AUMT - 4 rings
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AUMT Hlava AUMT 2) Immissionsmessungen Immission sind auf Menschen, Tiere, Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter einwirkende Luftverunreinigungen. Solche oder ähnliche Definitionen der Immission beschreiben ganz allgemein das die Immission der Eintrag eines Stoffes in ein System ist. Das Ausmaß einer solchen Immisson wird durch die Immisssionskonzentration angegeben. Somit kann man auch versuchen die schädlichen Wirkungen von diesen Schadstoffen zu verhindern. Besonderst weit ist die Entwiklung beim Umweltmedium Luft. Diese Luftschadstoffe sind Luftverschmutzungen die Herkunft eines solchen Schadstoffes hat nun 2 Möglichkeiten. Die erste ist natürlich (Vulkane) die andere ist die weitaus wahrscheinlichere die anthophogene (Mensch). Die wichtigsten und bekanntesten Luftschadstoffe sind Ozon, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeldioxid und Staub (Feinstaub). 1 AUMT Hlava Ozon: Diese Schadstoffe kann man leider nicht alle mit einer Methode und einem Gerät messen daher gibt es für Ozon den sogenannten Ozonanalysator. Die Grundlage dieses Messverfahrens ist die UV-Absorptionsmaximum des Ozons bei 254nm, wobei eine Quecksilberlampe als UV-Lichtquelle dient. Im Messbetrieb wird das Messgas zuerst über einen selektiven Ozonfilter (Filter mit Braunstein gefüllt) in die Küvette geleitet. Dabei wird die Transmission (I 0) der ozonfreien Probe gemessen. Darauf folgt die direkte Messgasaufgabe und die Messung der Transmission (I). Alle 10 sec. schaltet das Ventil um. Die Auswerteeinheit vergleicht die beiden Transmissionen. Dieses Verfahren ist nur für Immissionsmessungen geeignet. Ozon kann auch mit Hilfe der Chemiluminiszens bestimmt werde. Doch da das Verfahren mit dem Ozonanalysator ei DIN-Basisverfahren ist wird dieses nicht so häufig verwendet. 2 AUMT Hlava Kohlenmonoxid: Für die Analyse der Kohlenmonoxide wird ein sogenannter CO-Analysator verwerdet. Hier ist die Grundlage das die absorbierte Strahlung nicht so warm ist wie die ganze Strahlung. Somit ist das Herzstück bei dieser Methode der Detektor mit den zwei Kammern die durch eine Membran getrennt sind. Im Messbetrieb durchläuft die von einer Ni/Cr-Spirale erzeugte IR-Strahlung abwechselnd (durch Chopper) eine Vergleichsküvette und die Meßküvette. Vor diesen beiden Küvetten ist eine Filterküvette. Diese ist mit einem die Bestimmung störenden Gas (CO ist dies CO2) gefüllt. Nach der Vergleichsküvette und der Meßküvetten befindet sich der Detektor mit den zwei Halbzellen. Diese Halbzellen sind mit dem zu Analysierenden Gas gefüllt (CO). Auch trennt die zwei nur eine dünne Membran. Wenn der IR-Strahl nun durch die Meßküvette geht absorbiert das zu Messende Gas (CO) diese und es kommt in der Halbzelle nicht mehr soviel IR-Strahlung an. Wenn der Chopper nun umschaltet und der IR-Strahl durch die Vergleichsküvette geht wird diese Strahlung nicht absorbiert und das CO in der Halbzelle kann alles absorbieren, daher erwärmt sich diese Zelle mehr und die Membran biegt sich. Da die Strahlung durch die Wirkung des Choppers zerhackt wird, schwingt die Membran, die Amplitude ist die Konzentration an CO im Messgas proportional. Diese Methode Kohlenmonoxid findet aber häufig genauso Anwendung für bei Kohlendioxid, Immissionsmessungen Stickoxide Schwefeldioxid oder Kohlenwasserstoffe angewendet werden. 3 (meist für NO), AUMT Hlava Stickoxide: Ein weiterer Luftschadstoff sind die Stickoxide. Hierfür kommt der sogenannte NO/NO2-Analysator zum Einsatz. Die Chemiluminiszenz ist die Grundlage für dieses Verfahren und basiert darauf, dass bei der Reaktion von Ozon mit bestimmten Reagenzien (NO) die Überschüssige Energie in Form von Licht abgegeben wird. In der Praxis Teilt man die Messung in zwei Schritte ein. Im ersten Schritt wird die Messluft direkt der Reaktionskammer (diese ist mit Ozon gefüllt) zugeführt, dabei wird nur das NO erfasst. Beim zweiten Schritt wird die Luft zuerst über einen Katalysator (Molybdän) geleitet, dabei wird das NO2 zu NO reduziert. Dann erst wird es der Reaktionskammer zugeführt. So erfasst man die Summe aus NO und NO 2. Dieses Verfahren kann man für Immissionsmessungen ebenso verwenden wie für Emissionen. 4 AUMT Hlava Schwefeldioxid: Der Luftschadstoff Schwefeldioxid wird mit Hilfe des sogenannten SO 2-Analysators bestimmt. Der Fluoreszenz-SO2-Analysator arbeitet mit UV-Anregung von SO2 Molekühlen. Im Betrieb wird die Messluft in den dafür vorgesehenen Behälter gegeben und mit UV-Strahlung (190-320nm) angeregt. Ein Interferenzfilter lässt nun nur den angeregten Bereich (320-380nm) zum Detektor. Doch gibt es hier Störungen durch Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe diese können bei einem Zusammenstoß mit den angeregten SO2-Molekühlen die Energie des SO2-Molekühl abnehmen. Um dieses zu vermeiden wird oft ein Filter vorgeschalten der die Störgase entfernt. Auch diese Methode ist wie die NO/NO2 für Immissions- wie auch Emissionsmessungen geeignet. Diese Methode kommt aber eher selten zum Einsatz. 5 AUMT Hlava Doch mit einer Messung von diesen Luftschadstoffen kann man keine Aussage treffen. So werden die Proben kontinuierlich genommen und gemessen. Diese Werte werden da es sehr viele sind gemittelt. Doch ist diese Methodik nicht fehlerfrei denn durch die Mittelwertbildung gehen eventuell Kurzzeitspitzen verloren. Die Kunst des Analytiker ist es nun die Messwerte so zu mitteln das die Spitzen immer noch erkennbar sind. Hier hilft sich der Analytiker meist mit der Median Mittelwertbildung. Da der Median nicht der aretmetisch Mittelwert ist und somit nicht so empfindlich gegenüber Ausreißer ist. Auch gibt der Analytiker die Messwerte immer in Perzentil an. (meist wird 98 Perzentil angegeben, d.h. nur 2% liegen in einer höheren Klasse und bedeutet es dürfen nur 2% überschritten werden.) 6 AUMT Hlava Jetzt ist es nicht nur wichtig wie viel Konzentration von einem Schadstoff vorhanden ist sonder für eine gut Auswertung ist es genauso wichtig zu wissen aus welcher Richtung der Luftschadstoff zu einer Messstelle herangetragen worden ist. Um diese festzustellen sollte bei Immissionsmessungen immer die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit gemessen werden. Für diese Messung gibt es die Schadstoffwindrosen. Hier unterscheidet man zwei Typen, die Schadstoffwindrose und die Schadstoff-Dosis-Windrose. Schadstoff-Dosis-Windrose Schadstoffwindrose Während die Schadstoffwindrose nur die Richtung abgibt aus der Schadstoff kommt zeigt die Schadstoff-Dosis-Windrose auch die Dosis und die Häufigkeit des windes an. Wie man sieht benötigt man für die Auswertung mehrere Informationen. Um nun eine Aussage über die Schädlichkeit zu treffen muß man diese umrechnen und mit den Immissionsgrenzwerten der Literatur vergleichen. 7
