Levegőszennyezés, az ülepedő por mérése

Az elmúlt évek folyamán a környezetvédelem kérdése fokozatosan előtérbe került.
Az alábbi cikkünkben a levegőszennyezés-mérés egy kis szeletkéjét, az ülepedő por mérését szeretnénk egy kicsit közelebbről bemutatni.
Az imisszió kialakulására számos tényező van hatással, amelyek állandóan változnak, ezért egy-egy adott területre jellemző imissziós értéket csak hosszabb mérési időszak (pl. egy év) után lehet meghatározni.
Az imissziós ellenőrző-hálózatoknak két fő típusát különböztetjük meg. Az egyik a regisztrációs, vagyis a folyamatos on-line monitoros eljárást, a másik pedig a rendszeres szakaszos mintavételezésű eljárást alkalmazza. Az utóbbi módszerrel kialakított hálózat telepítése kevésbé költséges. A mérőpontok reprezentatív kijelölései a hálózaton belül a vizsgálat céljától függenek, pl. forgalmas útkereszteződés esetén, ha az emberi egészségügyi terhelésre vagyunk kíváncsiak, akkor a mintavételi helyek elhelyezkedése 1,5 m magasságban kell hogy legyen. Háttérszennyezettség megállapításnál a mintavétel a nagyobb településektől min. 100 km távolságban, földi és légi útvonaltól nem érintett ponton történik. Települések alapterhelésének mérésénél az Egészségügyi Világszervezet követelményei irányadóak.

A módszer elve

A légtérben lévő ülepedő, szilárd szennyezők mennyiségének meghatározása gravimetriás módszerrel: a gyűjtőedény adott felületére időegység alatt leülepedett por vízoldható és vízoldhatatlan frakciójának tömegmérésével.

A kimutathatóság határa

Az alkalmazott analitikai mérleg érzékenységétől függ, de legalább 1 mg portömeg legyen.

Eszközök

A vizsgálatnál alkalmazott eszközök:

• Gyűjtőedény
• Mérőhenger, 1000 cm³-es
• Szűrő, 1 mm lyukátmérőjű
• Szűrőtölcsér, 50-60 mm átmérőjű
• Analitikai szűrőpapír, redős, pl. M-N 601 d vagy Whatman 40, illetve ezzel azonos minőségű bemérő edények
• Lapos végű üvegbot (gumicső rátéttel)
• Főzőpohár, 1000 cm³-es
• Bepárlótál, 80 mm átmérőjű
• Szárítószekrény
• Vízfürdő
• Analitikai mérleg, 0,1 mg leolvashatósággal

• Izopropil-alkohol, a. lt.
• Nipagin-N, a. lt.
• Desztillált víz vagy ioncserélt víz

A tartóállványt a kijelölt mintavételi helyen felállítjuk, és elhelyezzük benne a töltőfolyadékot tartalmazó gyűjtőedényt úgy, hogy annak felületi nyílása 1,2-1,5 m magasságban legyen a felszín felett. Ettől különleges célú vizsgálatok esetén eltérhetünk.

• Fagymentes időszakban: 500 cm³ desztillált víz és 0,5 g Nipagin-N.
• Fagyveszélyes hónapokban: 500 cm³ desztillált víz és 100 cm³ izopropil.-alkohol.

A laboratóriumi feldolgozás során külön-külön meghatározzuk a vízoldhatatlan és a vízben oldódó porfrakciót. A kettő összege adja az összes ülepedő por mennyiségét.

A vízoldhatatlan frakció tömegének meghatározása

A mintát 1 mm-es lyukátmérőjű szűrőn átöntve megszabadítjuk a durva szennyezőktől (pl. falevél, gally, madártoll stb.). A szűrőn fennmaradó szennyezést kevés szűrlettel, majd kevés desztillált vízzel utánöblítjük. A szűrletet egyliteres főzőpohárba gyűjtjük. A gyűjtőedény falára rakódott por üledéket gumicső rátéttel ellátott üvegbot segítségével gondosan fellazítjuk, majd kevés desztillált vízzel a szűrlethez mossuk.
A következő művelet az analitikai szűrés, amelyet redősre hajtogatott analitikai szűrőpapíron végzünk. A szűrőt 2 órán át 105 °C-os szárítószekrényben szárítjuk, majd szilikagélt tartalmazó exszikkátorban lehűtve, analitikai mérlegen négy tizedesjegy pontossággal meghatározzuk a tömegét (S). Az így előkészített szűrőpapírt szűrőtölcsérbe helyezzük, és megszűrjük a szuszpenziót. (A mérlegszekrényben is tartsunk szárított szilikagélt!)

A vízoldható frakció tömegének meghatározása

A vízoldhatatlan frakció meghatározásakor félretett szűrletet mérőhengerben 500 cm³-re egészítjük ki desztillált vízzel. Ha a folyadék mennyisége több 500 cm³-nél, akkor a következő 100 cm³-s térfogatjelig töltjük. Az így kiegészített szűrletből 200 cm³-t előzetesen két órán át 105 °C-os szárítószekrényben tartott, és analitikai mérlegen négy tizedes pontossággal lemért bepárlótálba (T) öntünk, és vízfürdőn szárazra pároljuk (200 cm³ szűrletet 80 mm átmérőjű üvegtálba). A bepárlási maradékot két órán át 105 °C-os szárítószekrényben tartjuk, és exszikkátorban lehűtjük, majd négy tizedes pontossággal analitikai mérlegen meghatározzuk a tömegét (Tp).
A két tömeg különbsége a porminta vízoldható részének tömege (T_p-T), 200 cm³ szűrletre vonatkoztatva. Ebből számítjuk a porminta teljes vízoldható részének tömegét.

Számítás

Az ülepedő por a mintavételi idő alatt a gyűjtőedény nyílásának megfelelő felületről gyűlik össze. A meghatározás során erre a felületre határozzuk meg az összegyűlt por tömegét. A gyűjtőedény felületének nagyságát új edények beszerzése után, illetve időszakosan ellenőrizni kell.
A vízoldhatatlan és a vízoldható frakciók mennyiségét g/m² (30 nap) értékben kell megadni. A végeredmény a vízoldható és vízoldhatatlan frakciók összege, az összes ülepedő por mennyisége. Értékét ugyancsak g/m² (30 nap) értékben kell megadni.
Megadhatjuk az eredményt g/m² (30 nap) vagy t/km² (év) mértékegységben is a következő átszámítással:

A vízben nem oldódó rész mennyiségének kiszámítása: