Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9237-1:2012 - ISO 11338-1:2003

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9237-1:2012 - ISO 11338-1:2003 trình bày nội dung về phát thải nguồn tĩnh - xác định hydrocacbon thơm đa vòng pha khí và pha hạt - phần 1: lấy mẫu. Tiêu chuẩn này mô tả phương pháp xác định nồng độ khối lượng các hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) trong khí ống khói của nguồn tĩnh như nhà máy luyện nhôm, sản xuất than cốc, lò đốt chất thải, nhà máy điện, các thiết bị, phương tiện đốt chất thải công nghiệp và sinh hoạt.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9237-1:2012 ISO 11338-1:2003 PHÁT THẢI NGUỒN TĨNH - XÁC ĐỊNH HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG PHA KHÍ VÀ PHA HẠT - PHẦN 1: LẤY MẪU Stationary source emissions - Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons - Part 1: Sampling Lời nói đầu TCVN 9237-1:2012 hoàn toàn tương đương với ISO 11338-1:2003 TCVN 9237-1:2012 Tổng cục Môi trường biên soạn, Bộ Tài nguyên Môi trường đề nghị, Bộ khoa học Công nghệ công bố Bộ tiêu chuẩn TCVN 9237 (ISO 11338), Phát thải nguồn tĩnh - Xác định hydrocacbon thơm đa vòng pha khí pha hạt gồm hai phần: - Phần 1: Lấy mẫu; - Phần 2: Chuẩn bị, làm xác định mẫu Lời giới thiệu Hydrocacbon thơm đa vịng (PAH) nhóm hydrocacbon thơm, số chất nhóm số chất khác có khả gây ung thư cho người Sự phơi nhiễm người với PAH qua thức ăn, đất, nước, khơng khí da tiếp xúc với vật liệu có chứa PAH Trong PAH tạo nên q trình tự nhiên (ví dụ cháy rừng), phát thải vào khí người gây hợp chất có nguồn gốc từ đốt cháy than, khí, gỗ dầu, từ q trình sản xuất cơng nghiệp khác sản xuất than, luyện nhôm từ xe cộ Định lượng PAH phát thải vào khí từ nguồn tĩnh phần quan trọng đánh giá tác động mơi trường q trình sản xuất cơng nghiệp PHÁT THẢI NGUỒN TĨNH - XÁC ĐỊNH HYDROCACBON THƠM ĐA VỊNG PHA KHÍ VÀ PHA HẠT - PHẦN 1: LẤY MẪU Stationary source emissions - Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons - Part 1: Sampling Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn mô tả phương pháp xác định nồng độ khối lượng hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) khí ống khói nguồn tĩnh nhà máy luyện nhơm, sản xuất than cốc, lị đốt chất thải, nhà máy điện, thiết bị, phương tiện đốt chất thải công nghiệp sinh hoạt Tiêu chuẩn mô tả ba phương pháp lấy mẫu, cho giá trị tương đương quy định yêu cầu tối thiểu để lấy mẫu PAH cách hiệu Ba phương pháp lấy mẫu phương pháp pha loãng (A), phương pháp lọc/ngưng tụ/hấp thụ làm nóng (B) phương pháp làm mát đầu lấy mẫu/hấp phụ (C) Cả ba phương pháp dựa lấy mẫu đại diện đẳng tốc, PAH thường kèm với bụi khí ống khói Thơng tin tiêu chuẩn nhằm để hỗ trợ việc lựa chọn phương pháp lấy mẫu phù hợp để ứng dụng đo cần xem xét Tiêu chuẩn không áp dụng cho lấy mẫu nguồn thời phát thải PAH CHÚ THÍCH: Phương pháp chuẩn bị mẫu, làm phân tích mơ tả TCVN 9237-2 (ISO 11338-2) phương pháp kết hợp với phương pháp lấy mẫu mô tả tiêu chuẩn để hồn tất tồn quy trình đo Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 5966:2009 (ISO 4225:1994), Chất lượng khơng khí - Những khái niệm chung - Thuật ngữ định nghĩa TCVN 5977:2009 (ISO 9096:2003/Cor 1:2006), Phát thải nguồn tĩnh - Xác định nồng độ khối lượng bụi phương pháp thủ công ISO 12141, Stationary source emissions - Determination of mass concentration of particulate matter (dust) at low concentrations - Manual gravimetric method (Phát thải nguồn tĩnh - Xác định nồng độ khối lượng bụi nồng độ thấp - phương pháp trọng lượng thủ công) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, áp dụng thuật ngữ định nghĩa TCVN 5966 (ISO 4225) thuật ngữ sau: 3.1 Ống khói (chimney) Ống đoạn ống cuối trình tĩnh sử dụng để phát tán khí cịn lại q trình 3.2 Nồng độ khối lượng (mass concentration) Nồng độ chất khí ống khói, thể đơn vị khối lượng mét khối 3.3 Hydrocacbon thơm đa vòng (polycyclic aromatic hydrocarbon) PAH Hợp chất có chứa hai nhiều vòng thơm tạo nên từ nguyên tử cacbon hydro 3.4 Phát thải nguồn tĩnh (stationary source emissions) Khí phát thải nhà máy trình tĩnh dẫn đến ống khói để phát tán vào khí Nguyên tắc yêu cầu tối thiểu ba phương pháp lấy mẫu 4.1 Nguyên tắc Thiết bị dùng cho ba phương pháp lấy mẫu, minh họa Hình B.1 (Phương pháp A), Hình B.2 Hình B.3 (Phương pháp B) Hình B.7 (Phương pháp C), áp dụng cho lấy mẫu PAH từ nguồn tĩnh Các thiết bị cho kết tương đương, nhiên không công bố phép thử so sánh để thiết lập giá trị Nói chung, PAH có pha khí pha hạt, nên PAH thu thập số phận chuỗi lấy mẫu: màng lọc bụi, bình ngưng tụ lớp hấp phụ rắn lỏng Việc lựa chọn phương pháp lấy mẫu phụ thuộc vào việc ứng dụng đo (xem Bảng A.1 Bảng A.2) Ba phương pháp lấy mẫu A, B C nêu chi tiết Điều 5, Điều Điều tương ứng Phụ lục A cung cấp thơng tin thêm tính áp dụng phương pháp lấy mẫu Sau chiết làm sạch, PAH định lượng máy sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) dùng detector huỳnh quang, điốt detector UV, GC-FID/MS (MS độ phân giải thấp cao) Phương pháp áp dụng để chuẩn bị, làm xác định mô tả TCVN 9237-2 (ISO 11338-2) 4.2 Yêu cầu chung tối thiểu tất phương pháp lấy mẫu Các bước sau phải tiến hành tương ứng với phương pháp lấy mẫu chọn a) Tiến hành lấy mẫu đẳng tốc điểm đại diện mặt cắt ngang ống dẫn, theo TCVN 5977 (ISO 9096) b) Trước lấy mẫu, súc rửa mặt thiết bị lấy mẫu axeton, diclorometan metanol sau toluen Cách khác, nhúng phận vào metanol đưa chúng vào máy rung siêu âm h, sau sấy khơ 150 oC Bảo quản bình rửa phân tích kết cho thấy bình mẫu bị nhiễm bẩn trước lấy mẫu, ví dụ kết vượt giới hạn phát thải phù hợp c) Tiến hành kiểm tra độ rị rỉ trước quy trình lấy mẫu Nếu khớp nối thiết bị làm thủy tinh nhám, rị rỉ kiểm tra cách làm ẩm khớp nối với nước Không sử dụng dầu mỡ cho mục đích d) Vận tốc dịng tối thiểu lớp chất hấp thụ phải đạt: - Đối với XAD-2 (độ dày 50 mm, dung tích 35 cm3): nhỏ 34 cm/s; - Đối với bọt PU (độ dày 50 mm, dung tích 98 cm 3): nhỏ 30 cm/s e) Kiểm tra lô màng lọc, dung môi thuốc thử để chuẩn bị mức PAH f) Các phận thủy tinh thiết bị lấy mẫu phải bảo vệ tránh ánh sáng mặt trời trình sau lấy mẫu, làm mát sau lấy mẫu làm sau trình chiết mẫu g) Làm đầu lấy mẫu sau lần lấy mẫu Rửa thêm lần lấy mẫu h) Nếu đầu lấy mẫu bị nhiễm bẩn bụi mà không loại bỏ dễ dàng, lau bụi thạch anh ngâm với axeton Chiết thạch anh với màng lọc i) Nếu thiết bị lấy mẫu làm địa điểm đo để sử dụng lại, đầu lấy mẫu, vỏ màng lọc tất phận thiết bị lấy mẫu tiếp xúc với khí mẫu bị nhiễm bẩn phải xúc rửa axeton, diclorometan metanol cuối toluen Cũng trước, mẫu phải lưu giữ để tránh nhiễm bẩn chéo mẫu j) Chiết mẫu vòng tuần tốt trước 24 h Bảo quản mẫu nơi tối - oC 4.3 Yêu cầu chung chuẩn bị lấy mẫu Các bước sau cần phải tiến hành tương ứng với phương pháp lấy mẫu chọn a) Lựa chọn vị trí lấy mẫu tiến hành biện pháp an tồn cá nhân, tính phù hợp với mặt cắt lấy mẫu (theo TCVN 5977 (ISO 9096)), khả tiếp cận nguồn điện có sẵn b) Trước bắt đầu lấy mẫu, xác định khối lượng riêng, áp suất, nhiệt độ khí ống khói, cần, thành phần khí Ngồi ra, để đảm bảo điều kiện đẳng tốc, xác định vận tốc nhiệt độ mặt cắt ngang ống dẫn khí ống khói, lựa chọn kích thước xác đầu lấy mẫu tính theo vận tốc khí ống khói lưu lượng tối đa đạt qua thiết bị lấy mẫu để đảm bảo thiết bị lấy mẫu có đủ khả lấy mẫu đẳng tốc tất điểm phép đo mặt cắt ngang ống dẫn c) Các phận thiết bị lấy mẫu tiếp xúc với mẫu làm cẩn thận phịng thí nghiệm cần phải - Vận chuyển hộp sạch, tất phận phải làm kín cẩn thận; - Lắp ráp chỗ, cẩn thận tránh chạm ngón tay người lấy mẫu với phận thiết bị lấy mẫu tiếp xúc với mẫu sau d) Sau lấy mẫu, bảo quản tất vật liệu có chứa mẫu PAH điều kiện mát tránh ánh sáng Các số liệu sau cần ghi lại q trình lấy mẫu: - Thể tích mẫu (điều kiện tiêu chuẩn); - Nhiệt độ mẫu (trên đồng hồ đo khí); - Vận tốc dịng khí trung bình; - Đường kính ống khói; - Độ ẩm khí ống khói; - Hàm lượng oxy trung bình khí ống khói giai đoạn lấy mẫu; - Nhiệt độ áp suất tĩnh ống khói; - Lưu lượng mẫu Để ước lượng khả có chất nhiễm bẩn thiết bị lấy mẫu mẫu nền, cần mang thêm thiết bị lấy mẫu đến vị trí lấy mẫu thiết bị xúc rửa phân tích Sự nhiễm bẩn khơng mong muốn xuất ngẫu nhiên, cung cấp giá trị ước tính mẫu trắng Do đó, bù trừ khơng tính đến Tuy nhiên, kết mà đóng góp mẫu trắng đáng kể cần xử lý cẩn thận CHÚ THÍCH: Để thu thơng tin tính thiết bị lấy mẫu, chuẩn nội bổ sung vào thiết bị lấy mẫu (ví dụ màng lọc chất hấp thụ) chuẩn thu hồi chúng đo Tuy nhiên, chuẩn nội liên kết với màng lọc theo cách thức khác với PAH liên kết với tro, có khác tiến hành lấy mẫu chiết mẫu Phương pháp A - Phương pháp pha loãng 5.1 Nguyên tắc Một phần khí ống khói lấy mẫu đẳng tốc qua đầu lấy mẫu làm nóng tới nhiệt độ khí ống khói Khí ống khói làm mát nhanh xuống nhiệt độ 40 oC buồng trộn cách lọc sấy khô, phù hợp, khí làm mát Việc pha lỗng nhằm ngăn ngừa ngưng tụ nước có mẫu khí Ngồi ra, việc pha lỗng nhằm giảm thiểu phản ứng PAH với thành phần khí ống khói khác, ví dụ NO, NO 2, SO2, SO3 HCl Điều kiện lấy mẫu phải tương tự với q trình pha lỗng làm mát tự nhiên khí ống khói phát thải vào khí Khí ống khói pha lỗng sau qua màng lọc sợi thủy tinh silicon thấm dầu parafin Màng lọc giữ lại thành phần PAH có vòng đến vòng Nếu yêu cầu lấy mẫu có nhiều PAH dễ bay (hợp chất 2- vịng 3- vịng), lớp hấp phụ rắn kết hợp lắp phía sau màng lọc hệ thống lấy mẫu Lưu lượng dịng khí mẫu qua đầu lấy mẫu cần phải nằm khoảng từ m 3/h đến m3/h Thông thường khoảng thời gian 1,5 h lấy mẫu, lấy đủ lượng PAH để phân tích, thường vào khoảng m3 đến 10 m3 Sau lấy mẫu, màng lọc lớp hấp thụ rắn, dùng, chiết phân tích Sơ đồ đại diện thiết bị lấy mẫu thử nghiệm minh họa Hình B.1 5.2 Yêu cầu tối thiểu Quy trình sau cần phải tuân theo a) Duy trì nhiệt độ màng lọc < 40 oC Tránh ngưng tụ màng lọc b) Kể giai đoạn lớp hấp thụ rắn lắp sau màng lọc PAH dễ bay báo cáo c) Thay màng lọc hấp thụ rắn để làm khơng khí pha lỗng lấy 100 m thể tích khí Porapak PS ví dụ sản phẩm thương mại phù hợp Thông tin tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn xác nhận tiêu chuẩn sản phẩm 5.3 Chuẩn bị lấy mẫu 5.3.1 Chuỗi lấy mẫu vận hành chuỗi lấy mẫu Các phần chuỗi lấy mẫu để lấy mẫu định lượng phần khí ống khói gồm có mũi lấy mẫu, khớp nối đầu lấy mẫu Mũi lấy mẫu dùng phải có đường kính hiệu dụng từ mm đến 30 mm Lựa chọn kích thước xác mũi lấy mẫu, theo ISO 12141 TCVN 5977 (ISO 9096), để đảm bảo lấy mẫu đẳng tốc Làm nóng đầu lấy mẫu để nhiệt độ đầu lấy mẫu tương tự khí ống khói; Biện pháp ngăn ngừa thay đổi PAH gia tăng nhiệt độ thay đổi tình trạng kết tủa thành phần mẫu khí Đo nhiệt độ khí mẫu lối đầu lấy mẫu kiểm soát nhiệt độ đầu lấy mẫu cách sử dụng điều nhiệt Sử dụng đầu lấy mẫu có đường kính từ mm đến 10 mm; đường kính đầu lấy mẫu phụ thuộc vào kích thước ống dẫn khí ống khói Nhiệt lượng đầu đầu lấy mẫu từ 250 W/m đến 500 W/m, tùy thuộc vào chiều dài ống mức độ cách nhiệt Trong buồng trộn, khí ống khói hỗn hợp với khơng khí khơ xung quanh Khơng khí pha lỗng vào góc phải theo hướng dịng khí ống khói lấy mẫu, trước tiên lệch xuống theo thành buồng trộn trộn với khí ống khói, qua ống cách nhiệt (dài từ mm đến 10 mm) vào buồng trộn Vùng trộn khí có chiều dài 150 mm có đường kính 50 mm Màng lọc mẫu đặt lối buồng trộn, màng lọc khí pha lỗng đặt lối vào buồng trộn Màng lọc gắn lên lớp bọc màng lọc hai phần, làm kín vịng O cố định khóa kín với kênh trộn Lớp hấp phụ rắn nối phía sau hai màng lọc cần phải đo PAH 2- 3- vịng Vỏ bọc màng lọc có chứa cảm biến để đo nhiệt độ dòng lấy mẫu pha lỗng khơng khí pha lỗng Hộp màng lọc lấy mẫu nối với đo lưu lượng tổng số khí ống khói lấy mẫu khơng khí pha lỗng ống mềm Lưu lượng khơng khí pha lỗng đo trước khơng phí pha lỗng lọc tương tự Đo lưu lượng dòng tiến hành cách đo độ giảm áp suất qua vòi phun đo áp suất tuyệt đối cảm biến nhiệt độ Pt-100 Có thể sử dụng thiết bị đo lưu lượng phù hợp hiệu chuẩn khác Kích thước vịi phun phải có tỉ lệ đường kính (d) với đường kính mặt phẳng (D) (d/D)2 = 0,56 Hằng số hiệu chuẩn vòi phun xác định khoảng thời gian phù hợp phịng thí nghiệm sau kiểm tra cách vận hành hai mũi lấy mẫu thiết bị lấy mẫu Quy định lưu lượng mẫu phải đảm bảo lấy mẫu đẳng tốc lấy tự động qua vi xử lý, đánh giá kiểm soát kiểm soát; việc vận hành thủ cơng thực điều chỉnh lưu lượng 10 lần Hệ thống kiểm soát tự động đảm bảo cho lưu lượng khí mẫu trì điều kiện đẳng tốc nhiệt độ màng lọc không vượt 40 oC Giá trị ban đầu thiết lập trước lấy mẫu dựa nhiệt độ, áp suất vận tốc dịng ống dẫn khí ống khói đo lưu lượng dòng, thành phần khí ống khói Giá trị lý thuyết lưu lượng khí mẫu sau tính từ nhiệt độ đo được, áp suất vận tốc khí ống dẫn khí ống khói đo lưu lượng khoảng thời gian s phù hợp, lưu lượng mẫu khơng khí pha loãng thay đổi tự động Thiết bị đo áp suất, nhiệt độ, vận tốc khí ống khói thành phần khí ống khói, đặc biệt độ ẩm yêu cầu Bơm chân không, quạt thổi bơm khí nén dùng cho phần Khơng khí pha lỗng qua tháp làm khơ để giảm hàm lượng ẩm khí làm mát, phù hợp sử dụng thay đổi nhiệt 5.3.2 Chuẩn bị Trước lấy mẫu, chuẩn nội hịa tan metanol axeton phân phối đồng qua mặt phẳng lọc và/hoặc lớp hấp phụ rắn Màng lọc khơng dùng cho lấy mẫu Quạt thổi Root ví dụ sản phẩm thương mại phù hợp Thông tin đưa nhằm tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này, xác nhận tiêu chuẩn sản phẩm cho đến h sau chuẩn nội dùng Màng lọc có chuẩn nội bảo quản vài ngày bảo quản -7 oC ánh sáng Kiểm tra rị rỉ hệ thống lấy mẫu trước đầu lấy mẫu đưa vào ống dẫn khí ống khói Để kiểm tra rị rỉ hệ thống, đóng nắp mũi lấy mẫu phận làm khít khí vào tháp làm khô Bật phận ngưng tụ để tạo áp suất tuyệt đối thấp thiết bị lấy mẫu dùng lấy mẫu Sau đóng van khóa Thể tích dịng rị rỉ đo phải nhỏ % lưu lượng dòng mẫu Nếu độ rò rỉ lớn hơn, phải xác định loại bỏ rò rỉ (phần lớn thường xuất từ vòng -O từ nối) Trước bắt đầu lấy mẫu, kiểm tra thông số thực nghiệm số lưu trữ xử lý kiểm soát, dùng và, cần, thay thông số cho q trình lấy mẫu sau Sau lắp đầu lấy mẫu vào đường ống khí ống khói, có van khóa để ngăn ngừa dịng chảy ngược lấy mẫu Làm nóng sơ phần ống đến nhiệt độ khí ống khói, thơng thường sau kiểm tra rị rỉ Thay màng lọc lớp hấp phụ rắn dùng để làm khơng khí pha lỗng sau 100 m3 thể tích khí qua màng lọc 5.3.3 Lấy mẫu Khi đầu lấy mẫu đặt vào vị trí lấy mẫu xác ban đầu ống dẫn, bắt đầu lấy mẫu Điều chỉnh lấy mẫu pha lỗng kiểm sốt xử lý tự động điều chỉnh tay Tại thời điểm bắt đầu q trình lấy mẫu, đặt khơng khí pha lỗng mức tối đa, mở van khóa điều chỉnh van kiểm sốt khơng khí pha lỗng lấy mẫu khí ống khói lưu lượng dịng khí cho lấy mẫu đẳng tốc thiết lập Điều chỉnh lưu lượng khơng khí pha lỗng van để nhiệt độ màng lọc mẫu 40 oC (xem hướng dẫn vận hành nhà sản xuất) Trong trình lấy mẫu sử dụng kiểm sốt tự động, hình hiển thị nhiệt độ màng lọc lấy mẫu, thể tích mẫu hút, phần dịng khí hút nhiệt độ, áp suất, áp suất chênh lệch dịng khí ống khói khơng khí làm mát dịng khí tổng (khí ống khói khơng khí làm mát) khoảng thời gian cách s Thông số tương tự ghi lại khoảng thời gian 10 ngắn tiến hành điều chỉnh tay Lấy mẫu bị gián đoạn thời điểm sau tiếp tục lấy mẫu với cài đặt khơng đổi, ví dụ đo hệ thống, để kết hợp đầu lấy mẫu với hệ thống đo khác Đóng van ngắt tắt bơm kết thúc trình lấy mẫu Tùy thuộc vào kiểm sốt tự động dùng, liệu thu được in ra, lưu giữ hiển thị Sau thiết bị lấy mẫu tháo rời màng lọc mẫu lớp hấp phụ rắn tháo bảo quản Màng lọc mẫu bảo quản tránh tia UV bảo quản hộp kín khí túi polyetylen bảo quản điều kiện nhiệt độ thấp (-7 oC) tối tới chiết Lớp hấp phụ để lại hộp hấp phụ đóng kín có nắp thủy tinh tránh ánh sáng Các phận hệ thống lấy mẫu trước hộp hấp phụ có tiếp xúc với khí ống khói phải kiểm tra kết luận phép đo để lại làm sạch, cần Phần dư bổ sung vào vật liệu phân tích, chiết với màng lọc Sau lấy mẫu, phân tích phần sau: - Màng lọc, - Lớp hấp phụ rắn, - Dung dịch rửa CHÚ THÍCH: Có thể phân tích màng lọc khơng khí pha lỗng hấp phụ làm mẫu trắng, để có thơng tin khả bị nhiễm bẩn từ khơng khí xung quanh q trình lấy mẫu Phương pháp B - Phương pháp hấp phụ/ngưng tụ/lọc (gia nhiệt) 6.1 Ngun tắc Khí ống khói hút đẳng tốc từ ống dẫn qua mũi đầu lấy mẫu gia nhiệt đưa đến màng lọc bụi hộp gia nhiệt Giữ cho màng lọc có nhiệt độ điểm sương khí ống khói nhiệt độ không lớn nhiệt độ ống dẫn Nếu lượng bụi lớn khí mẫu, sử dụng lọc xiclon thạch anh đặt phía trước màng lọc để ngăn ngừa màng lọc bị tải Có thể phải sử dụng đầu lấy mẫu thạch anh, thủy tinh titan phù hợp Cho tồn dịng phần lượng dịng khí biết qua ngưng tụ gắn phía sau màng lọc để làm mát mẫu khí xuống 20 oC Thu hồi khí PAH cách ngưng tụ bình chứa dung dịch hấp thụ và/hoặc hấp phụ lên lớn hấp phụ rắn phía sau ngưng tụ Vì khí ống khói mát làm lạnh ngưng tụ nên thu gom hàm lượng ẩm Phải sử dụng thiết kế thiết bị lấy mẫu chất ngưng tụ thu gom túi trước khí ống khói qua hấp phụ, chất ngưng tụ khí qua hấp phụ sau tới túi ngưng tụ Khơng có cơng bố so sánh hai phương pháp thời điểm ban hành tiêu chuẩn Lưu lượng mẫu từ m3/h đến m3/h, tùy thuộc vào thiết kế hệ thống lấy mẫu Sau lấy mẫu, rửa thiết bị lấy mẫu lớp hấp phụ dung dịch hấp phụ, tùy thuộc vào thiết bị sử dụng, chiết phân tích màng lọc rửa axeton/toluen 6.2 Yêu cầu tối thiểu Quy trình sau phải tuân thủ: a) Đặt màng lọc ống dẫn mặt ngồi ống khói hộp đựng màng lọc gia nhiệt b) Giữ màng lọc, nằm ống dẫn, nhiệt độ với nhiệt độ khí ống khói c) Gia nhiệt màng lọc dùng ngồi ống khói tới nhiệt độ điểm sương khí ống khói d) Nhiệt độ khí mẫu sau qua ngưng tụ phải nhỏ 20 oC e) Dòng hấp thụ lớp hấp phụ rắn dùng để thu gom khí PAH Hiệu suất thu hồi hấp phụ hấp thụ phải xác nhận chất PAH cần phân tích 6.3 Chuẩn bị lấy mẫu 6.3.1 Hệ thống lấy mẫu vận hành hệ thống lấy mẫu Lấy mẫu tiến hành có khơng có chia dịng khí mẫu Bộ chia dòng (ngắt) sử dụng dòng lấy đẳng tốc lớn để có hiệu suất hấp phụ tốt qua hấp phụ lắp sẵn Thiết bị mẫu thông thường gồm màng lọc bụi, ngưng tụ, hấp phụ thiết bị kiểm sốt dịng có đồng hồ đo khí, bơm điều chỉnh dòng Đầu lấy mẫu mũi lấy mẫu phải làm titan, thép không gỉ, thủy tinh thạch anh Polytetrafluoetylen (PTFE) fluoroelastomer sử dụng để làm kín khớp nối lớp vỏ bọc đỡ màng lọc Nếu cần thiết bị chia dòng, đặt chia dòng phía sau màng lọc bụi Đặt thiết bị để đo điều chỉnh dịng để đạt điều kiện đẳng tốc Xử lý dịng nhánh mơ tả thiết bị khơng có chia dịng Làm đầu lấy mẫu sau lấy mẫu cách rửa toluen hexan Ống thủy tinh thạch anh nên đưa vào ống hút đường ống Ống di chuyển sau lấy mẫu, sau cắt thành nhiều để chiết phịng thí nghiệm Nối màng lọc với đầu lấy mẫu phía ngồi phía ống dẫn Nếu màng lọc bên phải gia nhiệt Đối với nhiệt độ khí ống khói lớn 120 o C, sử dụng ống hút khơng khí ống hút làm mát nước Nếu mẫu khí ống khói có chứa nồng độ bụi cao (ví dụ > 100 mg/m3) thạch anh để lọc sơ xylon sử dụng trước màng lọc cuối cùng, thường nhẵn/phẳng ngăn ngừa thải lượng bụi cao gây giảm áp lớn Viton ví dụ sản phẩm thích hợp có sẵn ngồi thị trường Thơng tin nêu để thuận tiện cho người sử dụng tiêu chuẩn không định chấp thuận tiêu chuẩn sản phẩm Làm mát khí mẫu xi dịng ngưng trì nhiệt độ 20 oC Vận hành tầng dung dịch làm mát với nhiệt độ từ oC đến 20 oC thấp tốt Ví dụ hộp lọc, ngưng hệ thống hấp phụ nêu Phụ lục B Khí PAH bẫy giai đoạn hấp phụ tiếp sau (hộp hấp phụ rắn ví dụ có lớp hấp phụ và/hoặc bơng polyuretan) Nối khí giai đoạn hấp phụ với bình hấp thụ thu gom dịch ngưng tụ Sau hút khí mẫu qua đo thể tích điều chỉnh thể tích bơm ống dẫn, bẫy ngưng đặt trước sau lớp hấp phụ rắn Trong trình lấy mẫu, đo nhiệt độ khí mẫu điểm bắt đầu kết thúc bình ngưng 6.3.2 Chuẩn bị Nối thiết bị lấy mẫu, sử dụng nối thủy tinh kẹp Tiến hành kiểm tra rò rỉ trước lấy mẫu Tiến hành kiểm tra rò rỉ theo hai cách sau: a) Hút chân không chuỗi lấy mẫu sử dụng chốt mũi lấy mẫu, điều chỉnh van thể tích dịng tới áp suất chân khơng nhỏ dùng trình lấy mẫu, sau đo lưu lượng dịng, lưu lượng phải nhỏ % lưu lượng danh nghĩa b) Hút chân không chuỗi lấy mẫu qua mũi lấy mẫu có chốt đến khoảng 500 hPa, dùng tốc độ gia tăng áp suất quan sát hệ thống với thể tích hệ thống lấy mẫu biết, ước lượng tốc độ rò rỉ, tốc độ phải nhỏ % lưu lượng mẫu danh định Trước lấy mẫu, màng lọc hấp phụ thêm chuẩn nội khác Màng lọc phải để lại sau thêm chuẩn h trước lấy mẫu Ngăn nạp chuẩn nội bảo quản vài ngày nơi tối -7 oC Nếu trình lấy mẫu cần phải thay màng lọc, ví dụ tải lượng bụi cao, màng lọc phải thêm chuẩn với chuẩn nội Cần lưu ý tính độ thu hồi chuẩn nồng độ 6.3.3 Lấy mẫu Trong lấy mẫu, vị trí đầu lấy mẫu điểm đo chọn mặt cắt ngang ống dẫn Sau bật bơm, điều chỉnh lưu lượng khí mẫu để đảm bảo lấy mẫu đẳng tốc Điều chỉnh nhiệt độ dòng làm mát ngưng tụ cho nhiệt độ không oC, để tránh tạo đá mặt ngưng tụ Kích thước bình thu gom chất ngưng tụ phải chọn tùy thuộc hàm lượng ẩm khí ống khói lượng khí ống khói lấy mẫu Tại thời điểm kết thúc lấy mẫu, khóa van để dừng dịng khơng khí phía sau qua thiết bị lấy mẫu, tắt bơm tháo chuỗi lấy mẫu khỏi ống dẫn Sau tiến hành quy trình sau - Rửa cẩn thận đầu lấy mẫu axeton, hexan sau toluen Lấy bụi dính mặt đầu lấy mẫu với lọc thủy tinh thạch anh làm trước Bảo quản vật liệu thu gom tối nơi mát (-7 oC) - Bảo quản màng lọc hộp chứa làm thủy tinh đậy kín, tránh ánh sáng để nơi mát (-7 oC) - Khóa ngưng tụ hấp phụ có nút thủy tinh khơng bơi dầu Bảo quản mẫu tối nơi mát (-7 oC) - Nếu bình rửa khí sử dụng, rót lượng dung dịch vào chai thủy tinh nâu Rửa va chạm axeton, hexan toluen Gộp dung dịch rửa vào dịch va chạm bảo quản chúng tránh ánh sáng nơi mát (-7 oC) Phương pháp C - Phương pháp đầu lấy mẫu/bộ hấp phụ làm lạnh Nhựa XAD-2 Porapak PS ví dụ sản phẩm có sẵn ngồi thị trường Thơng tin nêu để thuận tiện cho người sử dụng tiêu chuẩn không định chấp thuận tiêu chuẩn sản phẩm 7.1 Nguyên tắc Khí ống khói hút đẳng tốc qua mũi lấy mẫu vào đầu lấy mẫu làm lạnh nước Vật liệu làm đầu lấy mẫu phải bền điều kiện khí ống khói thay đổi nhiệt độ qua đầu lấy mẫu Nên dùng thép không gỉ Đầu lấy mẫu lắp nối với ống làm thủy tinh, thạch anh titan lồng vào đường khí ống khói qua Ống lồng cố định đầu lấy mẫu làm lạnh lớp vỏ nước bao quanh bên ngồi Các ống cắt thành nhiều đoạn sau lấy mẫu chiết phịng thí nghiệm Khí mẫu làm lạnh đầu lấy mẫu 40 oC Khí ống khói phần ngưng qua đầu lấy mẫu vào bình ngưng tụ mà đó, phần ngưng tụ giữ lại Phía sau, hấp phụ rắn sử dụng để thu gom khí PAH Trước hấp phụ cuối cùng, sử dụng màng lọc (kích thước 0,3 m) để lọc bụi Thay cho đầu lấy mẫu làm lạnh bình ngưng, bình ngưng đặc biệt có ống va chạm kết hợp làm lạnh đá sử dụng Lưu lượng khí ống khói thay đổi từ 0,5 m3/h đến m3/h tùy thuộc vào thiết kế hệ thống lấy mẫu Sơ đồ đại diện cho thiết bị lấy mẫu nêu Hình B.7 7.2 Yêu cầu tối thiểu Nhiệt độ khí sau đầu lấy mẫu làm mát phải < 40 oC 7.3 Chuẩn bị lấy mẫu 7.3.1 Hệ thống lấy mẫu vận hành hệ thống lấy mẫu Thiết kế hệ thống lấy mẫu phải phù hợp với phép đo tiến hành lấy đủ lượng mẫu đáp ứng mục tiêu nghiên cứu Khí ống khói lấy đẳng tốc qua mũi lấy mẫu vào ống đầu lấy mẫu làm lạnh nước Sử dụng đầu lấy mẫu làm PTFE phù hợp với nhiệt độ nhỏ 180 oC Đường ống đầu lấy mẫu gắn đồng trục với đầu lấy mẫu có hai lớp vỏ Nước làm lạnh chảy ngược vào vòng hai ống đồng tâm ngược dịng với khí ống khói sau tới điểm cuối đầu lấy mẫu vào lớp quay trở lại điểm cuối khác Chú ý nơi có nhiệt độ khí ống khói cao Lưu lượng nước cần đủ lớn để ngăn ngừa nước biến thành Sau ống, bình ngưng tụ thu gom chất ngưng tụ khí ống khói Giai đoạn hấp phụ phía sau gồm va chạm chứa dietylen glycol etoxyetanol lớp hấp phụ rắn gồm chất hấp phụ và/hoặc bọt polyuretan Thông thường sử dụng lớp hấp phụ hai giai đoạn, màng lọc đặt hai giai đoạn để bẫy bụi mà qua bình ngưng Sau giai đoạn hấp phụ cuối cùng, nối tháp làm khơ, đồng hồ đo khí kiểm sốt lưu lượng khí ống khói Tất nối từ lối đầu lấy mẫu với lối vào giai đoạn hấp phụ phải làm thủy tinh Do hỏng, khớp nối sarphia nên dùng Ống có nắp nhựa đường ren nút PTFE có đường ren dùng Bộ nối qua vịi khơng phép, nhiên phần ống nối khơng khí làm lạnh với ngưng hiệu bình rửa khí lồng vào bình ngưng bể đá sử dụng CHÚ THÍCH: Do sử dụng ống thủy tinh có khớp nối sarphia, bình ngưng lớp hấp phụ rắn nối với đầu lấy mẫu cho di chuyển mũi lấy mẫu cuối đầu lấy mẫu đến điểm quy định TCVN 5977 (ISO 9096) mặt cắt ngang ống khói Thiết bị đồng cố định đỡ theo cách này, di chuyển tới vị trí đo 7.3.2 Chuẩn bị Trước lấy mẫu, rửa thiết bị lấy mẫu axeton metanol sau toluen Quy trình làm khác sử dụng mức nồng độ mẫu trắng không đáng kể so với phép đo báo cáo Nối đầu lấy mẫu, khớp nối phần ống Nối tháp làm khô đo lưu lượng dòng điều chỉnh với lớp hấp phụ/màng lọc Đưa bình ngưng tụ Tiến hành kiểm tra rò rỉ theo hai cách sau: a) Hút chân không chuỗi lấy mẫu chốt mũi lấy mẫu, điều chỉnh van thể tích dịng tới chân không nhỏ dùng trình lấy mẫu, sau lưu lượng dịng, lưu lượng phải nhỏ % lưu lượng danh nghĩa b) Hút chân không chuỗi lấy mẫu qua mũi lấy mẫu có chốt đến khoảng 500 hPa, dùng tốc độ gia tăng áp suất quan sát hệ thống với thể tích hệ thống lấy mẫu biết, ước lượng tốc độ rò rỉ, tốc độ phải nhỏ % lưu lượng mẫu danh định Nếu sử dụng chuẩn nội, chất chuẩn nội thêm vào bình ngưng ngưng Trước lấy mẫu, chuẩn bị bể đá 7.3.3 Lấy mẫu Trước tiên, bật nạp nước làm mát vào đầu lấy mẫu Sau đó, chuyển đầu lấy mẫu vào vị trí ban đầu ống dẫn Tắt bơm đóng van nằm bơm đồng hồ khí Thiết bị lấy mẫu sẵn sàng để lấy mẫu Duy trì nhiệt độ khí mẫu 40 oC sau qua đầu lấy mẫu làm mát Làm mát bình ngưng bình va chạm chứa chất lỏng khác bể chứa nước đá Nếu bình ngưng phải thay trình lấy mẫu, bình phải thêm nội chuẩn, Việc cần xem xét tính độ thu hồi nồng độ chuẩn Tại thời điểm kết thúc lấy mẫu: a) Tắt bơm; b) Xả chất lỏng làm mát từ phần ống Đầu lấy mẫu rửa nối rửa sau; c) Tháo thiết bị lấy mẫu; d) Rửa đầu lấy mẫu vài lần [nếu sử dụng phần ống lồng vào, phải cắt nhiều đoạn nhỏ đặt bình thủy tinh kín bảo quản nơi tối, mát (-7 oC)]; e) Rót chất ngưng dung mơi dùng để rửa vào chai thủy tinh màu nâu, đậy kín bảo quản tối, lạnh (-7 oC) Sau lấy mẫu, phần sau phải bao gồm dịch chiết phân tích: - Dung dịch ngưng kết hợp dung dịch rửa; - Bộ hấp phụ rắn (nếu sử dụng); - Màng lọc; - Ống thủy tinh (nếu áp dụng); - Chấp hấp phụ lại (nếu áp dụng) Phụ lục A (Tham khảo) Khả ứng dụng phương pháp lấy mẫu Bảng A.1 Bảng A.2 đưa thông tin thêm khả ứng dụng phương pháp lấy mẫu Bảng A.1 - Khả áp dụng phương pháp lấy mẫu với đặc tính khí ống khói khác Các đặc tính khí ống khói Phương pháp A Phương pháp B Phương pháp C < 800 < 800 < 800 < 600 < 500 < 300 25 oC) (Phương pháp A) B.2.5 Axeton, để làm thiết bị lấy mẫu B.2.6 Metanol, để làm thiết bị lấy mẫu B.2.7 Toluen, để làm thiết bị lấy mẫu B.2.8 (M)ethoxyetanol, dung dịch bình rửa khí B.2.9 Nước cất B.2.10 Màng lọc sợi thủy tinh (Phương pháp A), ví dụ màng lọc sợi WB 50 màng lọc thay khơng có vịng gia cố Màng lọc thấm g parafin lỏng: hiệu suất tách 99,98 % bụi kích thước 0,3 m đến 0,5 m; phạm vi lọc khoảng m2 B.2.11 Màng lọc sợi thủy tinh (Phương pháp B C), vạch PTFE, xốp 0,3 m (đường kính ngang; hiệu suất 99,9 %); kích thước theo kích thước lớp bọc màng lọc B.2.12 Bông thạch anh (nếu dùng) Màng lọc thạch anh, dùng, phải chiết toluen phải làm khô trước sử dụng B.2.13 Bộ hấp phụ rắn (nếu dùng) B.2.13.1 Bọt polyuretan (PUF) (với ngăn mở) có tỉ trọng nằm khoảng từ 20 kg/m đến 25 kg/m3 độ xốp tương đương với áp suất 20 kPa Nút PUF cắt từ đĩa bọt để tạo thành xylanh có kích thước phù hợp làm tinh khiết sau: Đun sôi h đến h dung môi theo sau: metanol, metylen clorua, toluen, axeton Vắt hết axeton, trải lên nhôm để khơ, nên để qua đêm lị sấy chân không 40 oC Bảo quản nút PUF làm tinh khiết, không nén, chai thủy tinh nâu B.2.13.2 Polyme xốp XAD-2 Làm tinh khiết XAD-2 (cỡ hạt 0,3 mm đến mm) cách trước tiên rửa vài lần với nước, metanol metylen clorua dịch lọc khơng cịn đục Sau chiết XAD-2 thiết bị chiết Soxhlet (hoặc chiết dung môi tăng tốc) với toluen 48 h, dịch chiết tái tạo vài lần Sau rửa XAD-2 metylen clorua loại bỏ phần dư metylen clorua máy hút chân khơng điều kiện kiểm sốt chân không (500 hPa, nhiệt độ 40 oC) Bảo quản polyme XAD-2 làm tinh khiết theo cách bình thủy tinh có nút kín khí B.2.13.3 Porapak PS Chiết Porapak PS (50 mesh đến 80 mesh) thiết bị chiết Soxhlet trước tiên axetonitril h, sau benzen h cuối metylen clorua h Sau làm khô h 80 oC Bảo quản vật liệu làm khơ bình thủy tinh có nút nhám Chưng cất hai lần trước sử dụng dung mơi cho q trình chiết B.3 Chuẩn nội Trước lấy mẫu, thêm chuẩn vào mẫu với lượng nội chuẩn biết Đối với giai đoạn khác thiết bị lấy mẫu (màng lọc, hấp phụ, loại ẩm) dùng nội chuẩn khác THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 5967:1995 (ISO 4226:1993), Chất lượng khơng khí - Những vấn đề chung - Các đơn vị đo [2] ISO 4793, Laboratory sintered (fritted) filters - Porosity grading, classification and designation [3] TCVN 6500 (ISO 6879), Chất lượng khơng khí Những đặc tính khái niệm liên quan đến phương pháp đo chất lượng khơng khí [4] TCVN 9237-2 (ISO 11338-2), Phát thải nguồn tĩnh - Xác định hydrocacbon thơm đa vịng pha khí pha hạt - Phần 2: Chuẩn bị, làm xác định mẫu ... lại trình lấy mẫu: - Thể tích mẫu (điều kiện tiêu chuẩn) ; - Nhiệt độ mẫu (trên đồng hồ đo khí); - Vận tốc dịng khí trung bình; - Đường kính ống khói; - Độ ẩm khí ống khói; - Hàm lượng oxy trung...CHÚ THÍCH: Phương pháp chuẩn bị mẫu, làm phân tích mơ tả TCVN 923 7-2 (ISO 1133 8-2 ) phương pháp kết hợp với phương pháp lấy mẫu mô tả tiêu chuẩn để hồn tất tồn quy trình đo Tài... nhằm tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này, xác nhận tiêu chuẩn sản phẩm cho đến h sau chuẩn nội dùng Màng lọc có chuẩn nội bảo quản vài ngày bảo quản -7 oC khơng có ánh sáng Kiểm tra rị