多くのモニタリングプロジェクトでは、揮発性有機化合物(VOC)のモニタリングが求められています。 VOCは有機化合物の総称で、蒸気圧が高く、常温常圧で気体になるものである。
VOCは光化学スモッグの主要な原因物質であるため、一般的にモニターされている。 多くは人体に有害であり、いくつかは発がん性があると分類されている。 VOCの主な発生源は、工業プロセス(特に溶剤を含むもの)自動車の排気ガス、ガソリン貯蔵所からの蒸発損失、さらには森林火災のような自然発生源です。
BTEXとは何ですか
多くの場合、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン(しばしば総キシレン(m+p)として表されます)から成るBTEXとして集合的に知られるVOCグループの測定を選択することがあります。 BTEXグループは、一緒にモニターするのが簡単で、VOCの全体像を把握でき、ほとんどの都市部に存在するため、人気が高まっている。
BTEXモニター(当社が製造しているこのようなモニター)は、環境アプリケーションと産業用安全衛生アプリケーションの両方で使用されています。
ベンゼン
ベンゼン(C6H6)は無色透明で可燃性の液体で、甘い石油に似た臭いがします。 ベンゼンは、石炭、ガソリン、木材などの燃料を燃やした結果、周囲の空気中に存在するようになります。 ベンゼンは無鉛燃料によく含まれており、鉛の代わりとして添加され、よりスムーズな走行を可能にしています。
燃料中のベンゼン濃度は、かつては20%にも達していましたが、健康に有害な影響を及ぼすため、現在では多くの国で<1%まで低減しています。 世界保健機関 (WHO) および国際がん研究機関 (IARC) は、ベンゼンを発がん性物質グループ 1 に分類しています。 高濃度のベンゼンに長期間さらされると、白血病を引き起こし、赤血球と白血球に影響を与える。
より低濃度では、頭痛、吐き気、眠気、そして意識不明を引き起こし、それほど深刻ではない健康への影響が発生する可能性があります。 WHOは、安全な暴露レベルは存在しないとして、環境中のベンゼン濃度の基準を設定していない。 多くの国では、3.6 µg m-3という年平均の基準値を用いています。
トルエン
トルエン(C7H6)はメチルベンゼンとしても知られ、無色の液体で、強い溶剤様の臭いがあります。 トルエンは安価で製造が簡単であり、溶剤として工業的に広く使用されています。 世界中の工業プロセスで相当量のトルエンが使用されており、2013年のトルエンの売上高は200億米ドルを超えています。
非工業用途では、トルエンはオクタン価向上剤としてガソリンに含まれ、接着剤、溶剤、樹脂にも含まれています。
エチルベンゼン
エチルベンゼン(C6H5CH2CH3)は無色透明な液体で、石油に似た香りがします。 エチルベンゼンは、スチレンの製造工程で広く使用されており、スチレンはポリスチレンの製造に使用されます。
Xylene
Xylene (C8H10) は、ジメチルベンゼンの3つの異性体、m-xylene, p-xylene, o-xylene を表す用語として使用されています。 通常、それぞれの濃度を足したものが総キシレンとして扱われる。 キシレンは原油から精製され、透明で油っぽい液体である。
キシレンはペットボトルやポリエステル衣料の生産に広く使われており、溶剤として、回路基板の洗浄から塗料やワニスの薄めまで幅広い用途があります。
なぜBTEXを測るのか
BTEXは測るのに役立つスイートです。 典型的な都市環境では、塗料から車の排気ガスまで、あらゆるものから放出される多くのVOCが存在します。 一般的なGC-MS分析では、多くのVOCを分離することができますが、これらの一部は分析の検出限界以下である可能性があります。
選択的にBTEXだけをモニターし、4つの成分をVOC濃度全体の指標とする方が賢明な場合が多いのです。 当社のリアルタイムBTEXモニターは、そのようなアプローチで使用しています。
BTEXは、さまざまな発生源からのVOC排出の優れた指標となります。 たとえば、ベンゼンはガソリン、自動車の排気ガス、固体および液体燃料の燃焼によく含まれます。 都市環境では、通常、これらの発生源からベンゼンが存在します。 また、固形燃料による家庭暖房の排出量の指標としても有用です。
残りのBTEX一式はガソリンに含まれるが、その最大の発生源は工業排出物である。 工業用地に隣接した住宅地では、BTEX一式は他の土地利用に対する工業の影響を評価するのに有用である。 産業界は通常、VOCsの排出と周辺地域への影響を最小限に抑えるため、フェンスラインでBTEXを測定しています。
また、多くはスタッフのVOCへの暴露を測定するためにBTEXモニタリングを使用します。
重要な製造業、特に接着剤、溶剤、染料を使用している地域では、より高濃度のトルエン、エチルベンゼン、キシレンが存在するかもしれません。 BTEXをモニタリングすることで、これらの定量化が可能となり、健康や安全に関する懸念の特定、地域規制へのコンプライアンスの証明、さらには保管や処理インフラでの漏れの評価に利用することができる。
ベンゼンは現在、欧州連合で規制されている汚染物質であり、米国では南海岸大気質監視地区の規則1180と同様に方法325(パートAおよびB)などの産業排出物監視のための規制を導入しています。 職業上の健康と安全への暴露に関するさまざまな基準は、国立労働安全衛生研究所(NIOSH)から自由に入手できます。
例えば、ここにベンゼンの標準があります。 これらの標準は安全衛生用途を目的としていますが、濃度の見当をつける必要がある場合に、周囲の濃度を評価するために使用できます。
BTEXはどのように測定されますか?
BTEXは一般的に、非常に安価なものから非常に高価なものまで、幅広い方法によって測定されています。 選択する方法は、モニタリング・プロジェクトの目標によって決まります。シンプルなプロジェクトでは、分解能が低く、より安価な方法を使用します。
一般的に、パッシブ・サンプリング法が簡単なプロジェクトに使用されます。 チューブ、またはバッジは、既知の速度でVOCを吸収する媒体を含むフィールドに展開されます。 予想される濃度に応じて、1週間から1ヶ月の間、暴露することもある。 サンプルはその後、ラボで酸分解処理され、イオンクロマトグラフィーまたは誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)で分析される。
多くの場合、1つのサイトにつき2つのサンプルが分析され、それらの平均値が使用されます。 パッシブサンプリングの利点は、安価で簡単なことですが、データの分解能が制限されます。 一般的な方法は、3Mバッジや吸着チューブです。 米国EPAは、Compendium Method TO-17として公開されているこれらの技術の標準的な方法論を使用しています。
BTEX は、ガスクロマトグラフ質量分析装置(GC-MS)などの高解像度技術で、リアルタイムで測定することができます。 これらの高度な装置は、化合物や元素をイオンレベルで測定し、さまざまな化合物の存在と濃度の両方を識別することができます。
これらの機器は測定時間が速く、通常、30分という短い分解能で測定することができます。 しかし、操作、校正、維持にコストがかかる。 典型的なシステムでは温度制御された環境が必要であり、キャリアガスとしてヘリウムを必要とするものさえあるが、これは世界的にますます高価になってきている。
Aeroqual は、BTEX の測定にどのように役立つのでしょうか。
Aeroqual は、4 つの化合物をすべて ppb レベル未満まで測定し、小さなスーツケースよりも大きくない革新的なリアルタイム BTEX モニターを発表しました。
また、総合的なVOC検出のためのモニターも製造しています。 Aeroqual VOCsセンサーは、当社のハンディモニターと固定モニター、および当社のAQM 65連続大気質モニタリングステーションで使用できます。
BTEX測定と並行して、O3、CO、NOx、NO2、SO2、粒子状物質(PM)などの他の基準汚染物質を監視したい場合、AQM 65が理想的なソリューションとなります。
BTEXアプリケーションに最適なオプションについては、弊社までお問い合わせください。