Kompletterande mätningar av kolväten i luft vid Scanraff

Transkript

1 U938 För Skandinavika Raffinaderi AB, Scanraff Kmpletterande mätningar av klväten i luft vid Scanraff Götebrg VL SvenkaMiljöintitutet AnnikaPtter va Brrtröm-Lunden Karin Sjöberg

2 2 nnehållfrteckning l nledning ch yfte 3 2 Uppdraget genmförande 3, Mätprgram ch utförande vid prvtagningen 3 Analymetd ch analytandarder 3 Reultat 4 Mätdatatillgänglighet 4 Vinddata 4 Halter av vlatila rganika ämnen 4 Halterna vindberende 5 Veckmedel värden 5 Slutater 6 Referener 6 Bilagall 7 Bilagal2 '" '" '" 8 Bilaga2 11 Bilaga22 12 Bilaga23 14 Bilaga24 15 Bilaga Bilaga32 17

3 3 Kmpletterande mätningar av klväten i luft vid Scanraff 1 nledning ch yfte Scanraff har anökt m tilltånd för utbyggnad av in verkamhet i Lyekil Den miljömedicinka bedömningen i miljöknekvenbekrivningen har anett tillräcklig, ch med anledning av detta har Läntyrelen önkat en kmplettering med bla mätningar av klväten i luft i mrådet kring Scanraff anläggning Mätningar genmförde under en två-månaderperid, från nvember 2002 till januari 2003 Dea mätningar finn dkumenterade mvl rapprt U7ll, "Mätningar av klväten i luft amt nedfallande tft kring Scanraff" denna rapprt redvia mätningar av via klväten i luft ch nedfall, vaveldixid ch kvävedixid i luft amt nedfallande tft Mätningarna utförde i yfte att kartlägga förekmmande haltnivåer i mrådet amt att, m möjligt, bedöma den andel m kan härröra från Scanraff anläggning Önkemål har uppkmmit m infrmatin med aveende på ytterligare vlatil a rganika ämnen, (VC), än de m tidigare rapprterat inm VL rapprt U711 Detta prjekt yftar till att utvärdera prver m tidigare analyerat för att ge haltnivåer ch variatiner av fler ämnen De kmpnenter m ingår i denna tudie är etan, n-butan, ibutan, l-buten, n-pentan ch ipentan Då marknära zn ane vara en viktig miljöfråga ålägg medlemländerna i det nya zndirektivet inm V (2002/3/C) att mäta ett antal k znbildande ämnen Samtliga ämnen i denna tudie inkludera på V lita med pririterade znbildande Vc Det finn inga venka miljökvalitetnrmer eller miljörnål för de ämnen m här rapprtera 2 Uppdraget genmförande Den prvtagning- ch analyutrutning m använde vid de tidigare kntinuerliga mätningarna av VC vid Scanraff mnterade på VL labratrium Där analyerade referenga från fältmätningarna parallellt med en certifierad tandard m innehåller fler vlatila klväten Denna nya tandard inkluderar både några av de VC m tidigare utvärderat ch de m nu efterfråga På å ätt erhöll retentintider ch repnfaktrer för de nya kmpnenterna ch de krmatgram m redan fann från föregående mätning kunde utvärdera på nytt m a p på ytterligare Vc De vinddata m tidigare erhållit från Scanraff använde även vid denna utvärdering av reultaten 21 Mätprgram ch utförande vid prvtagningen Mätningar av VC genmförde under periden 4 nvember januari 2003 i en mätplat placerad i det m nrmalt är förhärkande vindriktning från Scanraff fabrikmråde vid denna årtid Mätningarna utförde med kntinuerlig övervakning på timba, där en gakrmatgraf med autmatik injektr använde För kmplett mätprgram ch utförande hänvia till VL rapprt U Analymetd ch analytandarder Prvtagning ch analy av vlatila rganika ämnen genmförde med hjälp aven utrutning betående av ett Vnity Air Server Sytem kpplat till en högupplöande gakrmatgraf med FD - -

4 4 n prvtagningvlym på ca 500 mi erfrdrade för att önkade detektingräner ( ppb) kulle uppnå, vilket innebar en prvtagningtid på 40 minuter per timme n gång per dygn genmförde pretandakntrll med hjälp aven klväteblandning För kalibrering av intrumentet under mätperiden använde en referengatandard innehållande 10 f!ml/ml av vardera 1,2-diklretan (DT), vinyklridmnmer (VCM), eten, 1,3-butadien amt benen i kvävga Denna tandard preparerade av M i Delft enligt S Std 6142 ch äkerheten i referenmaterialet uppge vara mindre än eller lika med 5% Kalibrering utförde före ch efter mätperiden, amt därutöver när tillfälle gav, t ex efter gabyte ch annan ervice ntrumentblank kntrllerade i amband med kalibreringarna nheten tyrde aven PC där ckå mätdata lagrade n gång per vardagdygn kntaktade PCn via mdem för kntrll ch överföring av data ntrumenten var placerade i en mätbd med prvluftintaget mnterat på taket Gatuberna förvarade i amma bd ch var anlutna till en gacentral m föråg intrumentet med ga Vid labratrieföröken använde del den referengatandard m bekrivit van, del en innehållande 1-10 f!mllmlvardera av bl a eten, etan, etyn, prpen, prpan, n-butan, ibutan, 1- buten, n-pentan, ipentan, 1,3-butadien ch benen i kvävga Denna tandard preparerade av atinal Phyical LabratlY(PL) i Strbritannien ch äkerheten i refrerenmaterialet uppge vara mindre än eller lika med 2% 3 Reultat 31 Mätdatatillgånglighet Mätningarna av VC pågick från 4 nvember 2002 till 24 december 2002 med endat 3 avbrtt för kalibrering ch intrumentervice Mellan 24 december 2002 ch 3 januari 2003 finn inga mätdata då datrn ej lagrat analydatafilerna Pga detta mätdatabrtfall genmförde VL en extra mätvecka för de vlatila klvätena 8-15 januari 2003 Ttalt under mätperiden finn 1121 bervatiner av dea ämnen 32 Vinddata Valet av mätplat baerade på tatitik av vinddata Den förhärkande vindriktningen i mrådet anåg vara ydvätlig ch ligga mkring 2200ch mätplaten för VC placerade därmed i denna riktning Vinden låg i mätplaten riktning endat under en mindre del av den tid mätningarna pågick Under törta delen av mätperiden var vinden ötlig, vilket framgår i bilaga 2 Diagram över vindriktningen avatt mt tiden finn m bilaga 21 VC-mätningen utförde i den vindriktning m här beteckna med Vc 33 Halter av vlatil a rganika ämnen Halterna för de analyerade vlatila rganika ämnena amvarierar vid de fleta tillfällen Generellt ett har halterna av de ämnen m tillkmmit, preci m de ämnen m tidigare rapprterat i VL rapprt U7]] varit kring eller under l ppb ch endat vid entaka tillfällen har märkbara förhöjningar kett Undantag är umman etyn+etan m har medel- ch medianhalter m ligger mellan 2 ch 3 ppb

5 5 Figurer över halterna variatin över mätperiden via i bilaga 11 bervera att kalan på den axel m viar halten varierar mellan de lika figurerna nga halter under detektingrän har lagt in i dea figurer bilaga 12 har de uppmätta VC-halterna avatt mt tiden veckvi under mätperiden Här har de delat in i C2+C4repektive Q-klväten för att göra figurerna mer överkådliga För amtliga ämnen har halva värdet på detektingränen lagt in i figuren då halten undertigit denna Vid en jämförele av de C4-klväten m via här kan man utläa att den dminerande föreningen är 1-buten ch att n-butan ch ibutan har en betydligt lägre haltnivå butanhalten är generellt ett någt högre än n-butanhalten, m bara vid några få tillfållen under mätperiden övertiger detektingränen på 010 ppb är det gäller n-pentan ch ipentan å har även här ifrmen har en någt högre haltnivå vid de tillfållen halterna kan ane vara förhöjda Ur veckvia medel- ch medianvärden kan man inte utläa någn ignifikant killnad emellan dem 331 Halternavindberende Reultatenfrån VC-mätningamahar ammantälltmed vinddatasamtligafigurer via i bilaga 22 figurerna via att det finn relativt få mätningar när vindriktningen är mkring 2200, d v i den riktning från Scanraff där mätpunkten ligger Med undantag för ibutan kan man e ett vagt amband mellan höga halter ch en vindriktning på ca 2500för de VC m redvia här nte för någn av kmpnenterna kan det utläa någt amband mellan halter ch vindhatighet Breuerdiagrammenaveendejutti-ch nittifempercentilernaför amtligaämnenvid lika vindriktningar,m via i bilaga 23, kan man e någt högre halter vid de tillfållenvindenvarit vätlig eller ydvätligvid ydvätligavindar ligger mätpunkteni vindriktningenfrån Scanraff ch detta kan ha bidragittill att halternadå är någt högre m man er till det ttala antaletbervatinerå var vinden övervägandeötlig under mätperidenndat ca 5% av timmedelvärdenauppmättevid en ydvätligvindriktningch mtvarandeiffra för vätligavindar var ca 7% bilaga 24 via Breuerdiagram av medianhalterna vid lika vindriktningar För n-butan ch ibutan är amtliga medianvärden under detektingränen ch dea diagram via därför ej 332 Veckmedelvärden För VC-kmpnenterna har medelvärden ch medianer beräknat på veckbai ch redvia i bilaga 31 angivna i ppb ch i bilaga 32 angivna i ~glm3 Vid mräkning från ppb till ~glnr har en temperatur på 25 C ch ett ufttryck på 1013 hpa använt Då etan ch etyn inte eparerar från varandra på den analyklnn m använde har de beräknat m en umma av de båda kmpnenterna Vid mräkning från ppb till ~glnr har denna umma beräknat m enbart etan Vid beräkningen har alla värden under detektingrän eratt med ett värde mtvarande halva detektingränen Denna varierar någt mellan kmpnenterna, främt berende på att de har lika repn på detektrn Vecka utmärker ig genm att ha höga max- ch medianvärden för de fleta av de redviade ämnena Detta berr nätan utelutande på en krt perid med förhöjda halter m uppmätte på kvällen Detta framgår tydligare i bilaga 12 där del alla de uppmätta

6 VC-halterna vecka 46 avatt mt tiden del, i en ny bild, med de tre ita timmarna denna vecka utelutna För vecka är det liknande förhållanden m för vecka 46 fat det här är de förta timmarna i veckan m är förhöjda jämfört med övriga veckan 5 Slutater Halterna av de ämnen m här rapprtera mät inte regelbundet i mgivningluft i Sverige ch det är därmed vårt att hitta haltnivåer från lika miljöer att jämföra med Under en perid mellan februari 1989 ch ktber 1990 analyerade dck flertalet av dea ämnen var fjärde timma dygnet runt vid en prvtagningtatin på Rörvik ~wrer, J ch Lindkg, A Autmatic unattended ampling and analyi f backgr und level fc2-c5 hydrcarbn) Rörvik är beläget på den venka vätkuten några mil öder m Götebrg ch denna mätning kan, i brit på andra uppgifter, använda m en referentatin för mätningen vid Scanraff För ibutan, n-butan, ipentan, n-pentan ch umman etan+eten är veckmedelvärdena från mätningarna vid Scanraff lägre eller i amma nivå m vintermedelvärdena från Rörvik För 1- buten är veckmedelvärdena från Scanraff en tipten högre än vintermedelvärdet från Rörvik (Lindkg, A ch Mldanwl, J The injluence f the rigin, ean and time f the day n the ditributin f individual MHC meaured at Rörvik, Sweden ) Även m mätplaten vid endat en liten del av mätperiden legat i vindriktningen från Scanraff kan man genm att tudera halterna vid lika vindriktningar i k Breuerdiagram, utläa en vi påverkan av amtliga kmpnenter vid vätliga ch ydvätliga vindar ittifempercentilerna i Breuerdiagrammen för ipentan ch n-pentan i vätlig riktning är 5-10 gånger högre än nittipercentiler för amma ämnen från vintermätningarna på Rörvik För ibutan, n-butan ch umman etan+etyn kan man inte e mtvarande killnad Även då man kan påvia ett vit amband mellan förhöjda halter ch vindriktning från Scanraff fabrikmråde å kan ändå halterna under mätperiden betrakta m låga för amtliga analyerade ämnen 6 Referener Ptter A, Brrtröm-Lunden, Sjöberg K (2003)"Mätningar av klväten i luft amt nedfallande tft kring Scanraff' VL rapprt U711 Lindkg A, (1996), 'nmethane hydrcarbn and nitrgen mcidein backgrund air" dktravhandling Stckhlm Univeritet intitutinen för analytik kemi Mwrer,1 ch Lindkg, A (1991) Autmatic unattended ampling and analyi fbackgrund level fc2-c5 hydrcarbn Atmpheric nvirnment, 25A, pp Lindkg, A ch Mldanvå, 1 (1994) The influence f the rigin, ean and time f the day n the ditributin f individual MHC meaured at Rörvik, Sweden Atmpheric nvirnment, 28, pp U (2002), urpaparlamentet ch Rådet direktiv 2002/3/C av den 12 Februari 2002 m zn i luften

7 : b b * Bilaga 11 Uppmätta VC-halter avatta mt tiden Värden under detektin grän via ej Halterna ange i ppb 7 Timmedelvärden,etyn+etan Timmedelvärden, ibutan,, a et 8 8: 031 r 6 :; 026 iii iii 021 c 4 L a _d c 016l b id : '" '" U> id b '" U> g : id njektntd njektintid Timmedelvärden,1-buten a 31 8: 26 21! * 8 8 id U> 51 U> : id njektntd Timmedelvärden, n-butan a 020 8: 018 V 016 c b '" : U> '" '" : id njektntid / Timmedelvärden, ipentan a et et ii c * b U> b id U> b U> : id njektntid a 121 :i:: ! Timmedelvärden, n-pentan b b * U> : id '" '" : id njektntid

8 Bilaga 12 Uppmätta V C-halter avatta mt tiden veckvi under mätperiden C2- & C4-klväten vecka C5-klväten vecka < a a 7 J ii 5 c :00 00:00 00:00 00:00 -' :00 ibutan 1-buten n-butan X etyn+etan i20 tf 15 l c X )( b 6 b b * '" '" '" c xipentan x n-pentan C2- & C4-klväten vecka C5-klväten vecka ibutan < buten tf 20 n-butan Xetyn+etan 5 '" '" '" '" '" '" 8'" 8 8 * * :;: ;;; : g, a 10 tf 8 l c '" '" '" '" '" '" *! * '" * * * :;: '" : xipentan n-pentan C2- & C4-klväten vecka , 3 ita timmarna utelutna C5-klväten vecka , 3 ita timmarna utelutna g, 25 ~20 l 15 c '" ibutan 1-buten n-butan X etyn+etan < 050 ~ 040 if 030 c xipentan Jen-pentan ~ C2- & C4-klväten vecka < 8 ibutan a a 1-buten tf 6 l n-butan c 4 Xetyn+etan 2 """"----' ; '" C5-klväten vecka < tf 20 x n-pentan ipentan lt 00

9 " J! " J! " 8-5! " ~ X tf " J! " J! " 8-5! ~ " + x " J! " " ~ - 8 5! 8 "' X tf ~S 8 " - 5! ~ " X tf :1, ~ ft ~> C C :1; > ~D ~ ft ~ UC > C C :1; > ' "f D l! ft ~ UC > C C :; > ' "f D k D ft ~ UC > C C :; > ' "f D xx X \ ~ ft ~ ~C C :; > ' ~! l> " J! :> ~ q qdd'!le4 " c c: -m ~ <dui-:jmc"j qdd '1fe4 X l> d r d, en ~ ft ~> c C :; > ~! ~~~~~~~~:g8 00 dd dd qdd'~le4 " c: c JJ 5! 1: : C: x 4 4( Je Ị DLU') 1,(j~-r:t(t)C'i'-:'-:dd C\lC:<D~ ~ ~ qdd'~le4 " J! " ~ ~ ;2 "~ + ~ ~X ~ ~ ~~!- + 1 ~ " /) U") lt> tn "t('l')('')- qdd'e

10 10 C2- & C4-klvätenvecka a 25 ibutan7 g;20-1-butenq 5 1i15 il n-butan c 10 Xetyn+etan 5 '" '" '" '" '" '" '" '" '"? i! i! i! i! i!? i! b b <>!! w! > '" '" '" > C5-klväten vecka )( a Q 6 X S iii 4 xipentan Xn-pentan c 3 X 2 1 '" '" '" '" '" '" '" '" i!? i! i! i! i!? i! b b <> ;;j! > '" '" X /"

11 Vindriktning under mätperiden 11 Bilaga 21 V360 i 300 n d 240 r r- 'k 180 t 120 n -- i n 60 g Vecknummer /' n d 240 r rw v,,, T k i 180 t n 120 n, i -- n -&,,!AJ 60 " \ r" -- g 'lv Vecknummer

12 12 Uppmätta VC-halter avatta mt vindriktning ch vindhatighet Scanraff nv-<lec 2002 Bilaga l 10 1: J 8 f 6 4 c '> vindriktning, grader etan&etyn-vindhatighet etan&etyn-vindriktning '" '" a a a 8 a 8 >! 6 >! 6 < < c c vindhatighet, m/ vindriktning, grader '" butan-vindhatighet , butan-vindriktning : vindhatighet,m/ '" vindriktning, grader 'i 25 ~ 20! buten-vindhatighet vindhatighet, m/ 1-buten-vindriktning 'i 25 20! , vindriktning, grader

13 13 n-butan-vindhatighet l t :!! n-butan-vindriktning 025 : t :!! vindhatighet, m/ vindriktning, grader 12 ip en ta n-vindhatighet ipentan-vindriktning \ 10 :: l l l 6 l t t 6 c 4! i MAi ta - A :+: vindhatighet, m/ vindriktning, grader n-pentan-vlndhatighet g; 10 t 8! vindhatig het, mf g; 10 t 8! n-pentan-vindriktning vindriktning, grader

14 14 Bilaga 23 Breuerdagram m viar 70- amt 95-percentiler av uppmätta halter ch vindhatighet vid lika vindriktningar Halterna angei ppb chvindhatigheteni ml amtligadiagram viajuttipercentilenmed blått ch nittifempercentilenmed ra Vindriktning, antal bervatiner vindhatighet (m/) S S,- etan+etyn i butan 1-buten n-butan ipentan n-pentan

15 15 Bilaga 24 Breuerdagram m viar median av uppmätta halter amt vindhatighet vid lika vindriktningar Halterna ange i ppb ch vindhatigheten i ml Vindriktning, antal bervatiner median, vindhatighet (m) median, etan+etyn median, 1-buten median, n- &ipentan ipentan ~ n-pentan

16 Bilaga 31 Medelvärden ch medianvärden beräknade på bervatiner amt antalet bervatiner Halterna ange i ppb 16 vecka vecka vecka vecka vecka vecka vecka vecka etyn+etan ibutan 1-buten n-butan ipentan n-pentan DDb DDb nnb nnb nnb nnb medel 21 < < median 21 < < antal max min 16 <006 <050 <010 <015 <008 medel 24 < < median 23 < < antal max < min 18 < < <008 medel 25 < < median 24 < < antal max < min 18 <006 <050 <010 < medel 28 < < median 26 < < antal max < min 18 <006 <050 <010 <015 <008 medel 25 < <010 < median 22 < <010 < antal max 39 < < min 17 <006 <050 <010 <015 <008 medel < median 20 < <010 < antal max min 16 <006 <050 <010 <015 <008 medel 23 < < median 22 <006 <050 <010 < antal max min 18 <006 <050 <010 <015 <008 medel < median < antal max min 15 <006 <050 <010 <015 <008

17 17 Bilaga 32 Medelvärden ch medianvärden beräknade på bervatiner amt antalet bervatiner Halterna ange i p1g1m3 ;- etyn+etan ibutan 1-buten n-butan ipentan n-pentan jjg/m3 jjg/m3 jjg/m3 jjg/m3 jjg/m3 jjg/m3 vecka medel 26 < < median 25 < < antal max min 19 <014 <11 <024 <044 <024 vecka medel 30 < < median 28 < < antal max < min 22 < < <024 vecka medel 30 < < median 30 < < antal max < min 22 <014 <11 <024 < vecka medel 35 < < median 32 < < antal max < min 22 <014 <11 <024 <044 <024 vecka medel 31 < <024 < median 27 < <024 < antal max 48 < < min 21 <014 <11 <024 <044 <024 vecka medel < median 25 < <024 < antal max min 20 <014 <11 <024 <044 <024 vecka medel 29 < < median 27 <014 <11 <024 < antal max min 21 <014 <11 <024 <044 <024 vecka 02 medel < median < anlal max min 19 <014 <11 <024 <044 <024 tan ch etyn ameluerar ch beräkna tillamman Vid mräkning från ppb till J!g/m3 har halten beräknat m etan