Keskkonnamõõtmine on kaasaegse teaduse ja tehnika oluline osa, mille abil saab hinnata elukeskkonna kvaliteeti ja määrata erinevate tegurite mõju inimeste tervisele ning ökosüsteemidele. Käesolevas artiklis käsitletakse loengus „Keskkonnaparameetrite mõõtemeetodid ja -vahendid, praktiline tutvumine seadmetega“ õpitud teadmisi ning nende rakenduslikku väärtust.
Õhuparameetrite mõõtmine: temperatuur, õhuniiskus, rõhk ja tuul
Temperatuuri mõõtmine toimub sageli plaatinapõhise sensoriga BT-100, mille takistus on 100 oomi. Plaatina valitakse selle stabiilsuse ja täpsuse tõttu – seda kasutatakse laialdaselt nii teaduses kui inseneritöös.
Õhuniiskuse mõõtmine toimub tänapäeval peamiselt mahtuvuslikult. Sensor koosneb kahest elektroodist, mille vahele jääv polümeerne kiht muudab oma niiskusesisaldusega mahtuvust. Muutust mõõdetakse, andes edasi info suhtelise õhuniiskuse kohta.
Õhurõhu sensorid sarnanevad mikroskeemidele ning töötavad kas mahtuvuslikult või mehaaniliste elementide, näiteks membraanide ja piesoelektriliste kristallide abil.
Tuulekiiruse ja -suuna mõõtmine toimub näiteks ultrahelimeetodil, kus andurid mõõdavad ultraheli leviku kiiruse muutust erinevates suundades – see võimaldab määrata tuule vektoriaalset liikumist ilma liikuvate osadeta.
Heli ja vibratsiooni mõõtmine
Helimõõtmine on muutunud eriti aktuaalseks seoses tuuleparkide arenguga. Helitugevust mõõdetakse detsibellides (dB), kusjuures detsibell A (dBA) arvestab inimese kuulmistundlikkust eri sagedustel. Inimese kuulmisulatus algab ca 20 Hz juurest, ent infraheli, mida inimene otseselt ei kuule, võib kehale füüsiliselt mõjuda.
Heli mõõtmiseks kasutatakse kondensaatormikrofone (nt elektreet mikrofonid), mis muudavad võnkumised elektrisignaaliks. Professionaalsed mõõteriistad nagu Plash A või Plash 1 on standardiseeritud ja nõutavad kohtuvaidluste puhul.
Vibratsioonimõõtmine toimub geofonide abil, mis tuvastavad liikumise elektromotoorjõuna. Näiteks Raspberry Pi-põhine Raspberry Shake suudab tuvastada maavärinaid kolmes mõõtmes ja ühendub globaalvõrgustikku.
Keemiliste ühendite, tolmu ja gaaside mõõtmine
CO₂, VOC ja tolmu mõõtmine on õhukvaliteedi hindamisel keskse tähtsusega. VOC (lenduvad orgaanilised ühendid) mõõdetakse näiteks fotoionisatsiooni või infrapunaneeldumise teel, kus gaasid neelavad kindlal lainepikkusel kiirgust, andes võimaluse tuvastada konkreetseid ühendeid.
Tolmu mõõtmine põhineb osakeste suuruse ja arvu mõõtmisel. Laserkiirguse abil valgustatakse tolmuosakesi ja valguse hajumise põhjal määratakse osakese suurus. Tähtsaim on PM2.5 – osakesed läbimõõduga alla 2,5 mikromeetri, mis jõuavad sügavale kopsu ja võivad sattuda vereringesse.
Elektromagnetkiirgus ja radiatsioon
Elektromagnetiline kiirgus hõlmab gammakiirgust, röntgenkiirgust, nähtavat valgust, mikrolaineid jpm. Kiirguse mõõtmiseks kasutatakse näiteks gammaspektromeetreid, mille kristallil põhinev detektor (nt tseesiumjodiid) püüab kinni gammakiiri ning nende spektri põhjal saab tuvastada kiirgusallika.
Radooni mõõtmine toimub kas aktiivsete sensoritega, mis tuvastavad alfaosakesi reaalajas, või passiivsete kiledega, mida pärast mõõtmisperioodi laboris analüüsitakse. Radoon on looduslik radioaktiivne gaas, mis tuleb peamiselt pinnasest ja on tervisele ohtlik eriti talveperioodil.
Keskkonnaportaalid ja andmete kättesaadavus
Tänapäeval on suur osa keskkonnainfot kättesaadav reaalajas veebipõhistes portaalides, näiteks Tehnikaülikooli ilmajaama kaudu. Sellised süsteemid võimaldavad jälgida õhuparameetreid, saasteaineid ja vibratsiooninäitajaid isegi kodus või koolis.
Rakenduslik pool: miks see kõik oluline on?
Praktiline keskkonnamõõtmine ei ole pelgalt teoreetiline harjutus – see loob aluse teaduspõhiseks keskkonnajuhtimiseks ja riskihindamiseks. Näiteks:
- Linnaõhu kvaliteedi analüüs aitab teha otsuseid liikluse või haljastuse planeerimisel.
- Helimõõtmised on vajalikud tuuleparkide ja teede rajamisel.
- Radoonimõõtmised suunavad hoonete ventilatsioonisüsteemide parendamist.
- VOC ja CO₂ mõõtmised on olulised klassiruumide ja kontorite sisekliima hindamisel.
Praktilise kogemuse väärtus
Loeng „Keskkonnaparameetrite mõõtemeetodid ja -vahendid“ andis tudengitele võimaluse vahetult tutvuda sensorite ja mõõteseadmetega, mõista nende tööpõhimõtteid ning näha mõõtmistulemusi reaalajas. Selline praktiline kogemus loob eeldused teaduspõhiseks keskkonnahindamiseks ja on hädavajalik, et tulevased spetsialistid suudaksid keskkonnaprobleeme ennetada ja lahendada.
Kui tahad neid seadmeid ise käes hoida ja andmeid ise mõõta – kandideeri õppima!
https://taltech.ee/sisseastuja/bakalaureuseoppe-erialad/kestlikud-sinimajanduse-tehnoloogiad