Le stazioni di rilevamento si compongono di una struttura base, della strumentazione di misura degli inquinanti atmosferici e delle apparecchiature per la visualizzazione, l'elaborazione e la trasmissione dei valori relativi ai parametri misurati. Il modulo di alloggiamento è costituito da una cabina in vetroresina. La disposizione interna della strumentazione è modulare, così da poter facilmente aumentare o diminuire il numero dei parametri determinabili.
Le postazioni periferiche per il controllo della qualità dell'aria sono dotate di una unità di archiviazione che permette di acquisire i dati misurati dalla strumentazione e di provvedere alla loro trasmissione al centro di elaborazione. Viene riportata una immagine dell'interno di una cabina di rilevamento La caratteristica principale degli analizzatori degli inquinanti atmosferici è quella di determinare, in modo automatico e continuo sulle 24 ore, la misura della sostanza in esame con elevata sensibilità, anche quando presente in basse concentrazioni.
Il personale tecnico di ARPA Lombardia effettua il controllo, la manutenzione e la calibrazione della strumentazione. Gli strumenti automatici presenti nella rete di rilevamento della qualità dell’aria sono i seguenti:
- Analizzatori di biossido di zolfo (SO2)
- Analizzatori di ossidi di azoto (NO, NO2, NOX)e ammoniaca (NH3)
- Analizzatori di particolato atmosferico (PM10, PM2.5)
- Analizzatori di monossido di carbonio(CO)
- Analizzatori di ozono (O3)
- Analizzatori di benzene, toluene, xileni
- Analizzatori di black carbon
Biossido di zolfo
La tecnica di misura è detta a fluorescenza molecolare e si basa sull'eccitazione, con radiazione UV (ultravioletta) nella regione 230nm-190nm, delle molecole di SO2 e sulla conseguente emissione di radiazioni fluorescenti quando tali molecole ritornano allo stato energetico iniziale. La lunghezza d'onda di queste radiazioni permette l'identificazione della molecola e, tramite l'utilizzo di soluzioni a titolo noto, la sua quantificazione.
Ossidi di azoto e ammoniaca
Gli ossidi di azoto vengono analizzati tramite chemiluminescenza, che si basa sulla reazione in fase gassosa tra NO e O3. Questa reazione produce una luminescenza caratteristica linearmente proporzionale alla concentrazione di NO:
NO + O3 = NO2 + O2 + hν
L'emissione di luce avviene quando le molecole di NO2 eccitate elettronicamente decadono a stati energetici inferiori. Successivamente il biossido di azoto viene convertito in NO ad opera di un convertitore al molibdeno, così da essere misurato tramite chemiluminescenza secondo la reazione sopra descritta. Alcuni analizzatori di ossidi di azoto, opportunamente equipaggiati con un convertitore per la trasformazione di NH3 in NO, sono in grado di determinare anche le concentrazioni di ammoniaca.
Particolato atmosferico
I sistemi per il rilevamento automatico del particolato atmosferico nella rete di monitoraggio di ARPA Lombardia si basano sul principio dell’attenuazione beta, equivalente al metodo di riferimento gravimetrico (non in grado di fornire un dato in tempo reale della misura). Le particelle vengono opportunamente selezionate da una testa di prelievo che determina il taglio dimensionale del campione permettendo così di misurare PM10 oppure PM2.5. Una volta superata la testa di prelievo le particelle si depositano su un filtro. La misura dell’attenuazione di particelle ß prodotte da una sorgente radioattiva (generalmente 14C) da parte del campione permette di calcolare, per differenza rispetto all’attenuazione del filtro bianco, la concentrazione di particolato atmosferico della classe dimensionale selezionata.
Monossido di carbonio
L’analisi si basa sulla spettrofotometria di correlazione nell’infrarosso (IR): le molecole di CO assorbono le radiazioni IR che variano di intensità proporzionalmente alla loro concentrazione nel campione raccolto.
Ozono
La tecnica di misura si basa sulla capacità della molecola di O3 di assorbire i raggi ultravioletti nell’area dei 254 nm. Questa determinazione è ottenuta tramite continue e alternate iniezioni di gas di riferimento e di gas campione nella cella analitica.
Benzene, toluene, xilene
Il principio di misura è quello della gascromatografia. Il benzene campionato viene prima trattenuto da un tubo di adsorbimento e poi desorbito e trasferito in un gascromatografo dotato di colonna capillare e rivelatore a ionizzazione.
Black Carbon
Il principio di misura di basa sull’attenuazione di radiazione luminosa da parte delle particelle carboniose presenti nell’aerosol atmosferico. Il coefficiente di assorbimento permette di stimare attraverso opportuni fattori la concentrazione di black carbon equivalente.
