AT518708A1 - Verfahren zur immissionsseitigen Sammlung zur Bestimmung von Schadstoffen - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur immissionsseitigen Sammlung zur Bestimmung von Schadstoffen beruht der Adsorption der Schadstoffe in einem Adsorptionsmedium, wobei der Träger der Schadstoffe in überschüssigem Ausmaß aktiv entlang des Absorptionsmediums 1 geleitet wird, die Durchströmung des Absorptionsmediums 1 verhindert wird und die Adsorption an der geometrisch definierten Oberfläche des Adsorptionsmediums 1 erfolgt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die immissionsseitigen Sammlung von Schadstoffen durch das überschüssige Ausmaß des Trägers der Schadstoffe sowie durch Verhinderung der Durchströmung des Adsorptionsmediums 1 von dem Ausmaß des vorbeiströmenden Trägers selbst unabhängig ist und nur noch durch die Diffusion der Schadstoffe innerhalb des Trägers respektive der Diffusion vom Träger zum Adsorptionsmedium 1 beeinflusst wird, womit die Menge eines gesammelten Schadstoffes nur noch von der Größe der geometrischen Oberfläche des Adsorptionsmediums 1, von der Dauer der Sammlung sowie von der Konzentration des Schadstoffes im Träger abhängig ist. Andere Einflüsse entfallen jedoch. Dadurch kann bei Kenntnis der geometrischen Oberfläche des Adsorptionsmediums 1 und der Dauer der Sammlung auf die Konzentration des Schadstoffes im Träger rückgeschlossen werden und diese Rückschlüsse sind auch bei sich ändernden Umgebungsbedingungen vergleichbar.
Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur immissionsseitigen Sammlung zur Bestimmung von Schadstoffen, beispielsweise aus Umgebungsluft, bei dem der Träger der Schadstoffe im überschüssigen Ausmaß entlang der geometrisch definierten Oberfläche eines Adsorptionsmedium 1 geleitet wird und die Durchströmung des Adsorptionsmediums 1 verhindert wird.
Die Menge der zur Sammlung zur Verfügung stehenden Schadstoffe wird dadurch durch die Geschwindigkeit der Diffusion der Schadstoffe im Träger und durch die Geschwindigkeit der Diffusion der Schadstoffe vom Träger zum Absorber begrenzt, nicht jedoch durch die Menge des verfügbaren Trägers. Durch geringe Geschwindigkeit der Diffusion an der Oberfläche des Adsorptionsmediums 1 ist bei bereits geringer Strömung des Trägers entlang der Oberfläche des Adsorptionsmediums 1 die Diffusionsgeschwindigkeit die für die Sammlung der Schadstoffe begrenzende Größe, die Menge der gesammelten Schadstoffe ist daher vom genauen Ausmaß der Strömung unabhängig.
Die immissionsseitige Sammlung von Schadstoffen erfolgt bisher unter der Anwendung von Verfahren, die sogenannte Passivsammler oder Diffusionssammler verwenden. Bei diesen Verfahren werden Adsorptionsmedien, die für die jeweiligen Schadstoffe geeignet sind, in Schutzgehäusen frei im Träger angebracht, wo sie über einen bekannten Zeitraum verbleiben. Nachteil dieser Verfahren ist, dass auch Umgebungseinflüsse, vor allem Stömungszufälligkeiten, wie beispielsweise Wind, Windstille oder Schaukeln des Passivsammlers in der Strömung des Trägers, die Menge der gesammelten Schadstoffe beeinflussen, einerseits durch verzögerte Verfügbarkeit des Trägers, andererseits durch vollständige Absorption des Schadstoffes aus dem Träger bei Durchströmung des Adsorptionsmediums.
Bleibt der Träger über zu lange Zeit unbewegt, so verringert sich in unmittelbarer Umgebung des Adsorptionsmediums die Konzentration der Schadstoffe im Träger und die Menge der in diesem Zeitraum gesammelten Schadstoffe ist geringer.
Bewegt sich der Träger anders als entlang der Oberfläche des Adsorptionsmedium, beispielsweise also quer zur Oberfläche, so dringt der Träger in das Adsorptionsmedium ein, durchströmt es, und aus diesem Anteil des Trägers nimmt des Adsorptionsmedium die Schadstoffe in übermäßigem, fast vollständigem, Ausmaß auf.
Weitere Verfahren zur immissionsseitige Sammlung von Schadstoffen erfolgten unter der Anwendung von Vorrichtungen, bei denen ein Absorptionsmedium vom Träger der Schadstoffe durchströmt wird und bei diesen muss das Volumen des Trägers, das das Absorptionsmedium durchströmt, genau gemessen werden. Daher sind die Vorrichtungen für die Anwendung solcher Verfahren teuer und der Träger muss unter bedeutendem Energieaufwand durch das Absorptionsmedium bewegt werden, wodurch die Abhängigkeit von externen Energiequellen entsteht.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wurde die Sammlung von Schadstoffen unter definierten Bedingungen unter Entfall aufwendiger Vorrichtungen und bei geringem Energieaufwand verwirklicht. Die bei anderen Verfahren bestehenden Zufälligkeiten wurden beseitigt, wodurch Rückschlüsse von der Menge der gesammelten Schadstoffe auf die Konzentration der Schadstoffe im Träger vergleichbar werden.
Das Verfahren bedient sich einer Vorrichtung zur Erhaltung der überschüssigen Strömung 2 des Trägers entlang des Adsorptionsmediums 1, beispielsweise eines Gebläses oder einer Pumpe, wobei bereits eine geringe Stömungsgeschwindigkeit von 50 cm/s in gasförmigen Medien oder 5 cm/s in Flüssigen Medien ausreicht, um die Diffusionsgeschwindigkeit derart zu übertreffen, dass die Menge der gesammelten Schadstoffe unabhängig vom genauen Ausmaß der Strömung ist. Die Vorrichtung zur Erhaltung der überschüssigen Strömung 2 des Trägers bewegt den Träger aktiv in einem geometrisch definierten Raum 4, beispielsweise einem Rohrstück, in dem sich das Adsorptionsmedium 1 befindet und dieses vor Durchströmung geschützt ist, beispielsweise durch Anbringung des Adsorptionsmediums 1 als mittlerer Teil eines geometrischen Körpers, der einem Stromlinienkörper ähnlich ist 3.
Die Zeichnung bildet das Verfahren grafisch ab und zeigt die Teile in einer beispielhaften Anordnung: 1 Adsorptionsmedium 2 Vorrichtung zur Erhaltung der überschüssigen Strömung 3 Geometrischer Körper, der einem Stromlinienkörper ähnlich ist 4 geometrisch definierter Raum
Diese Anordnung bietet den zusätzlichen Vorteil, dass Turbulenz in der Strömung, damit Querströmung und dadurch Durchströmung des Adsorptionsmediums 1 verhindert wird. Zusätzlich bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die bei anderen Verfahren der Sammlung von Schadstoffen notwendige genaue Messung des Volumenstromes oder der Geschwindigkeit des Trägers entfällt, dadurch kostengünstig bleibt und trotzdem erstmals Rückschlüsse aus der Menge der gesammelten Schadstoffe vergleichbar werden, da die Menge eines gesammelten Schadstoffes nur noch proportional zur geometrischen Oberfläche des Adsorptionsmediums 1, welches in direktem Kontakt mit dem Träger kommt, sowie dem Integral aus Konzentration des Schadstoffes im Träger mal der Zeit der Sammlung ist.
Claims (6)
- Anspruch 1: Verfahren zur immissionsseitigen Sammlung zur Bestimmung von Schadstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorption der Schadstoffe in einem Adsorptionsmedium erfolgt, wobei der Träger der Schadstoffe durch eine Vorrichtung zur Erhaltung der Strömung aktiv entlang der geometrisch definierten Oberfläche des Adsorptionsmediums geleitet wird.
- Anspruch 2: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß und die Durchströmung des Adsorptionsmediums 1 verhindert wird.
- Anspruch 3: Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmedium als mittlerer Teil eines Körpers angebracht ist, der einem Stromlinienkörper ähnlich ist.
- Anspruch 4: Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum der Sammlung 2 Stunden bis 6 Monate beträgt.
- Anspruch 5: Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Trägers der Schadstoffe entlang der Oberfläche des Adsorptionsmediums mindestens 50 Zentimeter in der Sekunde beträgt.
- Anspruch 6: Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Trägers der Schadstoffe entlang der Oberfläche des Adsorptionsmediums mindestens 5 Zentimeter in der Sekunde beträgt.
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