Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy for Monitoring of Solvent Emission Rates from Industrial Processes (Fourier Transform Infrared (FTIR) spektroskopia teollisuusprosesseista vapautuvien liuotinpäästöjen monitoroinnissa), Kyo:n julkaisuja C 224

Räisänen Jouni (FL) 15.12.2007\nLuonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta\nYmpäristötieteet\nFourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy for Monitoring of Solvent Emission Rates from Industrial Processes (Fourier Transform Infrared (FTIR) spektroskopia teollisuusprosesseista vapautuvien liuotinpäästöjen monitoroinnissa)\n\nVastaväittäjä: Dosentti Markku Linnainmaa, Työterveyslaitos, Kuopio\nKustos: Professori Pertti Pasanen, Kuopion yliopisto\nAika ja paikka: Lauantai 15.12.2007 klo 12, Snellmania L22\n\nVäitöskirjan tiivistelmä:\n\nFTIR-mittausmenetelmät työtilan liuotinkeskipitoisuuden määrittämisessä\n\nVäitöskirjatyön tavoitteena oli kehittää mittausstrategia työtilan liuotinainekeskipitoisuuden määrittämiseksi. Keskipitoisuustiedon avulla on mahdollista määrittää epäpuhtauspäästövirtoja työtilaan ja ulkoilmaan. Toissijainen tavoite oli määrittää liuotinpäästövirtoja erityyppisistä teollisuusprosesseista. Mittaukset tehtiin seuraavissa prosesseissa: painovärin, maalin ja hartsin valmistus, kemiallinen pesu, muovin laminointi, tuoreen puun sahaus sekä offset- ja syväpaino. Työilman ja poistoilman pitoisuusmittauksissa käytettiin jatkuvatoimisia avoimen ja suljetun kyvetin Fourier Transform InfraRed (FTIR) analysaattoreita.\n\nLiuotinainepäästövirta työtilaan laskettiin liuottimen sisätilan tai poistoilman keskipitoisuuden ja poistoilmamäärän tulona. Sisätilan keskipitoisuus määritettiin kiinteiden mittauspisteiden (suljetun kyvetin FTIR) tai mittauslinjan (avoimen kyvetin FTIR) pitoisuuksien avulla. Ulkoilmaan vapautuva päästö laskettiin yksittäisistä poistoilmakanavista vapautuvien päästöjen summana.\n\nLiuotinainepäästöt vaihtelivat voimakkaasti tuotantomääristä ja prosessivaiheesta riippuen. Tehdaskohtaiset keskimääräiset liuotinpäästövirrat sisätiloihin ja ulkoilmaan vaihtelivat välillä 0.02- 21 kg h-1 ja 0.02 – 9.98 kg h-1. Liuotinpitoisuuksien ajallinen vaihtelu oli kohtalaisen suurta, suurimmillaan tuhatkertaista. Molempien FTIR-analysaattoreiden mittausalue oli kuitenkin riittävän laaja kattamaan pitoisuusvaihtelun. Laboratoriotestien perusteella avoimen ja suljetin kyvetin FTIR-analysaattoreiden määritysrajat liuotinaineille olivat vähemmän kuin 0.4 ppm-m ja 1 ppm. Näin ollen molemmat analysaattorit olivat riittävän herkkiä liuotinpitoisuusmittauksiin tuotantolaitoksissa, jotka käyttävät suuria määriä liuotinaineita prosesseissaan. Eräissä mittauspaikoissa työilman sisältämä liuotinaineseos oli monimutkainen, mutta kehittyneen spektrianalyysiohjelman (Calcmet) avulla merkittävämpien epäpuhtauksien pitoisuudet saatiin määritettyä. Laboratoriotestien perusteella mittausepävarmuudet kenttäolosuhteissa olivat alle 15 % suljetun kyvetin FTIR-analysaattorille ja alle 10 % avoimen kyvetin FTIR-analysaattorille. Määritysrajojen tuntumassa mittausepävarmuudet ovat kuitenkin suurempia. Lukuun ottamatta pitoisuuksia lähellä määritysrajaa molempien FTIR-analysaattorieden tarkkuus täyttää EN482 mittausstandardin ”liuotinpitoisuuden mittaaminen työpaikan sisäilmasta” vaatimukset.\n\nTutkimus osoitti, että avoimen ja suljetun kyvetin analysaattorit olivat kohtalaisen helppoja kuljettaa ja käsitellä myös vaativissa työpaikkaolosuhteissa. Molemmat analysaattorit mahdollistavat jatkuvatoimisen ja lähes suoraan osoittavan pitoisuuden mittaamisen. Nämä ominaisuudet ovat hyödyllisiä sekä sisäilman että ulkoilman epäpuhtauksien monitoroinnissa sekä arvioitaessa prosessikohtaisten torjuntatoimenpiteiden tarvetta ja tehokkuutta. Avoimen kyvetin FTIR-mittausmenetelmän eräs etu on myös se, että pumppuja, näytteenottoletkuja tai kiinteitä näytekyvettiä ei tarvita. FTIR-menetelmä mahdollistaa myös yhtäaikaisen merkkiaineen ja epäpuhtauspitoisuuden mittaamisen. Merkkiainemenetelmällä avulla voidaan määrittää tilan yleisilmavirta. FTIR-mittausmenetelmän haasteet liittyvät lähinnä laitteiden kalibrointiin, edustavien mittauspisteiden tai linjojen valintaan sekä laitteiden käyttämiseen vaativissa tehdasolosuhteissa.\n\nTutkimus osoitti, että avoimen ja suljetun kyvetin FTIR-mittausmenetelmät soveltuvat työtilan liuotinkeskipitoisuuden määrittämiseen. Keskipitoisuustiedon avulla on mahdollista määrittää epäpuhtauspäästövirtoja sisätilaan ja ulkoilmaan. Epäpuhtauspäästötiedot ovat hyödyllisiä altistumisen- ja riskinarvioinnissa, mitoitettaessa ilmanvaihdon suuruutta sekä toisaalta myös päästötietoihin pohjautuvien altistumismallien kehittämisessä. FTIR-mittaustekniikka tulisikin olla standardimenetelmä sekä työhygieenisissä- että ympäristömittauksissa vaikka käyttäjävaatimukset FTIR-menetelmälle ovat varsin korkeat. Myös tietoa liuotinpäästövirroista eri teollisuusprosesseista tarvitaan lisää.\n\nVäitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 978-951-27-0962-5. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml\n\nLisätietoja:\nJouni Räisänen\nSosiaali- ja terveydenhuollon tuotevalvontakeskus STTV\npuh. (09) 3967 2769\nsähköposti: jouni.raisanen@sttv.fi\n\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi

ISBN-10:
978-951-27-0962-5
Kieli:
eng
Sivumäärä:
75 s.
Tekijät:
Räisänen Jouni(diss)
Tuotekoodi 020349
22,00 €