Гравиметрический контроль со взвешиванием фильтра проводят одним и тем же образом независимо от того, что анализируют: твердые частицы в выхлопных газах или парах, пробы атмосферного или комнатного воздуха.
1. Пустой фильтр сначала взвешивают на весах в лаборатории.
2. Фильтры загружают в маркированные картриджи, предварительно кондиционируют и перевозят на испытательный участок.
3. На испытательном участке в течение определенного времени через фильтр проходят воздух или газы с известной скоростью потока. Все твердые частицы оседают на фильтре.
4. В лаборатории заполненные фильтры снова кондиционируют и повторно взвешивают.
5. Путем вычитания массы пустого фильтра можно определить массу твердых частиц (это называется дифференциальным взвешиванием). На основании этих данных и известной скорости потока газа либо воздуха рассчитывается концентрация твердых частиц.
Хотя можно ограничиться только одним фильтром, рекомендуется повторить испытание несколько раз. Также следует сохранить чистый фильтр в качестве эталона. Фильтры применяют по отдельности или комбинируют в блоке многоступенчатой очистки.
Технологии контроля выбросов
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что чистый воздух «абсолютно необходим для здоровой жизни и благосостояния человека». В руководящих принципах ВОЗ для государств-членов этой организации изложены указания по контролю ряда загрязнителей.
В нормах выбросов количественно ограничено допустимое содержание определенных загрязнителей воздуха, которые могут выделяться из определенных источников в течение определенных периодов времени.
В США есть национальный стандарт качества воздуха (CFR 40, раздел 50), который является частью Свода федеральных постановлений Соединенных Штатов. Качество воздуха регулирует в соответствующих нормативах (CFR 29) Управление по охране труда (OSHA), входящее в Министерство труда США. Также защитой безопасности и здоровья на работе занимается Национальный институт охраны труда (NIOSH).
В Европейском Союзе есть свои нормативные акты. Директива 2008/50/ЕС определяет требования к качеству атмосферного воздуха и меры по его очистке для Европы. Директива 2008/1/ЕС касается комплексного предотвращения и контроля загрязнений, а в директиве 89/654/EEC определены минимальные требования к воздуху в рамках охраны труда и техники безопасности.
Автомобильная отрасль — главный источник различных загрязнителей воздуха, таких как окись углерода (СО), углеводороды (HC), оксиды азота (NOx), твердые частицы, а также парниковые газы.В Европейском Союзе и США действуют законы, регулирующие выбросы от автотранспортных средств, а производители автомобилей обязаны проводить тесты на выбросы.
Существует множество методов и рекомендаций по контролю выбросов и содержания твердых частиц. Один из них — гравиметрический метод (взвешивание фильтров). Как показано в таблице ниже, в руководящих принципах и нормативных актах определяются процедуры для обеспечения точной, воспроизводимой фильтрации выбросов и указывается, какие фильтры и какую систему взвешивания следует использовать для измерения.
Пример нормативных требований для весоизмерительного оборудования и рекомендуемые весы:
Норматив |
Требуемая
дискретность |
Требуемая воспроизводимость | Весы |
|---|
| Ультрамикровесы | Микровесы |
Соответствие требованиям части 1065
раздела 40 CFR (Свода федеральных постановлений США) | Процедура испытаний двигателя | 0,1 мкг | 2,5 мкг /
0,25 мкг | ✔ | |
|---|
| Директива 2004/26/ЕС | Выброс газообразных и твердых загрязнителей из двигателей внутреннего сгорания, используемых во внедорожных транспортных средствах | 1 мкг | 2 мкг | | ✔ |
|---|
| Директива 2005/78/ЕС | Выброс газообразных загрязнителей и твердых частиц из дизельных двигателей, используемых в транспортных средствах, и выброс газообразных загрязнителей из двигателей внутреннего сгорания, использующих природный газ или жидкое газообразное топливо для транспортных средств | 1 мкг (фильтр 70 мм) / 0,1 мкг (фильтр 47 мм) | 2 мкг | ✔ | ✔ |
|---|
По прогнозам, в результате ужесточения правил и технологического совершенствования двигателей внутреннего сгорания количество твердых частиц, собираемых фильтрами, будет постепенно снижаться. Как правило, в нормативных актах для весов указана дискретность 1 или 0,1 мкг. Единственные весы, которые удовлетворяют не только этим, но и более строгим требованиям, — это высокоточные ультрамикровесы.
