🌿 SO₂ in der Luft (UV-Fluoreszenz)
Kontinuierliche automatische Messung der Schwefeldioxid-(SO₂)-Konzentration in Außenluft mittels UV-Fluoreszenzmethode. Referenzmethode für Luftqualitätsüberwachung.
Übersicht
Schwefeldioxid (SO₂) ist ein gasförmiger Luftschadstoff, der hauptsächlich bei der Verbrennung schwefelhaltiger fossiler Brennstoffe (Kohle, Heizöl) entsteht. SO₂ ist toxisch für die Atemwege, verursacht sauren Regen und Smog.
Norm PN-EN 14212 definiert die Referenzmethode für kontinuierliche SO₂-Messung in Außenluft, basierend auf UV-Fluoreszenz. Die Methode wird im Netz der nationalen Umweltüberwachung (PMŚ) verwendet, das von GIOŚ/WIOŚ verwaltet wird. Zulässige SO₂-Konzentrationen: 350 µg/m³ (1h), 125 µg/m³ (24h) gemäß Richtlinie 2008/50/EG und polnischer Verordnung.
Prinzip der Methode
Die Luftprobe wird in die Messkammer des Analysators gesaugt, wo sie mit UV-Strahlung bei ~214 nm Wellenlänge bestrahlt wird. SO₂-Moleküle absorbieren UV-Strahlung und gehen in einen angeregten Zustand über, aus dem sie in den Grundzustand zurückkehren und dabei Fluoreszenz bei längerer Wellenlänge (~330 nm) emittieren. Die Fluoreszenzintensität ist proportional zur SO₂-Konzentration und wird mit einem Photomultiplier gemessen. Interferenzen (z.B. H₂O, aromatische Kohlenwasserstoffe) werden durch selektiven optischen Filter und Teflonmembran eliminiert.
Anwendungen
- Nationale Umweltüberwachung (GIOŚ/WIOŚ-Stationen)
- Emissionsüberwachung von Kohle-Kraftwerken und Heizwerken
- Bewertung der städtischen Luftqualität
- Überwachung von Schutzzonen um Industrieanlagen
- Frühwarnsysteme für Luftverschmutzung
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Messbereich | 0–500 µg/m³ (typisch), erweiterbar auf 2000 µg/m³ |
| Nachweisgrenze | 0,5–2 µg/m³ |
| Ansprechzeit (T90) | <120 s |
| 1h-Grenzwert | 350 µg/m³ (nicht mehr als 24 Mal/Jahr überschreiten) |
| 24h-Grenzwert | 125 µg/m³ (nicht mehr als 3 Mal/Jahr überschreiten) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 14212:2013
- Titel (PL)
- Powietrze atmosferyczne — Standardowa metoda pomiaru stężenia dwutlenku siarki metodą fluorescencji w ultrafiolecie
- Title (EN)
- Ambient air — Standard method for the measurement of the concentration of sulphur dioxide by ultraviolet fluorescence
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Analysator-Installation
Analysator in Überwachungsstation mit Klimaanlage (20±5°C) aufstellen. Einlasssonde und Teflonleitung anschließen.
2. Start und Stabilisierung
Analysator einschalten. UV-Lampe aufheizen (30–60 min). Probendurchfluss prüfen (0,5–1 L/min).
3. Null-Kalibrierung
Null-Luft zuführen. Nullpunkt des Analysators einstellen. Abweichung <2 µg/m³.
4. Span-Kalibrierung
SO₂-Kalibriergas bekannter Konzentration (z.B. 200 µg/m³) zuführen. Span-Punkt einstellen. Abweichung <5%.
5. Kontinuierliche Messung
Automatische Datenaufzeichnung starten (1-Minuten- und Stundenmittelwerte). Datenübertragung zur GIOŚ-Datenbank.
6. Qualitätskontrolle
Null- und Span-Kalibrierung alle 2 Wochen. Service alle 6 Monate. UV-Lampenwechsel alle 12–18 Monate.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| SO₂-Analysator (UV-Fluoreszenz) | Thermo 43i, Horiba APSA-370, Teledyne T100 | 30.000–60.000 PLN |
| Gas-Kalibrator (Permeation oder Flaschen) | Thermo 146i, Environics 6100 | 25.000–60.000 PLN |
| Null-Luft-Generator (synthetische Luft) | Thermo 111, Kohlefilter + Trockner + HEPA-Filter | 10.000–25.000 PLN |
| Probenentnahmesystem mit Einlasssonde | PM₁₀-Sonde mit Filter und Teflonverbindung | 2.000–5.000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Kalibriergas SO₂ | 7446-09-5 | Flasche SO₂/N₂, 50–500 ppb, zertifiziert ±2% |
| Null-Luft | — | Synthetische Luft frei von SO₂ (<0,5 ppb), aus Generator oder Flasche |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- SO₂ — giftiges Gas, Atemwegsreizstoff. Flaschen in belüftetem Bereich lagern.
- Druckflaschen — Druckminderer und Sicherheitsvorrichtungen verwenden
- Überwachungsstation — Belüftung und Gasdetektor sicherstellen