Page 94 - XXIII Konferencja Automatyków Rytro 2019

w strefach klasy C. Przykładowo w województwie śląskim z 27 stacji monitorujących jedynie 3 podają
ilość zawieszonego pyłu PM 2,5 uśrednioną w godzinie [7].

Kolejnym problemem jest problem z właściwą lokalizacją punktów pomiarowych. Zanieczyszczenia
pochodzące z transportu mają wysokie stężenia, dlatego część stacji pomiarowych powinna być
zlokalizowana przy głównych ciągach komunikacyjnych miast. Należy nadmienić, że nie wszystkie
stacje manualne są zlokalizowane w miejscach najwyższych stężeń w strefie oceny.

Systemy monitoringu jakości powietrza

Monitorowanie zanieczyszczeń powietrza jest stosunkowo trudne, głównie ze względu
rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń pod wpływem zmiennych warunków atmosferycznych. Warunki
klimatyczne wpływają szczególnie na przenoszenie zanieczyszczeń na znaczne odległości z dużych
punktowych emiterów, natomiast w przypadku emisji niskiej mogą zwiększać zanieczyszczenie
w bliskim otoczeniu, np. brak wiatru niekorzystnie wpływa na poziom pyłów PM 10 i PM 2.5
w powietrzu.

System monitoringu powietrza musi sprzęgać wykrywanie lokalizacji i szacowanie udziału
poszczególnych emiterów uwzględniając zmienne warunki meteorologiczne, które stanowią znaczne
utrudnienie w dokładnej lokalizacji miejsca emisji. Detekcja i pomiar stopnia zanieczyszczenia oraz
ocena jego skutków jest wykonywana zdalnie i w czasie rzeczywistym ponieważ rozprzestrzenianie
się i przenoszenie zanieczyszczeń do innych elementów środowiska jest bardzo szybkie co może
skutkować narażeniem całej biosfery. Dlatego pomiary wykonywane są cyklicznie, w określonych
odstępach czasu przeważnie na odległości kilku kilometrów w kluczowych lokalizacjach co pozwala
śledzić zmiany, ich tendencje oraz przewidywać potencjalne skutki.

Do wykrywania i oznaczania stężenia niektórych gazów w miejscu emisji mogą służyć wykrywacze
rurkowe, które dają bezpośredni odczyt. Jednak współczesne systemy monitoringu bazują na
zdalnych pomiarach za pośrednictwem fal świetlnych i akustycznych. Urządzeniem optycznym do
badanie stężenia poszczególnych składników atmosfery jest Lidar (ang. Light Detection And Ranging),
który bazuje na zjawisku rozpraszania światła. Lidar łączy działanie lasera i teleskopu. Laser wysyła
wiązkę promieniowania o ściśle określonej charakterystyce spektralnej i w określonym kierunku, po
czym wiązka światła ulega rozproszeniu przez zawartość cząstek w powietrzu, a sygnał powrotny jest
poddawany detekcji i komputerowo analizowany.

Podstawowymi elementami budowy Lidara (rys. 5) są:

‒ laser, czyli generator wiązki promieniowania o określonej długości, która nie jest
absorbowana przez naturalne składniki gazowe,
‒ optyczny układ nadawczy, który formuje wiązkę i kieruje ją w wybrany obszar badanej
przestrzeni,
‒ teleskop, czyli optyczny układ odbiorczy, który zbiera i ogniskuje zebrany sygnał powrotny
nazywany echem na detektorze,
‒ element detekcyjny przetwarzający sygnał optyczny na prąd np. fotopowielacz lub fotodioda,
‒ układ gromadzenia i przetwarzania danych.

str. 6 Tadeusz Skubis, Współczesne systemy pomiarowe parametrów środowiska.
POLITECHNIKA ŚLĄSKA XXIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2019