Mnoho monitorovacích projektů vyžaduje sledování těkavých organických látek (VOC). VOC je souhrnné označení pro organické sloučeniny, které mají vysoký tlak par a při okolním tlaku a teplotě se stávají plyny.
LUO se běžně monitorují, protože jsou klíčovým faktorem fotochemického smogu. Mnohé z nich jsou nebezpečné pro lidské zdraví, přičemž některé jsou klasifikovány jako karcinogenní. Klíčovými zdroji těkavých organických látek jsou průmyslové procesy (zejména ty, které zahrnují rozpouštědla), emise z vozidel, ztráty odpařováním při skladování benzinu a dokonce i přírodní zdroje, jako jsou lesní požáry.
Co je to BTEX?
Často se lidé rozhodnou měřit skupinu těkavých organických látek, souhrnně známou jako BTEX, zahrnující benzen, toluen, ethylbenzen a xylen (často vyjádřeno jako celkové xyleny (m+p). Sada BTEX se těší stále větší oblibě, protože je snadné je sledovat společně, poskytují ucelený obraz o těkavých organických látkách a vyskytují se ve většině městských oblastí.
Monitory BTEX (jako je tento, který vyrábíme) se používají jak v okolním prostředí, tak v průmyslových aplikacích pro ochranu zdraví a bezpečnost.
Benzen
Benzen (C6H6) je čirá, bezbarvá a hořlavá kapalina se sladkým zápachem podobným benzinu. Benzen se vyskytuje v okolním ovzduší jako důsledek spalování paliv, jako je uhlí, benzín a dřevo. Benzen je běžný v bezolovnatém palivu, kam se přidává jako náhrada olova, což umožňuje hladší chod.
Koncentrace benzenu v pohonných hmotách kdysi dosahovala až 20 %, ale nyní se v mnoha zemích snižuje na <1 % kvůli škodlivým dopadům na zdraví. Světová zdravotnická organizace (WHO) a Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) klasifikují benzen jako karcinogen první skupiny . Dlouhodobé vystavení vysokým koncentracím benzenu způsobuje leukémii a ovlivňuje červené a bílé krvinky.
Méně závažné dopady na zdraví mohou nastat při nižších koncentracích, které způsobují bolesti hlavy, nevolnost, ospalost a dokonce bezvědomí. Světová zdravotnická organizace nestanovila normu pro koncentrace benzenu ve vnějším prostředí s tím, že neexistuje bezpečná úroveň expozice. Mnoho zemí používá průměrnou roční normu 3,6 µg m-3.
Toluen
Toluen (C7H6), známý také jako methylbenzen, je bezbarvá kapalina se silným zápachem podobným rozpouštědlu. Toluen je levný a jednoduchý na výrobu a je široce používán v průmyslových procesech jako rozpouštědlo. Značné množství toluenu se používá v průmyslových procesech po celém světě, přičemž v roce 2013 bylo z prodeje toluenu vygenerováno více než 20 miliard USD.
V neprůmyslovém použití se toluen vyskytuje v benzinu jako oktanový posilovač a v lepidlech, rozpouštědlech a pryskyřicích.
Ethylbenzen
Ethylbenzen (C6H5CH2CH3), je bezbarvá kapalina s vůní podobnou benzinu. Ethylbenzen se široce používá v průmyslových procesech při výrobě styrenu, který se pak používá pro výrobu polystyrenu. Ethylbenzen je také přítomen jako rozpouštědlo v inkoustech, barvivech a v benzinu.
Xylen
Xylen (C8H10) je termín používaný pro označení tří izomerů dimethylbenzenu; m-xylen, p-xylen a o-xylen. Obvykle se koncentrace každého z nich sčítají jako celkové xyleny. Xylen se rafinuje ze surové ropy a je to čirá, mastná kapalina.
Xylen se široce používá při výrobě plastových lahví a polyesterových oděvů a jako rozpouštědlo s řadou aplikací od čištění desek plošných spojů po ředění barev a laků.
Proč měřit BTEX?
BTEX je užitečná sada k měření. V typickém městském prostředí je přítomno velké množství těkavých organických látek, které jsou emitovány vším možným od barev až po výfukové plyny vozidel. Typická analýza GC-MS dokáže rozlišit mnoho VOC, přičemž některé z nich mohou být pod detekčními limity analýzy.
Často je rozumnější být selektivní a sledovat pouze BTEX a tyto 4 složky používat jako indikátory koncentrace VOC jako celku. To je přístup, který používáme u našeho monitoru BTEX v reálném čase.
BTEX skvěle vypovídá o emisích VOC z různých zdrojů. Například benzen je běžně přítomen v benzinu, výfukových plynech vozidel a spalování pevných a kapalných paliv. V městském prostředí je benzen z těchto zdrojů obvykle přítomen. Skvěle vypovídá o převaze benzinových vozidel ve vozovém parku a je užitečný jako indikátor emisí z vytápění domácností pevnými palivy.
Zbytek souboru BTEX se nachází v benzinu, ale jejich největším zdrojem jsou průmyslové emise. V obytných oblastech hraničících s průmyslovým využitím půdy je soubor BTEX užitečný pro posouzení vlivu průmyslu na ostatní využití půdy. Průmyslová odvětví obvykle měří BTEX na hranici svého oplocení, aby minimalizovala své emise těkavých organických látek a jejich dopad na okolní obce.
Mnoho z nich také používá monitorování BTEX k měření expozice svých zaměstnanců těkavým organickým látkám. Běžně se to provádí pomocí sorpčních trubiček připevněných na oděvu osob, ale je také možné a praktické provádět to pomocí měření v okolí.
V oblastech s významným výrobním průmyslem, zejména s použitím lepidel, rozpouštědel a barviv, pak mohou být přítomny vyšší koncentrace toluenu, ethylbenzenu a xylenů. Monitorování BTEX umožní jejich kvantifikaci a lze je využít k identifikaci zdravotních a bezpečnostních problémů, prokázání souladu s místními předpisy a dokonce i k posouzení, zda nedošlo k úniku ve skladovací nebo zpracovatelské infrastruktuře.
Normy a pokyny pro BTEX
Na celém světě se používá řada norem pro expozici BTEX.
Benzen je nyní v Evropské unii regulovanou znečišťující látkou a USA zavedly předpisy pro monitorování průmyslových emisí, jako je metoda 325 (části A a B) a také pravidlo 1180 v oblasti monitorování kvality ovzduší na jižním pobřeží.
K detekci koncentrací nad 200 µg m-3 se často používá texaský model screeningu účinků. Řada norem pro expozici zdraví a bezpečnosti při práci je volně dostupná v Národním institutu pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
Například zde je uvedena norma pro benzen. Tyto normy jsou určeny pro aplikace v oblasti bezpečnosti a ochrany zdraví, ale lze je použít k posouzení koncentrací v okolním prostředí, pokud potřebujete získat představu o koncentracích.
Jak se měří BTEX?
BTEX se běžně měří řadou metod, jejichž cena se pohybuje od velmi levných až po velmi drahé. Výběr metody je dán cíli vašeho monitorovacího projektu – jednoduché projekty budou používat levnější metody s nižším rozlišením.
Běžně se pro jednoduché projekty používají pasivní metody odběru vzorků. V terénu jsou rozmístěny trubičky nebo odznaky, které obsahují médium, jež známou rychlostí absorbuje těkavé organické látky. V závislosti na očekávaných koncentracích mohou být vystaveny po dobu kratší nebo delší než týden či měsíc. Vzorky se poté zpracují v laboratoři pomocí kyselého rozkladu a poté se analyzují pomocí iontové chromatografie nebo hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS).
Často se analyzují 2 vzorky z každé lokality a použije se jejich průměr. Výhodou pasivního vzorkování je, že je levné a jednoduché, ale rozlišení dat je omezené. Běžnými metodami jsou 3M odznaky nebo sorpční trubičky. Americká agentura EPA používá pro tyto techniky standardní metodiku zveřejněnou jako Compendium Method TO-17.
BTEX lze měřit v reálném čase pomocí technik s vysokým rozlišením, jako jsou přístroje s plynovým chromatografem a hmotnostním spektrometrem (GC-MS). Tyto sofistikované přístroje jsou schopny měřit sloučeniny a prvky na úrovni iontů a rozlišit tak přítomnost i koncentraci různých sloučenin.
Tyto přístroje mají rychlou dobu měření a obvykle mohou měřit s rozlišením pouhých 30 minut. Jejich provoz, kalibrace a údržba jsou však nákladné. Typické systémy potřebují prostředí s řízenou teplotou a některé dokonce vyžadují jako nosný plyn helium, které je celosvětově stále dražší. Pro použití GC-MS jsou k dispozici standardní metody, zejména z Evropské unie.
Jak vám může společnost Aeroqual pomoci měřit BTEX?
Aeroqual představil revoluční monitor BTEX v reálném čase, který měří všechny čtyři sloučeniny s přesností menší než ppb, a přitom není větší než malý kufr.
Vyrábíme také řadu monitorů pro snímání celkových těkavých organických látek. Senzory VOC společnosti Aeroqual jsou k dispozici pro naše ruční a stacionární monitory a také pro naši stanici pro kontinuální monitorování kvality vnějšího ovzduší AQM 65.
Pokud chcete vedle měření BTEX monitorovat i další kriteriální znečišťující látky, jako jsou O3, CO, NOx, NO2, SO2 a pevné částice (PM), pak je ideálním řešením stanice AQM 65.
Kontaktujte nás a zjistěte, jaké možnosti by vám mohly vyhovovat pro vaše aplikace BTEX.