Méthodes de surveillance de la qualité de l'air que vous devriez connaître

La surveillance de la qualité de l'air ambiant a été un processus complexe pendant assez longtemps. Peu d'avancées technologiques ont été réalisées et des modes de monitoring primitifs qui prenaient des jours et même des semaines étaient utilisés. Mais progressivement, la science de la surveillance de la qualité de l'air a évolué. Les chercheurs et les scientifiques ont proposé plusieurs méthodes, facilitant le processus et ses complications. Aujourd'hui, nous n'avons plus à nous fier à une seule méthode pour générer des données environnementales. Une grande variété de méthodes de surveillance est disponible pour différents objectifs de surveillance.

Actuellement, nous avons quatre principales méthodes de surveillance de l'air – basées sur des capteurs, stations de surveillance de l'air, systèmes à chemin ouvert et systèmes gravimétriques. Voyons brièvement chacun d'eux.

Aujourd'hui, avec l'augmentation extrême de la pollution de l'air ambiant, nous avons besoin d'une solution intégrée pour le suivi de la qualité de l'air. Un système qui peut mesurer la qualité de l'air dans les moindres détails, fournir des données sur la qualité de l'air à temps, et être omniprésent pour être appliqué partout.

Installer un réseau de capteurs basé sur système de surveillance de la qualité de l'air assure une couverture spatiale et temporelle détaillée pour le suivi de la qualité de l'air. Ce système est idéal pour les zones hautement polluées en raison de la compacité et de la large applicabilité de ces dispositifs basés sur des capteurs. Pour une acquisition continue de données, ces moniteurs envoient les données sur la qualité de l'air au serveur central, où les données sont analysées pour interprétation.

Principe de fonctionnement

Les moniteurs basés sur des capteurs fonctionnent selon différentes technologies et principes comme NDIR, Analyse électrochimique, Semi-conducteur, Mesure optique et Laser-diffusion. Chaque principe aide à mesurer différents paramètres comme la diffusion par laser qui mesure les particules, la détection électrochimique qui mesure la concentration gazeuse, PID pour mesurer les TVOC, etc. Ces dispositifs collectent en continu des volumes d'échantillons d'air. Différents polluants sont ensuite mesurés et les résultats sont affichés. En plus de mesurer les gaz et les particules, ces capteurs mesurent également des paramètres météorologiques comme la température, l'humidité, la pression, etc. pour fournir des données environnementales holistiques.

Les systèmes de surveillance de la qualité de l'air basés sur des capteurs sont idéaux pour la surveillance communautaire ou hyperlocale, car ceux-ci sont continus, peu coûteux, portables et peuvent être facilement installés partout. Les données environnementales peuvent être facilement diffusées au public à travers des affichages pour sensibiliser.

En 1955, pour gérer l'urgence de la pollution de l'air à venir, le District de Contrôle de la Pollution de l'air de Los Angeles (APCD) a établi un système d'alerte pour avertir le public de la gravité de leur pollution environnementale et arrêter les activités industrielles dans la région. L'année suivante, l'APCD a installé 15 stations de surveillance de ce type pour prévoir et prédire les niveaux de brouillard. Cela a donné naissance aux stations de surveillance de la qualité de l'air pour la surveillance de la qualité de l'air à l'échelle de la ville.

Ce sont des stations de surveillance de la qualité de l'air installées autour des villes par les conseils de contrôle de la pollution d'État ou centraux (SPCB ou CPCB). Actuellement, il y a 342 stations de surveillance, réparties sur 26 États et 4 territoires union du pays. Ces dispositifs mesurent essentiellement le dioxyde de soufre (SO2), le dioxyde d'azote (NO2), l'ozone (O3), le monoxyde de carbone (CO), les particules PM2.5 et PM10, et d'autres paramètres d'odeur. Ce processus crée une archive de données pour l'ensemble de l'État ou de la nation par la cartographie de la pollution des villes et des États. Actuellement, le réseau national de surveillance de la qualité de l'air est présent seulement dans 268 villes, sur les 5 000 villes et villages en Inde.

Principe de fonctionnement

Le système de surveillance de la qualité de l'air ambiant est destiné à mesurer la concentration de polluants atmosphériques à divers moments de la journée. Ces stations surveillent la pollution de l'air et envoient les données au serveur distant pour archiver les données et les analyser. L'appareil est équipé de divers analyseurs de gaz et de particules, comme le SO2 mesuré par fluorescence, le NO2 par réaction chimiluminescente, le CO par absorption infrarouge, les PM par filtration et gravimétrie, etc.

Cette méthode est légèrement différente des autres technologies de surveillance. Au lieu de mesurer les polluants à un point local spécifique, la méthode en chemin ouvert donne la concentration moyenne des polluants ciblés sur un chemin de mesure étendu. La mesure en chemin ouvert est un système efficace de surveillance de la qualité de l'air ambiant car elle permet des mesures directes de l'atmosphère sans avoir besoin de collecter des échantillons. L'un des points forts de ces systèmes est qu'ils peuvent être utilisés pour une grande variété de contaminants différents, y compris la plupart des composés organiques volatils.

Principe de fonctionnement

Ce système fonctionne sur le principe de la spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (FTIR). Le rayonnement infrarouge est transmis à un ensemble de réflecteurs positionnés à une distance d'environ plusieurs centaines de mètres à l'aide d'un télescope. Le rayonnement réfléchi est concentré sur un détecteur par le télescope. L'atténuation de la force du faisceau représente la concentration gazeuse dans l'air et est détectée à l'aide d'un détecteur de gaz LEL. La large gamme spectrale permet l'identification et la quantification d'un large éventail d'éléments. Les principaux domaines d'application des systèmes en chemin ouvert sont les sites industriels, de construction ou municipaux. Cette méthode fournit également une quantification à haute précision des gaz atmosphériques.

AAQMS est généralement connu sous le nom de Système de Surveillance de la Qualité de l'Air Manuel. Il comprend un Système d'Échantillonneur à Haut Volume pour prélever de grands volumes d'air. Dans ce système conventionnel, l'appareil échantillonne l'air ambiant, puis après quelques jours de collecte de données. Les échantillons sont transférés manuellement au centre, où les données sont analysées.

Principes de fonctionnement

AAQMS ou échantillonneur manuel tire un volume connu d'air à travers le filtre. L'échantillonneur est transporté manuellement au laboratoire pour analyse après la collecte des échantillons pendant la période définie. Le filtre est analysé pour différents polluants en fonction de leur poids avant et après l'échantillonnage. Le rapport est ensuite généré manuellement en fonction de l'analyse, puis finalement, les données sont archivées sur le serveur. Ainsi, c'est un processus de collecte d'échantillons, de transfert d'échantillons au laboratoire, d'analyse, d'enregistrement des données et de post-consommation. Donc, l'ensemble du processus peut prendre jusqu'à 2 à 7 jours pour se compléter afin d'obtenir les informations sur la pollution de l'emplacement.

En dehors de ces quatre méthodes de surveillance de la qualité de l'air, il existe une grande variété de méthodes disponibles pour surveiller la qualité de l'air extérieur. Chacune de ces méthodes varie en fonction de son processus, de sa capacité de surveillance, de sa précision et, bien sûr, du coût de surveillance. En examinant toutes ces méthodes, il peut être déroutant de choisir la méthode idéale de surveillance de la qualité de l'air ambiant.

Le facteur principal lors de la décision d'un système de surveillance de la qualité de l'air est l'objectif de la surveillance. Identifier l'objectif aide à reconnaître les autres facteurs qui peuvent être importants lors du choix du système de surveillance idéal. Par exemple, pour mesurer les normes environnementales nationales, le gouvernement doit installer une méthode de surveillance à haute précision. Faire des compromis sur la précision ou le budget ne peut pas être une option ici, car cela peut affecter les données nationales sur la qualité de l'air.

Il est impératif de choisir l'équipement de surveillance de la qualité de l'air approprié pour atteindre l'objectif du programme. Plusieurs facteurs jouent un rôle significatif dans la prise de décision du système de surveillance idéal.

• Objectif : Certains des objectifs de la surveillance sont le dépistage, la surveillance de la conformité, la recherche ou la surveillance communautaire. Ceux-ci définissent principalement la méthode de surveillance.
• Coût : Différents moniteurs fonctionnent sur différents principes qui définissent la stratégie de surveillance, l'exploitation et la maintenance. Cela trace le coût de la surveillance.
• Facilité d'utilisation : Certains équipements comme les analyseurs CPCB peuvent être difficiles à faire fonctionner, ce qui entraîne des coûts de formation et d'heures de travail.
• Temps de détection des données : L'urgence de la récupération des données joue également un rôle important car certains appareils peuvent prendre des jours ou des semaines pour fournir des données tandis que d'autres offrent des données instantanées.
• Conditions environnementales : L'analyse des environs peut s'avérer bénéfique dans la prise de décision. Certains équipements peuvent résister à des conditions météorologiques extrêmes tandis que d'autres peuvent s'affaiblir et nuire aux données.
• Précision des données : Toutes les méthodes ne fournissent pas des données de haute qualité et complètes. Ainsi, cela peut être un facteur décisif si le besoin est d'une grande précision.
• Fréquence de calibration : La sensibilité des moniteurs d'air diminue avec le temps, et donc, ils nécessitent une calibration. Par conséquent, cela devient un facteur important lors du choix d'un appareil de surveillance de la qualité de l'air.

Ce sont les quatre principales méthodes de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Chacune d'entre elles a ses avantages et ses inconvénients. Certaines peuvent coûter peu, tandis que d'autres peuvent fournir des données à haute précision. Alors que les moniteurs de qualité de l'air manuels sont utilisés comme références, les moniteurs à capteur à faible coût sont les plus avancés et fournissent des données continues sur la qualité de l'air. Décider quelle méthode choisir pour la surveillance de l'air dépend des facteurs mentionnés, l'objectif de la surveillance et le budget étant les principaux facteurs décisifs.

Il est essentiel de prendre le temps, de faire vos recherches et de veiller à sélectionner le bon moniteur de qualité de l'air qui correspond à vos besoins spécifiques.

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La qualité de l'air est mesurée à l'aide de l'Indice de Qualité de l'Air (IQA). Consultez notre blog “Comment la qualité de l'air est-elle mesurée ?” pour en savoir plus.

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