AZ AMS C-14 MÓDSZER LEHETŐSÉGEI AZ ÜZEMANYAGOK ÉS HULLADÉKOK BIOGÉN TARTALMÁNAK DIREKT MÉRÉSÉBEN

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "AZ AMS C-14 MÓDSZER LEHETŐSÉGEI AZ ÜZEMANYAGOK ÉS HULLADÉKOK BIOGÉN TARTALMÁNAK DIREKT MÉRÉSÉBEN"

Viktória Bogdán
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 AZ AMS C-14 MÓDSZER LEHETŐSÉGEI AZ ÜZEMANYAGOK ÉS HULLADÉKOK BIOGÉN TARTALMÁNAK DIREKT MÉRÉSÉBEN Molnár Mihály, Major István, Veres Mihály HEKAL Laboratórium, Isotoptech Zrt- MTA ATOMKI, Debrecen III. KÖRNYEZETVÉDELMI MÉRÉS ÉS MINTAVÉTEL AKTUÁLIS KÉRDÉSEI Budapest, május 24.

HEKAL Laboratórium, Isotoptech Zrt- MTA ATOMKI, Debrecen III.

2 Természetes szénizotópok a Földön 12 C 13 C stabilak ~ 99 % 14 C ~ 1 % bomlékony proton neutron egy az ezer milliárdból 1:

3 Radiokarbon Kozmogén eredetű 14 C Béta-bomló T 1/2 = 5700 ± 40 év Termelődik és Bomlik: Egyensúly (51t)

4 Motiváció

5 Motiváció HVO: hidrogénezett növényi olajok FAME: zsírsavakból készül észterek Kémiailag hasonlóak a fosszilis üzemanyaghoz

6 A biokomponens szene 14 C-el nyomjelezve van: Bq/ gc Motiváció Az EU és hazánk is megköveteli (majd?) a biotartalom független ellenőrzését. Kémiai jellemzőik alapján alig/nehezen megkülönbözethetőek a fosszilistől Az izotópos módszerek jók lehetnek Fosszilis anyagokban (már )NINCS 14 C T 1/2 =5700 év 14 C Élő biológiai anyagokban (még )VAN 14 C kozmogén

7 Módszerek Bomlás számlálás (LSC) vs. Gyorsítós tömegspektrometria (AMS) - minta: 1-10 g C - hosszú mérésidő (1-24 óra) - Magas MDA /háttér - A hatásfok változó (Quench!) - Direkt 14 C aktivitást mér - Kicsi minta: 1-2 mg C - rövid mérésidő (<0.5 óra) - Nagyon jó MDA/ alacsony háttér - Bonyolult(abb) előkészítés - 14 C/ 12 C arányt mér, C tart. külön LSC a HEKAL-ban 1997-tól MICADAS a HEKAL-ban 2011-től

8 Módszerek - Kihívás Szilárd anyagok (gumi, vegyes hulladék, aeroszolok mérése nem kihívás: rutinszerű módszer) (Bio) üzemanyag: illékony, szerves folyadékok mérésében az előkészítés problémás (volt) Ezt kell az AMS méréshez: - pontosan/reprodukálhatóan bemérni - levegőtől elzártan kvantitatív módon elégetni - a CO 2 gáznemű terméket kinyerni és megtisztítani - Grafitizálni és AMS-el mérni (ez rutin ) Kérdés az AMS módszer alkalmazhatóságával szemben: Reprodukálhatóság (???), Pontosság, Alsó méréshatár

pontosan/reprodukálhatóan bemérni - levegőtől elzártan kvantitatív módon elégetni - a CO 2 gáznemű terméket kinyerni és

9 Módszerek - Megoldások MnO 2 -re egy 4-5 mg os csepp Fagyasztva, vákuum alatt leszívva Lánggal leszúrva a cső Grafitizálás AMS mérés CO 2 kvantitatív kinyerés és tisztítás zárt csőben ég (550 ⁰C, 24h)

10 Tesztminták a MOL Nyrt.-től érkeztek Dízel üzemaynagok+bio komponens HVO (V/V%) FAME (V/V%) HVO (m%) FAME (m%) bio C (m%) MOL_1_ % MOL_2_ diesel 0.00% MOL_3_ _ % MOL_4_ _ % MOL_5_ _Fame % MOL_6_ _Fame_HVO % MOL_7_TEA_M_14/470_HVO % MOL_8_ _HVO_100% % MOL_9_FAME_TEA_M_14/ % MOL_10_HVO % MOL_11_HVO % MOL_12_HVO % MOL_13_FAME5_HVO % MOL_14_TEA_M15/063_FAME_100% %

93% MOL_6_2749973_Fame_HVO 1.01 1.01 0.94 1.07 1.90% MOL_7_TEA_M_14/470_HVO 0.90 0.84 0.83% MOL_8_2734676_HVO_100% 100.00 100.00 100.00% MOL_9_FAME_TEA_M_14/449 100.

11 Tesztminták a C tartalom mérése, CO 2 kinyerés Minta neve/kódja bio C (m%) Párhozamos mérés C tartalom (%) abs. hiba (%) MOL_1_ % MOL_2_ diesel 0.00% MOL_3_ _ % MOL_4_ _ % MOL_5_ _Fame 0.93% MOL_6_ _Fame_HVO 1.90% MOL_7_TEA_M_14/470_HVO 0.83% MOL_8_ _HVO_100% % MOL_9_FAME_TEA_M_14/ % MOL_10_HVO3 2.78% MOL_11_HVO5 4.64% MOL_12_HVO % MOL_13_FAME5_HVO5 9.43% MOL_14_TEA_M15/063_FAME_100% % Típusok Irodalmi adat Mértük Gázolaj C-tartalom: / HVO C-tartalom: / FAME C-tartalom: /- 0.21

07 0.10 MOL_8_2734676_HVO_100% 100.00% 7 83.81 0.81 MOL_9_FAME_TEA_M_14/449 100.00% 5 76.05 0.21 MOL_10_HVO3 2.78% 4 84.26 0.65 MOL_11_HVO5 4.64% 4 84.54 0.99 MOL_12_HVO10 9.31% 4 84.45 0.

12 Tesztminták a 14 C/ 12 C arány mérése (5-6 ismétlés) Minta neve/kódja bio C (m%) ismétlés C-14 pmc C-14 pmc hiba (1s) MOL_1_ % MOL_2_ diesel 0.00% MOL_3_ _ % MOL_4_ _ % MOL_5_ _Fame 0.93% MOL_6_ _Fame_HVO 1.90% MOL_7_TEA_M_14/470_HVO 0.83% MOL_8_ _HVO_100% % MOL_9_FAME_TEA_M_14/ % MOL_10_HVO3 2.78% MOL_11_HVO5 4.64% MOL_12_HVO % MOL_13_FAME5_HVO5 9.43% MOL_14_TEA_M15/063_FAME_100% % pmc (percent Modern Carbon): az élő anyag fajlagos 14 C aktivitáskoncentrációja (0.226 Bq/ gc)

83% 4 1.04 0.07 MOL_8_2734676_HVO_100% 100.00% 7 103.97 0.46 MOL_9_FAME_TEA_M_14/449 100.00% 5 97.56 0.43 MOL_10_HVO3 2.78% 4 2.83 0.11 MOL_11_HVO5 4.64% 4 4.62 0.20 MOL_12_HVO10 9.31% 4 9.

13 Tesztminták a 14 C/ 12 C arány mérése (5-6 ismétlés)

14 Tesztminták a 14 C/ 12 C arány mérése (5-6 ismétlés) Minta neve/kódja bio C (m%) ismétlés C-14 pmc C-14 pmc hiba (1s) MOL_1_ % MOL_2_ diesel 0.00% MOL_3_ _ % MOL_4_ _ % MOL_5_ _Fame 0.93% MOL_6_ _Fame_HVO 1.90% MOL_7_TEA_M_14/470_HVO 0.83% MOL_8_ _HVO_100% % MOL_9_FAME_TEA_M_14/ % MOL_10_HVO3 2.78% MOL_11_HVO5 4.64% MOL_12_HVO % MOL_13_FAME5_HVO5 9.43% MOL_14_TEA_M15/063_FAME_100% % pmc (percent Modern Carbon): az élő anyag fajlagos 14 C aktivitáskoncentrációja (0.226 Bq/ gc) Miért nem azonos a HVO és a FAME 14 C tartalma??? Esetleg a FAME előállítás során egy kis fosszilis C is bekerül??

07 MOL_8_2734676_HVO_100% 100.00% 7 103.97 0.46 MOL_9_FAME_TEA_M_14/449 100.00% 5 97.56 0.43 MOL_10_HVO3 2.78% 4 2.83 0.11 MOL_11_HVO5 4.64% 4 4.62 0.20 MOL_12_HVO10 9.31% 4 9.48 0.

15 Tesztminták a biogén 14 C/ 12 C arány az elmúlt 30 évben.

16 Tesztminták a biogén 14 C/ 12 C arány az elmúlt 30 évben.

17 Tesztminták biogén C tartalom számítása ( 14 C és C tart.) Minta neve/kódja ismert bio C (m%) mért bio C% hiba +/- bio C% (1s) MOL_1_ ,70% 0,75% 0,15% MOL_2_ diesel 0,00% 0,05% 0,05% MOL_3_ _ ,98% 1,09% 0,12% MOL_4_ _ ,46% 0,40% 0,16% MOL_5_ _Fame 0,93% 0,89% 0,14% MOL_6_ _Fame_HVO 1,90% 1,85% 0,09% MOL_7_TEA_M_14/470_HVO 0,83% 1,00% 0,06% MOL_8_ _HVO_100% 100,00% 100,00% 0,45% MOL_9_FAME_TEA_M_14/ ,00% 100,52% 0,44% MOL_10_HVO3 2,78% 2,72% 0,10% MOL_11_HVO5 4,64% 4,44% 0,19% MOL_12_HVO10 9,31% 9,12% 0,15% MOL_13_FAME5_HVO5 9,43% 9,18% 0,09% MOL_14_TEA_M15/063_FAME_100% 100,00% 100,00% 0,37% A számolásnál figyelembe vettük,hogy csak HVO, csak FAME, vagy annak ismert arányú(1:1) keveréke volt e a biokomponens, amit kerestünk.. mivel azok 14 C aktivitáskoncentrációja eltért a konkrét esetben

MOL_4_2744379_2734676 0,46% 0,40% 0,16% MOL_5_2749973_Fame 0,93% 0,89% 0,14% MOL_6_2749973_Fame_HVO 1,90% 1,85% 0,09% MOL_7_TEA_M_14/470_HVO 0,83% 1,00% 0,06% MOL_8_2734676_HVO_100% 100,00% 100,00%

18 Tesztminták biogén C tartalom számítása ( 14 C és C tart.)

19 Összefoglalás biogén C tartalom AMS 14 C méréssel Kidolgoztunk egy megfelelően reprodukálható C tartalom mérést. A preparálás során bevitt 14 C szennyezés elenyésző. Az AMS 14 C mérés igen jól reprodukálható, még a nagyon kicsi (< 1%) bio C tartalom esetén is. A tesztminták esetén (0,5-10% bio C tartalom) igen jól visszakaptuk a várt/ismert értékeket. Kérdések: A FAME és HVO anyagok előkészítésénél alkalmaznak e fosszilis adalékokat? Több éves eltéréssel (főleg előttről) gyártott FAME és HVO anyagok 14 C szintje jelentősen eltérhet, amit figyelembe kell venni.

Az AMS 14 C mérés igen jól reprodukálható, még a nagyon kicsi (< 1%) bio C tartalom esetén is.

20 Köszönjük a figyelmet! molnar.mihaly@atomki.mta.hu

Hasonló dokumentumok

14C és C a nukleáris létesítmények 14N(n,p)14C

14C és C a nukleáris létesítmények 14N(n,p)14C MÓDSZERFEJLESZTÉS ÉS ALKALMAZÁSA A PIHENTETŐ MEDENECÉK VIZÉBEN OLDOTT SZERVETLEN C- MÉRÉSÉRE Molnár M. 1, Bihari Á. 1, Mogyorósi M. 1, Veres M. 1, Pintér T. 2 1 HEKAL, MTA ATOMKI Isotoptech Zrt, H-4026