Kvalita ovzduší zásadně ovlivňuje zdraví životního prostředí a lidí. Proto je už nyní vývoj technologií pro monitoring znečištění ovzduší nezbytným nástrojem environmentálního managementu. Tyto technologie mohou mít formu tradiční gravimetrické metody, přesných laserových senzorů nebo bezdrátových systémů.
Integrace technologií pro sledování znečištění ovzduší umožňuje detailní analýzu kvality ovzduší na lokální i regionální úrovni. Aplikace modulárních senzorových sítí, datových platforem nebo inteligentních systémů pro identifikaci zdrojů znečištění znamená nesporný přínos pro každodenní život běžných obyvatel, firem, měst, krajů i státu. Pokud vás zajímá, jaké způsoby měření kvality se nejčastěji používají a které české projekty je úspěšně aplikovaly, čtěte dál.
Gravimetrická metoda
Klasická gravimetrická metoda měří koncentraci hrubých (PM10, o velikosti do 10 µm) a jemných (PM2,5, o velikosti do 2,5 µm) pevných částic ve vzduchu. Princip této metody spočívá v nasávání vzorku vzduchu do lapačů prachu, kde se nečistoty zachytí na jednorázových filtrech. Tyto filtry se v laboratoři váží jak před, tak po odběru a pravidelně se vyměňují. Podle rozdílu hmotnosti se pak určuje aktuální koncentrace prachu ve vzduchu měřená v mikrogramech na metr krychlový. Gravimetrická metoda je vysoce přesná, ale náročná na čas i logistiku, a tak je běžně doplňována automatickými systémy.
Automatické měřicí systémy
Moderní automatické měřicí systémy umožňují průběžné měření znečištění ovzduší v reálném čase. Systémy k monitoringu využívají laserová a optická čidla detekující koncentrace hrubých a jemných pevných částic. Čidla jsou zpravidla kompatibilní s mikropočítači, což usnadňuje sestavování modulárních monitorovacích jednotek podle lokálních potřeb.
Typy senzorů pro monitoring znečištění ovzduší
- Senzory částic – Už zmíněná laserová čidla detekují prachové částice o velikosti 0,3–10 mikrometrů. Čítače částic jsou přenosné přístroje s LCD displejem, které zajišťují rychlé a přesné měření koncentrace prachu.
- Detektory plynu – Senzory pro detekci oxidů dusíku, oxidu uhelnatého, formaldehydu a těkavých organických sloučenin sledují znečištění vzduchu plyny. Tyto integrované moduly bývají obohaceny o meteorologická čidla pro měření teploty, vlhkosti a tlaku. Pomáhají tak porovnávat koncentraci znečištění s aktuálními povětrnostními podmínkami.
Systémy pro přenos dat
- Bezdrátové systémy – Pro sběr a analýzu dat se čím dál více využívá úzkopásmový IoT (internet věcí). Senzory přes úzkopásmové sítě data o znečištění, teplotě, vlhkosti a dalších parametrech průběžně odesílají do centrálních datových serverů. Znamená to, že umožňují online monitoring, prevenci smogových situací a sdílení aktuálních informací s obyvateli přes SMS i mobilní aplikace.
- Centrální systémy – Data z jednotlivých senzorů je možné shromažďovat také v centrálních systémech, kde dochází k jejich následnému zpracování, vizualizaci a analýze. Například Moravskoslezský kraj využívá inteligentní identifikační systém zdrojů znečištění ovzduší (IIS). Ten spojuje emisní data s konkrétními lokalitami a procesy. Usnadňuje tím aplikaci cílených opatření.
Projekty, které se znečištěním ovzduší zabývají
Například ostravský pilotní výzkumný projekt CLAIRO systematicky snižuje znečištění ovzduší výsadbou zeleně. Pro porovnávání výsledků pomocí modulárních sítí senzorů v reálném čase měří koncentraci pevných částic i plynů. Modulární systém senzorů pro monitoring kvality ovzduší AirTracker pak využívá například iniciativa CityChangers.
Monitoring znečištění vzduchu bychom měli řešit především ve městech a na dalších vysoce frekventovaných místech. Jakmile senzory v takové oblasti lokalizují znečištění, je nutné přijmout opatření jako omezení dopravy a regulaci