Zarejestruj się
LabCoda / Baza Wiedzy / Lotne związki organiczne w emisji

🏭 Lotne związki organiczne w emisji

Środowisko PN-EN 13649

Krótko: o co chodzi

Oznaczanie stężenia masowego indywidualnych lotnych związków organicznych (LZO/VOC) w gazach odlotowych ze źródeł stacjonarnych metodą sorpcji na węglu aktywnym z desorpcją rozpuszczalnikową lub termiczną i analizą GC-FID/MS. Badanie wykonuje się według normy PN-EN 13649:2002 (CEN/TS 13649:2014); Zakres pomiarowy: 0,1–10 000 mg/m³ (zależnie od związku). Procedura obejmuje 10 kroków (łącznie około 4 h 5 min–4 h 20 min); stosuje się je m.in. do: Pomiary emisji LZO z instalacji przemysłowych (pozwolenia zintegrowane IPPC), Kontrola zgodności ze standardami emisyjnymi (Dz.U. 2019, poz. 1705), Pomiary emisji z drukarni, lakierni, zakładów chemicznych.

W skrócie

  • Norma: PN-EN 13649:2002 (CEN/TS 13649:2014)
  • Kategoria: Środowisko
  • Kroków procedury: 10
  • Łączny czas etapów: 4 h 5 min–4 h 20 min
  • Zakres pomiarowy: 0,1–10 000 mg/m³ (zależnie od związku)
  • Granica wykrywalności: 0,01–0,1 mg/m³ (TD-GC-MS)
  • Czas poboru: 30 min – 4 h (zależnie od stężenia)

Przegląd

Lotne związki organiczne (LZO, ang. VOC — Volatile Organic Compounds) emitowane ze źródeł stacjonarnych (kominy, emitory) stanowią poważny problem środowiskowy — są prekursorami ozonu troposferycznego i smogu fotochemicznego, a wiele z nich wykazuje działanie rakotwórcze (benzen, formaldehyd, chlorek winylu). Kontrola emisji LZO jest wymagana przez Dyrektywę IED 2010/75/UE, Rozporządzenie MŚ w sprawie standardów emisyjnych oraz pozwolenia zintegrowane.

Norma PN-EN 13649 opisuje metodę poboru próbek gazów emitowanych ze źródeł stacjonarnych na rurki sorpcyjne wypełnione węglem aktywnym lub innymi sorbentami, z następczą desorpcją rozpuszczalnikową (disiarczek węgla CS₂) lub termiczną, oraz analizą chromatograficzną GC-FID lub GC-MS. Wersja CEN/TS 13649:2014 rozszerzyła normę o opcję desorpcji termicznej na rurkach TD, eliminując konieczność stosowania toksycznego CS₂.

Metoda jest stosowana przez akredytowane laboratoria pomiarowe wykonujące pomiary emisji na zlecenie zakładów przemysłowych (drukarnie, lakiernie, przemysł chemiczny, petrochemiczny, farmaceutyczny). Wyniki wyrażane są jako stężenie masowe indywidualnych związków w mg/m³ w warunkach normalnych, odniesione do suchego gazu i umownej zawartości O₂.

Prawidłowe pobieranie próbek wymaga izokinetycznego lub proporcjonalnego poboru z kanału emitora z zastosowaniem ogrzewanej sondy i linii transportowej, aby zapobiec kondensacji.

Zasada metody

Gaz odlotowy jest pobierany z kanału emitora za pomocą ogrzewanej sondy i przepuszczany przez rurki sorpcyjne wypełnione węglem aktywnym (SKC, Anasorb) lub sorbentami polimerowymi (Tenax TA, Chromosorb). LZO adsorbują się na powierzchni sorbentu. Po poborze włókna desorbuje się: (1) metodą rozpuszczalnikową — wymywanie CS₂ i analiza roztworu na GC-FID, lub (2) metodą termiczną — ogrzanie rurki TD w desorberze termicznym (np. 300°C) i transport desorbowanych analitów gazem nośnym (He/N₂) na kolumnę GC z detekcją FID lub MS. Identyfikacja na podstawie czasów retencji (FID) lub widm masowych (MS), ilościowanie z użyciem krzywych kalibracyjnych.

Zastosowania

Kluczowe parametry

ParametrWartość
Zakres pomiarowy0,1–10 000 mg/m³ (zależnie od związku)
Granica wykrywalności0,01–0,1 mg/m³ (TD-GC-MS)
Czas poboru30 min – 4 h (zależnie od stężenia)
Przepływ poboru0,1–1,0 L/min (rurki sorpcyjne)
Temperatura sondy≥120°C (zapobieganie kondensacji)
Powtarzalność±10–15% (zależnie od związku i stężenia)

Norma

Numer normy
PN-EN 13649:2002 (CEN/TS 13649:2014)
Tytuł (PL)
Emisje ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego indywidualnych gazowych związków organicznych — Metoda z sorpcją i desorpcją rozpuszczalnikową lub termiczną
Title (EN)
Stationary source emissions — Determination of the mass concentration of individual gaseous organic compounds — Sorptive sampling method followed by solvent extraction or thermal desorption

Procedura krok po kroku

  1. Przygotowanie sprzętu polowego

    Sprawdź szczelność pompy i sondy. Przygotuj rurki sorpcyjne (węgiel aktywny lub TD). Skalibruj rotametr/gazomierz.

    ⏱ Czas: 30 min

  2. Montaż sondy w emitorze

    Wprowadź ogrzewaną sondę do kanału emitora przez króćce pomiarowe. Podłącz linię ogrzewaną (≥120°C) do rurek sorpcyjnych.

    ⏱ Czas: 20 min • 🌡 Temperatura: ≥120°C

  3. Pomiar parametrów gazu

    Zmierz temperaturę, ciśnienie, prędkość gazu w kanale, wilgotność. Określ warunki normalne (273 K, 101,3 kPa, suchy gaz).

    ⏱ Czas: 15 min

  4. Pobór próbki na rurki sorpcyjne

    Uruchom pompę — przepływ 0,1–1,0 L/min. Pobieraj przez 30 min – 4 h. Stosuj 2 rurki w serii (główna + kontrolna).

    ⏱ Czas: 30 min – 4 h

  5. Zabezpieczenie próbek

    Zatknij rurki korkami PTFE. Umieść w szczelnych pojemnikach, chłodziarkach transportowych. Transport do laboratorium w <24 h.

    ⏱ Czas: 10 min

  6. Desorpcja rozpuszczalnikowa (CS₂)

    W laboratorium przełam rurkę, przenieś sorbent do vialki. Dodaj 1–2 mL CS₂. Wytrząsaj 30 min. Odwiruj.

    ⏱ Czas: 45 min

  7. Alternatywa: desorpcja termiczna (TD)

    Umieść rurkę TD w desorberze termicznym. Program: 300°C/10 min, focus trap -10°C → 300°C, transfer na GC.

    ⏱ Czas: 20 min • 🌡 Temperatura: 300°C

  8. Analiza GC-FID lub GC-MS

    Nastrzyk 1 µL (CS₂) lub transfer z TD. Program temperaturowy kolumny: 40°C/3 min → 10°C/min → 250°C. Identyfikacja i ilościowanie.

    ⏱ Czas: 30–45 min

  9. Kalibracja i obliczenia

    Wyznacz stężenia z krzywych kalibracyjnych. Przelicz na warunki normalne (273 K, 101,3 kPa, suchy gaz, umowne O₂).

    ⏱ Czas: 15 min

  10. Kontrola jakości

    Analiza blanku (czysta rurka), duplikat, próbka kontrolna ze wzorcem. Odzysk rurki kontrolnej <5% rurki głównej.

    ⏱ Czas: 30 min

Wymagany sprzęt i aparatura

SprzętPrzykładOrientacyjna cena
Chromatograf gazowy z FIDAgilent 8890 GC-FID, Shimadzu GC-2030 Nexis100 000–250 000 PLN
Chromatograf gazowy z MSAgilent 7890B/5977B GC-MS, Shimadzu GCMS-QP2020 NX250 000–500 000 PLN
Desorber termicznyMarkes TD100-xr, PerkinElmer TurboMatrix80 000–200 000 PLN
Pompa pobierająca z rotametremGilian GilAir-5, SKC AirChek Touch3 000–8 000 PLN
Ogrzewana sonda emisyjnaSonda izokinetyczna z tytanu, Paul Gothe, TCR Tecora15 000–40 000 PLN
Rurki sorpcyjne z węglem aktywnymSKC 226-01, Anasorb CSC 150/75 mg15–30 PLN/szt.
Rurki TD z Tenax TAMarkes C1-AXXX-5003, ∅6,4 mm × 89 mm80–150 PLN/szt.

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

OdczynnikCASSzczegóły
Disiarczek węgla (CS₂) czda75-15-0Rozpuszczalnik do desorpcji z węgla aktywnego, ultraczysty ≥99,9%, 1 L
Węgiel aktywny (sorbent)7440-44-0Granulowany, 20/40 mesh, aktywowany termicznie, do rurek sorpcyjnych
Tenax TA (sorbent polimerowy)24938-68-9Tlenek 2,6-difenylo-p-fenylenu, 60/80 mesh, do desorpcji termicznej
Wzorce LZO w CS₂ lub metanolu—Mieszaniny certyfikowane: BTEX, alkohole, estry, ketony, chlorowane — do kalibracji GC
Gazy kalibracyjne (BTEX w N₂)—Butle ze wzorcowymi mieszaninami gazowymi 1–100 ppm, certyfikat akredytowany
Hel lub azot UHP 5.07440-59-7Gaz nośny do GC, czystość ≥99,999%, butla 50 L

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

Najczęstsze pytania

Jaka norma opisuje to badanie?

Badanie wykonuje się według normy PN-EN 13649:2002 (CEN/TS 13649:2014) — „Emisje ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego indywidualnych gazowych związków organicznych — Metoda z sorpcją i desorpcją rozpuszczalnikową lub termiczną”. Tytuł angielski: „Stationary source emissions — Determination of the mass concentration of individual gaseous organic compounds — Sorptive sampling method followed by solvent extraction or thermal desorption”.

Na czym polega ta metoda?

Gaz odlotowy jest pobierany z kanału emitora za pomocą ogrzewanej sondy i przepuszczany przez rurki sorpcyjne wypełnione węglem aktywnym (SKC, Anasorb) lub sorbentami polimerowymi (Tenax TA, Chromosorb). LZO adsorbują się na powierzchni sorbentu.

Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?

Zakres pomiarowy: 0,1–10 000 mg/m³ (zależnie od związku); Granica wykrywalności: 0,01–0,1 mg/m³ (TD-GC-MS); Czas poboru: 30 min – 4 h (zależnie od stężenia); Przepływ poboru: 0,1–1,0 L/min (rurki sorpcyjne).

Ile trwa wykonanie badania?

Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 4 h 5 min–4 h 20 min. Procedura obejmuje 10 kroków.

Jaki sprzęt jest potrzebny?

Chromatograf gazowy z FID, Chromatograf gazowy z MS, Desorber termiczny, Pompa pobierająca z rotametrem, Ogrzewana sonda emisyjna, Rurki sorpcyjne z węglem aktywnym, Rurki TD z Tenax TA. Orientacyjny koszt podstawowej aparatury (Chromatograf gazowy z FID): 100 000–250 000 PLN.

Gdzie stosuje się to badanie?

Pomiary emisji LZO z instalacji przemysłowych (pozwolenia zintegrowane IPPC); Kontrola zgodności ze standardami emisyjnymi (Dz.U. 2019, poz. 1705); Pomiary emisji z drukarni, lakierni, zakładów chemicznych; Monitoring procesów spalania i oczyszczania gazów (RTO, adsorpcja); Oceny oddziaływania na środowisko (raporty OOŚ); Emisje z przemysłu petrochemicznego, rafineryjnego, farmaceutycznego; Badania skuteczności urządzeń oczyszczających (filtry, adsorbery).

Jakie środki ostrożności obowiązują?

CS₂ — skrajnie łatwopalny (Tpł = -30°C), toksyczny, neurotoksyczny! Praca wyłącznie w dygestorium z wentylacją; Gazy odlotowe mogą zawierać związki toksyczne (benzen, chlorowane) — maska z pochłaniaczem ABE przy poborze; Praca na wysokości (platformy kominowe) — uprzęże, szkolenie, apteczka; Butle gazowe — zabezpieczenie przed przewróceniem, reduktory sprawdzone, detektor nieszczelności; GC-FID — gazy palne (H₂, powietrze) — czujnik wodoru w laboratorium, wentylacja wymuszona.

Które laboratorium wykona to badanie?

Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN 13649.

🔍 Znajdź laboratorium wykonujące to badanie