2017. augusztus 19. szombat
Levegő háttérszennyezettségének mérése

Az emberi tevékenység során a légkörbe kerülő szennyezőanyagok fizikai és kémiai tulajdonságaiktól függő ideig maradnak a levegőben. A hosszú tartózkodási idejű anyagok akár a bolygó teljes légkörében is elkeveredhetnek. A szennyező forrásoktól távoli területek levegőszennyezettségét háttér levegőszennyezettségnek nevezzük. Erre rakódik rá a közvetlen szennyező területek (városok, ipartelepek, nagyforgalmú utak, stb.) szennyezése. A háttérszennyezettség regionális-globális skálán fejti ki hatását, így számottevő befolyást gyakorolhat a bioszférára, az éghajlatra. Az Országos Meteorológiai Szolgálat jelenleg hat háttérlevegőszennyezettség-mérő állomást tart fenn az ország lakott helyektől, forgalmas utaktól távoli pontjain: Farkasfán, Hegyhátsálon, Hortobágyon, K-pusztán, Nyírjesen és Siófokon (1. ábra). Az állomások mérési programja nem teljesen azonos. Hegyhátsál az igen hosszú légköri tartózkodási idejű, és ezért térben kevéssé változékony üvegházhatású gázokra fókuszál, míg a többi a rövidebb tartózkodási idejű, térben változékonyabb, és ezért sűrűbb megfigyelőhálózatot igénylő, regionális szennyezők (savasodást és eutrofizációt okozó anyagok, troposzférikus ózon, aeroszol részecskék, stb.) mennyiségét méri.

Az OMSZ háttérlevegőszennyezettség-mérési tevékenységében kiemelt szerepe van a hegyhátsáli és a K-pusztai állomásnak. Ezek az állomások szolgáltatják a Magyarországot jellemző adatokat a Meteorológiai Világszervezetnek, illetve a környezetvédelmi célú Európai Megfigyelési és Értékelési Programnak (EMEP). A laboratóriummal együtt rendszeresen részt vesznek a nemzetközi mérés-összehasonlításokban, amelyekre támaszkodva kimondható, hogy a méréseket ugyanolyan skálán, ugyanolyan pontossággal végezzük, mint a világ bármely más pontján, azaz a mérések globális szinten összevethetők, belőlük általános érvényű következtetések vonhatók le.

 1. ábra

1. ábra
Az OMSZ által fenntartott háttérlevegőszennyezettség-mérő állomások elhelyezkedése


A hegyhátsáli üvegházgáz megfigyelő állomás 1993-ban magyar-amerikai összefogásban jött létre, és azóta is számos nemzetközi mérési programban vesz részt. Hegyhátsálon az Antenna Hungária Rt. szívességéből az itt lévő TV-adótornyot műszerezhettük fel. A tornyon 115 m-es magasságig történnek mérések, levegő-mintavételek. Így sokkal nagyobb területi reprezentativitású adatokhoz juthatunk, mintha a talaj közelében mérnénk. Hegyhátsálon folyamatosan mérjük a három legfontosabb üvegházhatású gáz, a szén-dioxid, a metán és a dinitrogén-oxid mennyiségét. Mérjük az ugyancsak üvegházhatású kén-hexafluorid mennyiségét is, ami ‑ lévén kizárólagosan emberi eredetű ‑ jól jelzi a szennyezettebb légtömegeket. Az emberi hatás becslésére szolgálnak a radiokarbon (14C) mérések is. A szénnek ez a légkörben a kozmikus sugárzás hatására lényegében egyenletesen keletkező, gyorsan bomló radioaktív izotópja az évmilliók óta a föld mélyében lévő fosszilis tüzelőanyagokból teljesen hiányzik. A fosszilis tüzelőanyagok felhasználása során szén-dioxid formájában a légkörbe kerülő szén így csökkenti a radiokarbon relatív mennyiségét a légkörben. A csökkenésből pedig következtetni lehet az emberi eredetű, fosszilis tüzelőanyagokból származó szén-dioxid kibocsátás mennyiségére. Az állomás különlegessége, hogy a műszerpark lehetővé teszi a bioszféra és a légkör közötti szén-dioxid áramlás közvetlen mérését, így lehetőség van arra, hogy nyomon kövessük, milyen hatással van az éghajlat ingadozása, változása a mérések által reprezentált ökológiai rendszerek szén-dioxid felvételére, illetve leadására.

Farkasfán, K-pusztán és Nyírjesen a regionálisan legfontosabb, a környezetre kockázatot jelentő szennyezőanyagokat mérjük. Mérjük a felszín közeli (2-10 m) levegő kén-dioxid, nitrogén-dioxid, ózon, ammónia és salétromsav-gőz koncentrációját, az aeroszol részecskék össztömegét és fontosabb alkotóinak mennyiségét (szulfát-, nitrát-, ammónium-, nátrium-, kálium-, kalcium-, magnézium-, ólom-, kadmium-ionok), a csapadékvíz kémiai összetételét (szulfát-, nitrát-, ammónium-, klorid-, nátrium-, kálium-, kalcium-, magnézium-, ólom-, kadmium-ionok) és egyéb jellemzőit (pH, elektromos vezetőképesség). Hortobágyon jelenleg csak a felszínközeli ózon koncentrációjának mérése folyik, míg Siófokon csak csapadék-mintavétel történik.

A mérések egy részét automatikus gázelemzők végzik a mérőállomásokon (in situ mérések). Ezeknek a méréseknek az eredményei valós időben rendelkezésre állnak különböző internetes portálokon (pl. http://www.nimbus.elte.hu/hhs, http://www.levegominoseg.hu/). A vizsgált komponensek többsége azonban műszaki vagy gazdaságossági okokból csak mintavételezéssel és ezt követő laboratóriumi analízissel mérhető. A mérőállomásokról a csapadék, az aeroszol és az anyag-specifikus módszerekkel vett levegőminták az OMSZ budapesti laboratóriumába kerülnek, ahol korszerű analitikai módszerekkel elemzik őket. Ezek a légkör állapotát jelző adatok így néhány hetes késéssel állnak a szakemberek rendelkezésére.

 A mérési eredmények havonta a Levegőkörnyezeti Tájékoztató című kiadványban jelennek meg, amely az OMSZ internetes portálján is megtekinthető. A 2. ábrán néhány fontosabb szennyezőanyag légköri mennyiségének változása látható a mérések kezdetétől napjainkig a k-pusztai, illetve a hegyhátsáli mérések alapján.

 

 2/a. ábra

2/b. ábra

2/c. ábra

2. ábra

A kén-dioxid, a nitrogén-dioxid, a troposzférikus (felszínközeli) ózon és a szén-dioxid légköri mennyiségének változása
K-pusztán, illetve Hegyhátsálon a mérések kezdetétől napjainkig


Az EMEP modellező és értékelő központjai az emisszió bevallások, a háttér mérések és a meteorológiai helyzetek alapján elemzi az elmúlt évek levegőminőségi helyzetét Európában. Ennek a munkának eredményei közül mutatunk be néhány példát. A 3. ábrán az ólom és a kadmium mérések európai összehasonlítása látható. Az 4. ábrán az EMEP modell futtatásának egyik eredménye látható, amely a PM10 és PM2.5 koncentrációjának térbeli eloszlását mutatja Európában.

 3. ábra

3. ábra

A levegő ólom (bal) és kadmium (jobb) tartalma [ng/m3] az EMEP mérések tükrében 2009-ben
(forrás: Heavy metals and POP measurements, 2009: EMEP/CCC-Report 3/2011)

 4. ábra

4. ábra
A levegő PM10 és PM2.5 mennyiségének térbeli eloszlása 2009-ben az EMEP modellszámításai alapján
(forrás: Transboundary Particulate Matter in Europe: Status Report 4/2011)


Kapcsolódó oldalak: