Irina Meghea

(-)

Followers

Despre mine

Fotografia mea
Assoc. Prof. , Dr. , University POLITEHNICA of Bucharest , Faculty of Applied Sciences , Department of Mathematics II, irina.meghea@upb.ro
Un produs Blogger.

Created by www.csstemplateheaven.com |
Blogger Template by Blogger Template Place

Monitonizarea si statistica poluantilor atmosferici !

5
Prefaţă
Una dintre problemele globale ale noului mileniu este legată de
schimbările de climă ca urmare a modificărilor majore produse de activitatea
antropică, îndeosebi cea industrială, asupra modului de integrare cosmică a planetei
noastre. În acest context, aspectele legate de monitorizarea factorilor de mediu şi
impactul poluării asupra sănătăţii reprezintă componente esenţiale ale politicilor şi
strategiilor naţionale, armonizate în prezent cu strategiile europene şi
internaţionale.
Lucrarea de faţă este o abordare modernă a problemelor referitoare la
monitorizarea poluanţilor atmosferici, cu accente specifice pe aspectele
cuantificabile prin utilizarea instrumentelor matematice, cu deosebire a celor de
statistică.
Sistemele actuale de monitorizare a poluanţilor prezenţi în factorii de
mediu generează un volum uriaş de date experimentale, care prin prelucrări
statistice pot oferi informaţii utile managementului procesului şi predicţiei evoluţiei
sale ulterioare. Pentru a fi predictibil un proces trebuie să fie controlabil statistic,
altfel concluziile rezultate din analiza datelor colectate nu au practic nicio
relevanţă. O contribuţie originală semnificativă a lucrării este adusă prin
particularizarea şi exemplificarea majorităţii conceptelor şi metodelor matematice
prezentate cu prelucrarea datelor concrete furnizate de Agenţia de Protecţie a
Mediului Bucureşti în urma monitorizării poluării atmosferice din câteva intersecţii
cu trafic intens din Bucureşti şi împrejurimile sale.
Un alt aspect legat de structura lucrării se referă la completarea
problematicii de monitorizare a atmosferei: surse şi tipuri de poluanţi, metode de
determinare a acestora, strategiile de monitorizare a aerului, meteorologia în
corelaţie cu poluarea aerului, cu efectele produse de poluanţii atmosferici asupra
sănătăţii, răspunzând astfel uneia dintre provocările moderne de tratare integrată a
problemelor de monitorizare în relaţia mediu – sănătate.
Utilitatea lucrării pentru specialiştii din domeniul protecţiei mediului şi
implementării legislaţiei de mediu în vigoare este subliniată de introducerea în
6
partea finală a lucrării a unor aspecte privind taxonomia de mediu şi relaţia
ontologie web – mediu – sănătate.
Abordarea puternic interdisciplinară a acestei monografii are la bază
expertiza şi competenţele complementare ale autorilor, câştigate prin lucrul în
echipă într-o serie de proiecte de cercetare naţionale şi internaţionale, precum şi
prin lucrări publicate în reviste internaţionale de profil.
În final mai trebuie să amintim că lucrarea este rodul colaborării transsectoriale
între colectivul de autori din Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti
şi Institutul Naţional de Cercetare Proiectare pentru Inginerie Electrică, ICPE
Bucureşti, în cadrul unui proiect european FP 6 Marie, KnowEnTech No MTKI –
CT – 2005 – 029758, intitulat “Development of Strategic Academia – Industry
Partnerships in Romania for Knowledge Management in Environmental Friendly
Technologies”, pentru al cărui suport financiar aducem mulţumirile autorilor.
Autorii
7
CUPRINS
Capitolul 1
POLUAREA ATMOSFERICĂ: SURSE ŞI TIPURI DE POLUANŢI .... 13
1.1. Atmosfera: straturile şi constituenţii chimici ai atmosferei ..................... 13
1.2. Poluarea aerului – aspecte generale ......................................................... 18
1.2.1. Clasificarea poluanţilor din aer ....................................................... 18
1.2.2. Incălzirea globală ............................................................................ 21
1.2.3. Efectele multiple ale poluării aerului .............................................. 22
1.3. Surse de poluare a aerului ........................................................................ 24
1.3.1. Surse naturale .................................................................................. 27
1.3.2. Surse antropogenice sau „man-made” ............................................ 29
1.4. Tipuri şi surse de poluanţi atmosferici ..................................................... 30
1.4.1. Oxizii de carbon .............................................................................. 31
1.4.2. Plumbul ........................................................................................... 35
1.4.3. Compuşii cu sulf ............................................................................. 41
1.4.4. Compuşii cu azot ............................................................................ 43
1.4.5. Hidrocarburi şi derivaţi ai acestora ................................................. 46
1.4.6. Oxidanţi fotochimici ....................................................................... 51
1.4.7. Materia în suspensie (PM) .............................................................. 53
1.4.7.1. Dimensiunea particulelor în suspensie ............................... 55
1.4.7.2. Clase şi surse ...................................................................... 56
1.4.7.3. Compoziţie chimică ........................................................... 57
1.4.7.4. Comportare în atmosferă .................................................... 58
8
Capitolul 2
DETERMINAREA POLUANŢILOR DIN AER ………………………...
61
2.1. Prelevarea probelor de aer ........................................................................ 63
2.1.1. Elemente ale unui sistem de prelevare a aerului ambiental ……… 65
2.1.2. Tehnici de prelevare şi prelucrare a probelor ……………………. 65
2.2. Metode de analiză a poluanţilor din aer ………………………………... 67
2.2.1. Determinarea concentraţiei de SO2 ………………………………. 67
2.2.2. Determinarea concentraţiei de NOx …………………………….... 69
2.2.3. Determinarea concentraţiei de CO ……………………………….. 71
2.2.4. Determinarea concentraţiei de hidrocarburi ……………………... 74
2.2.5. Determinarea pulberilor in suspensie (PM) ……………………… 78
2.2.5.1. Filtrarea ………………………………………………….. 80
2.2.5.2. Colectarea de către impactori ……………………………. 82
2.2.5.3. Analiza particulelor ……………………………………… 83
2.2.5.4. Determinarea concentratiei de metale grele ……………... 84
2.2.6. Determinarea oxidanţilor atmosferici ……………………………. 85
Capitolul 3
STRATEGII DE MONITORIZARE A AERULUI ……………………...
89
3.1. Obiectivele generale ale unei monitorizări de mediu …………………... 89
3.2. Sisteme de monitorizare ………………………………………………... 93
3.3. Monitorizarea emisiilor ambientale ……………………………………. 96
3.3.1. Studiu de caz. Monitorizarea concentraţiilor de Pb şi CO din
Bucureşti şi împrejurimi ………………………………………………..
99
3.3.1.1.Variaţii ale concentraţiilor de Pb în cele patru puncte de
monitorizare ………………………………………………………
101
3.3.1.2. Variaţii ale concentraţiilor de CO în cele patru puncte de
monitorizare ………………………………………………………
112
3.3.1.3. Concluzii ………………………………………………… 126
3.3.2. Emisii de la vehicule cu motor …………………………………... 127
3.3.2.1. Ingineria combustiei interne …………………………….. 128
3.3.2.2. Studiu de caz. Comercializarea benzinei fără plumb în
Bucureşti ………………………………………………………….
130
9
Capitolul 4
METEOROLOGIA ŞI POLUAREA AERULUI ………………………...
133
4.1. Aspecte meteorologice şi topografice ………………………………….. 133
4.2. Dispersia orizontală a poluanţilor ……………………………………… 126
4.2.1. Vântul şi regimul de mişcare a aerului ………………………….. 137
4.2.2. Viteza vântului …………………………………………………… 139
4.2.3. Roza vânturilor …………………………………………………... 140
4.2.4. Direcţia vântului …………………………………………………. 141
4.2.5. Turbulenţa atmosferică …………………………………………... 141
4.3. Dispersia verticală a poluanţilor ………………………………………... 142
4.3.1. Viteze de transfer ………………………………………………… 143
4.3.2. Stabilitate şi instabilitate …………………………………………. 144
4.3.3. Inversii şi precipitaţii …………………………………………….. 145
4.4. Studiu de caz. Influenţa precipitaţiilor asupra concentraţiilor de plumb
şi monoxid de carbon în intersecţia Mihai Bravu …………………………...
146
Capitolul 5
PROBLEME DE MEDIU ŞI STATISTICĂ ………………………
153
5.1. Aspecte generale privind prelucrarea statistică a datelor
experimentale ........................................................................................
153
5.1.1. Repartiţia normală a erorilor aleatorii de măsurare ............... 155
5.1.2. Principalii parametri statistici ............................................. 156
5.1.3. Eliminarea datelor afectate de erori grosolane …………….. 158
5.1.4. Verificarea normalităţii repartiţiei datelor ............................ 160
5.2. Analiza statistică a seriilor cronologice ......................................... 178
5.2.1. Cronograme, diagrama de coloane şi benzi .......................... 179
5.2.2. Proprietăţile seriilor cronologice ........................................... 181
5.2.2.1. Etapele de studiu ale unei serii cronologice .............. 186
5.2.2.2. Tendinţa unei serii cronologice ................................. 195
5.2.2.3. Metode analitice pentru determinarea trendului ....... 205
5.2.2.4. Prognoza evoluţiei seriilor cronologice .................... 207
5.3. Caracterul statistic al datelor rezultate de la monitorizarea
mediului. Studiu de caz ……………………………………………….
222
5.4. Hărţi pentru monitorizarea concentraţiei unui poluant .................. 232
10
5.4.1. Aspecte generale privind hărţile de monitorizare ................. 233
5.4.2. Harta de control CUSUM …………………………………. 237
5.4.3. Harta de control EWMA …………………………………... 239
Capitolul 6
EFECTE ALE POLUANŢILOR ATMOSFERICI ASUPRA
SĂNĂTĂŢII ........................................................................................
243
6.1. Aspecte ale chimiei toxicologice ................................................... 244
6.1.1. Clasificarea tipurilor de expunere ......................................... 245
6.1.2. Relaţia doză – răspuns ........................................................... 247
6.2. Probleme de sănătate asociate unei expuneri normale ................... 248
6.2.1. Legătura cauză-efect ............................................................. 248
6.2.1.1. Studii epidemiologice ............................................... 249
6.2.1.2. Efectele interacţiei între poluanţi. Sinergism şi
antagonism .............................................................................
250
6.2.1.3. Atribuirea expunerii şi susceptibilitatea populaţiei ... 251
6.2.1.4. Studii toxicologice pe oameni şi animale ................. 252
6.3. Impactul poluanţilor atmosferici asupra organismului uman ......... 253
6.4. Efecte ale principalilor poluanţi atmosferici asupra sănătăţii ........ 258
6.4.1. Monoxidul de carbon ............................................................ 258
6.4.1.1. Intoxicarea cu monoxid de carbon ............................ 259
6.4.1.2. Fiziopatologia intoxicării cu monoxid de carbon ..... 262
6.4.1.3. Studii fiziologice şi epidemiologice ale CO ............. 267
6.4.2. Plumbul ................................................................................. 268
6.4.2.1. Căile de expunere şi acumulare (absorbţie) ale
plumbului în organism ...........................................................
268
6.4.2.2. Absorbţia, distribuţia şi eliminarea plumbului în
organismul unui copil .............................................................
271
6.4.2.3. Efecte asupra sănătăţii ............................................... 274
6.4.2.4. Efecte ale toxicităţii plumbului asupra sănătăţii
copiilor ...................................................................................
275
6.4.3. Oxizii de sulf ......................................................................... 279
6.4.4. Oxizii de azot ........................................................................ 280
6.4.5. Materia în suspensie (PM) .................................................... 281
6.4.6. Ozonul ................................................................................... 283
6.4.7. Hidrocarburi nemetanice ....................................................... 285
6.4.8. Poluanţii organici persistenţi ................................................. 286
11
Capitolul 7
TAXONOMIA DE MEDIU ŞI RELAŢIA ONTOLOGIE WEB –
MEDIU – SĂNĂTATE .......................................................................
287
7.1. Consideraţii asupra unei ontologii web .......................................... 287
7.2. Taxonomia de mediu ...................................................................... 290
7.2.1. Taxonomia de apă …………………………………………. 292
7.2.3. Taxonomia de sol ………………………………………….. 303
7.2.4. Taxonomia de aer ………………………………………….. 309
BIBLIOGRAFIE ................................................................................. 319
ANEXE ................................................................................................. 327

Trimiteți un comentariu