186249. lajstromszámú szabadalom • Mérési eljárás és berendezés vizes oldatban elnyelethető és potenciometriásan szelektíven közvetlenül érzékelhető gázszennyezők automatikus mérésére
A találmány tárgya mérési eljárás vizes oldatban elnyelethető és potenciometriásan szelektíven közvetlenül vagy reakció után érzékelhető gázszennyezők, különösen fluoridok kvázi-folyamatos automatikus mérésére, amikor is az adott gázszennyező ismert koncentrációjának megfelelően potenciometriás referenciaértéket mérünk. A találmány tárgya továbbá a fenti célra alkalmas berendezés is, amelynek mérendő gàzszçiipyj^pj^Jjsordôzô folyadékot keringető egysége '.*’•‘^3^''*''KePingető egység belső terével érintkező, mérőelektróddal és vonatkozási elektróddal kialakított potenciometriás mérőegysége van. A találmány szerinti eljárás és berendezés segítségével a levegő tisztaságának ellenőrzése kvázi-folyamatosan automatikusan végezhető. A környezetvédelmi előírások szigorodásával egyre inkább növekszik az igény a levegő különböző gázszennyezőinek mérése iránt. Környezeti károsító hatásuk alapján kiemelt jelentőségű az illékony fluoridok koncentrációjának követése, különösen az alumíniumkohók környezetében, ahol az ilyen fluoridok koncentrációja viszonylag nagy és környezetpusztító hatásuk különösen intenzív. Ugyanúgy fontos azonban más gázszennyezők, mint illékony kloridok, kén-dioxid stb. koncentrációjának folyamatos mérése, elsősorban olyan helyek környezetében, ahol az ipari vagy egyéb tevékenység következtében koncentrációjuk viszonylag nagy lehet. A koncentráció hirtelen vagy esetleg katasztrofálisan gyors növekedése általában jól és megbízhatóan érzékelhető, ennek módszerei jól ismertek. Az állandó környezetszennyezést okozó, viszonylag alacsonyabb koncentrációszint kismértékű változásainak követése viszont automatikus működésű, nagy megbízhatóságú berendezések kifejlesztését igényli, amelyek felügyelet nélkül, például a környezetvédelmi ellenőrző állomásokon is működtethetők. Ezt a feladatot szokásosan a különböző analitikai detektálási módszerekre támaszkodó berendezésekkel oldják meg, amelyek közül az ionszelektív elektródot alkalmazó potenciometriás detektálás egyszerűsége és nagy szelektivitása miatt különös jelentőségű. A fluoridionokat szelektíven érzékelő elektródok fluoridok mérésére való alkalmazása ugyancsak jól ismert. Ilyen elektródot hasznosító mechanizált fluoridmérő elemzőre vonatkozóan például M. Mascini (Anal. Chim. Acta 85, 287, 1976), vagy G. Blazevic, M. Boehner és E. Schenbeck közleményében (Fresenius’ Z. Anal. Chem., 298, 12, 1979) található utalás. Az ún. nulla-pont potenciometriás mérési elvet és fluoridra érzékeny ionszelektív elektródot alkalmazó és elsősorban laboratóriumi illetve kézi mérésekben hasznosítható megoldás ismerhető meg például a 170137 ljsz. magyar szabadalom leírásából. Ennek a megoldásnak az a jellemző vonása, hogy két ionszelektív elektród használatát igényli. Ennek hátránya, hogy az elektródok karakterisztikája, vagyis a normál potenciál és a kalibrációs görbe meredekségének értéke az elektródok öregedésének folyamatában eltérő módon változik. A karakterisztikák változásából eredő hibák automatikus elhárítására nincs lehetőség, a karakterisztikákat esetenként, és kézi úton kell ellenőrizni. Ismeretes továbbá, hogy az (smertetett mérési rendszerekben az analitikai eredmény torzitatlansága nagymértékben függ a kalibráció gyakoriságától, a mérőműszer megbízhatósága pedig a kialakított önellenőrző rendszer automatizáltsági fokától. Az üzemi és környezetvédelmi célú fluoridmérések automatikus elvégzésére az irodalomból ez említett !i szempontokat kielégítő berendezés nem ismerhető meg. A találmány célja a fent vázolt hiányosság megszüntetése. Alapja az a felismerés, hogy a laboratóriumi mérés- 111 technikából ismert „szintre titrálás” elve megfelelő körülmények mellett alkalmas kvázifolyamatos, vagyis meghatározott időközökben megfelelő adatokat szolgáltató mérések automatikus elvégzésének biztosítására. A szintre titrálást például a kolorimetri- 16 ás vizsgálatok során alkalmazzák, amikor megfelelő reagenst ismert összetételű oldattal a mintának megfelelő színintenzitásig titrálják és az azonosságot általában vizuálisan, szemmel ellenőrzik. Találmányunk feladata a fenti felismerés hasznosífásával olyan mérési eljárás és berendezés kidolgozása, amelynek révén a vizes oldatban elnyelethető és potenciometriásan szelektíven közvetlenül vagy reakció után érzékelhető gázszennyezők, mindenekelőtt az illékony fluoridok koncentrációja az automatizálhatóságot biztositó módon, kvázi folyamatosan mérhető. A kitűzött feladat megoldására olyan mérési eljárást dolgoztunk ki, amely szerint az adott gázszennyező ismert koncentrációjának megfelelően potenciometriás referenciaértéket mérünk, és a találmány ér•’* ’ telmében a referenciaérték mérése után a gáz halmazállapotú szennyezőanyagot vizes oldaton átvezetjük, vízben oldott mennyiségét folyamatosan érzékeljük, eközben az őt hordozó gáz mennyiségét mérjük, és a gáz átvezetését a potenciometriás referenciaérték elí-' éréséig folytatjuk, a hordozó gáz eddig átfolyt mennyiségét megállapítjuk, majd ennek alapján a gázszennyező koncentrációját ismert módon megállapítjuk. Ezt követően, ha kívánatos, friss vizes oldat bevezetésével a mérést újra kezdjük, amihez a mérést 11 a potenciometriás referenciaértéket szükség szerint előzőleg újból megmérjük. Ez a megoldás biztosítja a mérés automatizálhatóságát. Elvégzéséhez elegendő egyetlen referenciaérték elérését érzékelni. Egy adott gázszennyező mérésének szelektivitását tovább javíthatjuk, ha a gázszennyező elnyeletését biztosító vizes oldat összetételét megfelelő módon választjuk, például adott pH értéket tartó pufferoldatot használunk. '■‘H A kitűzött feladat megoldására olyan berendezést is kidolgoztunk, amelynek a mérendő gázszennyezőt hordozó folyadékot keringető egysége és a keringető egység belső terével érintkező, mérőelektróddal és vonatkozási elektróddal kialakított potenciometriás mé!•:. rőegysége van, és a találmány szerint a keringető egység buborékoltatót, vele kapcsolódó és a potenciometriás mérőegységre vezetett gázleválasztó edényt tartalmaz, rá kalibráló oldat tartálya, illetve elnyelető-mosó oldat tartálya van csőelzáró elemeken, előóo nyösen szelepeken keresztül csatlakoztatva, ahol a gázleválasztó edény szintérzékelővel van ellátva, a benne leválasztott gázt elvezető csövön keresztül gáztérfogatmérővel közlekedik és a szintérzékelő valamint a gáztérfogatmérő információtovábbító kime- 6ü nettel van ellátva. 2
