Umweltüberwachungssysteme setzen verschiedene Technologien und Instrumente ein, um Schadstoffe und Feinstaub in der Luft zu messen. Diese Messungen sind von entscheidender Bedeutung für die Beurteilung der Luftqualität, das Verständnis von Umweltauswirkungen und die Umsetzung von Maßnahmen zur Schadstoffbegrenzung. Hier sind gängige Methoden, die in Umweltüberwachungssystemen zur Messung von Luftschadstoffen und Feinstaub verwendet werden:

Feinstaubmonitore (PM):

Feinstaubmonitore sind Spezialinstrumente, die die Konzentration luftgetragener Partikel in verschiedenen Größenbereichen messen. PM wird anhand der Partikelgröße kategorisiert, typischerweise in PM10 (Partikel mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern oder weniger) und PM2,5 (Partikel mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger).

Zu den Techniken zur Messung von Feinstaub gehören:

Beta-Abschwächungsmonitore (BAM): Misst die PM-Masse, indem sie die Abschwächung von Beta-Partikeln erfassen, die einen Filter passieren.

Gravimetrische Methode: Wiegen der Masse der gesammelten Partikel auf einem Filter.

Lichtstreuungsinstrumente: Verwenden Sie Laserstrahlen, um die Lichtstreuung durch in der Luft schwebende Partikel zu messen.

Photoionisationsdetektoren (PID):

PIDs messen flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in der Luft. Wenn VOCs vorhanden sind, können sie mit ultraviolettem (UV) Licht reagieren und eine Ionisierung erzeugen, die erkannt und quantifiziert wird.

Chemilumineszenz-Analysatoren:

Chemilumineszenzanalysatoren dienen zur Messung von Stickoxiden (NOx), einschließlich Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Das Prinzip beruht auf der Reaktion von Stickoxiden mit Ozon, wodurch chemilumineszierendes Licht entsteht.

Flammenionisationsdetektoren (FID):

FID wird zur Messung von Kohlenwasserstoffen in der Luft verwendet. Wenn Kohlenwasserstoffe in einer Wasserstoffflamme verbrannt werden, kommt es zu Ionisierung, und der resultierende Strom wird gemessen und mit der Kohlenwasserstoffkonzentration korreliert.

Ionenchromatographie:

Die Ionenchromatographie wird zur Analyse von Ionen in der Luft eingesetzt, einschließlich Anionen (z. B. Sulfat, Nitrat) und Kationen. Es liefert detaillierte Informationen über die Zusammensetzung atmosphärischer Partikel.

Massenspektrometrie:

Massenspektrometrietechniken wie Quadrupol- oder Flugzeitmassenspektrometrie können zur Analyse verschiedener Luftschadstoffe eingesetzt werden und bieten eine hohe Empfindlichkeit und Spezifität.

TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy):

Mit TDLAS werden bestimmte Gase wie Methan (CH4) oder Ammoniak (NH3) gemessen, indem die Absorption von Laserlicht durch das Zielgas analysiert wird.

Fernerkundung:

Zur Beurteilung der Luftqualität in größerem Maßstab werden Fernerkundungstechnologien eingesetzt, darunter satellitengestützte Instrumente und bodengestütztes LIDAR (Light Detection and Ranging). Diese Technologien liefern räumliche und zeitliche Informationen über Schadstoffe in der Atmosphäre.

Echtzeit-Überwachungsnetzwerke:

Echtzeit-Überwachungsnetzwerke bestehen aus einem Netzwerk von Sensoren, die strategisch über ein Gebiet verteilt sind und kontinuierlich Echtzeitdaten zur Luftqualität liefern. Diese Netzwerke nutzen häufig eine Kombination der oben genannten Instrumente, um verschiedene Schadstoffe gleichzeitig zu überwachen.