Hệ thống giám sát môi trường sử dụng các công nghệ và dụng cụ khác nhau để đo lường các chất ô nhiễm và vật chất dạng hạt trong không khí. Những phép đo này rất quan trọng để đánh giá chất lượng không khí, hiểu tác động môi trường và thực hiện các biện pháp kiểm soát ô nhiễm. Dưới đây là các phương pháp phổ biến được sử dụng trong các hệ thống giám sát môi trường để đo các chất gây ô nhiễm không khí và vật chất dạng hạt:

Máy theo dõi vật chất hạt (PM):

Máy theo dõi vật chất hạt là dụng cụ chuyên dụng để đo nồng độ các hạt trong không khí ở các phạm vi kích thước khác nhau. PM được phân loại dựa trên kích thước hạt, điển hình là PM10 (các hạt có đường kính từ 10 micromet trở xuống) và PM2.5 (các hạt có đường kính từ 2,5 micromet trở xuống).

Các kỹ thuật đo vật chất dạng hạt bao gồm:

Máy theo dõi độ suy giảm Beta (BAM): Đo khối lượng PM bằng cách phát hiện độ suy giảm của các hạt beta đi qua bộ lọc.

Phương pháp trọng lượng: Cân khối lượng các hạt thu được trên bộ lọc.

Dụng cụ tán xạ ánh sáng: Sử dụng chùm tia laser để đo sự tán xạ ánh sáng bởi các hạt lơ lửng trong không khí.

Máy dò quang hóa (PID):

PID đo các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) trong không khí. Khi có mặt VOC, chúng có thể phản ứng với tia cực tím (UV), tạo ra sự ion hóa được phát hiện và định lượng.

Máy phân tích hóa phát quang:

Máy phân tích phát quang hóa học được sử dụng để đo các oxit nitơ (NOx), bao gồm nitơ monoxit (NO) và nitơ dioxide (NO2). Nguyên tắc này liên quan đến phản ứng của oxit nitơ với ozon, tạo ra ánh sáng phát quang hóa học.

Máy dò ion hóa ngọn lửa (FID):

FID được sử dụng để đo hydrocarbon trong không khí. Khi đốt cháy hydrocarbon trong ngọn lửa hydro, quá trình ion hóa xảy ra và dòng điện tạo ra được đo và tương quan với nồng độ hydrocarbon.

Sắc ký ion:

Sắc ký ion được sử dụng để phân tích các ion trong không khí, bao gồm các anion (ví dụ: sunfat, nitrat) và cation. Nó cung cấp thông tin chi tiết về thành phần của các hạt khí quyển.

Khối phổ:

Các kỹ thuật khối phổ, chẳng hạn như khối phổ bốn cực hoặc khối phổ thời gian bay, có thể được sử dụng để phân tích các chất gây ô nhiễm không khí khác nhau, mang lại độ nhạy và độ đặc hiệu cao.

TDLAS (Quang phổ hấp thụ Laser điốt có thể điều chỉnh):

TDLAS được sử dụng để đo các loại khí cụ thể, chẳng hạn như metan (CH4) hoặc amoniac (NH3), bằng cách phân tích sự hấp thụ ánh sáng laser của khí mục tiêu.

Viễn thám:

Các công nghệ viễn thám, bao gồm các thiết bị dựa trên vệ tinh và LIDAR (Phát hiện ánh sáng và phạm vi ánh sáng) trên mặt đất, được sử dụng để đánh giá chất lượng không khí ở quy mô lớn hơn. Những công nghệ này cung cấp thông tin không gian và thời gian về các chất ô nhiễm trong khí quyển.

Mạng giám sát thời gian thực:

Mạng giám sát thời gian thực bao gồm một mạng lưới các cảm biến được bố trí một cách chiến lược trên một khu vực để cung cấp dữ liệu liên tục, theo thời gian thực về chất lượng không khí. Các mạng này thường sử dụng kết hợp các công cụ nêu trên để giám sát đồng thời nhiều chất ô nhiễm khác nhau.