EMİSYON ÖLÇÜMLERİNDE KULLANILAN STANDARTLAR VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ. Dinçer KARADAVUT

Transkript

1 EMİSYON ÖLÇÜMLERİNDE KULLANILAN STANDARTLAR VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ Dinçer KARADAVUT Kimya Mühendisi Ilgaz/KASTAMONU Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü Ölçüm ve İzleme Dairesi Başkanlığı

2 Baca Gazı Emisyon Ölçüm Teknikleri Doğrudan ölçüm: Direk bacada ölçüm cihazıyla yapılan ölçümler Yanma gazları, Toplam Organik Karbon vb. Bacadan numune alma yolu ile: Bacadan numune alınarak laboratuvarda yapılan analiz Toz, Ağırmetaller, İnorganik Gazlar, (Flor, Klor ) Uçucu Organik Gazlar, PAH, Dioksin-Furan

3 Yapılan ölçüm ve analizlerin sağlıklı olup olmaması, tamamen doğru numune alma ve numuneyi doğru bir şekilde laboratuvar ortamına taşımaya dayanır.

4 Numune almayı ve laboratuvara taşınmasını etkileyen etkenleri altı grupta toplamak mümkündür; a. Numune alma yeri b. Numune alma şekli ve sayısı c. Numune alma hızı d. Numune alma süresi e. Numunenin absorblandığı/adsorblandığı madde f. Numunenin etiketlenmesi g. Numunenin uygun şartlarda laboratuvara taşınması

5 Ölçülmesi gereken kirleticiler Emisyon Yardımcı Büyüklükler Yanma Gaz. İnorganik Gazlar Toz Ağır Metal Organik Gazlar

6 Emisyon Yardımcı Ölçümler Yanma Gaz. (İnorganik) İnorganik Gazlar Toz Ağır Metal Organik Gazlar Ölçüm Nok. O 2 H 2 S Pb Formaldehit Hız, debi CO HF Hg VOC Sıcaklık NOx HCl As TOC Basınç SO 2 NH 3 Tümü PAH Nem İslilik D/F PCB

7 Ölçüm ve Analiz standartları Emisyon ölçümlerinde yaygın olarak kullanılan standartlar ISO EN EPA International Organization for Standardization European Standard Environmental Protection Agency

8 Yardımcı Ölçümler Büyüklük EN ISO EPA Ölçüm noktaları Hız Nem

9 Yanma Gazları Büyüklük EN ISO EPA O Yanma Gazları CO NOx , (NOx hariç) CTM 022 SO C 8

10 İnorganik Gazlar Büyüklük EN ISO EPA H 2 S 11, 320 HF HCl 1911/ , 320 NH 3 CTM 027

11 METALLER Büyüklük EN ISO EPA Pb 12 Hg 13211, , 101A, 102 As 108, 108A, 108B, 108C Ağır Metaller

12 ORGANİK GAZLAR Büyüklük EN ISO EPA Formaldehit 316, 320 Uçucu Organik Bileşikler TOC , , 320, 422, 3500B, 8000, 8081A, , 25A, 25B PAH 11338/ , 8100 Dioksin/Fura n 1948/ , 1613, 8280A, 8290 PCB 1948/

13 METAL ÖRNEKLEME Sabit kaynak emisyonlarında metallerin örneklenmesi; Baca gazından izokinetik olarak taneciklerin bir filtre üzerinde tutulması Gaz fazdaki metallerin asidik çözeltiler ile absorplanması prensibine dayanır. (KMnO4 ve HNO3/H2O2 içinde Absorpsiyon)

14 METAL ÖRNEKLEME EPA Metot 29 (Sb, As, Ba, Be, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Mn, Ni, P, Se, Ag, Tl, Zn, Hg) TS EN 14385:2004 (As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, TI ve V)

15 METAL ÖRNEKLEME-EPA 29 Sb, As, Ba, Be, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Mn, Ni, P, Se, Ag, Tl, Zn, Hg metalleri kapsar. EPA Metot 5 toz örneklemesi (ısıtmalı hat ve baca dışı örnekleme) yöntemi esas alınır. Örnekleme esnasında ısıtılmış borosilikat veya quartz cam prob, hat ve nozzle kullanılması gerekir. Yıkama şişesi cam olmalıdır.

16 METAL ÖRNEKLEME-EPA 29 EPA Metod 5 gibi filtre baca dışında tutulmalıdır. 120 derecelik ısıtmalı hat ile izokinetik örnekleme, Partikül emisyonlarının filtre üzerinde toplanması, Gaz emisyonlarının ise asidik H2O2 ve asidik KMnO4 içinde tutulması, AAS, ICP, ICP-MS cihazlarla analizi prensibine dayanmaktadır.

17 METAL ÖRNEKLEME-TS EN 14385:2004 As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, TI ve V metalleri kapsar. Örnekleme esnasında ısıtılmış borosilikat veya quartz cam, Titan veya PTFE (teflon) nozzle, prob ve hat kullanılması gerekir. Yıkama şişesi cam olmalıdır.

18 METAL ÖRNEKLEME-TS EN 14385:2004 Baca içi örnekleme ve baca dışı örnekleme yapılabilir. (İzokinetik) Baca dışı örnekleme yapılırsa filtre ısıtılmış olmalıdır. Partikül emisyonlarının filtre üzerinde toplanması, Gaz emisyonlarının ise asidik H2O2 içinde tutulması, AAS, ICP, ICP-MS cihazlarla analizi prensibine dayanmaktadır.

19 Taşınabilir Bilgisayar Örnekleme Ana Ünitesi Örnekleme Probu Baca Gazı Soğutucu Metal absorplama ünitesinde yer alan; 1.ve 2. gaz yıkama şişesi 100 ml %5 HNO3 %10 H2O2 çözeltisi, 3. gaz yıkama şişesi boş, 4. ve 5. gaz yıkama şişesi 100 ml %4 KmnO4 %10 H2SO4 çözeltisi, 6. gaz yıkama şişesi yaklaşık g silikajel ile doldurulur. Eğer cıva (Hg) örneklemesi yapılmayacak ise 3, 4 ve 5. gaz yıkama şişelerini kullanmaya gerek yoktur.

20

21 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ HF/HCl Örneklenmesi EPA 26/26A: Sabit kaynaklardan hidrojenli halojenlerin/ halojenlerin örneklenmesi ve analizi (0.1 N H2SO4 ve 0.1 N NaOH içinde Absorpsiyon) ISO 15713: Sabit kaynaklardan gaz halindeki fluorürlerin örneklenmesi ve analizi (0.1 N NaOH içinde absorpsiyon) EN ,2,3: Manuel metodla HCl tayini (Saf su içinde absorpsiyon)

22 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ EPA 26 (non izokinetik) ve EPA 26A (izokinetik) Halojenlerin ve hidrojenli halojenlerin örneklenmesi, Baca gazından izokinetik olmayan şekilde alınan gaz fazdaki halojenlerinve hidrojenli halojenlerin ısıtmalı bir hat yardımıyla absorblanması prensibine dayanır. En az %75 Teflon (sadece teflon veya %75 teflon/%25 borosilikat cam, 210 C den yüksek bacalarda kuartz filtre) filtre kullanılır.

23 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ EPA 26 ve EPA 26A Örnekleme oranı 2 L/dakika olacak şekilde ayarlanarak 1 saat süreyle örnekleme yapılır. Yüksek nem içeren (gaz içinde damlalar olduğundan şüpheleniliyor veya biliniyorsa) bacalarda izokinetik örnekleme yapılmalıdır. İyon kromatografisi ile analiz

24 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ EPA 26 ve EPA 26A Taşınabilir Bilgisayar Örnekleme Ana Ünitesi Örnekleme Probu Baca Gazı Soğutucu Halojen absorplama ünitesinde yer alan; 1. gaz yıkama (kondensat) şişesi 50 ml 0.1 N H2SO4 çözeltisi, 2. ve 3. gaz yıkama şişeleri 100 ml 0.1 N H2SO4 çözeltisi, 4. ve 5. gaz yıkama şişeleri 100 ml 0.1 N NaOH çözeltisi, 6. gaz yıkama şişesi yaklaşık g silikajel ile doldurulur.

25 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ ISO ISO F2 gazının örneklenmesi 0.1 N NaOH içinde absorpsiyon Yıkama şişeleri polypropylene, polyethylene Yüksek nem içerdiği durumda izokinetik örnekleme İzokinetik olmayan yöntemle 4 L/dak. akış hızında 25 dakika örnekleme İyon selektif elektrod ile analiz

26 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ TS EN ,2,3 TS EN TS EN TS EN HCl gazının örneklenmesi HCl gazının absorbsiyonu Absorblanan gazın analizi

27 HALOJENLERİN ÖRNEKLENMESİ TS EN ,2,3 HCl ve gaz halindeki inorganik klorürler, klorür içermeyen su içinden geçirilerek çözülürler. Saf su içine absorpsiyon (Klorür içermeyen saflık derecesi en az sınıf 2, iletkenliği 100µs den az) Numune alma sistemi yoğuşmanın en az olacağı şekilde tasarlanır. Yoğuşmanın olduğu kısımlar yıkanır ve yıkama suları absorpsiyon çözeltisine ilave edilir. İzokinetik olmayan yöntemle 3-4 L/dak. Akış hızında 30 dakika örnekleme Yüksek nem içerdiği durumda izokinetik örnekleme, Spektrofotometrik analiz Titrimetrik analiz İyon kromatografisi ile analiz

28 PCDD/PCDF Dioksin-Furanlar (DF) EN : Sabit kaynaklardan PCDD/PCDF örneklenmesi EN : Ektraksiyonu ve yıkama EN : Analiz

29 Dioksin-Furanların Örneklenmesi (DF) Katı partiküllerin filtre üzerine toplanması Gaz fazının XAD-2 adsorban madde üzerindetutunması

30 Dioksin-Furanların Örneklenmesi (DF) 120 dereceye ısıtılmış bir prob ile katı faz üzerindeki D/F lar prob çıkışında ve ısıtılmış filtre üzerinde, Gaz fazdaki D/F lar en az 20 dereceye soğutulmuş XAD-2 adsorban madde üzerinde Örnekleme boyunca yoğunlaşan kısım ise kondensat içinde izokinetik olarak örnekleme yapılır. Örnekleme süresi en fazla 8 saattir. Numune alma hatları toluen ile temizlenir ve bu kısım da analiz için eklenir. Isıtılmış borosilikat cam veya Ti prob kullanılır

31 XAD-2 ADSORNANIN HAZIRLANMASI Bulanıklık kalmayıncaya kadar sırasıyla, Su, metanol ve diklorometan ile yıkanır ve süzülür, 48 saat boyunca soxhlet ekstraksiyonu yöntemiyle toluen ile temizlenir, Tekrar diklorometan ile yıkanarak vakum etüvünde kurutularak örnekleme öncesine kadar ağzı kapaklı cam şişede saklanır.

32 Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar (PAH) ISO : Sabit kaynaklardan polisiklik aromatik hidrokarbonların örneklenmesi (Gaz ve Partikül fazın Örneklenmesi ) (Adsorpsiyon) ISO : Gaz ve Partikül Fazın ön işlem ve analizi

33 Isıtılmış hat/yoğuşturucu/adsorban madde prensibi ile PAH örnekleme 120 dereceye ısıtılmış bir prob ile katı faz üzerindeki PAH'lar prob çıkışında ve ısıtılmış filtre üzerinde, Gaz fazdaki PAH'lar en az 20 dereceye soğutulmuş XAD-2 adsorban madde üzerinde, Örnekleme boyunca yoğunlaşan kısım ise kondensat içinde izokinetik olarak örnekleme yapılır. Örnekleme süresi saattir. Numuneler analize kadar -7 C de ve ışıktan korunacak şekilde muhafaza edilir. Numune alma hatları toluen ile temizlenir ve bu kısım da analiz için eklenir. Isıtılmış borosilikat veya quartz cam, Ti ve paslanmaz çelik prop kullanılır

34 D/F VE PAH ÖRNEKLEME ŞEMASI Taşınabilir Bilgisayar Örnekleme Probu Soğutucu Soğutucu Baca Gazı XAD-2 Örnekleme Ana Ünitesi Pompa Silikajel

35 D/F VE PAH ÖRNEKLENMESİ Örneklemede dikkat edilmesi gerekenler: DF için 4-8 saat arası izokinetik örnekleme PAH lar için saat arası izokinetik örnekleme Örnekleme hattının aseton, diklorometen metanol ile temizlenerek kurutulması veya Adsorban madde ve yoğuşturucunun etrafının 0-20 C arasına ayarlanması Filtre veya adsorban maddeye internal standart eklendiğinden emin olunması

36 D/F VE PAH Örnekleme sonrası ve analiz * Örnekleme sonrası filtre, kondensat ve adsorban madde ayrı ayrı olarak saklama kaplarına konularak laboratuvara getirilir. * İstenen duruma göre ayrı ayrı veya birleştirilerek analiz öncesi ekstrakte edilerek analize hazırlanır. * DF lar yüksek çözünürlüklü GC-MS-MS ile * PAH örnekleri ise HPLC ve GC-MS ile analiz edilerek raporlanır.

37 UÇUCU ORGANİKLERİN ÖRNEKLENMESİ EPA 18 * Paslanmaz çelik, cam veya teflon prob * Aktif karbon üzerine adsorpsiyon * Tedlar bag (Teflon poşet)lerle örnekleme * Uygun organik çözücülerle desorpsiyon * Özellikle CS2 ile desorpsiyon * GC, GC-MS, HPLC ile analiz

38 UÇUCU ORGANİKLERİN ÖRNEKLENMESİ EN Baca sıcaklığı adsorbsiyon boyunca 40 geçmeyecek. * Aktif karbon üzerine adsorpsiyon * CS2 ile desorpsiyon GC, GC-MS, HPLC ile analiz Tipik bir hacimsel akış hızı 0,3-1 L/min arasında dk örnekleme yapılmalıdır.

39 SEYRELTME YAPMADAN NUMUNE ALMA

40 SEYRELTME YAPARAK NUMUNE ALMA