Raskasmetalliaerosolien mittaus savukaasuista

Tutkimuksessa on selvitetty raskasmetallien käyttäytymistä ja esiintymistä savukaasuissa sekä raskasmetallinäytteiden keräämistä ja analysoimista päästöistä. Raskasmetallien keräämiseen kehitettiin höyrystys - tiivistys-periaatteella toimiva mittalaite, jota testattiin mittaamalla metallipitoisuuksia sairaalajätteenpolton ja kivihiilenpolton savukaasuista. Myrkylliset raskasmetallit (esim. Cd, Pb, Hg, Zn, Ni, V ja Co) höyrystyivät korkealämpöisissä polttoprosesseissa. Koska metallit kondensoituvat ja adsorboituvat pienhiukkasten dp < 2 my m) pinnalle, ne esiintyvät savukaasuissa rikastuneina pienhiukkasiin. Osa metalleista voi esiintyä höyrymäisinä. Tämän vuoksi on vaikea kerätä edustava näyte tällaisissa tapauksissa (jätteenpolttolaitokset, hiilivoimalat, rautaja terästeollisuus, öljyvoimalat jne.). Höyrymäiset metallit läpäisevät tavalliset keräysmenetelmät kuten suodattimet, impaktorit, syklonit ja kuplituskeräimet. Höyrystin-tiivistinkeräimellä saadaan talteen myös höyrymaiset metallit. Peräimessä näytekaasu sekoitetaan höyrymäisen voimakkaan hapon kanssa ja jäähdytetään nopeasti, jolloin höyry tiivistyy hiukkasten pinnalle ja pisarat kasvavat heterogeenisellä kondensaatiolla. Kasvaneet pisarat kerätään suodattimien, syklonin ja lasisen keräyspullon avulla. Esierottimina käytetään näytteenottosykloneita (EPA-SRI), joiden avulla hiukkaset saadaan jaoteltua kolmeen kokoluokkaan. Liuosmaisten metallinäytteiden analysoimiseen soveltavat hyvin anodinen liuotusanalyysi (ASV), liekitön AAS ja ICP-ALS. Höyrystin-tiivistinkeräinta testattiin niittaamalla sairaalajätteenpolton ja kivihiilenpolton savukaasuja. Näytteet analysoitiin ASV:lla ja AAS:lla. Kokeissa havaittiin Cd:n, Pb:n, Hg:n, Zn:n ja Cu:n rikastuneen selvästi pienhiukkasiin. Metalleista jopa 80 - 100 % saattoi esiintyä höyrymäisinä (Hg ja Zn).