analiza vazduha

GRADSKI ZAVOD ZA ZAŠTITU ZDRAVLJADELATNOSTI HIGIJENE I ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE

LABORATORIJA

HE DM 0089

IZDANJE VAŽI OD: STRANA UKUPNO STRANA BROJ KOPIJE

1 15.05.2002 1 5

IZRADIO:

Ljiljana Adjanski - Spasić

ODOBRIO:

Snežana Matić - Besarabić

POTPIS

METODA ZA ODREĐIVANJE INDEKSA CRNOG DIMA – ČAĐI U VAZDUHU

/tt/file_convert/55721247497959fc0b905a72/document.doc

IZDANJE VAŽI OD: STRANA UKUPNO STRANAHE DM 0089

1 15.05.2002 2 6

1. PREDMET I PODRUČJE PRIMENE

Ova metoda se koristi za određivanje indeksa crnog dima – čađi u vazduhu ambijenta. Metoda je ne lektorisani prevod sa engleskog na srpski Internacionalnog Standarda ISO 9835:1993. Internacionalni Standard ISO 9835:1993, određuje metodu za merenje indeksa crnog dima u uzorku ambijentalnog vazduha.

2. REFERENCE U VEZI SA DRUGIM DOKUMENTIMA

Pravilnik o graničnim vrednostima, metodama merenja imisije, kriterijumi za uspostavljanje mernih mesta i evidenciji podataka (Sl. Glasnik RS, br. 54/ 92)

3. DEFINICE I SKRAĆENICE

Crni dim-Jak, lako-apsorbujući specifičan materijal suspendovan u ambijentalnoj atmosferi.

4. PRINCIP METODE I OPSEG MERENJA

Metoda je zasnovana na merenju refleksije. Namenjena je za merenje indeksa crnog dima u opsegu od 6 do 375 u ambijentalnom vazduhu.

Vazduh se uzorkuje preko filter papira i meri se refleksija nastale mrlje. Ako pretpostavimo da je reflektujuća svetlost sa površine filter papira prošla kroz sloj lako-apsorbujućih čestica dva puta, refleksija sa površine filter papira je proporcionalna apsorpciji svetlosti od strane čestica suspendovanih u vazduhu i u saglasnosti je sa jednačinom:

(1)

gde je

je intezitet reflektovane svetlosti sa površine bojenog papira je intezitet reflektovane svetlosti sa površine čistog papira

je površina bojenog dela filter papira u kvadratnim metrima je zapremina uzorka u kubnim metrimaje apsorpcioni koeficijent ,u metar-1

Tako preuređena jednačina(1) glasi:

(2)

Metoda određena ovim Internacionalnim Standardom može se koristiti za merenje apsorpcionog koeficijenta na bilo kom filteru ali konverzija apsorpcionog koeficijenta ili ekstinkcionog koeficijenta u indeks crnog dima je potpuno proizvoljna operacija, koja se izvodi poređenjem sa tabelama ili graficima. Za dalja objašnjenja videti Aneks A.

5. SMETNJE

6. UPOZORENJE

7. OPREMA I PRIBOR

OPREMA ZA UZORKOVANJE -uređaj za uzorkovanje vazduha treba da bude automatskog tipa za kontinualne operacije. Oprema za uzorkovanje sastoji se od sledečih delova;

- Deo za usisavanje vazduha, konični levak prečnika od 30mm do 50mm od polivinil hlorida. Levak treba da je postavljen vertikalno sa silaznim otvorima na visini ne manje od 2,5m i ne više od 5m iznad zemlje. Treba da je postavljen najmanje 1m horizontalno od bilo kojih spoljašnjih zidova.

- Creva za povezivanje, od polivinil-hlorida, unutrašnjeg prečnika 8mm mm i ne duža od 6m.

- Držač filtera treba da bude od elektroprovodljivog i hemijski inertnog materijala (vodeći

računa o kvalitetu vazduha koji se uzorkuje). Površina otvora treba da je 5cm 2 5%. Isticanje



1 15.05.2002 3 6

kroz filter i ventile (ako se koriste) ne bi trebalo da prelazi 2% od ukupnog protoka. Držač za filter trebalo bi da je tako napravljen da omogućava homogen čestični sloj na površini filtera.

Homogenost čestičnog sloja može se proveriti merenjem refleksije nekoliko tačaka preko prečnika mrlje nastale uzorkovanjem vazduha. Varijacije u refleksiji u okviru mrlje ne treba da prelaze 1% jedinice refleksije.

- Materijali za filter, filter membrana treba da ima efikasnost od približno 100% ako je moguće u opsegu veličine čestica od 0,1 mikron do 5 mikrona.

Varijacije u refleksiji kroz celu površinu ne treba da budu veće od 1 reflektujuće jedinice.Materijal za filter treba da je pogodan za protok od 2m3/d.

PRIMEDBA 2:Refleksija nekorišćenih filtera može varirati od serije do serije, pa je potrebno proveriti promenljivost filtera pre upotrebe.

. Pumpa za uzimanje uzoraka, mora da ima kapacitet da provuče 0,2l/min vazduha sa nameštenim filterom. Ukoliko se koristi membranska pumpa dolazi do minimalne fluktuacije u pritisku pri protoku od 0,2l/min. Pumpa je postavljena pre merača protoka ili merača zapremine.

- Merenje zapremine i kontrola protoka, vrši se pomoću kontrolora protoka koji je sposoban da održi konstantan protok od 5%. Merenje zapremine uzorka vazduha se vrši ili

a) zapisivanjem proteklog vremena i računanjem zapremine uzorkovane pod kontrolisanim protokom

b) čitanjem zapremine provučenog vazduha direktno sa suvog gasometra koji ima tačnost najmanje 5% merene zapremine (protok pri uzorkovanju treba da je 2m3/d 0,2m3/d).

REFLEKTOMETAR, sadrži izvor svetlosti i detektor i ima ili analogi ili digitalni čitač i očitava ili procenat refleksije (lineaerna skala od 0 do 100% refleksije) ili ekstincioni koeficijent (logaritamska skala, od 0 do beskonačnosti)

Reflektometar treba da ima mogučnost merenja apsorpcionog koeficijenta sa preciznošću većom od 5% pri apsorpcionom koeficijentu većim od 10 -5 m-1.

NAPOMENA: U laboratoriji HE uzorci vazduha se uzimaju putem osmokanalnih aparata, koji se istovremeno koriste i za uzimanje uzoraka radi određivanja sumpor dioksida u vazduhu ambijenta. Protok vazduha je 0.5l/ min.

8. HEMIKALIJE I REAGENSI

Za određivanje indeksa crnog dima ne koriste se hemikalije i reagensi.

9. UZORKOVANJE, KONZERVIRANJE I ČUVANJE UZORAKA

Povezati uređaj za uzimanje uzoraka kako je prikazano na slici 1. Ako dve strane filter papira nemaju istu teksturu, staviti papir tako da se suspendovane čestice skupljaju na ravnijoj površini.

Montirati filter za čestice u saglasnosti sa instrukcijama za rukovanje. Proveriti opremu za propuštanje vazduha.

Zabeležiti početno stanje na gasometru.

Uključiti pumpu za uzorkovanje, podesiti protok na 1,4l/min (2m3/d) i zapisati početno vreme. Uzorkovati 24 h.

Na kraju perioda uzorkovanja zapisati protok i vreme. Ugasiti pumpu za uzorkovanje i zabeležiti zapreminu vazduha na gasometru kao i period uzorkovanja do približnog sata i minuta.

Izračunati zapreminu uzorkovanog vazduha, na osnovu protoka i vremena uzorkovanja ili beleženjem sa gasometra.

NAPOMENA: Nakon završenog uzorkovanja, period od sedam dana, filter papir se skida sa aparata i stavlja u čistu i suvu posudu, da bi se dopremio do laboratorije HE./tt/file_convert/55721247497959fc0b905a72/document.doc


1 15.05.2002 4 6

10. KONTROLA KVALITETA

Obezbeđenje poverenja u dobijene podatke postiže se:

- čuvanjem filter papira pre upotrebe u dobro zatvorenim i čistim posudama, (da ne bi došlo do kontaminacije)

- prebrisavanjem držača za filter, prilikom promene filter papira,

- skladištenjem iskorišćenih filter papira u suve i čiste posude

- kalibracijom reflektometra,

11. KALIBRACIJA

Kalibracija reflektometra, se vrši svakodnevo, pre puštanja u rad, kao i na svakih deset uzoraka prilikom analize.

Uputstvo za kalibraciju se nalazi pored aparata.

12.PROCEDURA

MERENJE REFLEKSIJE DIMNIH MRLJA

Staviti reflektometar na refleksiju 100% (apsorbanca je 0) na čist filter papir u saglasnosti sa instrukcijama za rad na reflektometru.

Zameniti čist filter papir sa filter papirom uzorka vazduha, izmeriti refleksiju u saglasnosti sa instrukcijama za rad i zapisati vrednost sa reflektometra (koja treba da je manja od 100% i veća od nule apsorbance).

Merena refleksija treba da je u opsegu 35% do 95% refleksije, što odgovara opsegu 0,64 do 13,13x10-5 za apsorpcioni koeficijent.

Proveriti apsorbancu od 100% na reflektometru na čistom filter papiru u učestanim intervalima, na primer najmanje nakon svake desete dimne mrlje i ponovo podesiti apsorbancu na reflektometru ako je potrebno.

13. IZRAČUNAVANJE

Izračunati apsorpcioni koeficijent , u recipročnim metrima ,koristeći jednačinu(2)

(3)

gde je

R je refleksija mrlje u procentima R0

R0 je refleksija čistog referentnog papira (po definiciji 100%)V je zapemina uzorka vazduha, u kubnim metrima ;A je površina mrlje na filter papiru, u kubnim metrima

Apsorpcioni koeficijent treba da je zaokružen na jednu decimalu.

PRIMEDBA 3 Tabela A.1 može da se koristi za konverziju apsorpconog koeficijenta, , uIndeks crnog, u skladu sa OECD ili EEC referentnim metodama.

NAPOMENA: Izračunavanje indeksa crnog dima u laboratoriji HE vrši se automatskom obradom podataka u programu Microsoft Access.

14. PRILOZI

- Uputstvo za rad na reflektometru

- ANNEX A – KONVERZIJA APSORPCIONOG KOEFICIJENTA U INDEKS CRNOG DIMA, iz Internacionalnog Standarda ISO 9835.

- Tabela A.1 – Apsorpcioni koeficijent i indeks crnog dima- Shematski prikaz povezivanje opreme za uzorkovanje vazduha , slika 1.

Prilog 1; ANNEX A KONVERZIJA APSORPCIONOG KOEFICIJENTA U INDEKS CRNOG DIMA



1 15.05.2002 5 6

A.1 OSNOVNA TEORIJA

Za čiste supstance veza između stepena apsorpcije svetlosti i debljine absorbujućeg materijala data je Lamberovim zakonom koji glasi da su količine upadnog zračenja apsorbovane od strane sukcesivnih slojeva iste debljine lako apsorbujućih supstanci su jednake što se može izraziti jednačinom

(A.1)

gde je

je intezitet upadnog zračenja je intezitet nakon prolaska kroz 1 cm datog materijala je apsorpcioni koeficijent koji je specifičan za specifične materijale je debljina apsorbujućeg sloja

Apsorpcioni koefiijent, ,odnosi se na talasnu dužinu svetlosti i njegova vrednost varira sa talasnom dužinom apsorbujućeg zračenja. Jednačina (A.1) predstavlja transmisiju i apsorpciju monohromatskog zračenja u specifičnoj sredini.

A.2TEORIJA REFLEKTUJUĆEG MERENJA

U toku uzorkovanja, vazduh pada na filter papir i skupljene čestice proizvode mrlju na filter papiru. Jasno je da filteri predstavljaju barijeru za zračenje, nema prolaska svetlosti i neophodno je meriti refleksiju. Prema Lamberovom zakonu (vidi jednačinu A.1) neophodno je pretpostaviti da se površina filtera ispod sloja čestica ponaša kao perfektno ogledalo i zračenje prolazi kroz apsorbujući sloj dva puta.Intezitet zatamnjenja česticama na površini filter papira je izmeren poređenjem zatamnjenja sa blankom. Inteziet upadnog zračenja ,I 0,i transmisionog zračenja I može biti zamenjen sa R i R0, pretpostavljajući da je refleksija R0 papira koji nije izložen zračenju analogna upadnom zračenju.U stvari razlika između upadnog i reflektovanog zračenja postoji zahvaljujući rasipanju, za koje se pretpostavlja da je isto i za slepu probu i za izložen filter papir, pa se zato zanemaruje pri merenju refleksije .Debljina l, apsorbujućeg sloja može se izačunati korišćenjem jednačine

(A.2)

gde je

V zapremina uzorkovanog vazduha, u kubnim metrima A površina mrlje, u kvadratnim metrima, na filteru.

Tako Lamberov zakon može biti adaptiran za merenje refleksije:

(A.3)

gde je apsorpcioni koeficijent ,u recipročnim metrima.Tako ,preuređena jednačina A.3 glasi :

(A.4)

Ovaj princip omogućava merenje refleksije pod strogo kontrolisanim uslovima.

A.3 REFLEKSIJA I MERENJE CRNOG DIMA

Pojam crnog dima je u upotrebi mnogo godina kao rezultat »standardne« metode publikovane od strane Organizacije za Ekonomsku Saradnju i Razvoj(OECD) 1963 godine.«Kalibraciona kriva« je omogućavala merenja refleksije u mikrogramima po kvadratnom centimetru crnog dima, koji onda može biti pretvoren u koncentraciju crnog dima. Pošto se veza između refleksije i gravimetrijske koncentracije može menjati od mesta do mesta i sa vremenom na bilo kom mestu, jasno je da se ne može postići neka univerzalna veza. Upotreba gravimetrijskih jedinica može dovesti do zabune pri merenju crnog dima sa rezultatima gravimetrijskih metoda koje mere masu suspendovanih specifičnih materija u jedinici zapremine vazduha.

Indeks crnog dima je mera zagađenosti atmosfere./tt/file_convert/55721247497959fc0b905a72/document.doc


1 15.05.2002 6 6

EEC Referentna Metoda za Crni Dim i OECD metoda koriste Whatman N 0 filter papir i EEL reflektometar za dim. EEL reflektometar koristi belu svetlost i efikasnost Whatman N 01 filter papira je sasvim niska.Tako veza između reflektujućeg i apsorpcionog koeficijenta odstupa od idealne situacije predstavljene jednačinom A.4

Idealna situacija jedino postoji kadaa) se koristi monohromatska svetlostb) se specifične materije skupljaju na površini filter papira

Kada se koriste Whatman N0 filter papir čestice prodiru duboko u papir i neke prolaze kroz njega. Pod ovim uslovima pokazano je da je jednačina (A.4) aproksimirana:

A(5)

Teorijski apsorpcioni koeficijent (jednačina A.4) određen u standardnoj metodi je povezan sa modifikovanim apsorpcionim koeficijentom (jednačina A5):

(A.6)

Konverzija apsorpcionog koeficijenta u indeks crnog dima je potpuno proizvoljna operacija koja se izvodi poređenjem sa tabelom ili grafikonom. Apsorpcioni koeficijent je adekvatan indeksu crnog dima i prevođenje u »koncentraciju crnog dima« izvodi se poređenjem sa kalibracionom krivom na slici A.1 a detaljni podaci za prevođenje dati su u tabeli A.1.Merenja se vrše sa Whatman N0 filter papirom i reflektometrom EEL tip 43 za crni dim.Pri merenjima se mogu koristiti druge kombinacije filter papira i reflektometra ali nije moguće ih dovesti u vezu direktno sa OECD i EC podacima korišćenim za kalibracionu krivu na slici A.1.


analiza vazduha

Documents