Methoden der Luftschadstoffüberwachung: 4 Methoden
Die folgenden Punkte zeigen die vier Methoden der Luftschadstoffüberwachung. Die Methoden sind: 1. Probenahme 2. Partikelmonitoring 3. Überwachung gasförmiger Schadstoffe und 4. Probennahme und bequeme Analyse.
Methode # 1. Probenahme:
Der erste Schritt zur Überwachung gasförmiger Schadstoffe ist die Erhebung einer repräsentativen Probe.
Ein Aufbau, der zur Entnahme einer Probe und zur Analyse der darin enthaltenen Schadstoffe verwendet wird, wird im Allgemeinen als Probenahmezug bezeichnet. Ein Probenahmezug hätte normalerweise mehrere Komponenten.
Die Komponenten, die in einem tatsächlichen Aufbau vorhanden sind, hängen von der Situation sowie von den Zielen ab.
1. ob es sich bei der Quelle um Umgebungsluft oder um eine Leitung handelt, beispielsweise um einen Stapel;
2. ob es erwünscht ist, nur Partikel oder gasförmige Schadstoffe zu überwachen;
3. Es wird vorgeschlagen, die gasförmigen Schadstoffe in situ abzuschätzen oder zu einem geeigneten Zeitpunkt nach der Entnahme einer Probe zu analysieren.
Partikel werden zu einem geeigneten Zeitpunkt, nachdem sie eingefangen wurden, ausnahmslos analysiert.
Ein Setup kann aus allen oder einigen der folgenden Komponenten bestehen:
(i) einen Probenahmeverteiler,
(ii) einen Partikelsammler / Ableiter
(iii) einen Heizer / Kühler / Kondensator,
(iv) eine Saugpumpe (einstellbarer Volumentyp),
(v) ein Durchflussmesser
(vi) Online-Überwachungsinstrumente für gasförmige Schadstoffe oder Sprudler oder einen Probensammler.
Die folgende Abbildung (3.1) zeigt schematisch einige alternative Anordnungen von Probenzügen:
(a) Manifold,
(b) Kühler / Heizer
(c) Partikelsammler,
(d) Kondensator,
(e) Pumpe,
(f) Durchflussmesser
(g) Filter
A. Ein Zug für die Überwachung von Partikeln und gasförmigen Schadstoffen.
B. Ein Zug nur zur Überwachung gasförmiger Schadstoffe.
C. Ein Zug nur für die Überwachung von Partikeln.
Bei der Entnahme einer gasförmigen Probe sollte beachtet werden, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers und seine Zusammensetzung mit der Zeit ändern können und zu einem bestimmten Zeitpunkt von der Position des Probenahmepunkts abhängen können. Aus diesem Grund wurden Standardverfahren für die Probenahme empfohlen, so dass die entnommene Probe eine zeitlich gemittelte ist. Wenn Online-Analysegeräte verwendet werden, erfolgt die Probe sofort.
1. Probenahmezug:
Ein Verteiler sollte Teil der Probenahme sein, wenn die Probenahme aus einem Stapel oder einer anderen Quelle als der Umgebungsatmosphäre erfolgen soll. Es sollte aus einem nicht reaktiven und nicht adsorbierenden Material wie Teflon oder Glas oder einer hitze- und korrosionsbeständigen Legierung bestehen.
Es sollte so kurz wie möglich sein und darf nicht verdreht sein, da sich sonst Partikel darin ansammeln können. Um thermische Schäden am Verteiler zu vermeiden, kann es gekühlt werden. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass die Probentemperatur nicht unter den Taupunkt fällt.
Ein Staubsammler wird verwendet, wenn die Analyse von Schwebstoffen (SPM) erwünscht ist. Ansonsten ist ein Staubfänger zu verwenden.
Eine mechanische Pumpe oder ein geeignetes Gerät dient zum Ansaugen einer Probe.
Mit einem Durchflussmesser wird das Gesamtvolumen der Probe gemessen, die durch einen Probensammelzug läuft.
Ein Kühler kann als Teil eines Probenahmezugs erforderlich sein, wenn die Gastemperatur so ist, dass die Komponenten des Zugs während der Probenahme thermisch beschädigt werden können.
Eine Heizung kann erforderlich sein, wenn die Probentemperatur so ist, dass kondensierbarer Dampf in den Verbindungsröhrchen kondensiert, bevor Staubpartikel aus einer Probe gesammelt werden.
Wenn ein kondensierbarer Dampf in einer Probe in einer hohen Konzentration vorhanden ist, sollte ein Kondensator verwendet werden, um seine Konzentration zu reduzieren, bevor die gasförmigen Bestandteile der Probe analysiert werden oder die Probe in einer Vorlage gesammelt wird.
2. Stapelprobenahme:
Die Probenahme aus einem Stapel erfolgt durch Einführen eines Verteilers durch einen Anschluss. Im Allgemeinen handelt es sich bei einem Anschluss um ein 75-mm-Standardflanschrohr, das innen bündig bündig ist und sich außen um 50 bis 200 mm erstreckt. Wenn keine Probenahme durchgeführt wird, wird sie mit einer Jalousie geschlossen. Bei Stapeln mit größerem Durchmesser kann der Öffnungsdurchmesser mehr als 75 mm betragen. Die Anschlüsse befinden sich etwa 0, 6 bis 1, 8 m über dem Boden oder einer Plattform. Ein Stapel mit einem Durchmesser von 3 m oder weniger sollte zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Öffnungen haben. Für einen Stapel mit einem Durchmesser von mehr als 3 m sollte die Anzahl der Anschlüsse vier betragen, die sich in Intervallen von 90 ° befinden.
Normalerweise sollten Anschlüsse mindestens acht Durchmesser stromabwärts und zwei Durchmesser stromaufwärts von einer Störungsquelle angeordnet sein. Bei Stapeln mit rechteckigem Querschnitt sollte entweder die größere Abmessung oder der äquivalente Durchmesser als Durchmesser für die Anordnung der Öffnungen verwendet werden.
Die Mindestanzahl der empfohlenen Entnahmestellen auf einem Durchmesser (Traversen) und deren Positionen hängen von der Position einer Entnahmeöffnung in Bezug auf die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Strömungsstörungsquellen ab. Vor der Probenahme sollte die Verteilermündung perfekt mit der Flussrichtung im Stapel ausgerichtet und stromaufwärts ausgerichtet sein.
Zur vollständigen Analyse einer Probe aus einem Stapel sollte ein isokinetischer Probenahmezug verwendet werden, der aus einer Düse, einer mit einer Heizvorrichtung umwickelten Sonde und einem beheizten Filterhalter besteht, gefolgt von einigen Impinger-Absorbern, die in Reihe geschaltet und in ein Eisbad getaucht sind. Dem Absorptionszug sollten ein Gastrocknungsrohr (mit Kieselgel), eine Pumpe (Membranpumpe mit variablem Hub), ein Trockengaszähler und ein kalibrierter Blendenzähler folgen.
Nachdem der Zug an einem Stapel montiert wurde, wird die Pumpe eingeschaltet und die Flussrate so eingestellt, dass unter isokinetischen Bedingungen eine Probe erhalten wird. Wenn in regelmäßigen Abständen Proben analysiert werden sollen, kann eine Online-Analyseeinheit anstelle eines Impinger-Absorberzugs verwendet werden.
3. Umgebungsluftprobenahme:
Für die Probenahme von Umgebungsluft wird die normalerweise verwendete Basiseinheit als "Hochvolumen-Probenehmer" bezeichnet, insbesondere wenn die Partikel analysiert werden sollen.
Die Hauptkomponenten einer solchen Einheit sind:
(a) Filter,
(b) ein Gebläse und
(c) ein Durchflussmesser
Wenn gewünscht wird, die gasförmigen Schadstoffe abzuschätzen, werden neben den bereits erwähnten Komponenten auch Online-Instrumente oder ein Probensammler oder ein Blasenzugzug eingesetzt.
Methode Nr. 2: Partikelüberwachung:
Der Zweck der Partikelüberwachung kann sein, die Partikelmassenkonzentration, die Partikelgrößenverteilung und die chemische Zusammensetzung der Partikel zu schätzen. Wenn es erwünscht ist, die Partikelmassenkonzentration abzuschätzen, kann nur ein geeigneter Filter verwendet werden. Das Filtermedium kann aus Cellulosefaser / Polymerfaser / Glasfaser / synthetischer Membran bestehen. Die Wahl hängt von der Gastemperatur ab. Die Masse der festgehaltenen Partikel auf einem Filter wird aus der Differenz des Filtergewichts vor und nach der Filtration geschätzt.
Der Filter sollte vor dem Wiegen im Ofen getrocknet werden, um zu vermeiden, dass sich während oder vor der Filtration Fehler durch Feuchtigkeitsaufnahme oder andere Dämpfe einschleichen. Ein Filter wäre keine geeignete Vorrichtung, wenn es um die Abschätzung der Partikelgrößenverteilung und / oder der chemischen Analyse der Partikel geht, da eine quantitative Rückgewinnung der festgehaltenen Partikel aus einem Filter nahezu unmöglich ist.
Zur Ermittlung der Größenverteilung und der chemischen Analyse von gasförmigen Partikeln wird ein Impinger oder eine Reihe von Impingern verwendet. Die im Impinger (s) gesammelten Partikel werden zusammen mit kondensiertem Dampf (sofern vorhanden) quantitativ zurückgewonnen und nach dem Trocknen analysiert.
Für die Partikelüberwachung von einem Stapel sollte die Probenahme unter isokinetischen Bedingungen erfolgen, das heißt, die Gasgeschwindigkeit durch den Probenahmeverteiler sollte dieselbe sein wie die durch den Stapel an der Probenentnahmestelle. Wenn die Probenahme unter superisokinetischen Bedingungen durchgeführt wird, haben die gesammelten Partikel einen größeren Anteil an feineren und leichteren Partikeln als die tatsächlichen.
Bei einer Probeentnahme unter subisokinetischen Bedingungen würden die gesammelten Partikel jedoch mehr der größeren und schwereren Partikel enthalten. Da es in der Praxis schwierig ist, einen streng isokinetischen Zustand aufrechtzuerhalten, sollte die Abweichung vom isokinetischen Zustand nicht mehr als ± 10% betragen.
Um den isokinetischen Probenahmezustand aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich, die Stapelgasgeschwindigkeit am Probenahmepunkt zu messen. Die Geschwindigkeit wird mit einer Pitot-Rohr-Manometer-Baugruppe vom Typ S (Stauscheibe oder umgekehrter Typ) gemessen. Abbildung 3.2 zeigt eine solche Baugruppe.
Methode # 3. Überwachung gasförmiger Schadstoffe:
Gasförmige Schadstoffe können entweder in situ oder zu einem geeigneten Zeitpunkt nach der Entnahme einer Probe überwacht werden. Vor der Analyse einer Probe muss sie von Partikeln und kondensierbaren Dämpfen befreit werden. In-situ-Analysen werden bevorzugt, da sie schnell zu Daten führen. Wenn sich jedoch ein Probenahmepunkt an einem entfernten Ort befindet oder wenn nicht sofort Daten benötigt werden, kann eine Probe gesammelt und die Konzentration der Schadstoffe in der Probe zu einem geeigneten Zeitpunkt geschätzt werden.
1. In-Situ-Analyse:
Wenn es erforderlich ist, eine Probe zu überwachen, sobald sie gesammelt wurde, wird die In-Situ-Analyse mit Hilfe eines Analysegerätes / Instrumenten durchgeführt, die mit einem Entnahmezug in Reihe angeordnet sind. Ein solcher Aufbau kann zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung (CEM) verwendet werden. Dies erfordert häufig ein geeignetes Gehäuse für die Instrumente, da diese empfindlich gegenüber Staub, Feuchtigkeit und Temperatur sind. Zur Online-Analyse eines Gases wird ein gemessenes Volumen (staubfrei) in ein Instrument (Einheit) eingeführt, das die Konzentration eines oder mehrerer Bestandteile in der Probe messen, anzeigen oder aufzeichnen würde.
Instrumentelle Methoden:
Zur Überwachung gasförmiger Schadstoffe wie SO 2, NO, NO 2, O 3, CO und Kohlenwasserstoffe stehen Instrumente (CEM-Analysatoren) zur Verfügung. Diese Instrumente verwenden verschiedene Techniken und können zur Analyse von Gasstapeln sowie von Umgebungsluft verwendet werden. Von den verschiedenen Techniken ist die Gaschromatographie (GC) vielseitig, da sie zur Abschätzung verschiedener Schadstoffe wie SO 2, NO x, CO und Kohlenwasserstoffen verwendet werden kann.
Die entscheidende Komponente einer Gaschromatographie ist der Detektor, der die Konzentration der verschiedenen Bestandteile einer Probe identifiziert und erfasst. Ein Detektor kann bestandteilspezifisch sein. In Tabelle 3.1 sind einige Schadstoffspezifische Detektoren aufgeführt.
Es sind auch Instrumente erhältlich, bei denen eine bestimmte Technik nur zur Überwachung eines bestimmten Schadstoffs verwendet wird. Einige davon sind in Tabelle 3.2 aufgeführt.
Die Grundprinzipien der oben genannten Techniken werden im Folgenden kurz diskutiert.
Gaschromatographie
Die grundlegenden Komponenten einer Gaschromatographie sind:
(i) Eine gepackte Säule (ein aufgewickeltes Rohr), die einige körnige Partikel enthält (manchmal mit einer Flüssigkeit imprägniert). Die Säule dient als absorbierendes / adsorbierendes Bett.
(ii) ein Säulengehäuse mit Temperatursteuerung,
(iii) geeignete Anordnungen zum Einführen einer Gasprobe und eines Trägergases am Säulenfuß (Einlass), und
(iv) Ein Detektor unmittelbar nach der Säule.
Das Verfahren zur Analyse besteht darin, ein vorbestimmtes Volumen einer Gasprobe am Fuß der Säule zu injizieren. Die Säule enthält ein vorgewähltes Adsorbens, das von den Bestandteilen der zu analysierenden Probe abhängen würde. Die Bestandteile werden auf dem Adsorbensbett adsorbiert und durch einen Strom von vorgewähltem Trägergas, das durch die Säule fließt, desorbiert.
Die Aufteilung der Probenbestandteile zwischen dem Bett und dem Trägergas erfolgt wiederholt, wenn die Bestandteile durch das Trägergas in Richtung des Kolonnenausgangs getragen werden. Jeder Bestandteil bewegt sich mit seiner eigenen Geschwindigkeit durch die Säule und kommt schließlich aus der Säule heraus und erreicht den Detektor in Form einer Bande.
Das Zeitintervall zwischen zwei Bändern und die Breite jedes Bandes hängen von dem Aufteilungskoeffizientenverhältnis der Bestandteile unter den gegebenen Systemparametern ab. Der Detektor gibt ein Signal aus, das die Entstehungszeit eines Bandes anzeigt.
Das Signal wird verlängert, solange ein bestimmter Bestandteil aus der Säule austritt. Die Größe des Signals würde von der Konzentration des Bestandteils im Trägergas abhängen, die wiederum von ihrer Konzentration in der Probe abhängen würde. Die Daten werden als Zeitdiagramm gegen die Konzentration der spezifischen Bestandteile im Trägergas aufgezeichnet.
Basierend auf der Fläche unter dem Diagramm wird die Konzentration des spezifischen Bestandteils in der Probe geschätzt. Heutzutage sind auf Mikroprozessoren basierende Gaschromatographen verfügbar, die einen Ausdruck erstellen, der die spezifischen Bestandteile und deren Konzentration in einer analysierten Probe auflistet.
Nichtdispersive Infrarotphotometrie (NDIR) :
Das bei dieser Technik involvierte Prinzip ist die bevorzugte Absorption von Infrarotstrahlung durch einen in einer Gasprobe vorhandenen Bestandteil, beispielsweise Kohlenmonoxid (CO).
Eine Einheit hätte die folgenden Komponenten:
(i) eine Infrarotquelle,
(ii) einen Häcksler,
(iii) eine Probenzelle (Flusstyp)
(iv) einen Infrarotdetektor und
(v) Eine Referenzzelle (gefüllt mit einem nicht infrarotabsorbierenden Gas).
Eine nicht-dispersive Infrarot-Einheit funktioniert wie folgt:
Der Chopper würde die Probenzelle und die Referenzzelle intermittierend Infrarotstrahlung aussetzen. Die einfallende Strahlung würde die Referenzzelle nahezu unabsorbiert passieren und würde den Detektor erreichen. Die Intensität der durch die Probenzelle übertragenen Strahlung würde aufgrund der Absorption durch in der durch die Zelle strömenden Probe vorhandenes CO verringert werden.
Die Differenz zwischen den Energiemengen, die den Detektor über die Referenzzelle erreichen, und jener über die Probenzelle wäre proportional zur CO-Konzentration in der Probe. Einige Bestandteile, wie beispielsweise Wasserdampf in einer Probe, stören die quantitative Bestimmung von CO.
Chemilumineszenz-Technik:
Diese Technik beruht auf der Tatsache, dass sich die gebildeten Produktmoleküle bei der Reaktion eines Schadstoffs mit einem spezifischen Reaktionspartner (in einem großen Überschuss) in einem höheren Erregungszustand befinden. Wenn die Produktmoleküle vom höheren Erregungszustand in ihren normalen Zustand (Grundzustand) zurückkehren, wird Energie in Form von Licht freigesetzt.
Die Intensität des emittierten Lichts wäre direkt proportional zur Konzentration des in einer Probe vorhandenen Schadstoffs. Die Intensität des emittierten Lichts wird normalerweise mit Hilfe eines Fotovervielfachers gemessen. Zur Abschätzung der Ozon (O 3 ) -Konzentration in einer Probe wird als Reaktant Ethylen verwendet. Im Falle von NO sollte der Reaktant O 3 sein . Zur Abschätzung von NO 2 wird es zunächst quantitativ zu NO reduziert und dann als NO geschätzt.
Konduktometrische Technik :
Die Grundidee hinter dieser Technik ist die Tatsache, dass, wenn ein bestimmter Schadstoff in einer geeigneten Flüssigkeit absorbiert wird, die elektrische Leitfähigkeit der resultierenden Lösung sich von der des Absorptionsmittels unterscheidet. Die Änderung der Leitfähigkeit wäre proportional zur Konzentration des Schadstoffs in einer Probe. Die Flüssigkeit (Absorbens) sollte so gewählt werden, dass sie nur einen der in einer Probe vorhandenen Schadstoffe absorbiert. Im Allgemeinen wird destilliertes Wasser oder eine wässrige Lösung als Absorptionsmittel verwendet.
Coulometrische Technik :
Die coulometrische Analyse wird durchgeführt, indem ein spezifischer Schadstoff, der in einer gasförmigen Probe vorliegt, mit einer wässrigen Lösung von KI oder KBr in einer Elektrolysezelle umgesetzt wird, wodurch Jod oder Brom freigesetzt wird. Das freigesetzte Halogenid wird an der Kathode der Zelle reduziert.
Der Strom durch das Coulometer wäre proportional zur Menge des freigesetzten Halogenids, die wiederum zur Konzentration des in der Probe vorhandenen spezifischen Schadstoffs proportional wäre. Diese Methode ist nicht spezifisch für Ozon, da sie die gesamten in einer Probe vorhandenen Oxidationsmittel misst.
Spektrometrische Technik :
Diese Technik ähnelt der NDIR. Licht (IR / UV) von einer Quelle wird gefiltert, um Licht aller Wellenlängen außer einem schmalen Band auszusondern, das von einem spezifischen Schadstoff absorbiert wird, der in einer gasförmigen Probe vorhanden ist.
Man läßt solche Strahlen des ausgewählten Wellenlängenbandes durch eine Zelle laufen, durch die eine gefilterte, kondensierbare freie Gasprobe fließen würde. Die Intensität der durchgelassenen Strahlung relativ zu der des nicht gedämpften Strahls wäre proportional zur Konzentration des in der Probe vorhandenen Schadstoffs.
Elektrochemische Technik :
Ein elektrochemischer Analysator kann aus einer semipermeablen Membran, einem Elektrolytfilm, einer Sensorelektrode und einer Referenzelektrode bestehen, die in den Elektrolyten eingetaucht ist. Ein Gasstrom, der den Schadstoff enthält, dessen Konzentration geschätzt werden soll, wird über die semipermeable Membran geleitet.
Der Schadstoff kann selektiv über die Membran wandern und ein Signal (Spannung) im Elektrolytfilm erzeugen. Das Signal (Spannung) würde von der Messelektrode aufgenommen. Die Spannungsdifferenz zwischen der Messelektrode und der Referenzelektrode wäre proportional zur Schadstoffkonzentration in der Probe.
2. Chemische Methoden:
Es gibt zwei chemische Methoden:
(1) Schnellverfahren und
(2) Klassische Methode. Schnelle Methode
Die schnelle Methode liefert Informationen in kurzer Zeit. Es ist kein erfahrener Bediener erforderlich. Für jeden Schadstoff wird ein spezieller Detektor verwendet. Die Konzentrationen einiger Schadstoffe können von niedrig bis ziemlich hoch reichen. Für einen solchen Schadstoff muss je nach Situation ein Detektor mit der entsprechenden Reichweite ausgewählt werden.
Ein Aufbau für die schnelle Analyse besteht aus einem versiegelten Glasrohr (Detektor), das mit einem Schadstoff-spezifischen Reagens gefüllt ist, das an einem inerten Granulat oder dem Reagens selbst in Granulatform adsorbiert ist, und einer handbetätigten Verdrängerpumpe.
Das Rohr ist an jedem Ende mit Stopfen versehen, die als Filter dienen. Diese halten auch die körnigen Partikel als gepacktes Bett. Eine direkte Ableseskala (im Allgemeinen in ppmv-Einheit) ist entlang der gesamten Länge der Röhre aufgedruckt. Die Markierung beginnt unmittelbar nach dem Filterstopfen des vorderen Endes. Das Verfahren eignet sich zur Überwachung der in der Umgebungsluft vorhandenen Schadstoffe.
Das Betriebsverfahren einer solchen Einheit besteht darin, die versiegelten Enden eines Detektorröhrchens (spezifisch für einen bestimmten Schadstoff) zu brechen und dieses so an einer Pumpe anzubringen, dass eine Gasprobe durch das vordere Ende des Rohrs gezogen wird. Durch den Betrieb der Pumpe ist ein bekanntes Volumen einer Probe (wie vom Hersteller des Detektors festgelegt) durch das Rohr zu saugen. Eine sofortige Reaktion zwischen dem Reagens und dem Schadstoff würde stattfinden, was zu einer starken Farbänderung des Granulats in der Röhre führen würde.
Die Länge des angefärbten Abschnitts des körnigen Betts würde von der Konzentration des in einer Probe vorhandenen Schadstoffs abhängen, die von der gedruckten Skala auf dem Rohr abgelesen werden kann. Eine Tube kann nur einmal verwendet werden. Zur Überwachung üblicher anorganischer gasförmiger Schadstoffe sowie einer Vielzahl organischer Schadstoffe stehen Selektorrohre zur Verfügung.
Klassische Methode :
Die klassische Methode wird auch als nasschemische Methode bezeichnet. Diese Methode ist relativ zeitaufwändig und ihre Genauigkeit hängt von den Fähigkeiten eines Analytikers ab. Bei diesem Verfahren kann ein bekanntes Volumen einer staubfreien Gasprobe mit mäßiger Geschwindigkeit durch eine Reihe von Sprudlern fließen, die jeweils ein Lösungsmittel mit oder ohne einige gelöste Reagenzien enthalten.
Je nach vorhandenem Lösungsmittel / Reagens würde jeder Sprudler nur einen bestimmten Schadstoff einfangen. Die Sprudler sind ordnungsgemäß zu sequenzieren. Sobald eine Probe durch den Blasenzug fließen kann, werden diese abgelöst und deren Inhalt zur Abschätzung der eingeschlossenen Schadstoffe quantitativ analysiert.
Methode Nr. 4: Probenentnahme und Analyse nach Belieben:
Es wird manchmal bevorzugt, eine Gasprobe zu sammeln und diese anschließend zu einem geeigneten Zeitpunkt in einem Labor zu analysieren. Um auf diese Weise eine Analyse durchzuführen, ist es notwendig, eine Probe so wie sie ist zu erhalten oder jeden Bestandteil (Schadstoff) quantitativ zu trennen und dann zu konservieren.
Um dieses Ziel zu erreichen, kann einer der folgenden Schritte durchgeführt werden:
(i) Sammlung einer Probe in einem evakuierten Empfänger :
Eine staubfreie Gasprobe wird entweder in einem evakuierten starren Metallbehälter oder in einem flexiblen Beutel aus einem Polymerfilm gesammelt. Das Konstruktionsmaterial des Behälters sollte so gewählt werden, dass die Schadstoffe während der Lagerung nicht physikalisch oder chemisch mit dem Behälter in Wechselwirkung treten und dadurch eine Änderung der Zusammensetzung der gesammelten Probe bewirken.
Eine Probe sollte vor dem Sammeln in einem Behälter auf Raumtemperatur abgekühlt und von festen Partikeln und kondensierbarem Dampf befreit werden. Der mit einer Probe gefüllte Behälter sollte dann zur Analyse in ein Labor transportiert werden. Im Labor kann die Probe entweder durch Abquetschen des Polymerbeutels oder mittels einer Pumpe aus dem starren Behälter aus dem Behälter entnommen werden. Die Analyse der entnommenen Probe kann entweder mit Hilfe geeigneter Instrumente oder mit geeigneten chemischen Methoden durchgeführt werden.
(ii) Sammlung in einem Medium :
Ein flüssiges oder festes Auffangmedium kann verwendet werden, um die in einer Gasprobe vorhandenen Schadstoffe entweder quantitativ zurückzuhalten oder in getrennter Form für ihre nachfolgende Schätzung.
(a) flüssiges Medium
Wenn ein flüssiges Medium verwendet wird, wird das Gerät als "Bubbler-System" bezeichnet. Das System kann mehrere Sprudler in Reihe aufweisen, die jeweils eine Flüssigkeit enthalten, in der ein bestimmter Schadstoff entweder physikalisch absorbiert oder chemisch reagiert wird. Durch jeden Sprudler wird ein bekanntes Volumen der Probe gesprudelt und anschließend wird die Menge des eingeschlossenen Schadstoffs durch ein geeignetes chemisches Analyseverfahren geschätzt. In Tabelle 3.3 sind die chemische Zusammensetzung von Bubbler-Flüssigkeiten und die zur Abschätzung einiger üblicher Schadstoffe verwendeten Analysemethoden aufgeführt.
(b) festes Medium :
Diese Sammelmethode beruht auf der Tatsache, dass, wenn eine staub- und kondensierbare, dampffreie Gasprobe über ein Adsorbensbett geleitet wird, beispielsweise Aktivkohle / aktiviertes Silicagel, die in der Probe vorhandenen Schadstoffe quantitativ adsorbiert werden.
Das für das Sammeln und Aufbewahren der Schadstoffe in einer Gasprobe angewendete Verfahren besteht darin, ein bekanntes Volumen eines Schadstoff tragenden Gases durch einen Behälter zu führen, der ein Adsorbensbett enthält, wobei die Schadstoffe an den Adsorbensgranulaten zurückgehalten werden und der größte Teil des Trägergases ausströmt. Nach der Sammlung wird der Behälter verschlossen und zur Analyse in ein Labor gebracht.
Der allererste Schritt zur Analyse der adsorbierten Bestandteile besteht darin, sie durch Erwärmen des Behälters quantitativ zu desorbieren, während ein Inertgasstrom mit mäßiger Geschwindigkeit durch den Behälter strömt. Die desorbierten Bestandteile werden vom Inertgasstrom in ein Messsystem mitgeführt.
Ein alternatives Verfahren zur quantitativen Gewinnung der adsorbierten Bestandteile besteht darin, solche mit einem bekannten Volumen einer Flüssigkeit (einem Lösungsmittel) zu extrahieren. Anschließend werden die Konzentrationen der im flüssigen Extrakt enthaltenen Bestandteile (Schadstoffe) entweder chemisch oder mit Hilfe geeigneter Instrumente geschätzt.
Aufgrund der bisherigen Diskussion kann gefolgert werden, dass die für die Überwachung gasförmiger Schadstoffe verwendeten Methoden in zwei Gruppen unterteilt werden können:
(i) Die instrumentellen Methoden und
(ii) Die chemischen Methoden.
Die Vorzüge und Nachteile dieser Methoden sind in Tabelle 3.4 aufgeführt.
