Frakcje pyłu – techniki pomiarowe

    Skład frakcyjny emitowanego pyłu jest specyficzny dla źródła emisji. Zależy od ogółu zjawisk zachodzących w źródle, w szczególności od parametrów procesu, budowy źródła oraz stosowanych procesów oczyszczania odgazów. Wymienione cechy sprawiają, że przyjęcie charakterystyki wyznaczonej dla innego źródła jest bardzo ograniczone i musi zostać poprzedzone dogłębną analizą podobieństwa wszystkich czynników determinujących uziarnienie pyłu. Najmniejszym błędem jest obarczone przejęcie charakterystyki pyłu dla źródeł prostych, o podobnej budowie, niewyposażonych w urządzenia odpylające i pracujących na zbliżonych parametrach, np. kotłów o jednakowej mocy i budowie, zasilanych takim samym paliwem gazowym lub ciekłym, lub stanowisk spawalniczych wykorzystujących tę samą technikę spawania, parametry prądu spawalniczego, rodzaj spawanego materiału i materiału łączącego. W praktyce prawdopodobieństwo uzyskania tak znacznej zgodności jest bardzo małe. Z tego względu dla instalacji, z których emisja pyłu ma duże znacznie dla jakości powietrza, jeśli tylko jest to możliwe, zaleca się wykonanie pomiarów składu granulometrycznego emitowanych pyłów, mimo że obecne techniki pomiarowe stwarzają wiele trudności, a uzyskiwane wyniki w niektórych przypadkach mogą być obarczone znaczną niepewnością. Powszechnie wykorzystywane są następujące metody pomiarowe:

    • aspiracja pyłu i oznaczenie składu granulometrycznego metodą dyfrakcji laserowej,

    • aspiracja impaktorem kaskadowym,

    • separacji w cyklonach lub filtrach (w tym z kondensacją),

    • pomiar ilości i wielkości cząstek w podczerwieni (Infrared Particle Sizer).

    Dobór metody wyznaczenia składu frakcyjnego pyłu zależy od celu pomiaru:

    • pomiary udziału w pyle ogółem frakcji PM2,5 i PM10: dowolna z opisanych powyżej metod,

    • oznaczenia zawartości metali i ich związków w pyle zawieszonym PM10, dla których określono wartości odniesienia w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. Nr 16, poz. 87):

    a) pomiary wymagające akredytacji: pobór frakcji PM10 i oznaczenie składu frakcji PM10 lub dla pyłów o jednorodnym składzie (brak znaczenia uziarnienia dla składu) oznaczenie metali i ich związków w pyle ogółem, oznaczenie udziału frakcji PM10 w pyle ogółem (dowolną metodą wg wymagań akredytacji) oraz przeliczenie wyników umożliwiające wiarygodne wskazanie zawartości metali i ich związków w pyle PM10,

    b) pomiary niewymagające akredytacji: zalecana metoda – separacja frakcji PM10 i oznaczenie w niej zawartości metali i ich związków,

    • oznaczenia udziału pyłu zawieszonego PM2,5 i PM10 w pyle ogółem oraz określenie ich składu lub zawartości we frakcjach wybranych związków chemicznych: metoda impaktora kaskadowego lub metoda separacji w cyklonach i na filtrach,

    • oznaczenie składu granulometrycznego w rozbiciu na wiele frakcji (składu pełnego): metoda dyfrakcji laserowej, analiza toru cząstek, metoda impaktora kaskadowego.

    Składy frakcyjne przedstawione w zakładkach poświęconych poszczególnym zbiorom danych (CEIDARDS, US EPA AP-42, Speciate, wyniki badań w Niemczech oraz badań Polskiej Akademii Nauk) zostały uzyskane z wykorzystaniem różnych metod, w tym najczęściej poprzez separację na cyklonach i filtrach, dyfrakcje laserową oraz metodę impaktora kaskadowego. Poniżej przedstawiono krótką charakterystykę poszczególnych metod.

    Dyfrakcja laserowa

    Pobór pyłu prowadzony jest najczęściej na standardowe sączki lub gilzy do pomiaru stężenia pyłu, z których jest on następnie „wymywany” do ośrodka dyspersyjnego z wykorzystaniem metody ultradźwiękowej, po czym poddawany jest oznaczeniu właściwemu na granulometrze laserowym. Metoda analityczna wykorzystuje zjawisko dyfrakcji optycznej światła monochromatycznego (ugięcia fali światła lasera), które zachodzi na granicy ośrodka nieprzepuszczalnego (cząstek stałych) i ośrodka przepuszczalnego (cieczy dyspersyjnej).

    Zaletą metody jest standardowy, prosty pobór pyłu oraz niski koszt oznaczenia. Jej głównymi wadami są natomiast ograniczenia w zakresie stosowania wynikające ze wzrostu niepewności dla pyłów o kształcie ziaren innych niż kuliste oraz trudności z doborem cieczy dyspersyjnej umożliwiającej utworzenie ośrodka optycznego. Przeważnie jako ciecz dyspersyjną wykorzystuje się wodę, alkohol etylowy lub alkohol izopropylowy. Nie jest zatem możliwe wykonanie oznaczenia dla wielu rodzajów substancji rozpuszczalnych w tych cieczach. Wątpliwości mogą również budzić wyniki analiz pyłów o znacznej wilgotności, krystalizujących po poborze podczas suszenia lub transportu próbki. Przeprowadzenie próbki pyłu przekrystalizowanego do ośrodka dyspersyjnego może prowadzić po uzyskania innego rozkładu ziaren niż pierwotny.

    Impaktor kaskadowy

    Jest to metoda bezpośredniego pomiaru składu frakcyjnego pyłu, w przeciwieństwie do metod nieselektywnego poboru pyłu i oznaczania granulometrii próbki pobranego pyłu ogółem. Zasada działania impaktora wykorzystuje różnicę sił bezwładności (zależnej od masy cząstek) i pozostałych sił oddziałujących na cząstki zawarte w gazie przepływającym przez poszczególne półki (stopnie) przyrządu. W zależności od budowy impaktora możliwe jest oznaczenie od 2 do 13 frakcji.

    Oprócz podstawowej zalety selektywnego poboru pyłu o różnym zakresie średnic ziaren, impaktory wyposażone w układ pomiaru ładunków cząstek umożliwiają uzyskanie orientacyjnego obrazu rozkładu uziarnienia on-line (w trakcie wykonywania pomiarów). Selektywne pobranie pyłu umożliwia wykonanie dodatkowych analiz w obrębie poszczególnych frakcji. Metodę pomiaru emisji z wykorzystaniem impaktora kaskadowego opisano w normie VDI 2066-5: 1994 Particulate matter measurement - Dust measurement in flowing gases; particle size selective measurement by impaction method – Cascade impactor.

    Poprawne przeprowadzenie pomiaru wymaga analizy parametrów fizycznych zapylonego gazu (temperatury, wilgotności) oraz własności pyłu (zawilgocenia, zawartości związków lotnych). Znaczenie ww. parametrów dla wyników pomiarów prowadzonych w zakresie charakterystycznym dla powietrza atmosferycznego (pomiary imisji) przedstawiono w pracy Równoważność metod pomiarowych on-line i odniesienia stosowanych do oznaczenia PM10, J. Gołębiewski, K. Szymańska, Ochrona powietrza w teorii i praktyce, PAN, Zabrze, 2012 dostępnej na stronie
    https://ipis.zabrze.pl/dokumenty/konferencje/2012/p.doc.

    Separacja w cyklonach i filtrach

    Separacja w cyklonach i filtrach umożliwia podział pyłu na kilka frakcji i jest stosowana w oznaczeniach emisji i stężeń pyłu na stanowiskach pracy. Metodą z tej grupy stosowaną przez U.S.EPA jest metoda 0020 SASS (source assessment sampling system), umożliwiająca wyodrębnienie z pyłu ogółem 4 frakcji z wykorzystaniem 3 cyklonów i filtra dokładnego. W standardowym układzie wyodrębniana jest frakcja PM1, PM3, PM10 oraz pył pozostały, stanowiący uzupełnienie zbioru do wartości pyłu ogółem. Filtracje prowadzi się również z wykorzystaniem filtrów PTFE. Odrębną grupę metod stanowią: EPA Method 5 oraz EPA Method 202 umożliwiające pobór pyłu całkowitego dającego się aspirować na filtrze oraz po kondensacji. Metody te opisano w zakładce Baza danych U.S. EPA.  Zasady i wyposażenie niezbędne do wykonywania pomiarów emisji ze źródeł stacjonarnych określono w metodzie EPA 201A: Methods for Measurement of Filterable PM10 nad PM2.5 and Measurement of Condensable PM Emissions From Stationary Sources, Final rule December 21, 2010.

    Metoda filtracji poprzedzona separacją wstępną została również uznana jako metoda referencyjna dla pomiarów zapylenia powietrza atmosferycznego przez EC Working Group on Guidance for the Demonstration of Equivalence w dokumencie Guide to the demonstration of equivalence of ambient air monitoring methods (01.2010).

    Pomiar ilości i wielkości cząstek w podczerwieni (Infrared Particle Sizer)

    Metoda polega na pomiarze zmian strumienia promieniowania podczerwonego w strefie pomiarowej - w świetle przechodzącym, w wiązce światła równoległego. Cząstki poruszające się w powietrzu lub cieczy w przestrzeni pomiarowej powodują w wyniku rozproszenia osłabienie strumienia świetlnego, który jest odbierany przez fotodiodę. Każdej cząstce odpowiada impuls elektryczny proporcjonalny do jej wielkości. Każde ziarno skanowane jest kilkanaście razy w czasie przelotu przez przestrzeń pomiarową (pomiar z częstością do 12 000 000 razy na sekundę).

    Zbiór cząstek jest pierwotnie mierzony z podziałem na 4096 klas wymiarowych i przekształcany - kalibrowany na 256 klas wymiarowych dostępnych dla użytkownika. Metoda pozwala na identyfikację wielkości cząstek oraz na ich precyzyjne zliczenie w całym zakresie pomiarowym. Analizatory są kalibrowane przy pomocy odpowiednich wzorców cząstek sferycznych lub dla cząstek o dowolnym kształcie według analizy sitowej.

    Dziedziny w jakich stosuje się metodę zliczania cząstek w podczerwieni przedstawiamy na stronie Pomiary metodą IPS

    Charakterystyka emisji pyłów

    Określając charakterystykę pyłu z poszczególnych źródeł należy pamiętać, że w części z nich może występować naturalna zmienność profilu granulacji, związana np. ze zmianami obciążenia źródła. Zmienność ta nie jest tak znaczna jak w przypadku zależności emisji od warunków procesu, niemniej jednak dla wielu źródeł obliczane wartości wynikowe, to jest ładunki pyłu z poszczególnych frakcji w danym okresie rozliczeniowym powinny tę zmienność uwzględniać. Wobec źródeł o znacznej zmienności przy wyznaczaniu współczynników emisji należy stosować ogólne zasady opisane w dziale Obliczenia emisji lub w dziale Opłaty w zakładce Opłaty na podstawie wyników pomiarów okresowych.

    Aktualności
    • 16
      czerwiec
      W sesji jesiennej 2025 roku odbędą się następujące kursy: - Specjalista ds. Emisji   23-24 września 2025 - Obliczenia rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w powietrzu   28-29 października 2025 - Bilans LZO   25-26 listopada 2025 Zapisy poprzez formularze dostępne na ww. stronach. Zapraszamy
    • 28
      maj
      Zapraszamy na 3. Europejskie Forum Pelletu połączone z 10. Forum Pelletu. Wydarzenia odbędą się w dniach 12-13 czerwca 2025 r. w Gdyni. Organizowane przez Magazyn Biomasa Forum Pelletu to miejsce spotkań producentów i dystrybutorów pelletu i kotłów pelletowych, dostawców technologii, przedstawicieli sektora energetycznego i ciepłowniczego, a także samorządów i stowarzyszeń branżowych.  Wydarzenie będzie miejscem wymiany aktualnych informacji na temat innowacji technologicznych, nowych trendów i prognoz dla europejskich rynków pelletu. Program konferencji obejmuje następujące zagadnienia: Europejskie regulacje dla pelletu drzewnego Zmiany w certyfikacji pelletu  Polski rynek pelletu w Europie – interakcje z innymi państwami Rynek urządzeń grzewczych na pellet w Polsce – stan aktualny i prognozy rozwoju Szczegółowe informacje są dostępne na stronie https://magazynbiomasa.pl/forum-pelletu
    • 05
      maj
      W minionym tygodniu zostały opublikowane roczne oceny jakości powietrza za rok 2024 – kluczowe dokumenty dla końcowego etapu procesu inwestycyjnego (uzyskania pozwolenia zintegrowanego lub pozwolenia na wprowadzanie gazów i pyłów do powietrza). Wskazane w raportach obszary przekroczeń standardów jakości powietrza, które zgodnie z art. 225 ustawy Prawo ochrony środowiska determinują konieczność przeprowadzenia postępowania kompensacyjnego dla instalacji nowych lub zmienianych w sposób istotny, będą obowiązywały przez rok, do momentu opublikowania rocznej oceny jakości powietrza za rok 2025 (30.04.2026). Raporty dla poszczególnych województw i szczegółowe informacje o systemie rocznych ocen w kontekście postępowań kompensacyjnych przedstawiamy na stronie https://wszystkooemisjach.pl/409/roczna-ocena-jakosci-powietrza
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    Szkolenie 2025 Specjalista ds Emisji Emisje Zanieczyszczenie powietrza
    Szkolenie 2025 Bilans LZO
    Szkolenie 2025 Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń powietrza
    Katalizatory do redukcji LZO - Katalizator Grupa PONER
    obliczenia śladu węglowego
    Operat FB

    Zobacz komunikaty KE / JRC / UE-BRITE (IPPC Bureau) / INCITE / Rada Unii Europejskiej / Rada Europejska / US EPA / EEA / NIK / ETO / GDOŚ / GIOŚ / WIOŚ / IOŚ / MKiŚ:

    CBAM: Public consultation on the extension of CBAM to downstream products (2.7.2025)

    CBAM: Commission announces plan to mitigate carbon leakage risk for exporters (2.7.2025)

    EEA: Emission of dust, nitrogen oxides and sulphur dioxide from large combustion plants in the EU-27 (30.6.2025)

    EEA: National air pollutant emissions data viewer 2005-2023 (27.6.2025)

    EEA: Annual European Union Informative Report 1990-2023 to the Convention on Long-range Transboundary Air Pollution (27.6.2025)

    EEA: Air pollution in Europe — 2025 reporting status under the National Emission reduction Commitments Directive (27.6.2025)

    KOBiZE: Europejski Centralny Bank Węglowy (ECCB) jako odpowiedź na zmieniające się uwarunkowania systemu EU ETS (27.06.2025)

    EEA: Trends in EU emissions of BaP, Cd, Pb, Hg, As and Ni, between 2005 and 2023 (26.6.2025)

    EEA: Trends in EU emissions of NH3, NMVOCs, NOx, SO2, primary PM2.5, primary PM10, BC and CO, between 2005 and 2023 (26.6.2025)

    EEA: Sectors and activities contributing to emissions of the five regulated air pollutants in EU Member States in 2023 (24.6.2025)

    Rada Unii Europejskiej: Upraszczanie wymogów dotyczących sprawozdawczości i należytej staranności przedsiębiorstw w zakresie zrównoważonego rozwoju (23.6.2025)

    Rada Unii Europejskiej: Graniczna opłata węglowa CBAM – Rada i Parlament uzgadniają jej uproszczenie (18.6.2025)

    EPA [biopaliwa] Proposes New Renewable Fuel Standards to Strengthen U.S. Energy Security, Support Rural America, and Expand Production of Domestic Fuels (13.6.2025)

    EPA [samochody elektryczne] Administrator Zeldin Celebrates President Trump Officially Ending California’s Vehicle Waivers, Delivering Another Major Blow to the EV Mandate (12.6.2025)

    EPA [rtęć] Completes Mercury Removal Action in St. Louis (12.6.2025)

    EPA [szkolenia z zakresu rekultywacji skażonych terenów poprzemysłowych] Registration Open for National Brownfields Training Conference, August 5-8 in Chicago (12.6.2025)

    EEA: Fine particulate matter (PM2.5) concentrations in European cities: spatial and sector-specific contributions and costs of premature deaths (12.6.2025)

    EPA [energetyka, CCS] Proposes Repeal of Biden-Harris EPA Regulations for Power Plants, Which, If Finalized, Would Save Americans More than a Billion Dollars a Year (11.6.2025)

    ETO: Pożary lasów – działania sfinansowane przez Unię nie przyniosły jednoznacznych rezultatów (11.6.2025)

    EEA: Population-weighted concentration of PM₂.₅ in the richest and poorest (as measured by GDP per capita, PPS) quintile of NUTS3 regions in the EU-27 (10.6.2025)

    EEA: Ratio of PM₂.₅ population weighted concentrations: Most Deprived (i.e. poorest) Quintile/Least Deprived (i.e. richest) Quintile; GDP per capita PPS (10.6.2025)

    EEA: Social fairness in preparing for climate change: how resilience can benefit communities across Europe (10.6.2025)

    JRC: High resolution assessment of air quality and health in Europe under different climate mitigation scenarios (6.6.2025)

    Instrat: Fundusz Modernizacyjny dla regionów wykluczonych z FST – co dalej z pomocą dla Turowa, Lubelszczyzny, Kozienic czy Połańca? (5.6.2025)

    IOŚ: Konferencja dot. wdrażania zasad ekoprojektowania w małych i średnich przedsiębiorstwach (MŚP) i opracowywaniu Cyfrowych Paszportów Produktowych oraz ocenie cyklu życia produktu – LCA (5.6.2025)

    EPA [niedoszacowanie odległości, na jaką niebezpieczne chemikaliów mogą się rozprzestrzenić w powietrzu w najgorszym scenariuszu uwolnienia] fines Valero Wilmington Refinery for chemical safety violations (4.6.2025)

    JRC: Konkurencyjność fotowoltaiki słonecznej w Unii Europejskiej (4.6.2025)

    EEA: Average CO2 emissions from new cars and new vans slightly increased in 2024 (4.6.2025)

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Real-time contributions of different types of VOCs to O3 formation in a typical industrial park: capturing features at hourly resolution

    Prediction of elemental carbon and organic carbon using a hybrid deep learning model integrated temporal dependencies and meteorological features

    Spatiotemporal variation and source apportionment of ultrafine particles near brussels airport (Belgium)

    Zobacz EUR-Lex:

    Decyzja delegowana Komisji UE 2025/737 z dnia 15 kwietnia 2025 r. w sprawie jednostronnego włączenia przez Finlandię sektorów do unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji w odniesieniu do sektora budynków, sektora transportu drogowego i sektorów dodatkowych na podstawie art. 30j dyrektywy 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady (26.6.2025)

    Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2025/1214 z dnia 17 czerwca 2025 r. w sprawie zmiany rozporządzenia UE 2019/631 w celu uwzględnienia dodatkowej elastyczności w obliczeniach dotyczących zapewniania przez producentów zgodności z normami emisji CO2 dla nowych samochodów osobowych i nowych lekkich pojazdów użytkowych w odniesieniu do lat kalendarzowych 2025–2027 (19.6.2025)

    Decyzja wykonawcza Komisji UE 2025/1100 z dnia 23 maja 2025 r. w sprawie przyjęcia wytycznych dotyczących wdrażania niektórych kryteriów kwalifikacji strategicznych projektów na rzecz neutralności emisyjnej określonych w art. 13 rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2024/1735 (18.6.2025)

    Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego – Europejska strategia dotycząca paliw ciekłych na rzecz zrównoważonego, przystępnego cenowo i odpornego przejścia na gospodarkę niskoemisyjną (16.6.2025)

    Rozporządzenie delegowane Komisji UE 2025/1131 z dnia 26 marca 2025 r. zmieniające rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE nr 691/2011 w odniesieniu do inwestycji w łagodzenie zmiany klimatu i wprowadzające klasyfikację celów środowiskowych (4.6.2025)

    Komunikat Komisji – Publikacja łącznej liczby uprawnień znajdujących się w obiegu w 2024 r. do celów rezerwy stabilności rynkowej w ramach unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji (4.6.2025)

    Decyzja wykonawcza Komisji UE 2025/1046 z dnia 26 maja 2025 r. w sprawie uznania, że sprawozdanie przedłożone przez Szwecję na podstawie art. 31 ust. 2 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2018/2001 zawiera dokładne dane służące do pomiaru emisji gazów cieplarnianych związanych z uprawą jęczmienia, bobu, rzepaku, żyta, pszenżyta, pszenicy zwyczajnej i groszku łąkowego w tym państwie członkowskim (28.5.2025)

    Komunikat Komisji – Wytyczne w zakresie celów dotyczących stosowania paliw odnawialnych pochodzenia niebiologicznego w sektorach przemysłu i transportu (27.5.2025)

    Zalecenie Komisji UE 2025/1021 z dnia 22 maja 2025 r. w sprawie ubóstwa transportowego: jak zapewnić przystępną cenowo, dostępną i sprawiedliwą mobilność (26.5.2025)

    Decyzja Komisji z dnia 24 marca 2025 r. zlecająca centralnemu administratorowi rejestru Unii wprowadzenie zmian w tabelach krajowego rozdziału uprawnień Belgii, Danii, Niemiec, Irlandii, Hiszpanii, Francji, Chorwacji, Włoch, Luksemburga, Węgier, Niderlandów, Austrii, Polski, Rumunii, Finlandii i Szwecji do rejestru Unii (26.5.2025)