Capitol 9

PARTEA a IlI-a - PROTECŢIA ATMOSFEREI Principiul 10 Publicaţiile privind mediul înconjurător sunt cel mai bine gestionate cu participarea tuturor cetăţenilor implicaţi, la un nivel de cunoscători. La nivel naţional, fiecare individ va avea acces corespunzător la informaţiile privind mediul înconjurător, deţinute de autorităţile publice, inclusiv informaţia asupra materialelor şi activităţilor riscante în comunităţile lor şi oportunitatea de a participa în procesul de elaborare a deciziei. (Declaraţia de la Rio - 1992)

Capitolul 9.

Surse de poluare a atmosferei

9.1 Clasificarea şi caracteristici ale diferitelor categorii de surse 9.2 Tipuri de poluanţi şi efectele acestora 9.3 Probleme de dispersie a poluanţilor în atmosferă 9.4 Zone de dispersie

Capitolul 9 Surse de poluare a atmosferei 9.1 Clasificarea şi caracteristici ale diferitelor categorii de surse Sursele de poluare se clasifică în mai multe categorii, după următoarele criterii: [22] - origine - formă - mobilitate - înălţime - regim de funcţionare - tip de activitate 9.1.1 Clasificare după origine După origine, sursele de poluare a atmosferei se clasifică în surse naturale şi surse antropice. Sursele naturale şi principalii poluanţi specifici sunt: - omul şi animalele - prin procesele fiziologice evacuează C02, viruşi; - plantele - prin fungi, polen, substanţe organice şi anorganice; - solul - prin viruşi, pulberi (ca urmare a eroziunii); - apa, în special cea maritimă - prin aerosoli încărcaţi cu săruri (sulfaţi, cloruri); - descompunerea materiilor organice vegetale şi animale - prin metan, hidrogen sulfurat, amoniac etc. - rezultate din procese; - vulcanismul - prin cenuşă, compuşi de sulf, oxizi de azot şi de carbon; - incendiile maselor vegetale - prin cenuşă, oxizi de sulf, azot, carbon rezultaţi; - radioactivitatea terestră şi cosmică - prin radionuclizi emişi de roci (226Ra, 228Ra şi descendenţii) şi de provenienţă cosmică (10Be, 36CI, 14C, 3H, 22Na etc.) - descărcările electrice - prin ozon - furtunile de praf şi de nisip - prin pulberi terestre. Surse antropice: - orice activitate umană, care conduce la evacuarea în atmosferă de substanţe care se găsesc sau nu în compoziţia naturală a atmosferei, este considerată sursă antropică. în acest context considerăm necesară definirea atmosferei poluate, şi anume: „Se spune că atmosfera este poluată atunci când o mărime care, adăugată la sau scăzută din constituenţii normali ai atmosferei, poate determina alterarea proprietăţilor sale fizice sau chimice în mod sesizabil de către om sau mediu." 9.1.2 Clasificarea după formă: Surse punctuale: - jetul de gaze este eliminat în atmosfera liberă printr-un sistem de dirijare (conductă, coş) cu o gură de evacuare ale cărei dimensiuni sunt neglijabile în comparaţie cu topografia locului; Surse liniare: - caracterizate printr-o dimensiune în plan orizontal a cărei mărime nu poate fi neglijată în comparaţie cu topografia zonei (de exemplu: arteră de trafic intens); Surse de suprafaţă: - caracterizate prin arii ale căror dimensiuni nu pot fi neglijate în comparaţie cu topografia zonei (de exemplu: un cartier privit la scara oraşului, un oraş privit la scara unei zone mai largi);

Surse de volum: - caracterizate prin emisii în cele trei dimensiuni. 9.1.3 Clasificarea după înălţime (înălţimea h faţă de nivelul solului la care are loc emisia): - Surse la sol - Surse joase: h < 50 m - Surse medii: 50 m < h < 150 m - Surse înalte: h > 150 m 9.1.4 Clasificarea după mobilitate: - Surse fixe sau staţionare - Surse mobile: mijloace de transport rutier, feroviar, naval şi aerian. 9.1.5 Clasificarea după regimul de funcţionare: - Surse continue: funcţionare continuă, cu emisie constantă, pe perioade medii sau lungi de timp (zile, luni, sezon, an); - Surse intermitente: funcţionare cu întreruperi semnificative ca durată (ore, zile, luni), în perioada de funcţionare având emisie constantă, sau funcţionare cu emisie variabilă; - Surse instantanee: emisia are loc într-un interval foarte scurt de timp (de regulă de ordinul minutelor), după care ea încetează (în această clasă se înscriu accidentele industriale şi unele tipuri de avarie). Modelarea matematică a dispersiei poluanţilor în atmosferă este în funcţie de forma, mobilitatea, înălţimea şi regimul de funcţionare a surselor. De menţionat că sursele continue şi intermitente (pentru perioadele de constanţă a emisiei) se tratează ca surse continue. 9.1.6 Clasificarea după tipul de activitate Această clasificare este importantă pentru cunoaşterea poluanţilor caracteristici fiecărei activităţi. în lipsa măsurătorilor de emisii - situaţie cel mai frecvent întâlnită -, pentru determinarea debitelor masice de poluanţi evacuaţi în atmosferă se utilizează aşa-numiţii factori de emisie (sau emisii specifice) stabiliţi prin bilanţuri tehnologice. Principalele tipuri de activităţi şi poluanţii lor caracteristici sunt: - Arderea combustibililor fosili (cărbune, produse petroliere, gaze naturale) în surse fixe: C02, CO, SOx, NOx, pulberi, N20, compuşi organici volatili (COV); - Traficul: CO, NOx, N20, pulberi, COV, Pb în cazul folosirii benzinei cu Pb, SOx în cazul folosirii motorinei; - Petrochimie: COV, NOx, SOx; - Chimie anorganică şi organică: gamă foarte largă de poluanţi, specifici fiecărui profil de producţie; - Metalurgie primară feroasă (pulberi cu conţinut fe Fe, SOx, NOx, COV) şi neferoasă (pulberi cu conţinut de metale grele: Pb, Cd, As, Zn, SOx, NOx); - Industria materialelor de construcţii: pulberi, C02, CO, NOx, SOx, F (ind. sticlei); - Extracţia, transportul şi distribuţia petrolului, produselor petroliere şi ale gazelor naturale: hidrocarburi; - Producerea, utilizarea substanţelor reducătoare ale stratului de ozon: clorofluorocarburi, haloni, tetraclorură de carbon, metilcloroform; - Agricultură: NH3, NOx, CH4, pesticide.

9.2 Tipuri de poluanţi şi efectele acestora Efecte asupra omului Dioxidul de sulf Calea de pătrundere în organism este traiectul respirator.' Efectele, atât la expunerea pe termen scurt (10-30 min), cât şi la expunerea pe termen mediu (24 ore) şi lung (an), sunt legate de alterarea funcţiei respiratorii. La concentraţii peste 10000 ug/m3 (apar, în general, numai la locul de muncă) timp de 10 min. pot apărea efecte severe ca: bronhoconstricţie, bronşite şi traheite chimice. La concentraţii de 2600 - 2700 ug/m3 pe 10 minute creşte riscul apariţiei spasmului bronhie la astmatici. De remarcat că există o mare variabilitate a sensibilităţii la S02 a subiecţilor umani. Expunerea repetată la concentraţii mari pe termen scurt, combinată cu expunerea pe termen lung la concentraţii mai mici, creşte riscul apariţiei bronşitelor cronice, în special la fumători. Expunerea pe termen lung la concentraţii mici conduce la efecte în special asupra subiecţilor sensibili (astmatici, copii, oameni în vârstă). Dioxidul de sulf şi particulele în suspensie au efect sinergie, asocierea acestor poluanţi (prezenţi simultan în gazele de ardere) conduce la creşterea mortalităţii, morbidităţii prin afecţiuni cardiorespiratorii şi a deficienţelor funcţiei pulmonare. La copiii care trăiesc în zone industrializate s-a remarcat scăderea capacităţii vitale. Efectul sinergie apare atât la expunerea pe termen scurt, cât şi la cea pe termen lung. Aerosolii acizi Expunerea la aerosoli acizi conduce la creşterea morbidităţii prin afecţiuni pulmonare ca: bronşite astmatice alergice şi bronşite cronice. Dioxidul de azot Expuneri pe termen scurt conduc la schimbări în funcţia respiratorie atât la subiecţi normali, cât şi la cei cu bronşită. în amestec cu ozonul are efecte sinergice, ca şi în prezenţa pulberilor în suspensie. Expuneri pe termen lung conduc la efecte asupra plămânului, splinei, ficatului şi sângelui. Efectele asupra plămânului pot fi reversibile şi ireversibile. S-a observat apariţia enfizemelor, alterarea celulelor pulmonare, creşterea susceptibilităţii la infecţii bacteriologice ale plămânului. Monoxidul de carbon Sunt cunoscute patru tipuri de efecte (în special cele care se produc la creşterea carboxihemoglobinei de până la 10%): • efecte cardiovasculare • efecte neurocomportamerîtale • efecte de fibrinoliză • efecte perinatale. în atmosfera marilor oraşe, cea mai mare contribuţie la impurificarea atmosferei cu CO o aduce traficul rutier. Particulele în suspensie în cadrul acestui poluant se înscriu particulele solide netoxice cu diametrul până la 20 um. Dintre acestea, cele cu diametre micronice şi submicronice pătrund prin tractul respirator în plămân, unde se depun. Atunci când cantitatea inhalată într-un interval de timp depăşeşte cantitatea ce poate fi eliminată jn mod natural, apar disfuncţii ale plămânului, începând cu diminuarea capacităţii respiratorii şi a suprafeţei de schimb a gazelor din sânge. Aceste fenomene favorizează instalarea sau cronicizarea afecţiunilor cardiorespiratorii. în cazul în care particulele conţin substanţe toxice ca, de exemplu, metale grele, în cazul

cenuşii de cărbune, acestea devin foarte agresive, eliberarea în plasmă şi în sânge a ionilor metalici conducând, în funcţie de metal şi de doză, la tulburări foarte serioase. COV (Compuşi Organici Volatili) Efecte asupra sănătăţii omului apar la concentraţii mari, concentraţii ce caracterizează, de regulă, locurile de muncă. De remarcat că din arderea produselor petroliere pot apărea şi: benz-a-pyrenul, compuşii aromatici heterociclici (carbazol, acridina) şi hidrocarburile cu grupare NO2 (nitro-HAP). Studiile au pus în evidenţă efectele mutagene şi cancerigene ale acestor compuşi, dintre care benz-a-pyrenul deţine un rol primar. Ozonul Ozonul este un oxidant puternic care poate reacţiona cu orice clasă de substanţe biologice. în general, ozonul îşi exercită acţiunea prin două mecanisme: • •

oxidarea grupurilor sulfhidril şi aminoacizi ai enzimelor, coenzimelor, proteinelor şi peptidelor; oxidarea acizilor graşi polinesaturaţi la acizi graşi peroxidici.

Membranele fiind compuse atât din proteine, cât şi din lipide, ele sunt supuse acţiunii ozonului. Celulele cu suprafaţă specifică mare sunt extrem de vulnerabile. Studiile epidemiologice au evidenţiat efecte acute ca urmare a expunerii la concentraţii orare de peste 200 ug/m3: iritaţii ale ochilor, nasului şi gâtului, disconfort toracic. La concentraţii orare de 160-300 ug/m3 s-au evidenţiat scăderi ale funcţiei pulmonare la copii şi tineri. Efecte asupra vegetaţiei Dioxidul de sulf Efectele fitotoxice ale SO2 sunt puternic influenţate de abilitatea ţesuturilor plantei de a converti SO2 în forme relativ netoxice. Sulfitul şi acidul sulfuros sunt principalii compuşi formaţi prin dizolvarea SO2 în soluţii apoase. Efectele fitotoxice sunt micşorate prin convertirea lor prin mecanisme enzimatice şi neenzimatice în sulfat, care este mult mai puţin toxic decât sulfitul. în funcţie de cantitatea de SO2 pe unitatea de timp la care este expusă planta, apar afecte biochimice şi fiziologice ca: degradarea clorofilei, reducerea fotosintezei, creşterea ratei respiratorii, schimbări în metabolismul proteinelor, în bilanţul lipidelor şi al apei şi în activitatea enzimatică. Aceste efecte se traduc prin necroze, reducerea creşterii plantelor, creşterea sensibilităţii la agenţi patogeni şi la condiţii climatice excesive. în comunităţile de plante apar schimbări ale echilibrului între specii; reducerea varietăţilor sensibile determină alterarea structurii şi funcţiilor întregii comunităţi. Uniunea Internaţională a Organizaţiilor pentru Cercetarea Pădurilor recomandă următoarele concentraţii ca valori-ghid pentru protecţia plantelor: medie anuală 50 ug/m3 pentru a se menţine întreaga producţie în cele mai multe locuri şi 25 ug/m3 pentru a menţine întreaga producţie şi a proteja mediul: medie pe 30 min. 150 ug/m3 şi, respectiv, 75 ug/m3 Organizaţia Mondială a Sănătăţii recomandă limita de 30ug/m3 ca medie anuală. Oxizii de azot Până la anumite concentraţii (praguri toxice), oxizii de azot au efect benefic asupra plantelor, contribuind la creşterea acestora. Totuşi, s-a constatat că în aceste cazuri creşte sensibilitatea la atacul insectelor şi la condiţiile de mediu (de exemplu, la geruri). Peste pragurile toxice, oxizii de azot au acţiune fitotoxică foarte clară. Mărimea daunelor suferite de plante este în funcţie de concentraţia poluantului, timpul de expunere, vârsta plantei,

factorii edafici, lumina şi umezeala. Simptomele se clarifică în vizibile şi invizibile. Cele invizibile constau în reducerea fotosintezei şi a transpiraţiei. Cele vizibile apar numai la concentraţii mari şi constau în cloroze şi necroze. Ca valoare-ghid de protecţie la acţiunea NO2 se recomandă 95 ug/m3 pe interval de 4 ore. Oxizii de azot în combinaţie cu alţi poluanţi Studiile au pus în evidenţă efectul sinergie al dioxidului de azot şi al dioxidului de sulf, precum şi al acestor două gaze cu ozonul. Pe baza acestor studii se recomandă ca valoare-ghid de protecţie anuală pentru N02 30 ug/m3, în prezenţa unor niveluri maxime de 30 ug/m3 pentru S02 şi de 60 ug/m3 pentru 03. Efecte asupra apei şi solului Aportul poluării atmosferei la modificarea parametrilor fizico-chimici ai apei are loc prin depunere uscată şi umedă şi se resimte, în special, în apele de suprafaţă stătătoare (lacuri, acumulări pentru alimentarea cu apă potabilă a localităţilor). La suprafaţa de contact aer-apă are loc transformarea gazelor acide (S02 şi N02) în acizi tari care conduc la creşterea acidităţii (scăderea pH-ului) apei şi la încărcarea acesteia cu sulfaţi şi nitraţi. Scăderea pH-ului conduce la accelerarea disocierii compuşilor metalelor grele, la eliberarea şi la creşterea mobilităţii ionilor acestora. Pulberile contribuie la creşterea opacităţii apei şi, dacă ele conţin compuşi toxici, la încărcarea apei cu aceşti compuşi. Acţiunea toxică a tuturor acestora are loc asupra faunei şi florei acvatice, asupra florei spontane şi de cultură (prin irigaţii) şi a omului, prin ingerarea apei şi hranei contaminate. Prin depuneri umede (precipitaţii), poluanţii prezenţi în straturi groase şi întinse de aer sunt depuşi la suprafaţa apei, aducându-şi contribuţia la modificarea pH-ului, a conductivităţii şi la încărcarea cu sulfaţi, nitraţi, cloruri, metale etc. Solul este factorul de mediu care integrează toate consecinţele poluării, el prezentând cea mai redusă variabilitate în timp. Gazele acide (S02 şi N02), evacuate prin arderea combustibililor fosili, se depun pe sol, prin depunere uscată sau umedă şi pot conduce la creşterea acidităţii acestuia, determinând perturbări ale proceselor sale de regenerare, modificarea compoziţiei, eliberarea ionilor metalici (de exemplu Al), cu efecte negative asupra vegetaţiei şi asupra apei subterane. Efecte asupra construcţiilor şi instalaţiilor Poluanţii primari şi secundari, datoraţi funcţionării centralelor termice, se numără printre principalii poluanţi cu efecte negative asupra materialelor de construcţie. De interes direct sunt S02 şi sulfaţii, NOx şi azotaţii, CO şi 03 (şi COV ca precursori ai acestuia). Redăm mai jos tipurile de daune asupra diferitelor materiale, cauzate de aceste noxe: Materialul

Dauna

Poluanţii

1. Piatră de construcţie

Eroziunea suprafeţei, murdărire, formare crustă

S02 şi alte gaze

2. Metale

Coroziunea, mătuire, găurire

3. Vopsea şi alte Decolorare, murdărire, organice cojire, crăpare, umflare 4. Ceramică şi sticlă Eroziunea suprafeţei, formare crustă 5. Cauciuc Crăpare

alţi oxidanţi

acide, H S02 şi alte gaze acide S02, H, 02 şi acoperiri gaze acide 02

Poluanţii acizi sunt depuşi pe suprafeţe prin procese uscate şi umede. Prin depunere uscată gazele şi aerosolii sunt absorbiţi pe suprafeţe (inclusiv suprafeţe umede). Este de reţinut că poluanţii atmosferici accelerează procesele de degradare a materialelor datorate factorilor naturali (vântul, temperatura şi umezeala aerului, precipitaţiile). Sunt dificil de stabilit ratele degradării materialelor induse de anumite surse, din următoarele motive: • dificultatea stabilirii ratelor de fond (datorate factorilor naturali), ele având un puternic accent local; • existenţa contribuţiei altor noxe; •

existenţa efectului memorie al materialelor. Printre efectele poluanţilor studiaţi se remarcă şi cele asupra instalaţiilor electrice. Astfel, sunt de menţionat problemele care apar la reţelele electrice datorită corodării contactelor şi a cablurilor şi favorizarea fenomenelor de descărcare electrică şi de conturnare a curentului pe izolatoarele de înaltă tensiune. în concluzie, cele mai frecvente probleme de sănătate umană sunt rezultatul expunerii la următorii poluanţi: Plumbul din aer şi din sol, care afectează în special copiii, putând întârzia dezvoltarea lor mentală (sursele cuprind topitoriile de plumb şi zinc şi gazele de eşapament); Pulberile din atmosferă, care pot cauza boli respiratorii acute şi cronice (sursele cuprind, în special, sobele cu cărbuni din gospodăriile populaţiei, centralele electrice şi de termoficare şi industria metalurgică); Bioxid de sulf şi alte gaze, în special în amestec cu pulberi (sursele cuprind centrale electrice şi uzine şi gospodării care utilizează cărbune sau petrol cu conţinut ridicat de sulf). Datorită efectului de potenţare reciprocă a particulelor fine din atmosferă şi a gazelor, locurile unde există probleme de sănătate din cauza poluării aerului trebuie studiate cu grijă pentru a determina importanţa relativă a poluanţilor gazoşi şi a pulberilor. Pe lângă faptul că inhalează poluanţii din atmosferă, oamenii îi ingerează cu alimentele şi apa. Poluanţii ajunşi în alimente şi apă au un oarecare efect asupra sănătăţii, dar implicarea lor este mai puţin clară decât în cazul pulberilor şi gazelor din atmosferă. Poluarea aerului este, potenţial, cea mai gravă problemă, pe termen scurt şi mediu, din punct de vedere al sănătăţii. Totodată, până acum, ea a avut parte de relativ puţină atenţie din partea programelor de protecţie a mediului în multe din ţările europene. Aerul poluat este mai dificil de evitat decât apa poluată. Efectele lui, care pătrund peste tot, dăunează sănătăţii, degradează construcţiile şi mediul natural. Rezolvarea problemei poluării atmosferice trebuie să fie prioritatea de vârf pentru politica de protecţie a mediului. Nivelurile unor poluări cu muit peste medie, care apar ocazional, pot face mai mult rău decât nivelul mediu de pe durata unui an. în Katowice, Polonia, de exemplu, concentraţiile de fum negru în perioada de iarnă pot atinge valori de până la şase ori standardele Uniunii Europene. în 1952, la Londra, în cursul unei perioade cu smog (care a costat viaţa a 4000 de persoane), nivelul poluării aerului a depăşit de zece ori actualele standarde ale Uniunii Europene; iar aceste standarde sunt adesea depăşite în multe oraşe occidentale în perioadele de maxim nivel al smogului, fapt care a condus la instituirea unor măsuri speciale de alertare şi de control al smogului. O concluzie ar putea fi aceea că, pe termen scurt, oraşele mari din ECE au nevoie nu numai de un control general al nivelului emisiilor, ci şi de sisteme mai bune pentru a face faţă situaţiilor de urgenţă. Poluarea aerului duce la ploi acide, datorate în primul rând emisiilor de S02 şi NOx de la centralele termoelectrice şi autovehicule, care produc daune pădurilor şi lacurilor. Totuşi, impactul ploilor acide nu este direct, el depinde de condiţiile climatice, biologice şi geologice care determină regimul pluviometric şi capacitatea solului de a atenua aciditatea. Acest fapt poate avea implicaţii importante în stabilirea de priorităţi pentru reducerea poluării transfrontieră. în mod cert, în anumite zone din Europa, ploile acide au cauzat serioase daune pădurilor şi ecosistemelor, şi trebuie asigurate măsuri de urgenţă. Acest lucru este cu precădere valabil acolo unde solul este mai puţin capabil să atenueze efectul depunerilor acide.

în ultimii ani, nivelul poluării în multe zone din ECE a scăzut. în fosta Uniune Sovietică, poluarea aerului în principalele oraşe a scăzut cu 10 % în cursul anilor 80, iar nivelul emisiilor poluante la nivel naţional a scăzut cu 20 - 30 % în Polonia şi cu 15 - 45 % în Bulgaria în cursul ultimilor patru ani. în anumite zone urbane, nivelul poluării a scăzut chiar mai mult. Este, desigur, dificil de stabilit în ce măsură aceste reduceri sunt un rezultat al unor măsuri mai bune de control al poluării şi/sau un efect al restructurării economice, pe termen lung şi în ce măsură ele se datorează declinului temporar al producţiei. O cauză importantă a poluării aerului în zonele urbane din Europa o constituie folosirea cu precădere a cărbunelui de proastă calitate în gospodării şi în întreprinderile mici. Fumul şi funinginea provenite de la coşurile joase sunt deosebit de dăunătoare sănătăţii. în multe oraşe - mai ales în regiunile unde se exploatează cărbuni - mai mult de jumătate din populaţie este expusă la niveluri ridicate ale emisiilor de particule fine şi gaze, provenind de la miile de sobe cu cărbuni folosite în locuinţe pentru încălzire şi în întreprinderile mici şi mijlocii pentru încălzirea spaţiilor de lucru şi pentru anumite procese tehnologice. Sistemele de încălzire locale şi sobele din locuinţe nu au, în general, nici un fel de dispozitiv pentru reducerea poluării, pe câtă vreme fabricile mari au adesea astfel de dispozitive, chiar dacă numai pentru particule fine. în Katowice (Polonia), de exemplu, 46 % din emisiile de funingine şi pulberi provin de la sobele ce ard cărbune de calitate inferioară. în republicile fostei Uniuni Sovietice, disponibilitatea gazului natural a ajutat la reducerea poluării provenite de la sobele din gospodării în principalele oraşe, dar nu şi în oraşele mai mici din zonele de exploatare a cărbunelui. Impactul traficului rutier asupra mediului - nu ridică încă probleme deosebite în oraşele din România şi din Europa Centrală şi de Est. Cu excepţia unor mari oraşe, cum ar fi Budapesta, Kiev, Harkov, Krasnodar, Moscova şi St. Petersburg, poluarea aerului datorită mijloacelor de transport nu este încă o problemă gravă. Automobilele, proprietate personală, sunt încă puţine, în comparaţie cu ţările occidentale: în ECE numărul de automobile la mia de locuitori era în 1990 numai o treime din cel în Europa Occidentală. Ratele de creştere a numărului de automobile sunt însă printre cele mai mari din lume, iar cererea pentru transportul motorizat este probabil să crească pe măsură ce veniturile populaţiei cresc, şi pieţele se liberalizează. în plus, ponderea transporturilor rutiere, inclusiv transportul multi-modal şi containerizat, este încă mult mai mică decât în Europa de Vest şi se aşteaptă ca ea să crească rapid o dată cu dezvoltarea de noi pieţe pentru export. Astfel, pe măsură ce emisiile din surse staţionare sunt aduse sub control şi numărul de automobile creşte, sursele mobile de poluanţi vor avea o contribuţie crescândă la poluarea atmosferei. în Europa Centrală şi de Est, sursele mobile (în principal traficul rutier) sunt responsabile pentru aproximativ 30 - 60 % din emisiile de oxizi ai azotului, între 40 % şi 90 % din emisiile de monoxid de carbon, între 35 % si 95 % din emisiile de plumb, mai puţin de 10 % din emisiile de particule fine şi mai puţin de 5 % din emisiile de bioxid de sulf (vehiculele emit, de asemenea, mici cantităţi de toxine şi substanţe carcinogene, de exemplu, benzen şi aldehide). Aceste proporţii sunt desigur mai mari în oraşele care au o industrie mai puţin dezvoltată sau care nu folosesc cu precădere cărbune pentru încălzirea locuinţelor. în Budapesta, de exemplu, mijloacele de transport contribuie cu 80 % la emisiile de monoxid de carbon şi plumb, cu 60 % la cele de oxizi ai azotului, cu 75 % la emisiile de hidrocarburi (precursori ai ozonului de suprafaţă) şi cu 12 % la emisiile de bioxid de sulf. Totuşi, în cele mai multe din oraşele din această regiune, contribuţia la poluarea aerului a încălzirii locuinţelor, centralelor termoelectrice şi a industriei o depăşeşte pe cea a traficului rutier. De aceea, în vreme ce ţări cu o calitate rezonabilă a aerului în ansamblu în mai multe oraşe trebuie, pe bună dreptate, să dea prioritate problemelor poluării asociate cu traficul rutier urban; acest lucru nu este valabil pentru majoritatea ţărilor ECE, unde principalul pericol pentru sănătate îl constituie emisiile de particule fine şi bioxid de sulf din industrie şi încălzirea locuinţelor.

9.3 Probleme de dispersie a poluanţilor în atmosferă Dispersia poluanţilor în atmosferă este un fenomen complex, care face obiectul a numeroase cercetări teoretice şi experimentale. în acest domeniu au fost obţinute numeroase rezultate practice, în special în cazul poluanţilor pasivi (care nu suferă transformări fizico-chimice), în condiţii de teren plat, însă există multe probleme în faza de cercetare ca, de exemplu: difuzia în relief complex, difuzia în mediul urban, difuzia poluanţilor care suferă transformări etc. [22, 12, 14] Mediul în care se desfăşoară procesul de difuzie fiind aerul atmosferic, poluantul emis este deci influenţat de majoritatea fenomenelor ce au loc în interiorul Stratului Limită Atmosferic (SLA). în timp au fost evidenţiate aspecte importante din meteorologia SLA, necesare în modelarea procesului de difuzie după cum urmează: - turbulenţă (fenomene ce influenţează evoluţia turbulenţei, proprietăţi, mărimi statistice etc); - stratificarea aerului (tipuri, caracteristici); - ecuaţiile SLA (ipoteze simplificatoare, sistemul de ecuaţii Boussinesq); - abordarea din punct de vedere statistic a fenomenelor ce au loc în SLA (media ansamblului, media spaţio-temporală, ipoteza ergodică); - metode de închidere (locale, nelocale); - parametrii meteorologici necesari pentru estimarea dispersiei în SLA (calculaţi din date meteorologice de suprafaţă sau folosind parametrii SLA) şi creşterea complexităţii acestora, în funcţie de scara la care lucrăm. Influenţa atmosferei terestre, în care evoluează poluantul, este introdusă în " modele prin datele meteorologice - ca date de intrare - necesare pentru reproducerea structurii SLA. Deşi au fost elaborate numeroase modele pentru evaluarea dispersiei poluanţilor, există multe incertitudini privind alegerea parametrilor de dispersie şi a formulelor de supraînălţare. Pentru îmbunătăţirea modelelor de dispersie-, având în vedere dificultăţile menţionate, o bază importantă o constituie compararea valorilor concentraţiilor măsurate cu rezultatele modelelor teoretice sau fizice. Din punct de vedere teoretic sunt mai multe modele elaborate, care se aplică într-un caz sau altul. Se pot aminti în acest sens: - teoria gradientului de transfer asupra depunerii; - teoria similitudinii pentru difuzie; - teoria statistică a difuziei. Se observă că în studiul dispersiei poluanţilor în atmosferă se analizează efectul a două procese: - dispersia propriu-zisă, sub efectul vântului şi al altor parametri meteorologici; - dispersia poluanţilor în atmosferă, proces complex, care depinde nu numai de factorii meteorologici, dar şi geografici, specificul sursei etc. Emisia poluantului în atmosferă poate fi însoţită de o ascensiune semnificativă a penei, ca în cazul gazelor fierbinţi emise din coşurile industriale. Pe de altă parte, materialul poate fi sub formă : de particule solide suficient de mari pentru a permite sedimentarea, de pelicule mai mici sau vapori care pot fi reţinute sau absorbite de vegetaţie şi de alte suprafeţe. în acest sens, modelele de calcul consideră aceste dificultăţi cu sublinierea aspectelor practice a diferitelor trăsături ale poluării aerului. Cu cât efluentul se înalţă mai mult, cu atât este mai mare diluţia pe verticală, împrăştiere care are loc înainte ca poluantul să fie observat la sol. Conform studiilor efectuate, concentraţiile la nivelul solului ce provin de la o sursă de înălţime H sunt invers proporţionale cu H2. în realitate există efectul de flotaţie (plutire) pentru menţinerea ascensiunii. Acest proces este foarte complex, şi de aceea nu s-a elaborat o teorie exactă şi completă până în prezent. Combinarea câtorva teorii semiempirice cu studii observaţionale intense asupra variabilelor a condus la un număr mare de formule pentru supraînălţarea penelor de poluant.

în practică, cel mai des se pune problema studierii dispersiei difuziei la scară locală. Pentru o astfel de problematică s-a propus un model matematic, ale cărui principii vor fi prezentate în cele ce urmează. Se consideră o formulă matematică pentru distribuţia poluantului în interiorul unei pene pe o direcţie perpendiculară pe direcţia vântului pentru o aranjare ca în figura alăturată. Dimensiunile sunt reprezentate în mod obişnuit prin cantităţile ay (transversal) şi az (vertical). Distribuţia spaţială a concentraţiei este estimabilă în termenii dimensiunilor ay şi az, viteza vântului şi cantitatea de poluant emisă:

unde Q este cantitatea

de material eliberata in unitatea de timp.

Fig.9.1 Reprezentarea schematica a impraştierii pentru o pana continuă Pe baza experimentelor de dispersie (cu trasori sau folosind sursele existente, în special termocentrale) au fost stabilite o serie de metode practice de evaluare a dispersiei poluanţilor. Majoritatea datelor experimentale sunt scrise cu ajutorul modelului gaussian de dispersie. Acest model se foloseşte pe o scară largă în toate ţările lumii pentru majoritatea problemelor curente de evaluare a gradului de poluare. Modelul gaussian are la bază atât argumente teoretice cât şi experimentale şi alte studii care au fost efectuate pentru validarea modelului. Utilizarea acestui model s-a făcut din următoarele considerente: ♦ permite luarea în consideraţie simultan a aportului mai multor surse la concentraţia totală într-un receptor; ♦ permite estimarea concentraţiilor pe termen scurt şi pe termen lung; ♦ este aplicabil surselor continue punctiforme şi de suprafaţă. Baza fizică fundamentală a modelului este presupunerea că distribuţia spaţială a concentraţiilor este dată de formula gaussiană a penei de poluant. Modelul este deci un model gaussian combinat cu o procedură de mediere a concentraţiilor pe intervale lungi de timp (sezon, an). Termenul de model gaussian provine din faptul că distribuţiile verticală şi orizontală (perpendiculare pe axa vântului) ale concentraţiilor sunt distribuţii normale, deviaţiile standard ay şi az ale lor fiind în funcţie de distanţa faţă de sursa şi de situaţia meteorologică. Rezolvarea gaussiană a ecuaţiei difuziei s-a dovedit adecvată pentru modelarea dispersiei. Experimentele complexe efectuate de grupuri de cercetători din lume şi din România au indicat un grad bun de potrivire a datelor teoretice cu cele experimentale; în plus, apare avantajul facilităţilor legate de elaborarea unor programe de calcul, făcând din model un instrument operativ. Modelele de tip gaussian sunt modele tridimensionale care permit calcularea concentraţiei

de poluant la o anumită înălţime (inclusiv la sol) şi la o anumită distanţă de sursă. Modelul climatologic calculează concentraţia medie într-un receptor aflat la distanţă de o sursă şi la înălţimea z faţă de sol cu relaţia:

unde:

k - indice pentru sectorul direcţiei vântului pentru sectorul k qk(p) - Q( p,9,) - pentru sectorul k Q(p,9,) - emisia în unitatea de timp a sursei de suprafaţă p - distanţa de receptor pentru o sursă de suprafaţă infinitezimală 9 - unghiul în coordonate polare centrat pe receptor I - indice pentru clasa de viteză a vântului m - indice pentru clasa de stabilitate (j) (k,l,m) - funcţia de frecvenţă a stărilor meteorologice

S(p ,z,U|,Pm) - funcţia care defineşte dispersia z - înălţimea receptorului deasupra solului U| - viteza vântului reprezentativă Pm - clasa de stabilitate Pentru surse punctiforme, concentraţia medie, datorită a n surse, este dată de relaţia:

unde:

k - sectorul de vânt pentru a n-a sursă Gn - emisia pentru sursa n p n - distanţa de receptor a sursei n

Dacă receptorul este la sol (nivel respirator), atunci z=0 şi forma funcţiei S(p,z,U|,Pm)vafi:

unde: az(P) - funcţia de dispersie verticală, de exemplu, deviaţia standard a concentraţiei în plan vertical h - înălţimea efectivă a sursei L - înălţimea de amestec la amiază T-j/2 - timpul de înjumătăţire a poluantului Posibilitatea dispersiei poluantului prin procese fizice sau chimice este dată de expresia exp (-0,692/U| T-1/2). Concentraţia totală pentru o perioadă de mediere este suma concentraţiilor datorate tuturor surselor pentru acea perioadă.

Parametrii

ay, az depind de distanţa faţă de sursa (x) şi de clasele de stabilitate.

Clasa de stabilitate este un indicator ai stării de turbulenţă a aerului şi, în consecinţă, exprimă felul în care are loc dispersia poluanţilor în atmosferă. Există metode directe şi indirecte de evaluare a stării de turbulenţă şi a clasei de stabilitate. Metoda Pasquill este cel mai des folosită deoarece utilizează date meteorologice obţinute în reţeaua meteorologică. După Pasquill există şase clase se stabilitate după cum urmează: - foarte instabil; - instabil; - slab instabil; - neutru; - slab stabil; - stabil. în cazul clasei de stabilitate „instabil" avem o turbulenţă intensă asociată cu o dispersie foarte bună a poluanţilor. Clasa „neutru" indică o dispersie moderată, iar în cazul clasei „stabil" avem o dispersie slabă. Clasa de stabilitate este determinată de viteza vântului şi de gradientul vertical de temperatură, Y = - d T / 9 z, unde T este temperatura aerului în °C. Cu toate că nu există o corespondenţă biunivocă între diversele mărimi care măsoară gradul de dispersie (clasa de stabilitate, stratificarea termică, deviaţia standard a fluctuaţiilor turbulente verticale etc), există totuşi o corespondenţă calitativă în sensul că dacă o mărime indică o dispersie puternică şi celelalte trebuie să indice acelaşi lucru. Pe această bază putem prezenta comportamentul unei pene de poluant în diverse condiţii de stratificare termică a atmosferei definită de gradientul termic vertical. Gradientul adiabatic uscat (Ya) este definit ca fiind scăderea temperaturii unei particule de aer care se ridică adiabatic pe distanţa de 100 m cu aproximativ Ya = 1°C/100m. Se poate ilustra efectul acestor clase de stratificare termică asupra comportării penei de poluant. Dacă Y > Y a, spunem că avem o stratificare termică instabilă ce corespunde claselor instabile. în acest caz avem condiţii bune de difuzie. Această stare a atmosferei este asociată cu: vreme însorită, mişcări ale aerului rece pe orizontală peste regiuni calde (suprafeţe de apă, de exemplu) etc. în fig. 9.2 sunt redate profilurile vântului şi temperaturii pentru o astfel de situaţie, iar în fig. 9.3 este ilustrat aspectul penei de poluant în cazul stratificării instabile.

Fig. 9.2 Stratificare instabilă

Fig. 9.3 Aspectul penei de poluant în cazul stratificării instabile

Dacă Y = Ya, spunem că avem o stratificare termică neutră (ce corespunde clasei D). în acest caz stabilitatea este indiferentă. Condiţiile neutre sunt asociate cu timp înnorat şi

apare pentru scurte perioade, imediat după răsărit sau apus. în fig. 9.4 sunt ilustrate profilurile vântului şi temperaturii în aceste condiţii. Aspectul penei de poluant în cazul stratificării neutre este redat în fig.9.5.

Fig. 9.4 Stratificare neutră

Fig. 9.5 Aspectul unei pene de poluant în cazul stratificării neutre

Dacă 0 < Y < Ya, spunem că avem o stratificare termică stabilă (corespunde claselor stabile). Dacă Y < 0 (temperatura creşte cu înălţimea) starea respectivă se numeşte inversiune, şi corespunde condiţiilor foarte stabile. în stratificări stabile condiţiile de difuzie sunt slabe. Profilurile vântului şi ale temperaturii pentru cazul când inversiunea termică este de mare întindere pe verticală sunt ilustrate în fig. 9.6, iar în fig. 9.7 este prezentat aspectul penei de poluant în acest caz.

Fig. 9.6 Inversiune termică

Fig. 9.7 Aspectul unei pene de poluant în cazul unei inversiuni termice de mare întindere pe verticală

Inversiunile au loc în general: -

noaptea în apropierea solului când cerul este senin; când există o mişcare orizontală de aer cald peste regiuni reci de apă sau suprafeţe de zăpadă; - după ploile torenţiale de vară când pământul este răcit prin evaporare; - la suprafaţa frontală de separare a două mase de aer rece-cald. în fig. 9.8 sunt ilustrate profilurile vântului şi temperaturii pentru cazul când inversiunea termică este situată deasupra sursei, iar în fig. 9.9 este redat aspectul penei pentru acest caz.

Fig. 9.8 Inversiune termică situată deasupra sursei

Fig. 9.9 Aspectul unei pene de poluant în cazul în care inversiunea termică este situată deasupra sursei

într-o asemenea situaţie, difuzia poluantului în sus pe verticală este împiedicată de prezenţa inversiunii termice, şi astfel poluantul este împrăştiat într-un spaţiu restrâns între sol şi nivelul la care se află inversiunea. în astfel de situaţii este de aşteptat să găsim concentraţii mari de poluant la sol. O altă situaţie importantă este aceea în care sursa de poluare se află deasupra zonei de inversiune termică. în acest caz poluantul nu poate ajunge la sol datorită prezenţei inversiunii termice. Aspectul profilurilor vântului şi temperaturii pentru un asemenea caz sunt ilustrate în fig. 9.10, iar în fig. 9.11 este redat aspectul penei de poluant în cazul inversiunii termice de mică întindere pe verticală (sursa se află deasupra zonei de inversiune termică).

Fig. 9.10 Inversiune de mică întindere pe verticală

Fig. 9.11 Aspectul unei pene de poluant în cazul în care sursa se află deasupra zonei de inversiune (inversiune de mică întindere pe verticală)

O parte din aceste situaţii se întâlnesc în ciclul diurn. Astfel, inversiunea din timpul nopţii este „erodată" de jos în sus prin amestecarea convectivă, ce apare imediat după răsăritul soarelui, prin încălzirea aerului din apropierea pământului. Gradientul este numai un indicator calitativ al turbulenţei. Structura turbulenţei (şi deci ritmul expansiunii unei pene) poate varia în limite largi care depind nu numai de regimul de încălzire, ci şi de tăria vântului şi de neregularităţile terenului.

9.4 Zone de dispersie Un studiu complet al zonelor de dispersie privind poluarea aerului cuprinde mai multe etape, şi anume: - inventarierea surselor de poluare (există o mare varietate de tipuri de surse care se diferenţiază între ele, atât în funcţie de geometrie (punctiforme, liniare, suprafaţă, volum), cât şi în funcţie de variaţia în timp a emisiilor (continuă, discontinuă, accidentală, variabilă, aleatoare); - studiul difuziei turbulente (implică cunoaşterea meteorologiei Stratului Limită Atmosferic); - măsurători de concentraţii (depind de timpul de mediere); - modelarea matematică (permite înţelegerea legăturii dintre imisii, condiţiile în care are loc transportul respectiv, condiţiile meteorologice şi valorile obţinute prin măsurători); - analiza statistică a modelului (evaluarea modelului prin analiza statistică -compararea valorilor calculate cu valorile măsurate); - modelarea fizică (se face în tunele cu aer - prin măsurători în tunel pentru teren plat şi apoi se introduce relieful în tunel şi se repetă măsurătorile, după care se efectuează calibrarea modelelor); - efectuarea de experienţe cu trasori (se folosesc pentru testarea modelelor). în problemele practice de rutină, se aplică de obicei numai primele patru etape, deoarece pentru aceste situaţii se folosesc modele testate pe foarte multe seturi de date. De asemenea, trebuie să se ţină seama de specificul zonelor urbane. Activităţile specifice zonelor urbane sunt în special cele legate de viaţa de zi cu zi a locuitorilor, şi formează aşa-numita categorie de surse tipic urbane. Acestea pot fi de tipul: - încălzirea spaţiilor de locuit, comerciale şi instituţionale; - prepararea hranei (mijloace proprii şi unităţi specializate); - traficul rutier (propriu şi comun); - generarea curentului electric.; - servicii (spălătorii, service auto şi aparatură electrocasnică, distribuţie gaze naturale şi produse petroliere etc); - depozitarea şi incinerarea deşeurilor solide. Inventarierea acestor surse presupune un set de informaţii asupra emisiilor de poluanţi. Clasificarea datelor s-a făcut după: tipul de poluant, tipul sau categoria de sursă şi localizarea lor. Inventarul trebuie permanent actualizat datorită caracterului schimbător al surselor de poluare aflate într-o rapidă creştere (datorită dezvoltării tehnologice). Oraşele cu mare aglomerare urbană au: - o industrie variată (chimică, metalurgică, prelucrarea lemnului, construcţii de maşini, sticlărie, ceramică etc); - centrale termoelectrice ; - centrale termice; - trafic. Din această cauză poluarea aerului într-o mare aglomerare urbană are un caracter specific datorită: - condiţiilor de emisie; - existenţei surselor multiple; - înălţimii diferite a surselor; - unei varietăţi largi de poluanţi; - unei repartiţii neuniforme a surselor pe teritoriul aşezării urbane; - condiţiilor orografice; - condiţiilor microclimatice (apariţia frecventă a inversiunilor de temperatură asociate cu calm atmosferic sau cu viteze mici ale vântului, persistenţa unor situaţii de circulaţie slabă a aerului,

posibilitatea apariţiei unor formaţiuni barice de mare presiune care stagnează mai multe zile). Dispersia poluanţilor în atmosferă depinde de o serie de factori ce acţionează simultan: - factorii meteorologici care caracterizează mediul aerian în care are loc emisia şi care determină împrăştierea pe orizontală şi pe verticală a poluanţilor; - orografia şi rugozitatea; - factori ce caracterizează sursa (înălţimea fizică a coşului de evacuare, diametrul la vârf al coşului, viteza şi temperatura de evacuare a gazelor, cantitatea de poluant evacuat în unitatea de timp şi proprietăţile fizico-chimice ale poluantului). Estimarea zonelor de dispersie ale unui anumit tip de poluant se efectuează cu ajutorul unui model matematic de dispersie a poluanţilor de tip climatologic, model utilizat în majoritatea ţărilor avansate. Aşa cum s-a amintit, modelul foloseşte ca date de intrare: caracteristicile surselor şi emisiilor de poluanţi şi frecvenţele de apariţie a tripletului direcţia vântului - viteza vântului - stratificarea termică. Supraînălţările penelor de poluanţi se determină cu formulele lui Briggs. Parametrii de dispersie se calculează având în vedere faptul că dispersia are loc în mediul urban, iar viteza vântului la înălţimea sursei a fost determinată cu ajutorul formulei exponenţiale prezentate, în care exponentul depinde de gradul de stratificare termică şi de mediul în care are loc emisia. Având ca date de intrare inventarul surselor majore de poluare a aerului din industrie şi din procesele de încălzire şi producere a energiei electrice se pot calcula concentraţiile medii anuale, concentraţiile maxime medii pe 30 minute şi frecvenţele anuale de depăşire a normelor sanitare admise. Calculele se efectuează în nodurile unei grile cu pasul de 500 m pentru o zonă de 20 x 20 km. Se trasează curbe de izoconcentraţii şi de egală frecvenţă de depăşire a normei sanitare pentru poluantul analizat.

9.5 Determinarea emisiilor Emisiile pot fi în principiu determinate într-unui din următoarele moduri: - prin măsurare; - prin calcul; - pe baza experienţei; - pe baza specificaţiilor de filtru; - pe baza datelor livrate de furnizor. 9.5.1 Calculul emisiilor Deseori emisiile pot fi determinate cu ajutorul calculelor. De exemplu, bioxidul de carbon emis de o instalaţie de ardere poate fi calculat când se cunoaşte conţinutul de sulf al combustibilului deoarece sulful este convertit în bioxid de sulf. Pot fi, de asemenea, calculate emisiile de solvenţi organici când se cunoaşte conţinutul de solvent din produsele aplicate. In acest fel sunt calculate emisiile legate de tratamentul de suprafaţă. De obicei nu se pot calcula emisiile de praf (particule solide). Când este necesară determinarea acestora se fac de obicei măsurători. 9.5.2 Măsurători de emisii în cazul măsurătorilor de emisii se face o distincţie clară între măsurătorile de testare continue şi cele aleatorii (măsurători manuale). în cazul măsurătorilor continue se instalează echipament de măsurare ce măsoară permanent şi înregistrează conţinutul de poluanţi al emisiei. Astfel de măsurători se fac de obicei,

de exemplu, pentru a determina conţinutul de oxid de carbon şi particule solide emise de o instalaţie de incinerare a gazului combustibil. Instrumentele de măsurare pentru măsurători continue se pot baza pe principii de măsurare diferite (de exemplu, măsurarea optică a particulelor solide sau măsurarea în infraroşu a oxidului de carbon). Măsurătorile continue pot fi in situ sau extractive, cele din urmă fiind măsurători cu curent parţial de gaze de fum. Măsurătorile continue sunt de preferat celor aleatorii deoarece se obţine un set complet de informaţii privitor la emisiile de poluant. Astfel, aceste sisteme de măsurare sunt extinse şi aplicate în principal fabricilor mari măsurând în mod deosebit emisiile de substanţe periculoase. 9.5.2.1 Măsurători de testare aleatorii în cazul măsurătorilor de testare aleatorii, acestea pot fi făcute pe o perioadă de timp, scurtă sau lungă, şi la intervale de timp, scurte sau lungi. Problemele legate de măsurătorile de testare aleatorii sunt: - planificarea măsurătorilor; - selectarea poziţiei de măsurare; - stabilirea principiilor de măsurare. în ceea ce priveşte planificarea măsurătorilor este important ca acestea să fie făcute în condiţiile operaţionale ale obiectului de măsurare. Este de dorit să se facă măsurători în momentele în care emisia de poluant este maximă. Dacă nu se poate determina momentul respectiv este de dorit ca măsurătorile să fie făcute în timpul întregului proces. Uneori poate fi de interes determinarea unei emisii medii. în acest caz măsurătorile trebuie efectuate pe perioada întregului proces sau pe durate cu atenţie selectate. în orice caz, este important să se fixeze momentul măsurării astfel încât acesta să releve valori de interes ale emisiilor (de exemplu, valoarea maximă, valoarea medie etc). Referitor la selectarea poziţiei de măsurare, măsurătorile cel mai bine efectuate sunt cele dintr-o secţiune de canal drept fără coturi şi rezistenţă. în cazuri rare, măsurătorile se efectuează la punctul de ieşire a emisiilor. Poziţia de măsurare cea mai bună este în secţiunea transversală a unui canal vertical cu porţiune dreaptă, după şi înainte de această poziţie. Este de dorit o poziţie dreaptă înainte de poziţia de măsurare, de 5 x diametrul canalului şi o porţiune dreaptă după poziţia de măsurare, de 1 x acelaşi diametru. în general, se fac măsurători pe două diametre perpendiculare şi se măsoară în mai multe puncte ale fiecăruia din cele două diametre. Numărul de astfel de puncte se determină în funcţie de dimensiunile diametrului. în practică, sonda de măsurare se mută de la un punct la altul, în timpul perioadei de măsurare făcându-se măsurători de perioade egale pentru fiecare punct. Rezultatul este o valoare medie dea lungul întregii secţiuni transversale de măsurare. Referitor la principiile de măsurare este de menţionat că se pot aplica principii de măsurare diferite. în majoritatea cazurilor se aplică o metodă extractivă în care se măsoară un curent parţial de gaze de fum. La măsurătorile extractive este importantă evitarea condensării în sistemul de măsurare, în faţa receptorului. în practică, aceasta se realizează fie prin poziţionarea receptorului în interiorul canalului, fie prin situarea sa afară şi încălzirea sondei etc. în general, măsurarea se face prin extragerea unui curent parţial printr-un filtru capabil să colecteze substanţa de măsurat. Aerul extras este măsurat şi convertit la condiţii normale (presiune 101,3 kPa, temperatura 0° C şi stare uscată). Ulterior, cantitatea de substanţă colectată de materialul de filtrare se determină printr-o analiză de laborator. Emisia poate atunci fi calculată, de exemplu, în mg/m3 standard. Alegerea materialului de filtrare depinde de substanţa de măsurat şi există diferenţe fundamentale între măsurarea particulelor solide şi măsurarea gazelor.

9.5.2.2 Măsurarea particulelor solide Pentru măsurarea particulelor solide trebuie efectuată o aşa-numită prelevare izocinetică. Aceasta înseamnă că la fiecare punct de măsurare se extrage un curent parţial astfel încât viteza în sondă să fie aceeaşi la punctul unde este situată sonda. Dacă nu se efectuează o prelevare izocinetică, particulele vor tinde fie să ocolească sonda, fie să intre în sondă, dar în ambele cazuri rezultatele măsurătorii vor fi eronate. în practică, se măsoară întâi viteza la fiecare punct de măsurare, şi apoi se efectuează prelevarea cu viteze similare. Prelevarea de particule solide în sine se efectuează de obicei într-un filtru care se cântăreşte înainte şi după măsurare. Creşterea în greutate a filtrului este egală cu cantitatea de particule colectată. Mostrele de particule colectate pot fi analizate în laborator pentru diferite substanţe cum ar fi, de exemplu, metalele. în acest caz, este important ca materialul de filtrare să fie curat, neexpus, pentru a determina valorile brute ale cantităţii de particule. Echipamentele de măsurare a particulelor solide sunt formate în principal din următoarele părţi: - sondă cu ieşire pentru un instrument capabil să înregistreze viteza din sondă; - suport filtru cu filtru; - dispozitiv de reîncălzire, dacă filtrul este situat în afara canalului; - echipament pentru răcirea (exemplu: bobină de cupru) şi uscarea (exemplu: silicagel) gazului de fum extras; - manometru de presiune şi temperatură; - pompă. Pentru a colecta cantităţi suficiente de particule solide, se utilizează echipamente relativ mari, capabile să extragă cantităţi mari de aer ( aprox. 4 m3/h). 9.5.2.3 Măsurarea gazelor Pentru măsurarea gazelor se utilizează alte metode de colectare. în general, colectarea se face în sticle sau tuburi care sunt apoi analizate în laborator. în caztff măsurătorilor de gaz nu este necesară prelevarea izocinetică. Aerul extras cu ajutorul tuburilor sau sticlelor se barbotează într-un lichid de colectare adecvat capabil să absoarbă substanţa de măsurat. Metoda poate fi utilizată pentru măsurarea acidului clorhidric (clorurii de hidrogen), acidului fluorhidric (fluorurii de hidrogen), bioxidului de sulf, metalelor în faza de gaz etc. O altă metodă este colectarea gazelor într-un tub de testare umplut cu un material capabil să absoarbă substanţa de măsurat. Această metodă se foloseşte de obicei pentru măsurarea solvenţilor organici, când se utilizează un tub umplut cu cărbune activ. în anumite cazuri, se folosesc instrumente de citire directă pe baza, de exemplu, de radiaţii infraroşii, celule electromagnetice, chemiluminiscenţă etc. în ceea ce priveşte măsurătorile continue trebuie să se facă referinţă la prospectele producătorilor. Echipamentele de măsurare a gazelor, de obicei, nu sunt aşa de mari precum cele pentru măsurarea particulelor solide. 9.5.2.4 Măsurarea mirosului Pentru măsurarea mirosului se foloseşte o tehnică specială. Se ia o probă prin umplerea unui sac cu aer, apoi analiza în sine se face la un laborator care posedă aşa-numitul grup pentru miros.

Grupul pentru miros este format dintr-un număr de oameni (de exemplu 6) obişnuiţi să evalueze mirosurile. Persoanelor din grup li se prezintă mostra de aer cu diluţii crescătoare până când mostra este estimată a corespunde aerului curat. Nimărul de diluţii stabilite a fi fără miros de către jumătate din membrii grupului este expresia conţinutului de miros al probei. Se spune că aerul analizat conţine un număr de „unităţi de miros". 9.5.2.5 Instalaţii de ardere în cazul determinării conţinutului de poluanţi din gazul de fum rezultat dintr-o instalaţie de ardere emisiile măsurate trebuie comparate cu conţinutul de oxigen sau bioxid de carbon al gazului de fum care este expresia surplusului de aer. Astfel, măsurătorile efectuate la diferite instalaţii devin comparabile.