Obliczenia emisji – analizy laboratoryjne (mikroemisje, emisje z dygestorium)

Efektywne bilansowanie emisji z laboratoriów jest możliwe przy stosowaniu wskaźników, które ograniczają czasochłonność obliczeń i jednocześnie zapewniają dostateczną wiarygodność wyznaczonych ładunków. Bez względu na miejsce powstawania emisji (emisja z dygestorium, emisja z analizatorów zlokalizowanych poza dygestoriami, emisja ze stołów laboratoryjnych), warunkiem poprawnej oceny skali emisji jest przeanalizowanie przebiegu każdego ze stosowanych oznaczeń pod kątem własności (lotności) odczynników i innych wykorzystywanych materiałów, np. gazów, operacji wykonywanych w ramach oznaczeń oraz wykorzystywanego sprzętu. Przeważnie analizy manualne wykonywane z wykorzystaniem prostego sprzętu laboratoryjnego, z których może dochodzić do emisji są prowadzone pod dygestorium. Emisje z dygestorium może również powodować umieszczony w nim aparat, np. piec muflowy. Niektóre z potencjalnie emisyjnych analizatorów, np. spektrometry ICP lub fotometry płomieniowe są natomiast eksploatowane poza dygestoriami, głównie z uwagi na znaczne rozmiary aparatów lub potrzebę zapewnienia swobodnego dostępu do nich. Tego rodzaju sprzęt jest również objęty przedstawioną poniżej metodologią. Analiza źródeł emisji z laboratorium przebiega w dwóch etpach:

Etap I – eliminacja oznaczeń lub etapów nieemisyjnych

Metoda zakłada zastosowanie jednego z dwóch kryteriów oceny, czy analiza lub jej etap powinny być uznane za emisyjne i uwzględnione w zestawie wskaźników emisji, czy też powinny być uznane za nieemisyjne i pominięte w bilansowaniu emisji. Kryterium pierwszym jest stała wartość emisji, założona (niekoniecznie niezmienna) na podstawie ogólnej wiedzy o skali wykonywanych analiz i skali emisji z laboratorium, np. 1 g dla etapu analizy lub 5 g dla całego oznaczenia. Kryterium drugie (jakościowe) przewiduje przyjęcie zbioru analiz emisyjnych i sprawdzenie wielkości emisji dla oznaczenia uznanego za graniczne, najmniej emisyjne w zbiorze. Kryterium drugie jest możliwe do zastosowania przy dostatecznej wiedzy o emisji prowadzonych analiz. W praktyce wskaźniki emisji dla laboratoriów są rzadko aktualizowane, lub są wyznaczane jednorazowo z pominięciem oceny znaczenia emisji z poszczególnych rodzajów analiz w emisji całkowitej z laboratorium. Z tego względu znacznie częściej stosowane jest kryterium stałej wartości. Poniżej przedstawiamy kilka przykładów ilustrujących skalę emisji z dygestorium towarzyszącej wybranym operacjom jednostkowym (na przykładzie acetonu o prężności par w temp 22°C równej 27 kPa).

• przelanie 50 g cieczy pomiędzy zlewkami: (0,19 g - 0,20 g),

• swobodne parowanie ze zlewki 500 ml o średnicy 11 cm: 0,07 g/h,

• parowanie z kolby miarowej 250 ml: 0,07 ÷ 0,085 g/h.

Strata odczynników podczas większości operacji jednostkowych, nawet przy zastosowaniu w analizie cieczy łatwo parujących jest znacznie poniżej kryterium 1g. Operacje o tak małej skali emisji ujmuje się w bilansowaniu tylko dla laboratoriów wykonujących dany rodzaj analizy z wyjątkowo dużą częstotliwością (emisja z dygestorium pracującego w układzie 2 lub 3 zmianowym, w sposób ciągły). We wszystkich pozostałych przypadkach operacje o tak małej skali emisji uznaje się za nieemisyjne i nie uwzględnia się ich w obliczeniach wskaźników emisji. Źródła emisji nie stanowią również operacje na roztworach nisko stężonych. O ile dalszy przebieg oznaczenia nie wymusza wykonania operacji powodującej emisję, np. odparowanie znacznej części roztworu, analizę strat odczynników kończy się na etapie przygotowania roztworu o niskim stężeniu.

Etap II – wyznaczenie wskaźników emisji

Po zakończeniu etapu I do dalszej oceny zakwalifikowane zostają analizy lub procesy z poszczególnych procedur (oznaczeń) powodujące „znaczące” emisje, np. odparowanie masy odczynników, mineralizacja, praca aparatów spalających gazy lub uwalających gazy takie jak argon. Wyznaczenie wskaźników, które pozwolą efektywnie obliczać ładunek uwalnianych do powietrza substancji w dowolnym okresie rozliczeniowym wymaga wytypowania parametrów odniesienia, które będą stanowiły podstawę obliczeń. Najczęściej stosuje się następujące parametry odniesienia:

• Masa odczynników. Ponieważ emisja jest przypisana danemu rodzajowi analizy, uzyskanie wskaźników wynikowych wymaga wprowadzenia drugiego parametru - struktury analiz, określającej udział ilości analiz danego rodzaju w łącznej liczbie oznaczeń. Można też zrezygnować z parametru dodatkowego, co jednak wymaga rozdzielenia łącznej ilości zakupionych odczynników lub materiałów pomiędzy poszczególne rodzaje oznaczeń. Wskaźnik emisji określa ładunek uwolnionych do powietrza substancji odniesiony do masy wykorzystanego odczynnika i ma wymiar kg/kg. Wskaźnik ten stosuje się wobec następujących rodzajów analiz:

  • analizy z łatwo parującymi cieczami (dotyczy głównie emisji z dygestorium),

  • mineralizacja z wykorzystaniem kwasu azotowego ulegającego rozkładowi do tlenków azotu (emisja z mineralizatorów), roztwarzanie w kwasach (emisja z dygestorium),

  • metody wykorzystujące spalanie gazu, np. wodór (za wyjątkiem aparatów, w których nie ma możliwości tworzenia tlenków azotu), acetylenu (określenie co najmniej wskaźnika emisji dwutlenku węgla),

  •  metody wykorzystujące inne rodzaje gazów, np. argon (niektóre rodzaje gazów uwalnianych do powietrza, które wymagają uwzględnienia w opłatach za korzystanie ze środowiska przedstawiono w dziale Opłaty w zakładce Spawanie, lutowanie i cięcie stali

• ilość wykonywanych analiz. Parametr może wykorzystywać łączną ilość wszystkich rodzajów analiz i współczynnik struktury analiz lub też ilość analiz poszczególnych rodzajów. Wskaźnik emisji określa w takim przypadku ładunek uwalnianych do powietrza substancji przypadający na jedną analizę i ma wymiar kg/sztukę,

• czas pracy aparatu powodującego emisję.

Treść strony zaktualizowano w dniu 17.04.2015 r.