2023-08-04

Övervakning av utsläpp genom långtidsprovtagning

Övervakning av utsläpp sker ofta med hjälp av kontinuerligt arbetande instrument som ger mätresultat nästan i realtid. Data kan sedan medelvärdesbildas och jämföras med utsläppsgränserna. Att använda den här typen av instrument är inte bara en möjlighet utan ofta ett lagstadgat krav.
Detta är ofta fallet för många av de vanligt förekommande föroreningarna som NO_X, SO₂, CO, NH₃, HCl och stoft, och för stödparametrar som flöde, temperatur och tryck.

Kontinuerlig övervakning kontra provtagning

Det finns dock situationer där kontinuerlig övervakning i realtid inte krävs. Ett exempel på detta är när föroreningsnivåerna förväntas vara stabila och/eller låga, och lagstiftarna har beslutat att det är tillräckligt att verifiera detta endast med vissa intervall. Då kan kortvarig provtagning med långa intervall tillämpas.

Med "provtagning" avses här att en ström av rökgas leds genom ett filter eller ett adsorberande material inuti en behållare, vilket leder till ackumulering av föroreningar av intresse. Efter en viss provtagningsperiod, kanske bara en timme eller så, tas behållaren ut ur gasflödet och dess innehåll av föroreningar (provet) kan analyseras. Som en avvägning mellan förmågan att fånga upp avvikelser från det förväntade och driftskostnaderna kan intervallet mellan provtagningarna ofta vara flera månader eller till och med ett år.

Korttidsprovtagning

Ett exempel där denna typ av provtagning på kort sikt och med långa intervall tillämpas är övervakningen av utsläpp av vissa metaller som As, Cd, Co och Cr från avfallsförbränningsanläggningar inom Europeiska unionen. Tre prover skall tas under minst 30 minuter vardera - "korttid". Det räcker att göra detta en gång var sjätte månad - det "långa intervallet". Varje prov samlas upp på ett filter, och metallinnehållet som ackumulerats på filtret bestäms vanligtvis på ett laboratorium t.ex. med hjälp av röntgenfluorescens (XRF).

Med detta sagt måste det noteras att "provtagning" också kan ha andra betydelser i utsläppskontrollsammanhang. Specifikt kan det också avse den metod genom vilken en liten del av rökgasen kontinuerligt extraheras och leds till gasanalysinstrument. Rökgasen "provtas", men inget "prov" skapas och bevaras. I stället tillhandahålls utsläppsdata kontinuerligt.

Långtidsprovtagning

Så långt allt väl, men vad händer om koncentrationen av en förorening varierar avsevärt över tiden, men det inte finns några instrument tillgängliga för att mäta koncentrationen kontinuerligt i realtid? Provtagning på kort sikt och med långa intervall skulle inte fungera eftersom resultaten förmodligen inte skulle vara representativa för faktiska utsläpp. Provtagning på kort sikt med korta intervall skulle fungera, men kostnaderna och andra praktiska aspekter gör det till en mindre attraktiv metod.

Det som då återstår är långtidsprovtagning, med lika långa intervall mellan provanalyserna. Särskild uppmärksamhet måste då ägnas åt provtagningshastigheten där hastigheten vid munstycket bör vara densamma som hastigheten hos den omgivande rökgasen. Detta kallas isokinetisk provtagning.

Provanalys

Efter provtagningsperioden skickas adsorbentbehållaren till ett laboratorium för analys. Här kan den totala vikten av den förorening som ackumulerats i adsorbenten bestämmas. Genom att dividera denna vikt med den totala provvolymen som passerat adsorbentbehållaren under provtagningsperioden erhålls en föroreningskoncentration. Tack vare den isokinetiska provtagningen är denna koncentration också lika med den genomsnittliga koncentrationen av föroreningar i den provtagna rökgasen under provtagningsperioden.

Långtidsprovtagningen blir i praktiken kontinuerlig genom att en ny adsorbentbehållare sätts in i provflödet strax efter att den tidigare exponerade behållaren har avlägsnats. Efterföljande resultat från provanalyserna ger då en kontinuerlig serie av koncentrationsdata, dock med mycket låg tidsupplösning.

Ett exempel på långtidsprovtagning

Ett exempel där långtidsprovtagning tillämpas finns i EU:s förordningar om avfallsförbränning. Dioxiner och furaner (mer exakt "polyklorerade dibenso-p-dioxiner och -furaner, PCDD/PCDF") kan uppstå vid förbränning av plast och farligt avfall. Dessa ämnen är mycket giftiga och skadliga för miljön även i mycket låga koncentrationer, och utsläppen bör därför övervakas. Dessutom kan koncentrationerna i rökgaserna variera kraftigt beroende på bränslesammansättning och förbränningstemperatur varför kontinuerlig eller halvkontinuerlig övervakning kan krävas.

Det finns inga praktiska mätmetoder för att i realtid tillgängliggöra de eftertraktade nivåerna så långtidsprovtagning föreskrivs. Provtagningstiden är två till fyra veckor. Provanalyserna utförs sedan på laboratorier med GC-MS-instrument (gaskromatografi-masspektrometri). Den långa provtagningstiden gör att ackumuleringen av dioxiner och furaner i låga koncentrationer kan matcha GC-MS-instrumentens detektionsförmåga. Provtagningen ska upprepas minst en gång i månaden.

OPSIS DX100

OPSIS erbjuder en långtidsprovtagare för PCDD/PCDF med namnet DX100 och som uppfyller EN 1948-standarderna för provtagning som krävs enligt EU:s direktiv om industriutsläpp. Vänligen kontakta OPSIS eller dess representanter för mer information om DX100.