[Mon/tm/64], [Mon/tm/71]
Ersatzparameter sind mess- oder berechenbare Größen, die in einer mehr oder weniger direkten Beziehung stehen zu der direkten Messung von Schadstoffen. Aus praktischen Erwägungen werden deshalb anstelle der direkten Messung von Schadstoffen Ersatzparameter gemessen/überwacht. Über die Überwachung von Ersatzparametern, einzeln oder eine Kombination von mehreren, lässt sich ein ausreichend verlässliches Bild über Art und Ausmaß von Emissionen gewinnen.
Ersatzparameter sind normalerweise einfach und verlässlich zu messen oder zu berechnen. Sie liefern Betriebsinformationen wie Durchsatz, Energieproduktion, Temperatur, Restvolumen oder Gaskonzentrationsdaten. Falls Ersatzparameter innerhalb gewisser Grenzen liegen, kann daraus auch auf die Einhaltung von Grenzwerten geschlossen werden.
Wenn über eine Ersatzparameter der Wert eines anderen interessierenden Parameters bestimmt werden soll, muss der Zusammenhang zwischen beiden eindeutig geklärt, nachgewiesen und auch dokumentiert sein. Natürlich muss der Parameter auf Basis des Ersatzparameters auch eindeutig nachweisbar und hinsichtlich seines Wertes bestimmbar sein.
Ersatzparameter sind in Bezug auf Prüfung der Grenzwerteinhaltung sinnvoll einsetzbar wenn:
• ein klarer und eindeutiger Zusammenhang zum eigentlichen Grenzwert besteht (siehe einige Beispiele unten )
• sie kostengünstiger und einfacher als die eigentlichen Parameter zu überwachen sind, oder man mehr und häufigere Informationen gewinnt
• sie in klarem Verhältnis zu vorgegebenen Grenzwerten stehen
• die Prozessbedingungen, für deren Überwachung Ersatzparameter zur Verfügung stehen, die Bedingungen, für die direkte Messungen gefordert sind, eindeutig abbilden
• nach Vorgaben der Genehmigung der Einsatz von Ersatzparametern zulässig ist und dies nach Art und Inhalt klar beschrieben ist
• ihre Eignung belegt ist (z.B. in der Genehmigung oder durch die zuständige Behörde). Jede zusätzliche Unsicherheit ist dann für verwaltungsmäßige Entscheidungen vernachlässigbar
• sie eindeutig beschrieben sind, regelmäßig überprüft und aktualisiert werden.
Wesentliche Vorteile des Einsatzes von Ersatzparametern können sein:
• Kosteneinsparungen, folglich größere Kosteneffektivität
• mehr und kontinuierlich anfallende Informationen im Vergleich zu direkten Messungen
• mit demselben oder geringerem Aufwand können mehr Emissionsstellen überwacht werden
• manchmal sogar genauere Werte als bei Direktmessungen
• frühe Hinweise/Warnungen auf Störungen oder abnorme Emissionen, z.B. Änderungen der Verbrennungstemperatur als Hinweis für erhöhte Dioxin-Emissionen
• geringere Störung der Prozessbedingungen als bei Direktmessungen
• Informationen aus mehreren Direktmessungen sind zusammenfassbar. Daraus ergibt sich ein detaillierteres Bild über die Prozessleistung, z.B. gibt die Messung der Temperatur Hin-weise zu Energieeffizienz, Schadstoffausstoß, Prozesskontrolle und Rohstoffmischung
• verfälschte/verloren gegangene Daten können nachträglich wiedergewonnen werden.
Wesentliche Nachteile des Einsatzes von Ersatzparametern können sein :
• im Vergleich zu Direktmessungen kann der Kalibrierungsaufwand hoch sein
• an Stelle eines absoluten Wertes gewinnt man nur einen relativen
• nur bei bestimmten Prozessbedingungen brauchbar/verlässlich
• Direktmessungen gelten in der Öffentlichkeit als zuverlässiger
Einige nationale Regelungen enthalten Vorgaben für den Einsatz von Ersatzparametern. Wenn z.B. verschiedene Schadstoffe im Abgas in einem konstanten Verhältnis zueinander stehen, kann die kontinuierliche Messung der Leitkomponente als Ersatzparameter für alle anderen Schadstoffe in Frage kommen.
In gleicher Weise kann auf die kontinuierliche Messung einer Substanz verzichtet werden, wenn durch andere Tests die Einhaltung von Emissionsstandards ausreichend sichergestellt ist, z.B.
über die Überwachung des Wirkungsgrades von Emissionsminderungsanlagen, über die Zusammensetzung von Brennstoffen oder Rohstoffen, oder über sonstige Prozessbedingungen.
Ein zuverlässiger Einsatz von Ersatzparametern wird durch folgende Maßnahmen unterstützt:
• ein gut funktionierendes Wartungssystem
• ein Umweltmanagementsystem
• ein klarer Überblick auch über zurückliegende Messungen
• Begrenzung der Produktion oder der Fracht.
Verschiedene Arten von Ersatzparametern
In Bezug auf klare Korrelation zwischen Ersatzparametern und der Emissionsgrößen lassen sich drei Arten unterscheiden. Diese sind unten aufgezählt und mit Beispielen erläutert. Kombination von Ersatzparametern können Korrelationen absichern und stärken jeden einzelnen Ersatzparameter.
(a) quantitative Ersatzparameter (b) qualitative Ersatzparameter
(c) Ersatzparameter mit nur hinweisendem Charakter.
(a) quantitative Ersatzparameter – sie ergeben ein zuverlässiges, quantitatives Bild der Emission. Sie können direkte Messungen ersetzen. Beispiele hierfür sind:
- die Überprüfung von gesamt-VOC anstelle einzelner Komponenten, im Falle konstanter Zusammensetzung der Inhaltsstoffe im Abgas
- Berechnung der Abgaskonzentrationen über die Zusammensetzung, den Durchsatz und den Volumenstrom von Brennstoffen, Rohstoffen und Additiven
- kontinuierliche Staub-Messung als guter Hinweis für Schwermetallemissionen - die Überprüfung des Gesamt-TOC/CSB (Gesamter organischer Kohlenstoff
/chemischer Sauerstoffbedarf) anstelle einzelner organischer Stoffe
- die Überprüfung des AOX (an Aktivkohle adsorbierbare Halogenverbindungen) anstelle einzelner halogenorganischer Stoffe.
(b) qualitative Ersatzparameter – sie liefern zuverlässige Informationen über die Zusammensetzung der Emission. Beispiele hierfür sind:
- die Temperatur im Brennraum einer thermischen Verbrennungsanlage und die Aufenthaltszeiten (oder der Volumenstrom)
- die Katalysator-Temperatur bei einer katalytischen Verbrennungsanlage - eine CO- oder VOC-Messung im Rauchgas einer Verbrennungsanlage - die Abgastemperatur an einer Kühleinrichtung
- die Leitfähigkeit anstelle der Messung einzelner Metallverbindungen bei Fällungs-/Sedimentationsprozessen
- eine Trübungsmessung anstelle der Messung einzelner Metallverbindungen bei Fällungs-/Sedimentation-/Flockungsprozessen.
(c) Ersatzparameter mit nur hinweisendem Charakter – sie liefern Informationen über eine Anlage oder einen Prozess, insofern aber nur Hinweise zu Emissionen. Beispiele hierfür sind:
- Temperatur des Abgases bei einer Kondensationsanlage
- Druckgefälle, Flussrate, pH-Wert und Feuchtigkeit bei einer Kompostierungsanlage - Druckgefälle und visuelle Kontrolle bei Gewebefiltern
- pH-Wert bei Fällungs- und Sedimentationsprozessen.
Beispiele von Anlagen, die über Ersatzparameter überwacht werden
Die folgenden Abschnitte beschreiben Beispiele von Anlagen bei denen verschiedenen Ersatzparameter zum Einsatz kommen. Deren Art wird dabei erläutert:
Schmelzanlagen
1. Berechnung des SO2 -Gehalts (quantitativ).
Thermische Verbrennungsanlagen
1. Temperatur im Brennraum (qualitativ).
2. Aufenthaltszeit (oder Durchflussrate) (nur hinweisend).
Katalytische Verbrennungsanlagen
1. Aufenthaltszeit (oder Durchflussrate) (nur hinweisend).
2. Katalysator-Temperatur (nur hinweisend).
Elektrostatische Abscheidung 1. Durchsatz (nur hinweisend).
2. Spannung (nur hinweisend) 3. Staubentfernung (nur hinweisend).
Nasse Staubabscheidung
1. Luftvolumenstrom (nur hinweisend).
2. Duck im Leitungssystem der Waschlösung (nur hinweisend).
3. Pumpenleistung/Volumenstrom der Waschlösung (nur hinweisend).
4. Temperatur des behandelten Gases (nur hinweisend).
5. Druckgefälle im Abscheider (nur hinweisend).
6. Optische Kontrolle des behandelten Gases (nur hinweisend).
Fällungs- und Sedimentationsanlagen 1. pH-Wert (nur hinweisend).
2. Leitfähigkeit (nur hinweisend).
3. Trübung (nur hinweisend).
Anaerobe/aerobe biologische Reinigungsanlagen 1. TOC/CSB/BSB (quantitativ).
Toxizitätsparameter – eine besondere Art von Ersatzparameter
Während der letzten Jahre erlangten biologische Testmethoden/-systeme zunehmend an Bedeutung. Fisch-/Fischei-, Daphnien-, Algen- und Bakterienleuchthemmungstests sind gebräuchliche Tests, um die Toxizität von komplexen Abwasserströmen zu bestimmen. Sie werden häufig verwendet, um zusätzliche - zu den aus Messung von Summenparametern (CSB, BSB, AOX, EOX...) erhaltenen - Informationen zu gewinnen.
Über Toxizitätstests lässt sich die potentielle Gefährlichkeit von Abwasser überprüfen, und zwar umfassend unter Einbeziehung auch der Synergieeffekte, die möglich sein können wegen der Vielzahl an Einzelschadstoffen. Neben der Möglichkeit, über Toxizitätstests das Gefährdungspotential für das Ökosystem/Oberflächenwasser einzuschätzen, eignen sich diese Test auch, um biologische Abwasserbehandlungsanlagen zu schützen bzw. zu optimieren.
Toxizitätstests, in Kombination mit direkten Messungen spezifischer Substanzen oder der Messung von Summenparametern, werden zunehmend wesentlicher Bestandteil von Abwasser-überprüfungsstrategien (AÜS).