أنظمة المراقبة البيئية استخدام تقنيات وأدوات مختلفة لقياس الملوثات والجسيمات في الهواء. تعتبر هذه القياسات ضرورية لتقييم جودة الهواء وفهم التأثيرات البيئية وتنفيذ تدابير مكافحة التلوث. فيما يلي الطرق الشائعة المستخدمة في أنظمة المراقبة البيئية لقياس ملوثات الهواء والجسيمات:

شاشات مراقبة الجسيمات (PM):

أجهزة مراقبة الجسيمات هي أدوات متخصصة تقيس تركيز الجسيمات المحمولة بالهواء في نطاقات أحجام مختلفة. يتم تصنيف PM بناءً على حجم الجسيمات، عادةً باسم PM10 (جسيمات يبلغ قطرها 10 ميكرومتر أو أقل) وPM2.5 (جسيمات يبلغ قطرها 2.5 ميكرومتر أو أقل).

تشمل تقنيات قياس المواد الجسيمية ما يلي:

أجهزة مراقبة توهين بيتا (BAM): تقيس كتلة PM عن طريق الكشف عن توهين جسيمات بيتا التي تمر عبر مرشح.

الطريقة الوزنية: وزن كتلة الجزيئات المجمعة على مرشح.

أدوات تشتيت الضوء: تستخدم أشعة الليزر لقياس تشتت الضوء بواسطة الجسيمات العالقة في الهواء.

كاشفات التأين الضوئي (PID):

تقيس أجهزة PID المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في الهواء. عند وجود المركبات العضوية المتطايرة، فإنها يمكن أن تتفاعل مع الضوء فوق البنفسجي، مما ينتج عنه تأين يتم اكتشافه وقياسه كميًا.

محللات التألق الكيميائي:

تُستخدم أجهزة تحليل التألق الكيميائي لقياس أكاسيد النيتروجين (NOx)، بما في ذلك أول أكسيد النيتروجين (NO) وثاني أكسيد النيتروجين (NO2). يتضمن المبدأ تفاعل أكاسيد النيتروجين مع الأوزون، مما يؤدي إلى إنتاج ضوء كيميائي.

كاشفات تأين اللهب (FID):

يستخدم FID لقياس الهيدروكربونات في الهواء. عند حرق الهيدروكربونات في لهب الهيدروجين، يحدث التأين، ويتم قياس التيار الناتج وربطه بتركيز الهيدروكربون.

اللوني ايون:

يتم استخدام التحليل اللوني الأيوني لتحليل الأيونات في الهواء، بما في ذلك الأنيونات (مثل الكبريتات والنترات) والكاتيونات. ويقدم معلومات مفصلة عن تكوين جزيئات الغلاف الجوي.

قياس الطيف الكتلي:

يمكن استخدام تقنيات قياس الطيف الكتلي، مثل قياس الطيف الكتلي الرباعي أو قياس الطيف الكتلي لوقت الرحلة، لتحليل ملوثات الهواء المختلفة، مما يوفر حساسية وخصوصية عالية.

TDLAS (مطيافية امتصاص الليزر ذات الصمام الثنائي القابل للضبط):

يستخدم TDLAS لقياس غازات معينة، مثل الميثان (CH4) أو الأمونيا (NH3)، من خلال تحليل امتصاص ضوء الليزر بواسطة الغاز المستهدف.

الاستشعار عن بعد:

تُستخدم تقنيات الاستشعار عن بعد، بما في ذلك الأدوات المعتمدة على الأقمار الصناعية وتقنية LIDAR الأرضية (كشف الضوء وتحديد المدى)، لتقييم جودة الهواء على نطاق أوسع. وتوفر هذه التقنيات معلومات مكانية وزمانية عن الملوثات الموجودة في الغلاف الجوي.

شبكات المراقبة في الوقت الحقيقي:

تتكون شبكات المراقبة في الوقت الفعلي من شبكة من أجهزة الاستشعار الموضوعة بشكل استراتيجي عبر منطقة ما لتوفير بيانات مستمرة وفي الوقت الفعلي حول جودة الهواء. غالبًا ما تستخدم هذه الشبكات مجموعة من الأدوات المذكورة أعلاه لمراقبة الملوثات المختلفة في وقت واحد.