12. fejezet - Levegőkémiai mérések

Tartalom

12.1. Levegőkémiai mérések helyszínei
12.2. Levegőkémiai mérőhálózatok
12.2.1. Globális mérőhálózat
12.2.2. Európai mérőhálózat
12.2.3. Magyarországi mérések

A légszennyezési folyamatok során természetes, vagy antropogén forrásokból különböző gázok, aeroszol részecskék, vagy biológiai anyagok jutnak a légkörbe, módosítva annak természetes összetételét. Az emissziós folyamatokat az időjárási helyzet, számos fizikai és kémiai tulajdonság, továbbá antropogén kibocsátás esetén technológiai paraméterek is befolyásolják. A légkörbe kerülő anyagok tulajdonságaik és a légköri viszonyok függvényében különböző távolságokra juthatnak a kibocsátó forrástól (transzmissziós folyamatok). A légkörben összetett kémiai folyamatok révén másodlagos szennyezőanyagok (például ózon) is kialakulhatnak. Egy adott helyen kialakult szennyezőanyag-mennyiség az ún. immisszió. A szennyezőanyagok kémiai átalakulások során, száraz, illetve nedves ülepedés által kerülhetnek ki a légkörből. A száraz ülepedési folyamatokat gázokra és kis méretű aeroszol részecskékre a felszín közelében a turbulens áramlás vezérli. Nagyobb, ezáltal nehezebb aeroszol részecskék a gravitáció által ülepednek. A nedves ülepedés történhet felhőn belüli kimosódás és a felhő alatt, a csapadék által történő átmosódás révén.

A különböző forrásokból a légkörbe jutó szennyezők jelentősen befolyásolják az időjárási és éghajlati folyamatokat (például felhőképződés, látástávolság, felszín-légkör rendszer sugárzásháztartása stb.). A légszennyező anyagok számos jelentős környezeti problémát is okozhatnak a légkörben és a légkörből való kikerülésük után a különböző felfogó közegeken (pl. levegőminőség romlása, éghajlat módosítás, sztratoszférikus ózoncsökkenés, káros hatások a növényzeten, talajban, vizekben, emberi egészségben, épített környezetben stb.).

A környezetvédelem, a levegőminőség kezelése, az egészségügyi hatások elemzése, vagy a szennyezőanyagok légköri terjedésének szimulálása mára már elképzelhetetlen a levegőminőséget jellemző reprezentatív mennyiségek meghatározása nélkül. A légszennyezést különböző tartózkodási idejű, mennyiségű és hatású anyag eredményezi. Ez nem jellemezhető egyetlen mérőszámmal. A levegőkémiai mérések lebonyolítása függ a vizsgált anyagtól és a vizsgálat céljától is (pl. lokális, regionális, vagy globális légszennyezés meghatározása).

12.1. Levegőkémiai mérések helyszínei

A levegőkémiai mérések részben emisszió meghatározásra, részben a szennyezőanyagok légköri mennyiségének detektálására irányulnak (12.1. táblázat).

Az antropogén források közül számos ország ipari létesítményeiben folyamatosan mérik a kibocsátott szennyezőanyagok mennyiségét. Más forrásokból – például közlekedésből, mezőgazdaságból – származó antropogén emissziót egy-egy megfelelően kiválasztott, reprezentatív mérőpontban határozzák meg (pl. egy forgalmas út menti mérőállomáson, vagy egy növényállományba telepített mikrometeorológiai állomáson).

A természetes forrásokból származó kibocsátás meghatározása is történhet célzott mérésekkel, de gyakran becsléseket alkalmaznak.

A légköri koncentráció mérések optimális helyszíne többek között attól függ, hogy milyen tartózkodási idejű anyagot vizsgálunk, és milyen területre kívánunk reprezentatív képet kapni.

A globális háttérszennyezettség-mérő állomásokon általában a hosszú (1–120 év) tartózkodási idejű üvegházhatású gázok koncentrációját mérik közvetlen kibocsátásoktól távoli területeken (12. 1. táblázat. Ennek jellegzetes példája a Mauna Loa Obszervatórium több évtizedes szén-dioxid koncentráció mérési adatsora (12.1. ábra). A globális háttérkoncentráció adatsor az éghajlatváltozás vizsgálata szempontjából kiemelt jelentőségű.

A légköri szén-dioxid havi átlagos globális háttérkoncentrációjának menete 1958 és 2012 között a Mauna Loa (Hawaii) Obszervatórium több évtizedes mérési adatsora alapján

12.1. ábra: A légköri szén-dioxid havi átlagos globális háttérkoncentrációjának menete 1958 és 2012 között a Mauna Loa (Hawaii) Obszervatórium több évtizedes mérési adatsora alapján. (Forrás:http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/)

A regionális háttérkoncentráció mérések szintén közvetlen kibocsátásoktól távol, a vizsgált légköri összetevő regionális változékonyságáról, terjedési folyamatairól nyújtanak információt.

12.1. táblázat: Különböző típusú levegőkémiai mérőállomások

Mérőhely

Elhelyezkedés

Mérések célja

Mért mennyiségek

globális háttérszennyezettség-mérő állomás

emberi tevékenységektől (közvetlen forrásoktól) távoli területen

- üvegházgázok globális koncentrációjának meghatározása

koncentráció

regionális háttérszennyezettség-mérő állomás

mezőgazdasági terület, külterület

- üvegházgázok és egyéb összetevők regionális koncentrációjának, kicserélődésének meghatározása,

- regionális terjedés becslése,

- nagyskálájú emisszió becslése

koncentráció, fluxus

lokális állomások

- ipari,

- közlekedési,

- lakóövezeti

- légszennyezők koncentrációjának mérések,

- emisszió becslések,

- egészségügyi hatások vizsgálata

koncentráció részletes időbeli felbontásban

csapadékkémiai mérések

- meteorológiai állomások

- csapadék elemzése

- csapadékvíz kémiai összetétele,

- csapadékvíz pH-ja

ipari emisszió mérések

iparterület (pl. kéményben)

pontos kibocsátás mérések

kibocsátott anyag mennyisége

egyéb emisszió-mérő állomás

- forgalmas utak mellett,

- mikrometeorológiai állomás

emissziók becslése,

hatások elemzése

koncentráció részletes időbeli felbontásban

A lokális koncentráció-mérő állomások egy-egy jellegzetes terület koncentráció viszonyait jellemzik. A kibocsátó források közelében, akár kis területen is nagy változások következhetnek be. Egy nagyobb városon belül például megkülönböztethetünk ipari, közlekedési, lakóövezeti környezetben végzett méréseket.