hava_kirliligi_olcumu

KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
BÖLÜM 2
HAVA KİRLİLİĞİNİN ÖLÇÜLMESİ
20.Yüzyılın ortalarından itibaren oldukça büyük patlama gösteren nüfus
artışı, sanayileşme hızı ve buna bağlı olarak ortaya çıkan büyük yerleşim
birimleri, doğal ya da yapay hava kirliliği sorununu gündeme getirmiştir. Gaz
şeklindeki kirleticiler ile havada asılı çok küçük katı ve sıvı parçacıkların
yarattığı hava kirliliği, çevre havasında doğal olaylar ya da insan etkinlikleri
sonucu oluşan, atmosfer havasının doğal bileşimin değiştirerek derişimleri ve
atmosferde kaldıkları süre bakımından bölgede yaşayanların önemli bir kısmını
rahatsız eden ya da insan sağlığına, bitki ve hayvan hayatına ya da cansız
varlıklara ve doğaya zararlı olan gaz ya da tanecik durumundaki
maddelerin bulunmasıdır.
Hava kirleticilerinin oluşumu, dağılım ve etki mekanizmaları; durgun ve
hareketli çeşitli noktasal, çizgisel ve yaygın kaynaklardan endüstriyel etkinlikler,
taşıt egsozları, yakma(yakıt, çöp, sigara) işlemleri, soğutucu, sprey, aerosol
kullanımı, inşaat ve hafriyat işlemleri gibi yapay yollarla ortaya çıkmaktadır.
Hava azotu ile oksijenin birleşmesine neden olan şimşekler ve yıldırımlar gibi
meteorolojik olaylar (gaz kökenli), volkan etkinlikleri (hem gaz hem de katı
parçacık kökenli), orman yangınları ve tarımsal yangınlar, depremler, deniz ve
okyanus çalkantıları, biyokütlelerin bozunması(gaz kökenli) hava kirlenmesine
yol açabilen doğal olaylardır. Doğal olayların emisyon miktarlarını kestirmek
oldukça zordur.
Son 150 yıldır(1960 sonrası yaygın), endüstri devriminden bu yana, artan
oranlarda toplumsal etkinliklerden atmosfere normalin dışında safsızlıklar ve
zararlı gazlar karışmış, böylece endüstri yoğun bölgelerde zararlı maddelerin,
atmosferin yere yakın kısımlarında arttığı gözlenmiştir. Bu karışmalar sonucu,
doğal dengede ve tüm canlı yaşamı içeren (ekolojik) sistemde etkilerini
göstermiş, toprak altı suların kirlenmesine, nehir, su ve denizlerin kirlenmesine,
atmosferdeki ozon deliğine, insan, hayvan ve ormanların toplu ölümlerine neden
olmuştur.
Havaalanları, her türlü motorlu taşıtlar, sanayi kuruluşları, termik santraller,
ısıtma ve yakma sistemleri, yerleşim ve arazi bölgeleriyle ilgili topoğrafik ve
jeolojik yapıya, meteorolojik koşullara, yakma tekniği ve yakıt kalitesine ve
süreçte kullanılan teknolojik yönteme bağlı olarak sürekli hava kirliliği ortaya
çıkmaktadır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Meteorolojik etkenler arasında, rüzgar, basınç ve hava kütlesinin kararlılığı ya
da inversiyon olayı önemlidir. Hava basıncının artması, havanın yoğunluğunun
artmasına neden olmakta, yüksek basınç merkezinde havanın dikey hareketi
engellenmektedir. Troposferde sıcaklık yükseklikle azalmaktadır. Kararsız hava
koşullarında hava kirliliği kolaylıkla dağılmaktadır. Kararlı durumda ise,
sıcaklık yükseklikle artmakta, inversiyon olayı ortaya çıkmakta, dikey hava
hareketi engellendiğinden kirleticilerin dağılımı olamamaktadır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Hava kirletici bileşen emisyonları
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Süreçlerde gözlenen emisyonlar
Ölçümler üç sınıfta incelenmektedir.
1) Atık gaz akımında yapılan emisyon ölçümleri; bacalara delik
açılarak ya da örnek alma yerlerinden gaz örneği çekilir ve analizlenir.
2) Meteorolojik ölçümler; kirleticilerin alıcıya nasıl ve ne kadar
ulaştığının anlaşılabilmesi için gereken bazı meteorolojik ölçümler;
rüzgar, bağıl nem, sıcaklık, basınç
3) Dış hava kalitesi (imisyon) ölçümleri; yarı-mikro ve mikro
düzeylerde çalışmayı gerektiren, sürekli ölçüm temeline dayalı düzenli
ve birkaç günlük süreleri kapsayan veriler dizisi. Uygun grafikler
çizilmesini gerektirmektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Hava Kalitesi Ölçümleri
Tozluluk(partikül madde=PM) ölçümleri
Tozlu havanın yapısında, temel eleman olan tanecikler boyutları, irilik
sınıflarına göre dağılımı, biçimleri, özgül ağırlık, yoğunluk ve kimyasal
yapıları gibi özellikler tanımlanmalıdır. İçerdikleri özel bileşenlerin
karakteristikleri ve miktarları da belirlenmelidir. Tozluluğun havadan
uzaklaşması, iri parçacıkların stoke bölgesinde (Re < 1) çökelmesi, daha küçük
parçacıkların ise yağışla temizlenmesi olayları ile sağlanmaktadır.
Toz ölçümünde en basit yöntem kavanoz yöntemidir. Tozlar ağzı açık
kavanozlarda ya da kavanoz çevresine dolanmış yapışkan maddeler ile
toplanmaktadır. Bu kavanozlar 30 gün açık havada bekletilmektedir. Tozların
geri kaçmasını engellemek için içinde bir miktar su bulunmaktadır. Konacak
suyun miktarı, alg ve bakteri üremesini engelleyici maddelerin eklenmesi, kuş
ve böcek girişini engelleyecek düzenekler v.b. standart yöntemlere göre
belirlenmektedir. Bu kavanozdaki suda toplam katı madde miktarı saptanır.
Yapışkan kağıt kullanan yöntemde ise, yapışkan maddeleri içeren kağıt haftada
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
bir değiştirilmektedir. Ölçümler ayda ya da günde toplanan miktar ve yüzey
alanı cinsinden tanımlanmaktadır. Ton/km2-ay ya da g/m2-gün gibi.
Bu amaçla, High Volume ya da Hi-vol aygıtlardan da yararlanmak olanaklıdır.
Emiş gücü yüksek bir motor içeren sistem, 24 saat boyunca yüzlerce m3 hava
geçecek şekilde tasarlanmıştır. Tozlar sistem içinde özel bir filtre ile
tutulmaktadır. Belli süreler sonunda, nem ve sıcaklığı ayarlanmış ortamda,
koşullandırılmakta ve tartılmaktadır. Daha yeni sistemlerde, basamaklı bir geçiş
uygulanarak(kaskat impaktörü) tozlar iriliklerine göre de ayrılabilmektedir. Bazı
sistemlerde ise, 10 µm üzerindeki tozları ayıran düzenekler de kullanılmaya
başlanmıştır.
Kaskat impaktörü
Askıda partikül maddelerin saptanması için, AISI-şerit örnekleyici ve duman
lekesi yöntemleri de kullanılabilmektedir. Bu yöntemlerde beyaz bir filtreden
emilirken, tozlar gri-siyah tonlarında değişik koyulukta lekeler bırakmaktadır.
Bu lekelerin ışık geçirgenliği uygun bir refraktometre yardımıyla
bulunabilmektedir. Buradan toz derişimleri kalibrasyon grafikleri ile
hesaplanabilmektedir. Bu amaçla bulanıklık katsayısı COH (coefficient of haze)
geliştirilmiştir. Refraktometreden okunan % T (transmittans) ışık geçirgenliği
saptanarak aşağıdaki eşitlikten yararlanılabilmektedir.
COH = 100 log 100 / % T
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Buradan bulunan değerlerin, uygun dönüşümler ile, µg/m3 olarak verilmesi
daha yaygın bir uygulamadır.
Hastane ve elektronik sanayinde “temiz odalarda” kullanılan toz sayaçları
(dust counter) tozları iriliklerine göre sınıflandırıp, sayabilmektedir.
____________3.10.07
Gaz Ölçümleri
Gaz ölçüm sonuçları 1 atm basınç ve 25 oC de 1 m3 hava içindeki µg ya
da ppm olarak saptanmaktadır.
Gazlar, adsorpsiyon ya da absorpsiyon yöntemlerinden biri ile ayrılmakta,
bunu fiziksel ve /ya da kimyasal süreçler izlemektedir. En kolay absosrpsiyon
yöntemi, bir yıkama şişesinde, gaz bileşeni tercihli olarak çözme ya da
kimyasal bileşik oluşturma olarak uygulanmaktadır. Şişe boyut ya da biçimleri
değişik olabilmektedir.
SO2 ölçümü;
SO2 + H2O2
→
H2SO4
tepkimesi dikkate alınarak yapılmaktadır. Bu durumda, havadaki SO2 miktarı
thorin indikatörü eşliğinde yapılan alkali titrasyonu ile saptanabilmektedir.
Bir başka yöntem de, tetrakloromerkürat (TCM) ile SO2 arasıdaki kompleks
oluşturma temeline (West-Gaeke Yöntemi) dayanmaktadır. Bu tepkime SO2 ye
özgü olduğundan güvenli bir yöntemdir.
Bu yöntemlerin yanında, elektronik olarak “sürekli ölçme” yöntemleri de
geliştirilmiştir. Bu yöntemler şehirlerde anlık değişimleri izlemek açısından
daha yaygındır. Böylece olağan dışı gelişmelerden anında haber almak olanaklı
olmaktadır. IR ile adsorbansa dayalı sistemler de bulunmaktadır.
Bazı durumlarda da, sorunlu bir baca emisyonunun bileşimi için örnek alınarak
GC ile ya da GC-MS ile analiz yapılması gerekebilmektedir.
Baca Gazı Ölçümleri
Bir bacadan örnek alma özel dikkat gerektirmekte, örnek alınacak
noktanın uygun seçilmesi gerekmektedir. Kazan çıkışından en az iki boru çapı
uzaklıktan örnek alınmalı; kıvrım, köşe ve ani kesit değişimi olan yerler dikkate
alınmalı ve baca ağzına belli bir uzaklıktan örnek alınmalıdır. Örnek alma
sırasında örnek alma hızı ile baca içindeki akımın o noktadaki hızının eşit olması
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
sağlanmalıdır. Yeni sistemler bu tip sorunları ortadan kaldıran düzenekler
içermektedir. Baca gazı debisinin, sıcaklık ve basıncın ölçülmesi bir
zorunluluktur.
Ölçümlerde adsorpsiyon çözeltileri ya da elektronik düzenekler
kullanılmaktadır. Toz ve gaz ölçümleri aynı düzenekle farklı yöntemlerle
yapılabilmektedir.
Sıvı yakıt yakan işletmelerde bacadan emilen bir miktar atık gaz, temiz bir filtre
üzerinden geçirilerek, bıraktığı lekenin rengi ASTM standartlarına göre
“Bacharach ölçeğine” göre değerlendirilmektedir. 0 numara beyaz duman, 5
numara siyah duman olarak tanımlanmaktadır.
Katı yakıt yakan tesisler için ise, Ringelmann ölçeği kullanılmaktadır. Bu
yöntemde, bacadan çıkan dumana belli bir uzaklıktan komparatör ile bakılarak
duman siyahlığı saptanmaktadır.
Bu ölçekler, küçük tesisler (katı yakıt 150 kW; sıvı yakıt 2 MW ısıl kapasiteni
altında) için uygun olup, büyük tesislerde tozluluk derişiminin belirlenmesi
gerekmektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Yakıtlardan kaynaklanan kirleticiler
Yakıt kullanımından kaynaklanan emisyon miktarının toplam emisyonlar
içindeki payı önemli bir yer tutmaktadır.
Kükürt içeren yakıtlar ile, SOx oluşumu dikkat çekmektedir. Çünkü meteorolojik
koşullar ve nem durumuna göre “asit yağmuru” oluşumunda birincil etkili
bileşiklerdir. Termik santraller v.b.
CO, NOx, HC diğer önemli kirleticilerdir.
Motorlu Taşıtlardan kaynaklanan kirleticiler
Egsoz gazlarında, kaçak yakıt buharları(HC), kurşun v.b. bileşikler, halojenli
bileşikler ve partiküller bulunmaktadır.
Emisyonların İşyeri Atmosferi ve İmisyonlarla İlişkisi
İşyeri atmosferi koşulları ve imisyonların emisyonlarla bağlantısı bilinmektedir.
Toksik hava kirletici emisyonuna neden olabilecek yeni bir üretim kaynağının
kurulması planlanırken, önce bu tesis için izin verilen emisyonların kesin olarak
bilinmesi, bu amaçla emisyon hızlarının belirlenmesi ve bu kaynak
derişimlerinin, izin verilen ya da kabul edilebilir imisyon (ambient)
derişimleriyle karşılaştırılması gerekmektedir. Bu amaçla yapılan bir
programlamada, spesifik bir tesisin gerçek emisyonları, bu tesise uygun denetim
teknolojileri, yörenin meteorolojik ve topoğrafik durumu ve halkın
kirleticilerden etkilenme derecesinin ölçüsü olan nüfus değişim hızı (population
pattern) gibi etkenler göz önüne alınarak, bilinen denetim teknolojileri
gereksinimine, var olan imisyon yönetmelikleri (regulations) ve standartlarına
ve risk durumuna bağlı olarak kabul edilebilir emisyon derişimleri
belirlenmektedir.
Emisyon derişimlerinin saptanmasına temel olan imisyon derişimleri ise,
kirletici maddelerin, öncelikle insan olmak üzere, canlı varlıklar üzerindeki
toksik etkilerine bağlı olarak belirlenmektedir. Var olan yönetmelik, yasa ve
standartlar dikkate alınarak izin verilebilir kirletici emisyonu ile toksisite
arasındaki ilişki saptanmaktadır. Bu noktada bazı hava kirleticiler için, mevcut
işyeri havası etkisi düzeyleri uygun biçimde değiştirilerek kullanılabilmektedir.
Bu dönüşüm etkeninin saptanmasında; işyerlerinde işciler için genellikle günde
8 saat ve haftada 5 gün (40 saat) olan kirletici ile etkileşim süresinin, halk için
günde 24 saat, haftada 7 gün (168 saat) olduğu dikkate alınarak, TLV değeri
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
168/40 = 4,4 etkeni ile bölünebilmektedir. Bununla birlikte halk işciler kadar
kimyasal ve toksik maddelere dayanıklı olamıyacağından yeni bir emniyet
etkeni dikkate alınarak (10) TLV/4,2 değeri TLV/42 olarak basitçe
saptanabilmektedir. Aynı biçimde, basit bir dispersiyon modeli kullanılarak
emisyon derişimleri ile açık ortam derişim düzeyleri arasındaki ilişki de
bulunabilmektedir.
Bazı yörelerde, hesaplanan etkenler toksisite ve karsinojen özelliklere bağlı
olarak daha büyük değerler seçilebilmektedir. Yaşlılar ve bebekler için durum
yeniden dikkate alınmalıdır.
Genel olarak, kirleticilerin toksik etki riskleri kanser ile ilişkilidir. Örneğin, bir
yerde 1 milyon kişide 4-10 kanser olayı toksik hava kirletici olduğunun bir
ölçüsü olabilmektedir. ABD de yapılan araştırmalarda, hava kirleticilerin neden
olduğu olayların % 50 ‘sinin motorlu taşıtlar ile ısıtma sistemlerinden
kaynaklandığını göstermektedir. Ağır sanayinin payı
% 20-25 ‘i
geçmemektedir. Şehirlerde en belirgin kirlilik kaynağı motorlu taşıtlardır.
Toksik hava kirletici maddenin denetimi konusundaki görüşler;
a) değişik kuruluşların ilgililerinin, ilgi konularının farklılığı,
b) kaynakların farklılığı,
c) risk saptanması yöntemlerinin yaklaşımların değişikliği,
d) atmosferik düzey sınırlarına yaklaşımdaki farklılık,
e) monitorlama programlarındaki farklılık,
f) teknolojik düzey farklılıkları,
gibi nedenlerle son derece değişkendir.
Amaç, insan sağlığını korumak olduğundan, çevre sağlığı önemle durulması
gereken bir konu olmaya devam etmektedir. İş ortamının aydınlatılması, ortam
sıcaklığı, nem, gürültü, titreşim, toz, iyonizan ışınım, zehirli madde, gaz ve
buharlar, yüksek ve alçak atmosferik basınç gibi etkenlerin sağlıklı
standartlarının saptanması ve çevresel etkenlerin zararlı etkilerinden korunma, iş
verimliliğini etkilemektedir. Koşullara göre uygun çalışma ortamını sağlanması
gerekmektedir.
Bu amaçla gerek dünya sağlık örgütü gerekse ülkelerin kirletici derişimleri
konusudaki standartlarını en uygun biçimde belirlemeleri gerekmektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Hava Kirletici Sabit Kaynak Emisyonlarının Denetiminde Temel İlkeler
Kirletici emisyonu olan bir tesisin çevresel, mühendislik ve ekonomik
etkenlerinin incelenmesi gerekmektedir.
Çevresel etkenler;
- donamım bölgesi
- mevcut alan
- çevre koşulları
- uygun enerji kaynaklarının varlığı
- izin verilebilecek en yüksek emisyon
- estetik koşullar
- hava kirliği denetim sisteminin atıksu ve toprak kirliliğine katkısı
- hava kirliliği denetim sisteminin gürültü düzeyi
Mühendislik etkenleri;
- kirletici karakterestikleri (fiziksel ve kimyasal özellikler, derişim, partikül
biçimi, boyut dağılımı)
- gaz akım karakteristikleri(hacimsel akış hızı, sıcaklık, basınç, nem,
bileşim, viskozite, yoğunluk, etkinlik, yanabilirlik, koroziflik, toksisite
v.b.)
- özel denetim sisteminin tasarım ve performans karakterestikleri
Ekonomik etkenler;
- sermaye(donamım, düzen, mühendislik v.b.)
- işletim giderleri
- donamım ömrü ve kurtarılma değeri
Tüm bu etkenler dikkate alınarak, madde ve enerji kaybını en az yapabilmek
için,
a) Hızla gelişen ve değişen teknolojiye, hızlı ve plansız endüstrileşme,
yapılaşma ve nüfus artışına paralel olarak, yöresel/bölgesel/uluslararası
durum değerlendirme, çevresel etki değerlendirme ve çözüm işlemleriyle,
konunun teknik ve ekonomik ayrıntılarının, periyodik (sık) aralıklarla,
düzenlenmesi/gözden geçirilmesi,
b) Sorunların (şikayetler, huzursuzluk, hastalık v.b.)net bir şekilde
tanımlanması, aydınlatılması, ayrıntılı bir şekilde sınıflandırılarak
istatistiksel olarak belgelenmesi,
c) Sorunlara neden olan kaynak/olay/etkinliklerin görünüm, sosyal, teknik,
teknolojik, ekonomik ve hukuksal yönlerden tanımlanması,
aydınlatılması, sınıflandırılması ve belgelendirilmesi,
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
d) Sabit ve hareketli kaynaklardan doğrudan oluşarak emisyon/imisyon ve
işyeri ortamlarında sorun yaratan yanma ve yanma dışı kökenli
birincil/ikincil bileşenlerin/parametrelerin etkilerinin araştırılması,
e) Spesifik olarak belirlenen, sorunlu bölge/kaynak/süreç/kirletici
bileşenlerin titizlikle ve sürekli olarak izlenmesi/ölçümü/analizi
gerekmektedir.
Bu amaçla, tesis için bir işlem sırası çizelgesi hazırlanması gerekmektedir.
Bazı potansiyel zararlı madde emisyonlarını denetim altında tutmak amacıyla,
çeşitli ulusal ve uluslararası yasalarla kısıtlamalar getirilmiş, bu sınır değerlere
ulaşabilmek üzere ölçümlerle denetleme ve denetim yöntemleri yanında
değişik giderme sistemleri de uygulanmaya konulmuştur.
Konvansiyonel ölçüm aygıtları ile denetlenen yakma sistemlerinde, yanmanın
modern aygıt ve sistemlerle ölçülüp denetlenmeye başlanmasıyla % 15 ‘e varan
bir yakıt tasarrufu sağlanabilmiştir. Ancak, sadece yakma sistemlerinde değil,
çeşitli kimyasal süreçlerde ve mekanik işlemlerin (kırma, öğütme v.b.) yapıldığı
süreçlerde de hava kirliliği ve süreç kayıplarını en aza indirmek üzere, uygun ve
duyarlı ölçüm düzenekleri kullanarak sürekli ya da kesikli ölçümlerle (derişim,
sıcaklık, basınç, nem, debi v.b.) denetim yapılmasının etkinliği açıktır.
Ölçümlerin optimizasyonu ile verim artışı sağlanması beklenmelidir.
Ölçümler, var olan süreç koşullarında kirleticilerin gerekli sınırlarda
tutulamadığını gösterdiği takdirde, sürecin yenilenmesi ya da sisteme bir ek
giderme biriminin eklenmesi gerekmekte olduğu açıktır. Ancak, her zaman
yenileme ya da eklemelerin daima olumlu sonuçlar sağlayabileceği
düşünülmemelidir.
Bugün, artık giderme sistemleri ve filtreler kullanılarak ve yakma sistemleri
yenilenip düzenlenerek özellikle toz, SO2 ve CO miktarlarında önemli oranda
düşüşler sağlanabilmektedir. Az kükürt içeren yakıt kullanmak, atık gazın “suCa(OH)2 süspansiyonu” ile yıkanması işlemlerinin en az % 20 SO2 azalmasını
sağladığı bilinmektedir.
Bu önlemlere rağmen, atmosferde toplam asidik gaz bileşimlerinde ve bazik toz
miktarlarında artış gözlenmesi, bu nitelikteki bazı kirleticilerin artan oranda
atmosfere salındığını göstermektedir. NOx salınımlarındaki artışın, motorlu taşıt
sayısının artışı, kuvvet santralleri ile ısıtma merkezlerinin sayısının ve
kapasitelerinin artmasıyla ilişkili olduğu saptanmıştır. NOx giderilmesi en
sorunlu atık gaz temizlenmesi işlemidir. Bu konuda araştırmalar devam
etmektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Yasalar kuvvet santralleri için, düşük sınır değerleri önermektedir. Bu yüzden
özellikle SO2 ve NOx giderimi için kuru/yaş arıtım sistemlerinin etkin olması
gerekmektedir. Bugün uygulamada olan yöntemler, bu gazlar yanında, CO,
halojenler ve hidrokarbonların da eş zamanlı giderilmesine olanak vermektedir.
Ancak, hepsini birden sınır değerlerde tutabilmek her koşulda olanaklı değildir.
__1.ara sınav_____________________________________________________
Ölçüm Süreci ve Emisyon Kaynaklarında Ölçüm
Ölçüm işlemi, örnekleme, örnek toplama, örnek ön işleme(temizleme,
ayırma, deriştirme), örnek işleme, analiz ve veri değerlendirme aşamaların
tümünü kapsayan önemli bir süreçtir.
Bir ölçüm sistemi, küçük ölçekli bir endüstriyel tesis gibi tasarlanabilmektedir.
Bu
durumda,
hava
kirliliği
için
ölçüm
işlemi,
bir
tasarım/modelleme/simülasyon sürecidir. Model ile gerçek sistem arasındaki
fark, kütle ve enerji akımlarına karşı çıkan dirençler arasındaki büyük farktır. Bu
nedenle teknik ve ekonomik organizasyon önem taşımaktadır.
Gaz, partikül ve aerosol biçimindeki hava kirletici bileşenlerin güvenli
ölçümünde dikkate alınması gereken karakteristik özellikler, önem sırasına göre,
gazın akış hızı, sıcaklığı ve bileşimidir. Kontrol amaçlı ölçümlerde temel olan
doğruluktur. Gaz akımının geçtiği kanal ya da bacanın boyutları, sıcaklığı,
basınç farkı, gaz bileşimi ve çiğlenme noktası sonuçları doğrudan etkileyen
parametrelerdir. Çiğ noktasının altında bulunan korozif gazlar bağlantı
elemanlarında, sürecin kendisinde ve/ya da birimlerinde korozyona eğilim
yüksektir.
Gaz miktarının belirlenmesi, denetim, verimlilik ve optimizasyon açısından
önemlidir. Çevre sağlığı ve sosyal yaşama etkileri açısından uygun akım ölçüm
yöntemlerinin seçilmesi momentum eşitliklerinin kurulabilmesi açısından
gerekli olmaktadır. Normal çalışma koşullarında ölçüm teknikleri çok sayıda
iken; yüksek sıcaklıklarda ölçüm tekniği sayısı sınırlı sayıda olabilmektedir.
Bugün, çok değişik analiz sistemleri ile ölçüm yapmak olanaklıdır. Derişim
ölçülerinde fiziksel, kimyasal, analitik ve enstrumental analiz yöntemleri ve
değişik temellere dayalı sürekli ya da kesikli analiz teknikleri bulunmaktadır.
Sürekli analiz yöntemlerinde, örnek toplama, analiz ve değerlendirme aynı
sistem ile yapılabilmektedir. Bu yöntemlerde, güvenilirlik, sağlamlık ve
dayanıklılık en temel etkenlerdir. Duyarlık, spesifiklik ve doğruluk ölçütleri
ölçümlerin güvenilirlikleri için önemlidir. İşletme koşullarının zorlu olduğu,
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
durgun kaynaklar için denetim, tamir ve bakım için zaman darlığı olduğundan
güvenilirlik daha az olarak varsayılabilmektedir.
Sürekli aletli gözlemlerde, incelenecek parametrelerin ve her parametre için
özgün test yöntemlerinin seçilmesi bir zorunluluktur. Veri sıklığına, insan
gücüne ve ulaşılabilirliğe bağlı olarak, bu tür cihazların denetiminde uzun süre
biri bulunmadan çalışabilmesi gerekmektedir. Bununla birlikte bu tür cihazlar
için ideal koşullardan çok, en iyi koşulların saptanması ve kullanılması
gerekmektedir.
İdeal bir aletli ölçüm düzeneğinde;
a) Dedektör spesifik olmalı, girişim sorunu olmamalı, incelenen bileşen net
olarak ölçülebilmelidir. Birden çok parametre ölçen cihazlar tercih
edilmelidir.
b) Nitel ve nicel analiz yapılabilmelidir.
c) Ölçüm hızlı yapılabilmeli, cevap süresi kısa olmalıdır. Tepkime
ortamlarında yapışan ölçümler zamana bağlı olacağından bu yöntem
kullanılmamalıdır.
d) Emisyon sınır değerlerinin denetlenmesinde düşük derişimler(yüksek
duyarlık) de sorunsuz ölçülebilmelidir.
e) Okumaların yapıldığı anda, kayıt da alınabilmelidir. Böylece veri-işlem
birimlerinde dönemlik kayıtlar toplanabilmelidir.
f) Cihaz ile birlikte örnekleme sistemi de bulunmalıdır.
g) Kalibrasyon sorunu olmamalı, hem laboratuvar hem de sahada aynı
duyarlıkla çalışılabilmelidir. İç kalibrasyon tercih edilmelidir.
h) Dayanıklı ve güvenilir bir sisteme sahip olmalıdır.
i) Gerçekte ya da görünürde analiz sistemi maliyet açısından üstün
olmalıdır.
Tüm ölçüm sistemlerinde, (kesikli, yarı-kesikli ya da elle denetimli) örnek
toplanması ve analiz ayrı kısımlar halinde yapılmalıdır. Genellikle örnek
toplamada mekanik yöntemler (gaz yıkama şişeleri gibi) kullanılmalıdır.
Dedektör tüplerinin kullanımına dayalı yarı-nicel elle yönetilen yöntemler de
bulunmaktadır. Nitel olarak, madde türü ve yapı analizi yapılmış örneklere nicel
yöntemler uygulanmalıdır.
Kimyasal süreç endüstrilerinde kullanılan tekniklerden esinlenerek geliştirilen
kimyasal yöntemlerde, gazın uygun bir ortamda tuzaklanmasını izleyen,
kimyasal/elektrokimyasal analiz yöntemi kullanılmaktadır. Bu tür yöntemlerde,
ölçülecek gazın asiditesi, oksitlenme ve indirgenme kapasitesi gibi etkin
özellikler dikkate alınacağından ölçümlerde girişim olasılığı yüksektir. Havada
bulunan partikül madde (fiziksel safsızlık) de bu yöntemlerle yapılan ölçümleri
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
etkilemektedir. Girişim yapabilecek
uzaklaştırılmasında yarar bulunmaktadır.
bu
tür
maddelerin
önceden
Fiziksel yöntemlerde, doğrudan kirletici bileşenin ya da bu maddenin türevinin
fiziksel ya da optik bir özelliği ölçülmektedir. Bazı durumlarda kromatografik
ayırma gerekli olabilmektedir. Optik ölçüm yöntemlerinde elektromanyetik
spektrum aralığı dikkate alınmalıdır.
Kimyasal yöntemlere dayalı gaz analizlerinde, örneğin deriştirilmesi
gerekebilmektedir. Örneği, hava, bir absorpsiyon ortamı ya da filtre kağıdı gibi
bir tuzaklama ortamından geçirilmektedir. Zaman, akım hızı, absorplayıcı hacmi
gibi parametrelerin seçiminde, kirleticinin olası derişim ve zaman aralıkları,
ortamın tutma verimi ve analitik yöntemin sınırlanmaları dikkate alınmalıdır.
Derişim artışının yapılması gerektiğinde, kirletici derişimlerinin sürekli gerçekzaman ölçümleri kullanılmamalıdır. Fiziksel ya da elektrokimyasal yöntemler,
daha geniş çaplı uygulama yeteneğine sahiptirler. Modern ölçüm sistemlerinde
deriştirme
işlemi
yapılmasına
gerek
olmayacak
düzenlemeler
uygulanabilmektedir.
Kirlilik içeren gaz örnekleri toplandığında, GC ile analiz yapılması daha
uygundur. Ancak, madde kaybı riski bulunduğundan düşük derişimli gazların
(SO2, NOx gibi)GC ile ölçümleri için uygun bir işlem değildir.
Ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesinde kayıt edilmesi gereken bazı ölçütler
aşağıda özetlenmiştir;
** Tesisin anma ısıl gücü, meteorolojik koşullar, tesis tasarımı ile ilgili bilgiler,
tesis inşası ile ilgili bilgiler
*Tesis tasarımında; mevcut birimler(kazan dairesi, fırın, banyolar v.b. gibi),
üniteler(markası, tipi, görevi, işlevi, rejimler ve süreleri, işlem süresi,
hammaddeler[cinsi, türü, özellikleri, üretim hızı, üretim sırası, alınmış tedbirler,
fan, filtre, siklon v.b.] ve sayısı da dikkate alınmalıdır.
10.10.2007
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
ÖRNEKLEME SÜRECİ ve YÖNTEMLERİ
Doğanın korunmasında en etkili işlem sürekli örnek alınarak nitel ve nicel
analiz yapılması, sonuçların değerlendirilmesi ve gerektiğinde önlem
alınmasının sağlanmasıdır. Bu işlemlerin tümü maliyeti olan zaman alıcı
işlemlerdir. Bu durumda çevrenin kirletilmemesi en akılcı yoldur. Ancak, teknik
olarak bu olanaksızdır.
Bazı ölçümlerin yerinde (in-situ) anlık yapılması olanaklıdır. Bununla birlikte,
çok değişken nitelik ve nicelik taşıyan kirletici içeren gaz karışımlarının
kaynağında, önce kesikli ya da sürekli biçimde dikkatli bir örnekleme yapılması
ve olası girişim etkilerini, bulaşmaları ve yoğunlaşmayı önlemek için,
örneklenen gaz karışımının ön işlenmesi ve deriştirilmesi ve sonra bu örneği
oluşturan temel bileşenlerin uygun fakat en pratik, hızlı ve ekonomik
yöntemlerle kesikli ya da sürekli biçimde, yerinde ya da taşındıkları ayrı bir
laboratuvarda nitel ve nicel miktarlarının saptanması gerekmektedir.
Hızlı, basit fakat zararlı ve toksik maddeleri içermeyen eksik bir analiz, tehlikeli
durumlara ve belki de yasal sorunlara yol açabilmektedir. Bu nedenle her ölçüm
için gerekçenin iyi saptanması ve uygun örnekleme ve ölçüm yöntemlerinin
seçilmesi gerekmektedir. Ancak, hava kalitesinin korunması ve denetimi
amacıyla ölçülmesi gereken parametrelerin çeşitliliği kadar, ilgili örnekleme ve
ölçme yöntemleri de
a) Yürürlükte bulunan uluslar arası/ulusal/bölgesel/işlemsel yasal
kısıtlamalara ve standartlara;
b) Örneğin bulunduğu ortam ve koşullara(işyeri atmosferi/baca/egsoz;
dış atmosfer; topoğrafik durum ve meteorolojik koşullar; rüzgar ve
inversiyon durumları; sıcaklık; basınç; nem ve debi) ve
c) Örneği oluşturan bileşenlerin niteliklerine (gaz, partikül, organik,
inorganik v.b.), etkilerine (insan, hayvan, bitki, eşya ve doğa üzerine
etkiler, fotokimyasal duman ve sera etkileri, ozon tabakasına etkiler,
korozif, kanserojen, alerjik v.b. etkiler), derişimlerine ve girişim
olanaklarına
bağlı olarak önemli farklılık ve çeşitlilik göstermektedir.
Tüm bu değişik etkiler dikkate alındığında, teknik ve yöntemler arasında en
uygun seçimin yapılabilmesi, sistematik bir programlama ile olanaklıdır.
Örnekleme yapılacak noktada yeterli ön bilgi ve veri varsa, örnekleme ve analiz
yapılması oldukça kolaydır. Kütle ve enerji denklikleri ile hesaplama
yardımıyla, örnekleme ve analizler desteklenebilmektedir. Hammadde yapısı,
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
miktarı ve işletme koşulları bilinmekte ise, yararlı sonuçlara ulaşmak son derece
kolay olmaktadır.
Yeterli ön bilgi ve veri yoksa, bir planlama yapılması yararlı olacaktır.
a) İncelenecek bölgenin kirlenme potansiyeli açısından seçim gerekçesi
b) Emisyon süreçlerinin, süreç düzeneklerinin ve hammaddelerin tanınması;
özelliklerinin ve işletme koşullarının saptanması; kirletme potansiyeli
olan süreçlerin elenmesi;
c) Potansiyel emisyon kaynaklarının ve sınıflarının belirlenmesi;
d) Kaynakta ölçüm ve örnekleme sürecinin usulüne uygun biçimde
yapılması.
Bu işlemler sırasında bazı konular(ÇED, İstatistik veriler, bölgede var olan özel
uygulamalar v.b.) inceleme dışında bırakılmalıdır.
Örnekleme yapılacak yerin hazırlanması ve örnekleme noktalarının seçimi
Örnekleme yapılacak yerde, 15-45 m yükseklikte, en az iki kişinin ve
kullanılacak alet ve düzeneklerin rahatlıkla konabileceği bir platform
bulunmalıdır. Bu platformda, zararlı gaz etkilerinden korunma, patlama riskinin
önlenmesine yönelik düzenekler gibi kaza olasılıkları, yalıtımsız bacalarda da
kızgın duvardan yanma olasılığı dikkate alınmalıdır. Gerekli durumlarda uygun
koruyucu giysilerin sağlanması gerekmektedir. Yaz aylarında çalışanların su
kaybı olasılığına karşı gerekli önlemler alınmalıdır.
Emisyon kaynağında seçilen örnekleme bölgesinde, tüm örneklerin alındığı
noktanın , akıştaki uniformluğun bozulmasına neden olan noktalardan yeterince
uzakta olması gerekmektedir. Çoğunlukla, birbirine dik olan iki noktadan örnek
alınması en uygun biçim olmaktadır.
İdeal olarak, örnekleme noktası sayısı 12 ‘dir. Çapı ve yüksekliği çok fazla
olmayan bacalarda, değişik koşullara bağlı olarak, bu sayı bazı etkenler ile
çarpılarak belirlenebilmektedir. Bu etkenler, kanal kesit biçimi, yatışkın olup
olmaması, dirsek, vana, daralma, ölçüm düzenekleri gibi sıralanabilmektedir.
Teknikte sürece bağlı olarak tüm bu işlemler bir kurallar dizisine
bağlanmaktadır.
Temel Kaynak Özelliklerinin saptanması
Örneklemenin yapıldığı noktada, gaz ve toz şeklindeki kirletici bileşenler
yanında baca gazının sıcaklığı, basıncı, debisi, nemi ve özellikle yanmanın
olduğu kaynaklarda CO2, O2 ve CO derişimleri (orsat) gibi temel fiziksel ve
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
kimyasal özelliklerin ve rejime bağlı değişimlerin de mutlaka belirlenmesi
gerekmektedir.
a) Sıcaklık ölçümü ; baca gazında 400 oC ye kadar olan sıcaklıklar cıvalı
termometre ile, daha yüksek sıcaklıklar ise ısılçift ve termistör
kullanılarak ölçülmektedir.
b) Basınç ölçümü; baca içinde pitot tüpü ile ölçülen statik basınç, baca gazı
hızının hesaplanmasında; barometre ile kaydedilen basınç ise basınç
düzeltilmesi yapılması için gerekmektedir.
c) Debi ölçümü; pitot tüpü ile saptanan basınç farkları yardımıyla aşağıdaki
bağıntıdan hesaplanmaktadır.
vs ort = K p C p
(
∆P
)
ort
(Ts )ort
Ps Ms
Bu ortalama hız değeri ise, gerçek ve standart koşullarda baca gazının
hacımsal debisinin hesaplanmasında kullanılmaktadır.
Qs = 3600(vs )ort As
 273
Ps 
Qstd = 3600(1 − Bwo)(vs )ort As 

 (Ts )ort 1, 01b 
Hacımsal debinin bilinmesi, kirleticilerin ölçülen derişimlerinin kütlesel
emisyon hızlarına dönüştürülmesini sağlamaktadır.
M s = Qstd Cs
Bu emisyon hızları, gerektiğinde emisyon etkenlerine de dönüştürülerek,
kapasiteleri farklı benzer endüstriyel tesisler arasında kirletici emisyon
potansiyeli açısından bir karşılaştırma yapılmasının sağlamaktadır.
Hacımsal akış hızlarının ölçülmesinde, aşağıdaki gibi, değişik teknikler
bulunmaktadır.
i) Kesikli elle yönetilen yöntemler; bir hava kirletici emisyon bileşeninin
kütlesel akım hızı, örneğin bulunduğu koşullarda ölçülen hacımsal akış hızı
ve bu spesifik bileşenin derişimi yardımıyla hesaplanmaktadır. Bu nedenle
baca gazının çizgisel hızının ölçülmesi ve bulunan değerein kanal kesit alanı
ile çarpılması gerekmektedir. Çizgisel gaz hızları, gaz yoğunluğu da dikkate
alınarak pitot tüpü ölçümlerinden hesaplanmaktadır. 2 m/s den düşük hızların
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
pitot tüpü yerine, anenometre ile yapılması daha doğru sonuç vermektedir.
Atık gaz yoğunluğunun hesaplanmasında, ölçüm anında ortam basıncının,
etkin basıncın(ölçümün yapıldığı noktada kanaldaki basınçla ortam basıncı
arasındaki fark), ortalama gaz sıcaklığının ve atık gaz bileşimini de bilinmesi
gerekmektedir.
ii) Sürekli yöntemler;
I)
Ortalama bulan pitotlar, çok sayıda çarpma musluğu içermektedir.
Bu sistem, dairesel kesitli bir tüp içerisinde sırt-sırta yerleştirilmiş
D-şeklinde kesitli iki tüpten oluşmaktadır. Prob kanala akışa dik
yönde sokulmaktadır. Her iki tüpte de bir seri basınç algılayıcı
başlıklar bulunmaktadır. Akım hızıyla orantılı olan diferansiyel
basınç bir transducer yardımıyla ölçülebilmektedir. Transducer,
pnömatik ya da elektronik olarak seçilebilmektedir. Yeni tip
sistemlerde doğruluk biraz daha kesin olarak hesaplanabilmektedir.
II)
Isıl dispersiyon akım ölçerleri, iki termistörden oluşan bir sensör
bulunmaktadır. Bunlardan biri tercihan referans görevi yapmakta,
gaz akışına dik yönde yerleştirilen prob ise diğer termistörü
içermektedir. İki termistör arasındaki sıcaklık farkı, akım
olmadığında en yüksek olup, gaz akışı ile birlikte azalmaya başlar.
Bu sistemde sıcaklık farkı elektronik olarak bir sinyal çıktısına
dönüştürüldüğüne güvenilir sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu
sitemde, gerçek sıcaklık farklarını ölçmek daha kolay
tasarlanabilmektedir.
III) Pnömatik köprülü akım ölçerler, ucunda iki delik olan ve gazla
sürekli yıkanan bir prob kanala akışa dik yönde yerleştirilmektedir.
Gaz sistemden sürekli biçimde akarak her iki delikten dışarı çıkar.
Pnönatik köprü tüpünün bir kısmı ısıtılır. Tüp çeperi boyunca
oluşan sıcaklık farkları, akım dışında bulunan termoelektrik
sensörlerle ölçülür. Akım varlığında prob ucunda basınç farkı
ortaya çıkar, köprü dengesi bozulur, oluşan sıcaklık farkı
termoelektrik sensörlerle ölçülerek akım hızı ile ilişkilendirilir.
Kalibrasyon gaz yoğunluğu ve hız profili ile ilişkilidir. Uygun
düzenekler ile doğrudan ölçüm yapmak olanaklıdır.
IV) Girdap gölgeleme (vortex shedding)akış ölçerleri, akış çapı
boyunca hareket eden bir çubuk türbülans oluşturacak biçimde
tasarlanmıştır. Oluşturulan girdap sayısı akış hızı ile doğru
orantılıdır. Girdap sıklığı matematiksel olarak,
F=SV/D
Eşitliği ile tanımlanabilmektedir. Girdap sıklığını ölçmek için,
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
V)
ultrasonik ışın algılama daha üstün bir yöntemdir. Işın girdaplarla
bozulması akış hızı ile doğrusal bir ilişki yaratmaktadır.
Ultrasonik akış ölçerler, iki ultrasonik transducer ile gaz hızlarını
doğrudan ölçmek olanaıklıdır.
d) Nem ölçümü; yoğunlaştırma, adsorplama ya da ıslak/kuru hazne
sıcaklıkları yöntemleri ile yapılabilmektedir. Baca gazı nem içeriği, kuru
ve yaş termometre sıcaklıkları ölçülüp psikometrik çizelge ya da
diyagramlardan okuma yapılarak bulunabilmektedir.
Islak/kuru hazne sıcaklıkları yönteminde, kanaldaki atık gazdan belirli bir
hacım ekstrakte edilip, benzer iki termometre ile temasa getirilmektedir.
Biri doğrudan gazla temas etmekte, diğeri ıslak bir bez içeren hazne ile
temas halinde olmaktadır. Bu haznedeki nemin buharlaşmasından
kaynaklanan soğuma etkisiyle iki termometrenin sıcaklıkları arasında fark
ortaya çıkar. Bir diyagram yardımıyla ve diğer parametreler dikkate
alınarak atık gaz su buharı içeriği hesaplanabilir. Atık gaz sıcaklığının 150
o
C den fazla olmadığı durumlar için uygun bir yöntemdir. Kütle denkliği
hesaplamaları ile de nem miktarını hesaplamak olanaklıdır.
Ağırlık oranı cinsinden tanımlanan nem (W), mol ya da hacım oranları
(Φ)cinsinden de verilebilmektedir.
Φ=
28,8 kg / kmol kuru hava
18,0 kg / kmol H 2O
 kg H 2O 
W

 kg kuru hava 
Amagat yasası uyarınca gaz karışımlarında mol ve hacım yüzdeleri
eşdeğer olduğundan
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Φ = (1, 6)(W )
kmol H 2O
m 3 H 2O
= (1, 6)(W ) 3
kmol kuru hava
m kuru hava
yazılabilmektedir.
Baca gazının nem içeriği, hacım kesri cinsinden
Bwo =
1, 0W
1, 0 + 1, 6W
biçiminde de yazılabilmektedir.
Nem tayininde kullanılan bir başka yöntem de, toplanan hava örneğindeki
su buharının, buzla soğutulan bir yoğuşturucudan geçirilerek ya da sıvı
azot ya da başka soğutucu ajanlarla yoğunlaştırılıp hacminin ölçülmesine
ve standart koşullardaki eşdeğer hacme dönüştürülmesine dayanmaktadır.
Vw = Vc
Bwo =
PH 2O RT
M H 2O P
(1,35 m3 / L)Vc
(1,35 m3 / L)Vc + Vm
Adsorsiyon yoluyla nem gidermede, silikajel, kalsiyum klorür,
mağnezyum perklorat ya da fosfor pentaoksit gibi maddeler
kullanılabilmektedir.
e) Orsat analizi; yanma gazlarındaki CO, CO2 ve O2 miktarları ile ek bir
düzenekle H2 miktarı saptanabilmektedir. Sistem kesikli bir yöntemdir.
Gazların uygun çözücülerde tutulması sonucu ortaya çıkan hacim
azalmasının saptanmasına dayanmaktadır. Kimyasal tepkimeli bir gaz
absorpsiyonu
olayı
gerçekleşmektedir.
Hava
azotu
farktan
hesaplanabilmektedir. Orsat analiz sonuçları yanma verimini etkileyen
temel etkenlerin ve kuru baca gazının molekül ağırlığının hesabında özel
önem taşımaktadır. Yanmadan oluşan baca gazının ortalama molekül
ağırlığı
MD = (0,44)(% CO2) + (0,28)(% CO) + (0,32)(% O2) + 0,28(% N2)
eşitliğinden hesaplanabilmektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Bir orsat düzeneği (Şekil 2.11 gibi) , 0-100 ml kapasiteli, dereceli, cam gaz
büreti ile her biri muslukla bu bürete bağlı camdan yapılma absorpsiyon
şişelerinden oluşmaktadır. Absorpsiyon şişeleri içinde bulunan cam borular
temas yüzeyini arttırılması için konmuştur. Bürette metil kırmızısı ile
renklendirilmiş % 20 - 25 NaCl ya da Na2SO4 içeren sulu çözelti
bulunmaktadır. Bu tuzlar gazların büreteki suya absorplanmasını
engellemektedir. Bürete alınan belli hacimdeki gaz sıra ile şişelere
gönderilerek absorplanan gaz hacimleri ölçülmektedir. Okumalar birkaç kez
gaz gönderilerek büret hacminde değişim gözlenmeyene kadar
sürdürülmektedir. Tayin sonuçları, dereceli hazırlanmış büret yardımıyla,
hacimsel % olarak hesaplanmaktadır.
Absorpsiyon şişelerinde, CO2 için, % 36 ‘lık KOH (NaOH ya da Ba(OH)2
‘de kullanılabilmektedir)çözeltisi;
2 KOH + CO2 →
K2CO3 + H2O
O2 için 40 g pirogallol + 90 ml su + 70 ml KOH içeren çözelti (pirogallol
yerine Na2S2O4; sarı fosfor, krom II klorür çöz., amonyaklı bakır(I)klorür
çöz. de kullanılabilmektedir);
CO için bakır-I klorür çözeltisi (ya da insan ya da hayvan kanı; bakır_I
sülfat çözeltisi; haolamid; ponza taşı; I2O2, sülfürik asit ve Hopcalite)
kullanılması uygun olmaktadır. Bakır çözeltisine katılan % 0,1 - 2 SnCl2,
çözeltinin absorplama yeteneğini arttırmaktadır.
Cu2Cl2 + 2CO ⇔
Cu2Cl2.2CO
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Hacımca % olarak saptanan gaz derişimleri (25 oC; 1 atm ; STP);
CO2 (ppm) = % CO2x104
CO2 (ppm) = CO2 (µg/m3) / 1800
O2 (ppm) = % O2x104
O2 (ppm) = O2 (µg/m3) / 1309
CO (ppm) = % COx104
CO (ppm) = CO (µg/m3) / 1150
eşitlikleri yardımıyla
gösterilebilmektedir.
ppm
ya
da
µg/m3
birimleri
cinsinden
de
Örneklemede Genel Kurallar; işlem aşamaları ve düzenek parçaları
Örnek almada kullanılan düzeneklerin, yönteme bağlı olarak, parça, sayı
ve özellikleri değişiklik göstermektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Örnekleme yöntemine bağlı olarak, yukarıdaki şekilde gösterilenlerden
uygun olanlarının kullanılması gerekmektedir.
Uygun bir vakum kaynağı aracılığı ile belirli bir hızda emilen örnek, önce
temizleme ve ön işlem basamağından geçerek, filtrasyon, nem giderme,
kurutma ve su buharı ile doyurma gibi işlemler ile koşullandırılmaktadır. Bu
aşamalara, gerekli durumlarda kimyasal dönüştürme de uygulanabilmektedir.
Amaç, girişim yapabilecek kirleticilerin giderilmesidir. Bu işlemlerden sonra
örnek biriktirilmeli ve deriştirme yapılmalıdır. Bundan sonra, akış hızı,
sıcaklığı, basıncı ve nemi ölçülen örnek nicel analiz için hazır olmaktadır.
Gaz örneğinin alındığı noktada, gaz akım rejiminin düzgün olduğundan emin
olunmalı, bölgeye yakın noktalarda akım rejimini bozabilecek bir engel
(dirsek, eklenti, flanş v.b. bağlantı elemanı, akış ölçer gibi), bulunmamalıdır.
Örnek almada dikkat edilmesi gereken noktalar;
1) Örnek alma uçları ve boruları; et kalınlığı az ve bacadaki akış
rejimini az etkileyen borular seçilmeli; boru ucu akış hızına
paralel ve zıt yönde yerleştirilmelidir.
2) Emiş hızı ve ayarı; emilen gaz ana gaz akımını temsil
etmelidir. Emiş hızı, emme sondası ucundaki hız kanalındaki
gaz hızına eşit olacak biçimde ayarlanmalı ve izokinetik
örnekleme yapılmalıdır.
Filtre tıkandığında, azalan debi, vakum pompasındaki bir yan
bağlantı ile ilk konumuna getirilmelidir.
Baca kanalında hız değişimi varsa, emiş hızının bu değişime
göre ayarlanması gerekmektedir.
Gerekli olduğunda, kısa süreli örnek alınması ya da yüksek hızlı
örnekleme de yapılabilmelidir.
3) Örnek miktarı; sonradan yapılacak analiz ve ölçümler için
yeterli olmalıdır. Örnek alma sistemine giren toplam gaz hacmi
mutlaka bilinmelidir. Genel olarak, yapılacak analiz ve
ölçümlere göre değişmekle birlikte, en az standart koşullarda
(STP) baca gazı için 3 litre, partiküller için 30 m3 ‘tür. Açık
atmosferde ise en az 480 m3 örnek alınmalıdır.
Toplam gaz hacmi uygun bir düzenekle, tercihan hacim ölçerler
ile, saptanmalıdır. Ölçülen değerlerin standart değerlere
dönüştürülmesine kolaylık olması açısından, aynı anda, sıcaklık
ve basınç değerleri de ölçülmelidir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
4) Isıtma ve soğutma; örnek alma sırasında kaynak ile katı
parçacıkların tutunduğu kısım arasında kalan bölümde
yoğuşmayı önleyecek sıcaklık denetimi yapılmalıdır. Çok nemli
gaz akımlarında emiş borusu ve filtre kısmında ısıtma
yapılaması gerekmektedir. Bununla birlikte, gaz tutma birimine
bir soğutucu eklenmesi, gaz bileşenlerin tutulma veriminin
doğru saptanması için önemlidir.
5) Verim
ve
Girişim;
örnekleme
sürecinin
tutma/toplama/dönüştürme/deriştirme aşamalarında kullanılan
teknikler; partikül/aerosol ve gaz/buhar şeklindeki maddeler için
değişiklik göstermektedir.
a) Partikül ve aerosollerin toplanması; katı parçacık
tutucusunun
verimi
yüksek
olmalı,
toplanan
partiküllerde boyut, boyut dağılımı, özelik, miktar ve
özel bileşen tayinleri (fiziksel, kimyasal, biyolojik
analizler) yapılabilmelidir.
Tutulan tozlar kayıpsız geri kazanılabilmelidir. Bu
amaçla gerekli düzenek sisteme doğru olarak
konmalıdır. Genel olarak, kağıt, fiber-glass, cam, bez,
PTFE ve membran gibi değişik filtre ve düzenekler
kullanılmaktadır.
I)
Filtre ortamları, uygun bir tutucu seçilmelidir.
Filtreler
amaca
uygun
biçimde
numaralandırılmalıdır. Yakalama, difüzyon,
çökelme ve elektrostatik çekim süreçlerinin
uygun biçimlerde dengelenmesi gerekmektedir.
Bu ilişki karmaşık olup, üreticiler tarafından
özel diyagramlar ile verilmektedir.
Bunun yanında, filtre gözenek seçimi özel bir
önem taşımaktadır.
A) Selüloz filtreler, hava kirliliği düzenli
ölçümlerinde en yaygın kullanılan türdür.
Kağıt üzerine toplanan partikül yoğunluğu,
gravimetrik ya da ışık yansıtma özelliği
kullanılarak belirlenmektedir. Whatman No.4
marka bu iş için en uygundur. Genellikle, toz
derişimine bağlı olarak seçim yapılması
gerekmektedir. Bu filtreler ile, gravimetrik
yakma ya da alev fotometresi incelemesi
yapıldığında, selüloz yapısı ve gözenek
boyutuna bağlı olarak, doğruluk derecesi
biraz düşüktür.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
II)
B) Fiber Glass filtreler, 800 oC ye dayanıklıdır.
Bununla birlikte hava akımına daha az direnç
göstermektedir. Yapıları gereği yüzeylerinde
daha fazla partikül toplandığından, daha
koyu renk oluşturmaktadır. Selüloz filtrelere
göre 2,5 kat daha fazla partikül
toplanabilmektedir.
Kırılgan
olmaları
bir
dezavantajdır.
Gravimetrik
tayinler
için
çok
iyi
saklanmalıdır. Boş filtre yapısı da dikkate
alınmalıdır. Bu filtreler yüksek hacımlı
örnekleyiclerde tercih edilmektedir. Eser
element düzeyinin yüksek olması ve kalıntı
oluşumu en büyük engeldir.
C) Membran ve nuclepore filtreler, diğer tür
filtrelerin uygun olmadığı, mikroskobik
çalışma gerektiren partiküller için tercih
edilmektedir. Bununla birlikte bu filtrelerin
akıma karşı dirençleri yüksektir ve
bükülmeye
dayanımları
düşüktür.
Polikarbonat nuclepore filtrelerde sabit
boyutlu gözenek oluşumu vardır.
Membran filtreler, diğer türlerden daha etkin
ve dayanıklıdır. Elektron mikroskoplarında
özel olarak incelenebilir olmaları önemli bir
üstünlükleridir. Yapısal safsızlık oranı ve kül
içerikleri çok azdır. Teflon filtreler pahalı
olmalarına rağmen, kimyasal açıdan inert ve
etkinlikleri nedeniyle tercih edilmektedir.
Kaskat ayırıcılar, partiküllerin fiziksel
çaplarından çok aerodinamik özelliklerini
dikkate alan ve boyutlarına göre ayrılmasını
sağlayan bir sistemdir.
Partiküllerin aerodianmik çarpışma özellikleri,
yoğunluklarına ve şekillerine bağlı olarak
değişmektedir. Ancak, fiziksel boyutlara göre
tam bir homojen dağılım gözlenmemektedir. Bu
nedenle her basamak için ayrı aerodinamik çap
tanımlanmaktadır.
Anderson örnekleyici tipi en yaygın türdür. Yedi
adet çarpma basamağı içermektedir. İlk üç
basamak açıklığı 360 in(914 cm) iken, diğerleri
400 in (1016 cm) ‘dir. Her bir açıklığın altında
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
bulunan
tepsilerde
düşen
partiküller
toplanmaktadır. Sisteme 1 ft3/dak hızla giren
havanın etkin hızı her bir basamaktan geçerken
artmaktadır. Bu nedenle, iri partiküller üst
tepsilerde, küçük olanlar alt tepsilerde
toplanmaktadır.
Yüksek hacımlı ayırma sağlayan kaskat
sistemler de bulunmaktadır.
b) Gaz ve buharların toplanması; tayini yapılacak
bileşenin diğerlerinden ayrı olarak saptanmasında
absorpsiyon, adsorpsiyon, soğutarak yoğunlaştırma
ve/ya da katalitik olan ya da olmayan tepkimelerle başka
bileşiklere dönüştürme tekniklerinden uygun olanı
kullanılmalıdır.
6) Kaçaklar; sistemden örnek alınırken herhangi bir kaçak
olmaması sağlanmalıdır. Örnekleme hattı olabildiğince kısa
olmalıdır.
7) Malzemelerle etkileşim; örneklemede kullanılan ekipman,
eleman, boru ve malzemeler arasında korozyon ya da benzeri
kimyasal tepkimeler olmamalıdır. Örneğin, bir yağlayıcı
kullanılmaması gibi.
Kullanılan sistemde, temizlik koşullarına titizlikle uyulması
gerekmektedir. Düzenli temizlik ve bakım için gerekli işlemler
aksatılmamalıdır.
8) Diğer konular; sistem elektrostatik olarak yüklenmemeli, kolay
taşınır ve kolay temizlenir olmalı, ışığa duyarlı bileşenler,
çözeltiler ve ısı kayıpları için gerekli yalıtım sağlanmalıdır.
İzokinetik Örnek Alma
Örnek alma işlemlerinde kaynaklardaki akım karakterlerinin bozulmaması
özel önem taşımaktadır. Akış hızı ve derişim, kaynak kesitinin her noktasında
aynı ise yatışkın koşullarda kesitin herhangi bir noktasında ve herhangi bir
hızda bir örnek almak yeterli olmaktadır. Ancak, akış hızı ve derişimin
kaynak kesiti üzerinde değişkenlik gösterdiği durumlarda kaynaktaki akış
hızı ile orantılı örnek alınması ön koşuldur. Uygulamada, toz örnek alınırken,
örnek emiş debisi, örnek sondasının girişindeki akım hızı, ana gazın çizgisel
akış hızına eşit olacak biçimde ayarlanmalıdır. Örnek borusundaki örnek
alma hızı, atık gaz hızından küçükse yalnızca hafif toz taneleri örnek
borusuna yöneleceğinden, ölçülen derişim gerçek toz derişiminden daha
düşük, aksi durumda ise ölçülen derişim gerçeğine kıyasla daha yüksek
bulunacaktır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
İzokinetik örnekleme, bir kaynakta normal akış rejimi ve akım koşulları
bozulmadan, akımla orantılı örnek alınması ya da daha basitçe, gazların
örnek alma borusuna giriş hızı, kaynaktaki gaz hızına eşit (Uo/U ≅ 1)
tutularak, atı gaz hızı ile aynı hızda örnek çekilmesi işlemidir.
İzokinetik koşulun sağlanması, özellikle partikül ve aerosollerin
örneklenmesinde kritik önem göstermektedir. Gazlar genellikle atalet
kuvvetlerinden ve elektrostatik etkilerden, partikül ve aerosoller kadar
etkilenmediklerinden, gazlar için bazı özel durumlar dışında çoğunlukla
izokinetik örnekleme koşulu aranmamaktadır.
Kaynaktaki ve örnekleme orifisindeki akım hızı oranlarıyla (Uo/U), gözlenen
ve kaynaktaki gerçek partikül derişimleri oranı arasında (C/Co) Watson
tarafından geliştirilmiş aşağıdaki eşitlik kullanılabilmektedir.
 U o 1/ 2  
C U o 
=
1 + f ( p )   − 1 
Co U 
 U 
 
2
Bu eşitlikte, orifis ve tanecik çapı, tanecik yoğunluğu ve gazın viskozitesi
etkin rol almaktadır. Bu eşitlik özellikle büyük boyutlu parçacıkların
anizotropik örneklenmesi sırasında ortaya çıkan büyü yanlışların ancak
izokinetik örnekleme ile önlenebileceğini vurgulamaktadır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
İzokinetik örneklemede akım çizgilerinde eğilme ve kıvrılma olmadığından
partiküllerin momentumu değişmemektedir. İdeal bu tür koşulların oluşması
oldukça zordur. İzokinetik koşullardan sapmalar, 3 µ ‘dan iri parçalar için
daha etkilidir. Sapma % 20 den çok ise, örnek alma tekrar yapılmalıdır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
İzokinetik örneklemede şekilde görülen özel probların kullanılması
durumunda, 6 m/s den yüksek hızlarda, yanlış yapma olasılığı daha tolere
edilebilir düzeyde olmaktadır. 15 m/ s ‘den yüksek hızlarda ise % 5 den
düşük hata oranı saptanmıştır. Bu probların oksidasyon ve korozyona
dayanıklı olması gerekmektedir. Ayrıca, bu tür problarda yüksek sıcaklıklara
( 400 oC den yüksek ) dayanıklı, tercihan paslanmaz çelik, malzemelerin
tercih edilmesi uygun olmaktadır.
Partiküller ve Aerosoller için örnekleme yöntemleri
Bu amaçla değişik yöntemler kullanılmaktadır. Partikül tutma
işlemlerinde çöktürme (sedimantasyon), filtrasyon ve impringer tipi ayırma
temellerinden yararlanılmaktadır. Çöktürme, partiküllerin boyutlarına,
şekillerine ve yoğunluklarına bağlı olmaktadır. Hava kirletici partikül
boyutları 0,001 - 500 µm arasındadır. Genel olarak, 0,1 µm den büyük
partiküllerin çökelme ve birikme özelliği, bağıl yoğunluk ve şekillerine bağlı
olarak, bulunmaktadır. Çökelme olayının gözlenebilmesi için, toplama
biriminin kaynağa çok yakın ve gözlenebilir yükseklikte olması
gerekmektedir. Standart yöntemlerin çoğunluğunda, çöktürücüden çok filtre
ve impringer tipi ayırıcılar tercih edilmektedir.
Filtre kullanılan örnekleme sistemleri
Güvenilir bir ölçüm sisteminde tasarımın iyi yapılması, örnek çekiş hızı
ve koşulların düzgün ayarlanması gerekmektedir. Uzun süreli örnek toplama
işlemleri sırasında filtrelerin tıkanması olasılığı dikkatle izlenmeli ve gerekli
önlemler alınmalıdır. Aşırı yüksek hızla örnek alınması durumunda da boyut
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
dağılımının düzgün
gerekmektedir.
olabilmesi
için
orifis
tasarımına
dikkat
edilmesi
Aşağıda bir örnekleyici sistemi gösterilmektedir.
Yarı otomatik örnekleyiciler
Bu tür bir SO2 ve duman örnekleyici sistemde, 8x24 ya da 8x3 saatlik
aralıklarla otomatik örnekleme yapılabilmesi ve filtre kağıtlarının günlük
değiştirilmesi, Dreschel şişelerinin haftada bir değiştirilmesi sağlanmaktadır.
Ölçüm ortamından örnek çekiş otomatik olarak sağlanmaktadır. Sistemde bir
disk üzerinde 45o lik açı aralıklarıyla 8 adet delik bulunmaktadır. Haftalık
değişimler yapıldığında, bazı riskli ve karmaşık durumlarda, girişimler,
tepkimelere ya da nem artışı sonucu yanlış analiz sonuçları elde
edilebilmektedir.
Otomatik duman önleyiciler
Hava kirleticilerin zamana bağlı değişimlerinin önemli olduğu durumlarda
(trafik yoğunluğu ölçümleri gibi),otomatik olarak sürekli hareket eden filtre
şeritleri kullanılarak belirli zaman aralıklarında kesintisiz sürekli örnekleme
yapılabilmektedir. Bununla birlikte bu yöntemde veriler çok sağlıklı
olamamaktadır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Kısa süreli portatif örnekleyiciler
Bazı durumlarda kısa süreli ölçüm yapılması gerekebilmektedir. Hafif,
taşınabilir ve akülü sistemler bu amaçla kullanılabilmektedir. Gaz akım hızının
doğru ölçülmesi çok önemlidir. Emiş hızı genel olarak düşüktür. Nem içeriği
dikkate alınmalı ve saptanmalıdır.
İngiliz Standart yöntemi
1 µm ‘den iri parçacıklar ± % 25 doğrulukla örneklenebilmektedir. Tutma
verimi % 98 ‘dir. Sistemde, pitot tüpü, eğik manometre, termometre, sonda, akış
ölçer, akış kontrol vanası, bağlantı hatları, vakum pompası ve toplama birimi
bulunmaktadır. Baca kesit alanı dört eşit bölgeye ayrılmakta, en az dört
örnekleme noktasından 2 dak. süreyle örnek alınması yapılmaktadır. Baca kesit
alanı 2,5 m2 ‘den büyük ise örnekleme nokta sayısı sekiz adet olmaktadır.
ASTM yöntemi
Partikül toplama birimi baca içinde olacak biçimde tasarlanmıştır. Yüksek
sıcaklıklara dayanıklı filtre kullanımına dikkat edilmelidir.
Yönteme göre, baca türüne göre en az dört en çok 24 noktadan örnek alınması
gerekmektedir.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
EPA yöntemi
Bu yöntemde partikül toplama birimi baca dışında bulunmaktadır.
Örnekleme öncesi kaçak denetimi mutlaka yapılmalıdır. İzokinetik koşullar
sağlanmalı ve 2 dak. süre ile örnek alınmalıdır. Akış hızı orifis ile ölçülmelidir.
Yüksek hacımlı (Hi-vol) baca gazı örnekleyicisi
Yüksek baca gazı hızları için kullanılmaktadır. Sistem yüksek hacimli gaz
çekişini sağlayan bir pompaya, bükülebilir bir bağlantıya bağlanmış olan düze,
sonda, filtre, vana, orifis ve ibreli bir manometre içermektedir. Filtre olarak
20x25 cm boyutlu fiberglas kullanılmaktadır. Gaz akımı, filtre kağıdından ve
vanadan sonra sivri uçlu bir orifisten geçmektedir. Basınç değerleri ibreli
manometreden okunmaktadır. İlk aşamada, orifis ile ölçülen örnekleme hızı,
pitot tüpü ile saptanan hıza göre ayarlanmaktadır. Analize uygun miktarda örnek
toplanıncaya kadar örnekleme işlemi sürdürülmektedir. 0,25 g/m3 derişimde 1
dakika yeterlidir. İşlem sonunda düze, sonda ve filtrede toplanan partiküller bir
araya getirilerek gravimetrik, kimyasal ya da boyut analizi
işlemine
sokulmaktadır.
Filtre ya da impinger kullanılan diğer örnekleme yöntemleri
Partiküllerin baca içinde (LAAPCD) ya da dışında (BAAPCD)
örneklenmesi olanaklıdır.
BAAPCD sisteminde, filtre ve sonda baca içinde bulunmaktadır. LAAPCD
sisteminde ise, filtre yerine impinger tercih edilmektedir.
Çökebilen partiküllerin örneklenmesi
Bir bacadan atılan tozların belirlenmek istendiği durumda, bacadan
atıldıktan sonra izlediği yol ve depolanma şeklinin saptanması
gerekebilmektedir. Ancak iki sorun bulunmaktadır.
1) Herhangi bir alanda genel toz toplama miktarı saptanması gerektiğinde,
toz kapları nasıl ve nereye konmalıdır?
2) Spesifik bir kaynaktan atılan partiküllerin depolanma yollarının
bilinmesi?
Boyutu en büyük ve yoğunluğu en fazla olan partiküllerin, dikey konuma en
yakın açıyla düştükleri bilinmektedir. Ağır partiküller, baca ya da kaynak
yakınındaki bölgelere daha önce çökerler, bu nedenle ölçü kapları bu tür yerlere
konmalıdır. Daha küçük partiküllerin çökebilmesi daha yüksek rüzgar hızlarını
gerektirmekte ve yatay yüzey üzerine çok büyük yüzey açısıyla birikmektedirler.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Bu nedenle kaplar değişik biçimlerde yerleştirilmelidir. Yine de yaklaşık bir
sonuç elde edilebilmektedir. Bu nedenle, atmosferik partiküllerin depolanma
hızları partikül boyutunun da karmaşık bir fonksiyonudur. Partikül boyut
dağılımının geniş bir aralıkta olması beklenmelidir.
Yatay depolama ölçü kapları ile uzun süreli ölçümler yapılarak, toz depolanması
hakkında bilgi elde etmek olanaklıdır. Bir aydan fazla süre izleme yapılarak,
rüzgar yön farklılıklarının etkisi de dikkate alınabilmektedir. Kavanozlar ya da
petri kapları ile kısa süreli çalışmalar daha uygun sonuçlar vermektedir.
Toz yoğunluğu farklılıklarının belirlenmesinde, rüzgar yönü önem taşımaktadır.
Bir bölgede çok sayıda kirletici kaynak bulunduğunda, her kirleticiden ne tür
kirlilik yapıcı madde olduğu onucu çıkarılabilmektedir.
Gazlar ve buharlar için örnekleme yöntemleri ve ilgili ön işlemler
Absorpsiyon, adsorpsiyon, yoğunlaştırma ya da kesikli örnek toplama en çok
kullanılan yöntemlerdir.
Kimyasal tepkimeli absorpsiyon en bilinen yöntemdir. Çeşitli tür absorpsiyon
kolonları kullanılabilmektedir. Gaz örneğinin, kirleticiyi kimyasal yolla
tutabilecek bir sıvı içinden kabarcıklar halinde geçirilmesi temeline
dayanmaktadır. Absorpsiyon hızı, geçiş hızı, absorplayıcı derişimi ve toplam
temas süresi ile orantılıdır.
Adsorpsiyon yönteminde, fiziksel ya da kimyasal olarak tutunmayı sağlayacak
katı yüzeyler( aktif karbon, aktif alümina, zeolit, silikajel gibi) bulunmaktadır.
Biraz masraflı olan bu süreçte katı periyodik olarak rejenere edilmektedir.
Yoğunlaştırma ve dışardan soğutma teknikleri ile de tutma yapılabilmektedir.
Basamaklı soğutma işlemi de yapılabilmektedir. Soğutma işleminde değişik
sıvılardan(buz + su; karbontetraklorür, kuru buz + aseton, sıvı azot, sıvı oksijen
v.b.) yararlanılabilmektedir.
Gazların açık ortamda örneklenmesinde, dinamik ve pasif geçirgenlik
özelliklerine dayanan yöntemler kullanılmaktadır. Bazı durumlarda seyreltme
yapılması gerekebilmektedir. Örnekleme bölgesindeki tüm koşullar(durgun
hava, yüksek derişim, yavaş hareket eden akım koşulları v.b) dikkate alınarak en
uygun örnekleme sistemi seçilmelidir.
Gaz ortamında çok değişik gazlar bulunuyorsa, gazlar arasındaki etkileşim ve
fotokimyasal etkinlikler de dikkate alınmalıdır. Işığa duyarlı NOx gazlarının
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
karanlık ortamda alınmasının sağlanması gibi. Nem birçok koşulda gazları
tutunma ve absorplama eğilimlerini olağan dışı biçimde değiştirebilmekte, bazı
maddelerin etkinliklerini arttırabilmektedir.
Bu nedenle, örneklenecek gazın ön işleme sokulmasında yarar bulunmaktadır.
Modern sistemlerde bu işlem örnekleme sistemi içinde bulunmaktadır.
Genellikle bu işlemler bir dizi adsorpsiyon işlemi ile bazı istenmeyen
maddelerin seçimsel uzaklaştırılmasına yöneliktir. Ya da istenen analizlenecek
bileşik uygun bir başka bileşiğe dönüştürülmektedir. Özellikle girişim yapma
olasılığı olan gazların filtre edilmesi tercih edilmektedir.
Örnekleme sistemlerinde bağlantı elemanlarından olabildiğince kaçınılmalı,
conta yağları kullanılmamalı, PTFE bağlantı ve musluklar tercih edilmeli,
paslanmaz çelik ya da inert plastik malzeme kullanımı tercih edilmelidir.
Depolanacak örnekler için sızdırmazlık garanti edilmelidir.
Emisyon kaynaklarından, gaz ve buhar şeklindeki bileşenleri toplama
sistemlerinde, ölçülmesi istenen bileşen türleri dikkate alınarak tasarım
yapılmalı ve düzenlenmelidir. Bugün örnekleme sistemleri SOx ve NOx
bileşenleri ölçülecek biçimde standart duruma getirilmiştir. Bu sistemlerde
partikül ölçme sistemi de, bir filtre sistemi, bulunmaktadır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Diğer tür gazların özel olarak ölçülmesine yönelik tasarlanmış, değişik sistemler
de bulunmaktadır.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
Kaynaklar :
1) Müezzinoğlu,A. Hava Kirliliği ve Kontrolünün Esasları. Dokuz Eylül yay. İzmir, 2000.
2) Kara,S., Kaytakoğlu,S.,Döğeroğlu,T.,Var,F. Sabit Emisyon Kaynaklarında Hava Kirleticilerin Ölçüm
Yöntemleri. Anadolu Üniv. Eskişehir, 1991.
3) Colls,J.Air Pollution. Spon Pres, 2nd Ed., 2002.
4) Heinsohn,R.J.,Kabel,R.L.Sources and Control of Air Pollution. Prentice Hall, 1999.
5) Güney,E.Türkiye Çevre Sorunları. Çantay Kitabevi, 2002.
6) Güney,E. Genel Çevre Kirlenmesi. Çantay Kitabevi, 2002.
PROF.DR.M.EROL
KYM 471 0708 DERS NOTLARI
Bölüm 2
PROF.DR.M.EROL