Co to jest CVAF i dlaczego wybrać je do monitorowania rtęci?

Stałe monitorowanie rtęci emitowanej przez źródła przemysłowe to wymóg związany z obowiązującymi przepisami krajowymi, jak i regulacjami unijnymi. Co istotne, wymagania w zakresie monitoringu emisji rtęci w przemyśle stają się coraz bardziej rygorystyczne, ponieważ nawet śladowe ilości rtęci w atmosferze mogą stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzkiego, a także dla środowiska naturalnego. Z tego względu monitorowanie emisji rtęci pozwala nie tylko spełnić wymogi określone w przepisach i normach, ale również ułatwia działania podejmowane w celu redukcji negatywnego wpływu emisji przemysłowych na środowisko. W celu zapewnienia wysokiej czułości i dokładności pomiarów, w systemach monitoringu rtęci szeroko stosowana jest technologia fluorescencji atomowej zimnych par (CVAF).

CVAF – co oznacza ten skrót?

Skrót CVAF pochodzi od angielskiej nazwy techniki spektroskopii atomowej fluorescencji zimnych par (ang. Cold Vapour Atomic Fluorescence), wykorzystywanej w analityce do wykrywania i mierzenia śladowych stężeń lotnych metali ciężkich, w tym rtęci. Technika CVAF jest niezwykle czuła i selektywna, dzięki czemu nowoczesne systemy monitorowania stężenia rtęci pracujące w oparciu o tę metodę detekcji są w stanie skutecznie wykrywać nawet minimalne, śladowe ilości rtęci w emisjach przemysłowych.

Monitorowanie rtęci metodą CVAF – na czym polega?

Cold Vapour Atomic Fluorescence (CVAF) to technika spektroskopowa wykorzystująca fluorescencję atomową do detekcji rtęci w stanie gazowym. Charakteryzuje się bardzo wysoką czułością i dokładnością pomiaru, umożliwiając wykrywanie rtęci nawet w śladowych stężeniach (na poziomie 0-5 µg/m3 – to najniższy na świecie certyfikowany zakres pomiarowy).

Co istotne, spektroskopia atomowej fluorescencji zimnych par (CVAF) pozwala oznaczać stężenie rtęci atomowej, dlatego spektrometry wykorzystujące tę metodę zazwyczaj są wyposażone w szereg dodatkowych rozwiązań odpowiedzialnych za konwersję wszystkich postaci rtęci w badanym medium do postaci atomowej, możliwej do zmierzenia przez spektrometr.

Sam proces przebiega w kilku etapach. Najpierw próbkę gazu przepuszcza się przez termiczny konwerter, przekształcający wszystkie związki rtęci do postaci atomowej. Konwerter sprzężony jest z celą pomiarową, aby uniknąć ponownego przekształcenia atomów rtęci do postaci tlenków. Następnie w celi pomiarowej próbka jest naświetlana promieniowaniem UV o określonej długości fali. Obecne atomy rtęci absorbują energię promieniowania UV i przechodzą w stan wzbudzony, a powracając do stanu podstawowego emitują pochłoniętą energię w formie fluorescencji o intensywności proporcjonalnej do stężenia rtęci w próbce. Światło fluorescencyjne jest następnie mierzone przez detektor, który jest umieszczony pod kątem 90° do źródła promieniowania UV, aby zminimalizować ewentualne interferencje. Na podstawie uzyskanego wyniku obliczane jest dokładne stężenie rtęci w badanej próbce.

Spektrometr CVAF – zastosowanie i główne zalety

Z uwagi na ogromną dokładność metody CVAF spektrometry wykorzystujące tę technologię pomiarową są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu do monitorowania emisji rtęci. Najczęściej spektrometry CVAF używa się w następujących obiektach:

• cementownie
• spalarnie odpadów
• obiekty LCP (z ang. Large Combustion Plants) – duże obiekty energetycznego spalania, np. elektrownie węglowe

Do najważniejszych zalet spektrometrów opartych na technologii CVAF należą przede wszystkim:

• wysoka czułość i selektywność – metoda CVAF oferuje bardzo niskie limity detekcji dla rtęci, co czyni ją idealną do monitorowania śladowych ilości tego pierwiastka. Dzięki wysokiej selektywności technologia CVAF pozwala na minimalizację możliwych interferencji ze strony innych gazów, co jest szczególnie istotne w analizie gazów spalinowych;
• szeroki zakres pomiarowy – nasz system pomiarowy Gasmet CMM oparty na CVAF pozwala na analizę próbek o bardzo zróżnicowanym stężeniu rtęci bez konieczności rekonfiguracji urządzenia;
• niskie wymagania w zakresie konserwacji – stabilność i niezawodność przekłada się na długie okresy pracy bez konieczności interwencji serwisowej. Dodatkowo, automatyczne funkcje, takie jak auto kalibracja i monitorowanie jakości danych zauważalnie zwiększają efektywność operacyjną.

Monitoring rtęci – rozwiązania z oferty OMC Envag wykorzystujące metodę CVAF

W bieżącej ofercie OMC Envag dostępne są rozwiązania fińskiej firmy Gasmet, niekwestionowanego światowego lidera w zakresie projektowania i produkcji precyzyjnych, zaawansowanych systemów pomiarowych do zastosowań przemysłowych.

System monitoringu emisji rtęci Gasmet CMM jest kompletnym systemem pomiarowym przeznaczonym do ciągłego pomiaru rtęci w przemysłowych źródłach spalania i zaprojektowanym z myślą o bezawaryjnej, stabilnej pracy z najwyższą precyzją i dyspozycyjnością przekraczającą 99%.

Gasmet CMM to najdokładniejszy analizator do monitoringu rtęci na świecie działający w czasie rzeczywistym i przeznaczony do ciągłej pracy w strumieniach gorących, mokrych oraz korozyjnych gazów. Posiada limit detekcji na poziomie 0,02 µg/m3 oraz najniższy na świecie certyfikowany zakres pomiarowy zgodny z normą EN 15267-3 (0–5 µg/m³). W praktyce przekłada się to na bezkonkurencyjną dokładność pomiaru bez opóźnienia sygnału i umożliwia śledzenie procesu oraz emisji na bieżąco. Dodatkową zaletę urządzenia stanowi bardzo wysoki certyfikowany zakres pomiarowy systemu, wynoszący 1000 µg/m3, dzięki czemu możliwe jest wykonanie pomiarów wyższych pików bez konieczności wprowadzania jakichkolwiek zmian sprzętowych.

Podsumowanie

Spektroskopia atomowej fluorescencji zimnych par (CVAF) to zaawansowane i precyzyjne rozwiązanie umożliwiające ciągłe monitorowanie rtęci w zastosowaniach przemysłowych z ogromną dokładnością i selektywnością. Dzięki temu spektrometry CVAF ułatwiają wdrażanie w sektorze przemysłowym rozwiązań i technologii zorientowanych na ochronę środowiska naturalnego oraz zdrowia i życia ludzi, pozwalając lepiej spełniać stale rosnące wymogi w tym zakresie.

W razie pytań zapraszamy do kontaktu — nasi specjaliści chętnie odpowiedzą na pytania i wyjaśnią wątpliwości.