. Protejarea



3

ecosistemelor sau a vegetației ar trebui determinată raortat la măsurarea concnetrațiilor de

dioxid de sulf, dioxid de azot și oxid de azot, particule (PM10, PM2,5) și plumb.

Numărul minim de locuri de probă pentru măsurătorile fixate de estimare a conformării

la valorile limită pentru protecția ecosistemelor și vegetației în alte zone decât aglomerările

este prezentată în tabelul 2:

Tabelul 2.

Concentrațiile maxime depășesc pragul de sus al estimării

Concnetrațiile maxime se situează între pragul de sus și pragul de jos al estimării

O stație la fiecare 20.000 km2 O stație la fiecare 40.000 km2

INDICATORII ȘI INDICII DE CALITATE A AERULUI

Dintre indicatorii specifici pentru evaluarea calității aerului amintim: concentrațiile și

cantitățile de oxizi de azot, dioxid de sulf, monoxid de carbon, pulberi în suspensie (inclusiv

conținutul de metale grele al acestora), compuși organici volatili (în special benzen), amoniac,

ozon.

Alături de acestea sunt luați în considerare o serie de compuși care sunt interesanți din

punct de vedere al cantităților emise, respectiv gazele cu efect de seră (CO2, CO, CH4), gazele

care afectează stratul de ozon (CFC, haloni), compușii cu caracter acid (substanțe acide, în

special oxizi de sulf și azot).

Unii compuși evidențează prezența unor fenomene în atmosferă, cum ar fi de exemplu

smogul fotochimic (ozon troposferic, hidrocarburi policiclice aromatice), smogul londonez (acid

sulfuric, dioxid de sulf, amoniac), ploile acide (pH-ul apei din precipitații).

În cazul acestora interesează nu numai concentrațiile înregistrate pe o anumită

perioadă, ci și caracteristicile mediului (configurația reliefului, structura litologică, condițiile

meteorologice ori climatice, caracteristicile și densitatea surselor de degradare etc.), cantitatea

emisă pe categorii de surse, distribuția spațială, temporală și țintele propuse la nivelul surselor

de degradare, zone critice, efecte specifice asupra altor componente ale mediului.

Indicele de calitate a aerului

În vederea evaluării gradului de poluare a aerului se pot utiliza indici de calitate a

aerului. Unul dintre cei mai utilizați la nivel internațional este indicele de calitate a aerului(AQI

– Air Quality Index), care are foarte multe variante de calcul la nivelul diferitelor state. Indicele

permite evaluarea nivelului de poluare a aerului, a incidenței asupra stării de sănătate a

populație și ecosistemelor naturale.

O primă variantă de calcul a AQI pornește de la împărțirea noxelor în două categorii,

funcție de gradul de periculozitate. După raportul cu concentrația maximă admisă, se

delimitează două categorii:

Categoria a I-a: noxele a căror valoare nu depășește CMA, AQI calculându-se

după formula: AQI = 100·(C/CMA) (C = concentrația înregistrată a noxei, iar

CMA = concentrația maximă admisă pentru noxă) (în exemplul utilizat, dioxidul

de sulf, ozonul, plumbul).

Categoria a II-a: noxele ce depășesc CMA, AQI = 100·(C/CMA)n, unde n variază

funcție de gradul de periculozitate între 0,9 – 1,7 (dioxid de azot, pulberi în

suspensie, monoxid de carbon).

După gradul de periculozitate, în categoria a I-a sunt considerate noxele foarte

periculoase (ozon, clor, mercur, cadmiu, etc. n = 1,7), în categoria a II-a cele periculoase

(hidrogen sulfurat, oxizi de azot, formaldehida, stiren, n = 1,3), în categoria a III-a moderat

periculoase (dioxid de sulf, funingine, pulberi în suspensie, n = 1) și în categoria a IV-a cele

puțin periculoase (monoxid de crabon, hidrocarburi alifatice, amoniac, n = 0,9).

Indicele se calculează pentru fiecare noxă în parte, după care se poate afla valoarea

AQI global ca medie aritmetică a tuturor noxelor monitorizate din toate punctele luate în

evaluare.

Valorile obținute se raportează la grila de interpretare a valorilor din tabelul de mai jos:



4

Tabelul 3. Grila de interpertare a valorilor indicelui de calitate a aerului

Indicele de calitate a aerului

Calitatea aerului/ nivel de poluare

Efectele asupra omului Efecte asupra

ecosistemelor și

materialelor

0 – 50 (verde)

Bună/foarte slab Fără efecte Fără efecte

51 – 100

(galben)

Satisfăcătoare/slab sau

moderat Fără efecte Efecte reduse

101 – 300 (portocaliu) Nesatisfăcătoare/relativ

ridicată

Influența asupra aparatului respirator,

cardiovascular Efecte moderate

301 – 500

(roșu) Slabă/ridicată

Efecte semnificative

asupra populației Efecte puternice

>500 (maro)

Foarte slabă/foarte ridicată

Efecte puternice e suprafețe ridicate

Efecte foarte puternice

În prezent, Agenția pentru Protecția Mediului a SUA (US EPA) calcuelază acest indice

după formula:

AQI = [(AQIhigh – AQIlow)/(Chigh – Clow)]·(C – Clow) + AQIlow

unde: C = concentrația noxei; Clow = valoarea pragului de clasă mai mic decât C; Chigh =

valoarea pragului de clasă mai mare decât C; AQIlow = valoarea indicelui corespunzător

pragului Clow; AQIhigh = valoarea indicelui corespunzător pragului Chigh.

Pentru fiecare noxă există 6 clase de calitate, fiecare având un prag și un indice de

referință. De exemplu, pentru indicatorul PM2,5, dacă concentrația C este 52.5 μg/m3, atunci ea

corespunde clasei a III-a (încadrată între Clow de 40,5 μg/m3 și Chigh de 65,4 μg/m3, valori

stabilite de Standardele Naționale de Referință) și valorile AQIlow de 101 și AQIhigh de 150.

Valoarea AQI în situația dată este:

AQI = [(150 – 101)/(65,4 – 40,5)]·(52,5 – 40,5) + 101 = 124,6

Indicele de calitate a aerului (AQI) atrage atenția asupra spațiilor cu probleme de

calitate a aerului și a surselor la nivelul cărora trebuie să se intervină pentru limitarea nivelului

de poluare a aerului.

Indicele specific de calitate a aerului

În România se folosește un indice sintetic al calității aerului. Indicele specific de calitate

a aerului, pe scurt indice specific, reprezintă un sistem de codificare a concentrațiilor

înregistrate pentru următorii poluanți monitorizați la nivel național: SO2, NO2, O3, CO, PM10.

Indicele general se stabilește pentru fiecare stație de monitorizare ca fiind cel mai mare dintre

indicii specifici corepsunzători poluanților monitorizați (tabelul 2).

Tabelul 4. Domenii de concentrații pentru valorile noxelor necesare calculării indicelui specific

Indice specific

Domeniu de concentrație (μg/m3)

SO2 NO2 O3 CO Pulberi în suspensie

1 0 – 49,(9) 0 – 49,(9) 0 – 39,(9) 0 – 2,(9) 0 – 19,(9)

2 50 – 74,(9) 50 – 99,(9) 40 – 79,9(9) 3 – 4,(9) 20 – 29,(9)

3 75 – 124,(9) 100 – 139,(9) 80 – 119,(9) 5 – 6,(9) 30 – 49,(9)

4 125 – 349,(9) 140 – 199,(9) 120 – 179,(9) 7 – 9,(9) 50 – 79,(9)

5 350 – 499,(9) 200 – 399,(9) 180 – 239,(9) 10 – 14,(9) 80 – 99,(9)

6 >500 >400 >240 >15 >100



5

Valorile indicilor variază între 0 – 6, astfel: 1 (excelent – verde închis); 2 (foarte bun –

verde); 3 (bun – verde deschis); 4 (mediu – galben); 5 (rău – portocaliu); 6 (foarte rău –

roșu).

Fig.1 Grila de interpretare a indicelui specific

Indicele de poluare a aerului

Pentru evaluarea nivelului de poluare a aerului, se utilizează indicele de poluare a

aerului, estimat după formula:

Ip = (-1)·100·(C – CMA)/(C + CMA)

unde: C = concentrația înregistrată a unei noxe; CMA = concentrația maximă admisă.

Valorile negative ale indicelui atrag atenția asupra nivelului ridicat de poluare, care este

cu atât mai acut cu cât sunt mai reduse. De asemenea, se poate delimita un prag de începere

a monitoringului la un indicator de calitate (75), un prag de alertă PA (25), un prag de

intervenție – PI (0) și un prag de pericol – PP (-25).

Indicele Mitre Air Quality Index (MAQI)

MAQI a fost fundamentat pe baza Standardelor Secundare Naționale pentru Calitatea

Aerului Ambiental din SUA. Valoarea indicelui este rădăcina pătrată din suma valorilor indicilor

individuali, calculați pentru fiecare poluant. Indicele este calculat după cum urmează:

MAQI = [IS2 + IC

2 + IP2 + IN

2 + IO2]0,5

unde: IS = indicele de poluare pentru dioxidul de sulf; IC = indicele d epoluare pentru

monoxidul de carbon; IP = indicele de poluare pentru pulberi în suspensie; IN = indicele d

epoluare pentru dioxidul de azot; IO = indicele de poluare pentru oxidanți fotochimici (ozon).

Indicele dioxid de sulf (IS): indicele pentru dioxidul de sulf este rădăcina pătrată din

suma valorilor individuale ale termenilor ce corespund fiecăruia dintre standardele secundare.

Rădăcina pătrată este folosită pentru a ne asigura că valoarea indicelui va fi mai mare decât 1

dacă valoarea vreunuia dintre standarde este depășită. Indicele este definit ca:

IS = [(CSa/SSa)2 + K1(CS24/SS24)

2 + (CS3/SS3)2]0,5

unde: CSa = concentrația anuală de dioxid de sulf; SSa = valoarea limită anuală (20 μg/m3);

CS24 = concentrația zilnică a dioxidului de sulf înregistrată; SS24 = valoarea limită zilnică (125

μg/m3); CS3 = concentrația maximă a dioxidului de sulf la 3 ore; SS3 = valoarea limită la 3 ore

(500 μg/m3); K1 = 1 dacă CS24≥SS24 și K1 =0 dacă CS24≤SS24, iar K2 = 1 dacă CS3≥SS3 și K2 =0

dacă CS3≤SS3.

Indicele monoxid de carbon (IC): indicele monoxid de carbon, component al MAQI, este

calculat într-un mod similar indicelui dioxid de sulf:

IC = [(CC8/SC8)2 + K (CC1/SC1)

2]0,5

unde: CC8 = concentrația maximă la 8 ore de monoxid de carbon înregistrată; SC8 = valoarea

limită la 8 ore (10.000 μg/m3); CCl = concentrația maximă momentană de monoxid de carbon

înregistrată; SCl= valoarea limită momentană (40.000 μg/m3); iar K = 1 dacă CCl≥SCl și K =0

dacă CCl≤SCl.



6

Indicele de pulberi în suspensie (IP) indicele pulberi în susensie este calculat după

formula:

IP = [(CPa/SPa)2 + K (CP24/SP24)

2]0,5

unde: CPa = media geometrică anuală a concentrațiilor de pulberi în suspensie înregistrate.

Media geometrică este definită ca:

Din cauza naturii mediei geometrice, o singură valoare nulă pentru 24 de ore ar duce la

o medie geometrică anuală nulă. În aceste cazuri se recomandă ca valorile nule să fie

substituite cu jumătate din valoarea minimă detectabilă prin respectiva metodă (cel mai

frecvent 0,5 μg/m3).

SPa = valoarea limită anuală de pulberi în suspensie (de exemplu 20 μg/m3); CPa =

concnetrația maximă observată în decursul a 24 de ore pentru pulberi în suspensie; SPa =

valoarea limită zilnică pentru pulberi în suspensie (de exemplu 30 μg/m3), iar K =1 dacă

CP24≥SP24 și K =0 dacă CP24≤SP24.

Indicele dioxid de azot (IN): indicele dioxid de azot nu necesită utilizarea tehnici

extragerii rădăcinii pătrate din sumă pentru că se ține cont doar de valoarea limită anuală.

Acest indice se calculează astfel:

IN = CNa/SNa

unde: CNa = media aritmetică anuală a concentrațiilor de dioxid de azot înregistrate; SNa =

valoarea limită anuală (40 μg/m3).

Indicele oxidanților fotochimici (IO): indicele este calculat într-un mod similar indicelui

dioxid de azot. O singură valoare standard este folosită drept bază pentru acest indice, și

anume:

IO = CO1/SO1

unde:CO1 = concentrația maximă orară de oxidanți fotochimici înregistrată; SO1 = valoarea

limită maximă orară (240 μg/m3).

O valoare a MAQI inferioară valorii 1, indică faptul că nicio valoare limită nu este

depășită pentru poluanții luați în considerare.

Deoarece în calcularea MAQI sunt implicat 9 valori limită corespunzătoare a 5 poluanți,

orice valoare a MAQI mai mare decât 3 garantează că cel puțin o valoare limită a fost depășită.

Dacă valorile MAQI se bazează numai pe 5 limite maxime pentru 3 poluanți, atunci,

orice valoare a MAQI mai mare decțt 2,24 garantează că cel puțin o limită maximă a fost

depășită.

Interpretarea acestui indice, ca a oricărui alt indice, ar trebui să se bazeze pe

raportarea magnitudinii sale relative (mai degrabă decât absolute) față de o valoare națională

sau regională a indicelui.

Nu este clar, doar prin analizarea valorii totale a MAQI, care dintre valorile limită au fost

depășite. De aceea, în vederea obținerii unei imagini de ansamblu a situației existente, se

recomandă luarea în considerrae a fiecprui indice individual pentru poluanți împreună cu

valoarea de ansamblu a MAQI.

Exemplu:

Valorile pentru poluanții atmosferici la o anumită stație de monitorizare au fost următoarele:

CC8 = 44 ppm (SC8 = 9 ppm) CPa = 194 μg/m3 (Spa = 60 μg/m3)

CC1 = 59 ppm (SC1 = 35 ppm) CP24 = 414 μg/m3 (SP24 = 150 μg/m3)



7

CSa = 0,13 ppm (SSa = 0,02 ppm) CNa = 0,04 ppm (SNa = 0,05ppm)

CS24 = 0,55 ppm (SS24 = 0,1 ppm) CO1 = 0,13ppm (SO1 = 0,08ppm)

CS3 = 0,94 ppm (SS3 = 0,5 ppm)

În vederea determinării indicelui MAQI total și a celor parțiale se pot folosi ecuațiile

menționate anterior:

IS = [(0,13/0,02)2 + 1(0,55/0,1)2 + 1(0,94/0,5)2]0,5 = 8,72 > , valoare standard depășită.

IC = [(44/9)2 + 1 (59/35)2]0,5 = 5,17 > , valoare standard depășită.

IP = [(194/60)2 + 1 (414/150)2]0,5 = 4,25 > , valoare standard depășită.

IN = 0,04/0,05 = 0,80 < 1,0 este OK.

IO = 0,13/0,08 = 1,62 > 1,0 valoare standard depășită.

Indicii individuali calculați sunt folosiți pentru a calcula indicele total MAQI. Valoarea

rezultată este:

MAQI = [(8,72)2 + (5,17)2 + (4,25)2 + (0,80)2 + (1,62)2]0,5 = 11,14 > , valoare

standard depășită.

Indicele valorilor extreme (EVI)

Indicele valorilor extreme (EVI) a fost dezvoltat de către o organizație non-

guvernamentală, pentru a fi utilizat în complementaritate cu valorile MAQI. Acesta este o

însumare a valorilor extreme pentru fiecare poluant. Indicii valorilor extreme pentru fiecare

poluant în parte sunt combinații folosindu-se rădăcina pătrată. Sunt incluși numai acei poluanți

pentru care sunt definite valorile maxime care nu trebuie depășite mai mult de o dată pe an.

Evi se calcuelază folosind formula:

EVI = [EC2 + ES

2 + EP2 + EO

2]0,5

unde: EC = indicele de valoare extremă pentru monoxidul de carbon; ES = indicele de valoare

extremă pentru dioxidul de sulf; EP =indicele de valoare extremă pentru pulberile în suspensie;

EO =indicele de valoare extremă pentru oxidanții fotochimici.

Indicele valorilor extreme pentru monoxid de carbon (EC): valoarea extremă pentru

monoxidul de carbon este rădăcina pătrată din suma valorilor extreme raportată la valoarea

limitei maxime admise. Indicele este calculat ca:

EC = [(AC8/SC8)2 + (AC1/SC1)

2]0,5

unde: AC8 = suma valorilor concentrațiilor pe 8 ore care depășesc limita maximă și este

exprimată matematic ca și:

AC8 = ΣKi(CC8)i

unde: Ki =1 dacă CC8≥SC8 și Ki = 0 dacă CC8≤SC8; SC8 = valoarea limitei maxime pentru 8 ore;

AC1 = suma valorilor concnetrațiilor orare care depășesc limita maximă orară și este exprimată

matematic ca:

AC1 = ΣKi(CC1)i

unde: Ki =1 dacă CC1≥SC1 și Ki = 0 dacă CC1≤SC1; SC1 = valoarea limită orară.

Indicele valorilor extreme pentru dioxid de sulf (ES): este calculat în același mod ca și

cel pentru monoxid de carbon. Acest indice include de asemenea doi termeni, unul pentru



8

fiecare valoare limită, care sunt valori maxime și se așteaptă să fei atinse mai mult de o dată

pe an.

Indicele este calculat:

ES = [(AS24/SS24)2 + (AS3/SS3)

2]0,5

unde: AS24 = suma concentrațiilor observate pentru 24 de ore care depășesc standardul

secundar și se exprimă matematic astfel:

AS24 = ΣKi(CS24)i

unde: Ki =1 dacă CS24≥SS24 și Ki = 0 dacă CS24≤SS24; SS24 = valoarea limită zilnică; AS3 = suma

valorilor concentrațiilor pentru intervale de 3 ore care depășesc limita maximă la 3 ore și este

exprimat matematic astfel:

AS3 = ΣKi(CS3)i

unde: Ki =1 dacă CS3≥SS3 și Ki = 0 dacă CS3≤SS3; SS3 = valoarea limită la 3 ore.

Indicele valorilor extreme pentru pulberile în suspensie (EP): indicele se calulează

astfel:

EP = AP24/SP24

unde: AP24 = suma concentrațiile zilnice care depășesc valoarea limită zilnică și se exprimă

astfel:

AP24 = ΣKi(CP24)i

unde: Ki =1 dacă CP24≥SP24 și Ki = 0 dacă CP24≤SP24; SP24 = valoarea limitei maxime la 24 de

ore.

Indicele valorilor extreme pentru oxidanți fotochimici (EO): indicele se calculează astfel:

EO = AO1/SO1

unde: AO1 = suma concentrațiilor orare ce depășesc valoarea maximă orară și este exprimată

matematic astfel:

AO1 = ΣKi(CO1)i

unde: Ki =1 dacă CO1≥SOC1 și Ki = 0 dacă CO1≤SO1; SO1 = valoarea limită orară.

Numărul sau procnetul valorilor eztreme este un indicator util în evaluarea calității

aerului ambiental, deoarece valorile extrem de ridicate ale poluării aerului pot fi relaționate

direct cu confortul și starea de sănătate umană, afectează plantele, animalele și proprietățile

mediului.

Dacă valorile indicelui valorilor extreme ale ocidanților fotochimici și ale componenților

săi sunt mai mari ca 0 atunci există valori maxime care sunt depășite. Valoarea indicatorului

va fi întotdeauna superioară valorii 1 dacă oricare dintre valorile maxime sunt depășite.

Exemplu:

La o anumită stație – gară s-au raportat următoarele date:

1% dintre concentrațiile orare de monoxid de carbon și 93,4% din concentrațiile de carbon pentru intervale de8 ore au depășit valorile limită corespunzătoare. Folosindu-se ca și bază datele brute, valorile

cumulate sunt următoarele: AC8 = 16,210 ppm (SC8 = 9 pp) și AC1 = 2893 ppm (SC1 = 35 pm)

Aproximativ 74,2% din concentrațiile zilice de pulberi în suspensie au depășit valoarea limită. Din cumularea concentrațiilor de pulberi în suspensie la 24 de ore, care depășesc valoarea limită a rezultat AP24 =

11535 μg/m3 (SP24 = 150 μg/m3)



9

Concentrația observată de dioxid de sulf a condus la obținerea unor valori cumulate

de AS24 = 37,52 ppm (SS24 = 0,1 ppm) și AS3 = 38,63 ppm (SS3 = 0,5 ppm) (49,9% din valorile pentru 24 de ore și 2,5% din valorile pentru 3 ore au depășit valorile

limită)

Dintre concnetrațiile orare de oxidanți fotochimici, 1,8% au depășit limita

maximă. Cumularea acestor valori a dus la AO1 = 9,45 ppm (SO1 = 0,08 ppm)

Determinarea indicilor valorilor extreme pentru monoxid de carbon, dioxid de sulf,

pulberi în suspensie, oxidanți fotochimici și cumulat presupune următoarele etape:

EC = [(16210/9)2 + (2893/35)2]0,5 = 1803,1

ES = [(37,52/0,10)2 + (38,63/0,50)2]0,5 = 383,07

EP = 11535/150 = 76,90

EO = 9,45/0,08 = 118,12

Indicii valorilor extreme pentru fiecare poluant sunt agregați și se obține valoarea totală

a indicelui valorilor extreme:

EVI = [1803,12 + 383,072 + 76,902 + 118,122]0,5 = 1848,64

Indicele valorilor extreme de 1848,64 evidențieză că toate valorile limită au fost

depășite. Indicele este folosit îndeosebi pentru a evidenția tendința calității aerului într-un

anumit punct.

O caracteristică a indicelui valorilor extreme este că tinde să crească în magnitudine cu

cât numărul observațiilor care depășesc valorile limită este mai ridicat.

Indicele valorilor extreme înfățișează cu exactitate calitatea aerului ambiental deoarece

observațiile au fost făcute pentru toate perioadele de interes (de exemplu 1 oră, 3 ore, 8 ore,

24 ore) în timpul anului, pentru fiecare valoare limită.

Procentul valorilor observate care depășesc valorile limită ajută de asemenea la

descrierea situației, fără a fi necesară analiza tuturor datelor disponibile.

RECOLTAREA PROBELOR DE AER PRIN ASPIRAȚIE

(PENTRU DETERMINAREA SO2 PRIN METODA SPECTROFOTOMETRICĂ)

Se verifică instalaţia pentru recoltarea probelor (dispozitiv de aspiraţie, dispozitiv de măsurarea a volumului de aer, dispozitiv de reţinere).

Se prepară soluţia absorbantă: 11,7 g NaCl se dizolvă în 500 ml apă bidistilată, într-un balon cotat de 1000 ml. Se adaugă 27,2 g HgCl2, se agită până la dizolvare şi se completează până la semn cu apă bidistilată.

Se introduce în dispozitivul de aspiraţie 10 ml soluţie absorbantă. Se stabilește tipul determinării (concentraţie momentană, concentraţie medie zilnică). Se stabilește punctul de recoltare a probelor. Deplasare la punctul de recoltare ales.

Se specifică în fişa de recoltare condiţiile meteo în momentul recoltării probei: temperatură, umiditate, presiune, nori, precipitaţii, etc.

Se stabilește valoarea debitului de aer recoltat la o valoare de aprox. 1 l/min pentru concentraţiile momentane sau 0,5-0,7 l/min pentru concentraţiile medii zilnice.

Se va feri absorbitorul de lumină în timpul recoltării probei. Se pornește dispozitivul de aspiraţie.

Se aspiră aer timp de maxim 30 minute, după care se oprește dispozitivul de aspiraţie.

Se transportă la laborator dispozitivul de aspiraţie.



10

DETERMINAREA SPECTROFOTOMETRICĂ A SO2 DIN AER

Se prepară soluţia de pararozanilină: 0,2 g pararozanilină se dizolvă în 200 ml apă bidistilată, într-un balon cotat de 500 ml. Se adaugă 30 ml HCl conc, cu densitatea 1,19 g/cm3 şi se completază cu apă bidistilată.

Se prepară soluţia de formaldehidă 0,4 %. Se trece cantitativ conţinutul absorbitorului într-o eprubetă gradată de 25 ml. Se adaugă 1 ml pararozanilină. Se agită. Se adaugă 1 ml formaldehidă. Se completază până la 25 ml cu apă bidistilată. Se lasă în repaus 20 minute.

Se fixează lungimea de undă la spectrofotometrul UV-vis la 548 nm. Se citește extincţia folosind cuva de 1 cm. Se trasează curba de etalonare. Din curba de etalonare se determină cantitatea de SO2 din proba recoltată. Se determină concentraţia bioxidului de sulf din aer cu relaţia:

mg SO2/m3 aer = C/V

C = cantitatea de SO2 din proba de aer recoltată (µg) V = volumul de aer recoltat (l)


(PENTRU DETERMINAREA SO2 PRIN METODA NEFELOMETRICĂ)


Se prepară soluţia absorbantă: clorat de potasiu 2,5%.

Se introduce în dispozitivul de spiraţie 10 ml soluţie absorbantă. Se stabilește tipul determinării (concentraţie momentană, concentraţie medie zilnică). Se stabilește punctul de recoltare a probelor. Deplasare la punctul de recoltare ales. Se specifică în fişa de recoltare condiţiile meteo în momentul recoltării probei:

temperatură, umiditate, presiune, nori, precipitaţii, etc.

Se stabilește valoarea debitului de aer recoltat la o valoare de aprox. 1 l/min pentru

concentraţiile momentane sau 0,2-0,3 l/min pentru concentraţiile medii zilnice. Se pornește dispozitivul de aspiraţie. Se aspiră aer timp de maxim 30 minute, după care opriţi dispozitivul de aspiraţie. Se transportă la laborator dispozitivul de aspiraţie.

DETERMINAREA NEFELOMETRICĂ A SO2 DIN AER

Se trece cantitativ conţinutul absorbitorului într-o eprubetă gradată de 10 ml şi completaţi până la semn cu apă bidistilată.

Se adaugă 0,5 ml HNO3, 0,5 ml Pb(NO3)2 şi 1ml C2H5OH. Se agită după fiecare adăugare de reactiv.

Se lasă în repaus 15 minute de la adăugarea ultimului reactiv. Se fixează lungimea de undă la spectrofotometrul UV-vis la 475 nm şi montaţi

accesoriile pentru turbiditate. Se citește opalescenţa folosind cuva de 0,5 cm.

Se trasează curba de etalonare. Din curba de etalonare determinaţi cantitatea de SO2 din proba recoltată. Se determină concentraţia bioxidului de sulf din aer cu relaţia:

mg SO2/m3 aer = C/V

C = cantitatea de SO2 din proba de aer recoltată (µg) V = volumul de aer recoltat (l)



11

RECOLTAREA PROBELOR DE AER PRIN ASPIRAȚIE PENTRU

DETERMINAREA PULBERILOR ÎN SUSPENSIE

Se verifică instalaţia pentru recoltarea probelor (dispozitiv de spiraţie, dispozitiv de

măsurarea a volumului de aer, dispozitiv de reţinere). Se usucă filtrele timp de 24 ore în exicator. Se cântăresc filtrele la balanţa analitică. Se montează filtrele în dispozitivele de reţinere a pulberilor. Se stabilește punctul de recoltare a probelor. Deplasare la punctul de recoltare ales. Se fixează dispozitivul de reţinere a probelor.

Se stabilește valoarea debitului de aer recoltat la o valoare cuprinsă între 0,3 – 3 l/min.

Se pornește dispozitivul de aspiraţie. Se aspiră aer timp de maxim 30 minute, după care se oprește dispozitivul de

aspiraţie. Se desface dispozitivul de reţinere a probelor.

Se ambalează filtrele.

Se transportă filtrele la laborator.

DETERMINAREA PULBERILOR ÎN SUSPENSIE DE AER

Se desfac dispozitivele de reţinere a pulberilor. Se usucă filtrele până la masă constantă. Se cântăresc filtrele la aceeaşi balanţă analitică la care s-au adus filtrele la masă

constantă înainte de recoltarea probelor. Se calculează conţinutul de pulberi în suspensie din aer cu relaţia:

Pulberi în suspensie=(G1-G2)x1000 / V (mg/m3)

G1 = masa filtrului după recoltarea probei de aer (mg) G2 = masa filtrului înainte de recoltarea probei de aer (mg) V = volumul de aer aspirat (l)

RECOLTAREA PROBELOR DE AER

PENTRU DETERMINAREA PULBERILOR SEDIMENTABILE

Se aleg vasele pentru recoltare (vase cilindrice cu diametrul 20 cm şi înălţimea 40-50 cm, din sticlă sau material plastic).

Se spală vasele de recoltare cu amestec sulfocromic, detergent, se limpezesc cu apă de la robinet şi cu apă bidistilată.

Se usucă vasele într-un loc ferit de praf. Se acoperă vasele cu hîrtie pentru a evita prăfuirea în timpul transportului. Se transportă vasele la locul de recoltare. Se pune în fiecare vas 150-200 ml apă distilată (iarna soluţie alcoolică 25-30 %).

Se amplaseazăi vasele în cutiile de protecţie. Se notează locul, data şi ora amplasării vaselor. După 30 zile se acoperă vasele şi se transportă la laborator.

DETERMINAREA PULBERILOR SEDIMENTABILE DIN AER

Se șterge vasul cu probă în exterior cu un tifon umed şi apoi cu unul uscat.

Se îndepărtează frunzele, insectele şi alte corpuri cu o pensetă şi se spală cu apă distilată deasupra vasului cu probă.

Se trece cantitativ conţinutul vasului de recoltare într-o capsulă tarată în prealabil.

Se evaporă conţinutul capsulei pe baia de apă până la sec.

Se usucă în etuvă până la masă constantă.



12

Se răcește în exicator.

Se cântărește la aceeaşi balanţă analitică la care s-a cântărit capsula goală.

Se calculează conţinutul de pulberi sedimentabile cu relaţia:

Pulberi sedimentabile=(A-B)x10000x30 / SxT (g / m2 / lună)

A=masa capsulei cu pulberi (g) B= masa capsulei goale (g) S=suprafaţa vasului de sedimentare (cm2) T=timpul de expunere (zile)


PENTRU DETERMINAREA NO2 – METODA I


Se prepară soluţia absorbantă: KI 0,3 N sau 15%.

Se stabilește punctul de recoltare a probelor. Deplasare la punctul de recoltare ales. Se specifică în fişa de recoltare condiţiile meteo în momentul recoltării probei:

temperatură, umiditate, presiune, nori, precipitaţii, etc. Se pregătesc 2 microabsorbitoare legate în serie. Se pun în fiecare microabsorbitor câte 10 ml soluţie absorbantă. Se stabilește valoarea debitului de aer recoltat la o valoare de aprox. 0,3 l/min Se pornește dispozitivul de aspiraţie. Se aspiră aer timp de maxim 30 minute, după care se oprește dispozitivul de

aspiraţie.

Se transportă la laborator dispozitivul de aspiraţie.

DETERMINAREA SPECTROFOTOMETRICĂ A NO2 DIN AER

METODA I

Treceţi cantitativ conţinutul microabsorbitoarelor într-un balon cotat de 25 ml. Completaţi cu apă bidistilată. Adăugaţi 0,5 ml acid sulfanilic şi 0,5 ml α naftilamină. Agitaţi şi lăsaţi în repaus 10 minute. Adăugaţi 5 picături sulfit de sodiu 0,01 N .

Fixaţi lungimea de undă la spectrofotometrul UV-vis la 530 nm. Citiţi extincţia folosind cuva de 1 cm. Trasaţi curba de etalonare. Din curba de etalonare determinaţi cantitatea de NO2 din proba recoltată. Determinaţi concentraţia bioxidului de azot din aer cu relaţia:

mg NO2/m3 aer = C/V

C = cantitatea de NO2 din proba de aer recoltată (µg) V = volumul de aer recoltat (l)


PENTRU DETERMINAREA NO2 – METODA II


Se prepară soluţia absorbantă: într-un balon cotat de 1000 ml se dizolvă 5 g acid

sulfanilic anhidru în aproximativ 600 ml apă bidistilată. Pentru accelerarea dizolvării se încălzește balonul la 50-60ºC. Se adaugă 50 ml acid acetic glacial, 10 ml acetonă şi 0,05 N-1-naftiletilendiamină clorhidrat. Se completează cu apă bidistilată.

Se stabilește punctul de recoltare a probelor. Deplasare la punctul de recoltare ales.



13

Se specifică în fişa de recoltare condiţiile meteo în momentul recoltării probei: temperatură, umiditate, presiune, nori, precipitaţii, etc.

Se pregătesc 2 microabsorbitoare legate în serie. Se pune în fiecare microabsorbitor câte 10 ml soluţie absorbantă. Se stabilește valoarea debitului de aer recoltat la o valoare de aprox. 0,3 l/min Se pornește dispozitivul de aspiraţie.

Se feresc vasele de absorbţie de lumina solară directă. Se aspiră aer timp de maxim 30 minute, după care se oprește dispozitivul de

aspiraţie. Se transportă la laborator dispozitivul de aspiraţie.


METODA II

Se trece cantitativ conţinutul microabsorbitoarelor într-un balon cotat de 25 ml. Se completează cu apă bidistilată. Se agită.

Se fixează lungimea de undă la spectrofotometrul UV-vis la 550 nm.

Se citește extincţia folosind cuva de 1 cm. Se trasează curba de etalonare. Din curba de etalonare se determină cantitatea de NO2 din proba recoltată. Se determină concentraţia bioxidului de azot din aer cu relaţia:

mg NO2/m3 aer = C/V



PENTRU DETERMINAREA NO2 – METODA III


Se prepară soluţia absorbantă: NaOH 0,1 N.

Se stabilește punctul de recoltare a probelor. Deplasare la punctul de recoltare ales. Se specifică în fişa de recoltare condiţiile meteo în momentul recoltării probei:

temperatură, umiditate, presiune, nori, precipitaţii, etc. Se pregătesc 2 microabsorbitoare legate în serie. Se pune în fiecare microabsorbitor câte 5 ml soluţie absorbantă. Se stabilește valoarea debitului de aer recoltat la o valoare de aprox. 0,3 l/min

Se pornește dispozitivul de aspiraţie. Se aspiră aer timp de maxim 30 minute, după care se oprește dispozitivul de

aspiraţie. Se transportă la laborator dispozitivul de aspiraţie.


METODA III

Se trece cantitativ conţinutul microabsorbitoarelor într-o eprubetă gradată de 10 ml.

Se aducei la semn cu soluţie absorbantă.

Se adaugă 0,5 ml sulfamidă. Se agită şi și se lasă în repaus 2 minute. Se adaugă 0,5 ml metafenilen diamină şi 1 ml NaOH 20%. Se lasă în repaus 10 minute. Se fixează lungimea de undă la spectrofotometrul UV-vis la 410 nm. Se citește extincţia folosind cuva de 1 cm. Se trasează curba de etalonare.

Din curba de etalonare se determină cantitatea de NO2 din proba recoltată. Se determină concentraţia bioxidului de azotf din aer cu relaţia:



14

mg NO2/m3 aer = C/V



METODA III

Se trece cantitativ conţinutul microabsorbitoarelor într-o eprubetă gradată de 10 ml.

Se aducei la semn cu soluţie absorbantă. Se adaugă 0,5 ml sulfamidă. Se agită şi și se lasă în repaus 2 minute. Se adaugă 0,5 ml metafenilen diamină şi 1 ml NaOH 20%. Se lasă în repaus 10 minute. Se fixează lungimea de undă la spectrofotometrul UV-vis la 410 nm.

Se citește extincţia folosind cuva de 1 cm.

Se trasează curba de etalonare. Din curba de etalonare se determină cantitatea de NO2 din proba recoltată. Se determină concentraţia bioxidului de azotf din aer cu relaţia:

mg NO2/m3 aer = C/V


BIBLIOGRAFIE

[1] Drăghici, C., Perniu, D. Poluarea si monitorizarea mediului, Editura Univ. Transilvania,

Brasov, 2002

[2] Godeanu, S. Elemente de monitoring ecologic integrat, Editura Bucura

Mond., Bucuresti, 1997

[3] Gabriela-Cristina Simion Monitorizarea și controlul factorilor de mediu, Editura Matrix Rom, București, 2012

[4] Rojanschi, V., Bran F. Politici si strategii de mediu, Editura Economica, Bucuresti, 2002

[5] Environmental Monitoring and Assessement Program (EMAP). Research Strategy (1997) –

US Environmental Protection Agency.

[6] Ambient air quality monitoring and assessement – Guidelines for Air Quality, (2000) WHO,

Geneva.

[7] Acte normative – legi, hotărâri de guvern, ordonanțe de urgență, ordine ale ministrului publicate în Monitorul Oficial al României.

[8] Publicatii ale Oficiului de Informare si Documentare pentru mediu (Infoterra – http://www.romnet.ro/infoterra).

[9] Publicatii și materiale de pe site-ul Ministerului Mediului (www.MAPPM.ro).

[10] Materiale de pe site-ul Agentiei Europene de Mediu (www.eionet.ue)

Documents

TEMA DE STUDIU NR. 4 MONITORIZAREA AERULUI