Veel monitoringprojecten vragen om monitoring van vluchtige organische stoffen (VOS). VOS is een verzamelnaam voor organische verbindingen die een hoge dampspanning hebben en bij omgevingsdruk en -temperatuur gassen worden.
VOS worden vaak gemonitord omdat zij een belangrijke rol spelen bij fotochemische smog. Veel van deze stoffen zijn gevaarlijk voor de menselijke gezondheid, en verschillende ervan zijn als kankerverwekkend ingedeeld. De belangrijkste bronnen van VOS zijn industriële processen (vooral die met oplosmiddelen), voertuigemissies, verdampingsverliezen bij de opslag van benzine en zelfs natuurlijke bronnen zoals bosbranden.
Wat is BTEX?
Vaak kiest men ervoor een groep VOS te meten, gezamenlijk bekend als BTEX, bestaande uit benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen (vaak uitgedrukt als totaal xylenen (m+p). De BTEX-suite heeft aan populariteit gewonnen, omdat zij gemakkelijk samen te monitoren zijn, een goed afgerond beeld van VOS geven en in de meeste stedelijke gebieden aanwezig zijn.
BTEX-monitoren (zoals deze die wij maken) worden zowel in omgevingstoepassingen als in industriële gezondheids- en veiligheidstoepassingen gebruikt.
Benzeen
Benzeen (C6H6) is een heldere, kleurloze en ontvlambare vloeistof met een zoete benzineachtige geur. Benzeen wordt in de omgevingslucht aangetroffen als gevolg van de verbranding van brandstoffen, zoals steenkool, benzine en hout. Benzeen komt veel voor in loodvrije benzine, waar het wordt toegevoegd als vervanger van lood, waardoor het soepeler loopt.
Benzeenconcentraties in brandstof waren ooit maar liefst 20%, maar worden nu in veel landen teruggebracht tot <1%, vanwege de schadelijke gevolgen voor de gezondheid. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC) classificeren benzeen als kankerverwekkende stof van groep één . Langdurige blootstelling aan hoge concentraties benzeen veroorzaakt leukemie en tast de rode en witte bloedcellen aan.
Minder ernstige gezondheidseffecten kunnen optreden bij lagere concentraties, die hoofdpijn, misselijkheid, sufheid en zelfs bewusteloosheid veroorzaken. De WHO heeft geen norm vastgesteld voor benzeenconcentraties in de lucht en stelt dat er geen veilig blootstellingsniveau is. Veel landen hanteren een jaargemiddelde norm van 3,6 µg m-3.
Tolueen
Tolueen (C7H6), ook bekend als methylbenzeen, is een kleurloze vloeistof, met een sterke, solventachtige geur. Tolueen is goedkoop en eenvoudig te produceren, en wordt veel gebruikt in industriële processen als oplosmiddel. Wereldwijd worden aanzienlijke hoeveelheden tolueen gebruikt in industriële processen, met een omzet van meer dan 20 miljard dollar uit de verkoop van tolueen in 2013.
In niet-industriële toepassingen kan tolueen worden gevonden in benzine als een octaanbooster en in lijm, oplosmiddelen en harsen.
Ethylbenzeen
Ethylbenzeen (C6H5CH2CH3), is een kleurloze vloeistof, met een benzine-achtig aroma. Ethylbenzeen wordt veel gebruikt in industriële processen voor de productie van styreen, dat vervolgens wordt gebruikt voor de productie van polystyreen. Ethylbenzeen is ook aanwezig als oplosmiddel in inkten, kleurstoffen en in benzine.
Xyleen
Xyleen (C8H10) is de term die wordt gebruikt om de drie isomeren van dimethylbenzeen aan te duiden; m-xyleen, p-xyleen en o-xyleen. Gewoonlijk worden de concentraties van elk bij elkaar opgeteld als totaal xyleen. Xyleen wordt geraffineerd uit ruwe olie, en is een heldere, vettige vloeistof.
Xyleen wordt veel gebruikt bij de productie van plastic flessen en polyester kleding en als oplosmiddel met een scala van toepassingen, van het reinigen van printplaten tot het verdunnen van verf en vernis.
Waarom BTEX meten?
BTEX is een nuttige stof om te meten. In typische stedelijke omgevingen zijn er veel VOC’s aanwezig, uitgestoten door alles van verf tot uitlaatgassen van voertuigen. Een typische GC-MS-analyse kan veel VOC’s oplossen, waarvan sommige onder de detectiegrenzen van de analyse kunnen liggen.
Het is vaak verstandiger om selectief te zijn, en alleen BTEX te monitoren, en de 4 componenten te gebruiken als indicatoren voor VOC-concentraties als geheel. Dat is de aanpak die wij hanteren met onze Real-Time BTEX Monitor.
BTEX geeft een goede indicatie van VOS-emissies uit een reeks bronnen. Benzeen bijvoorbeeld, is algemeen aanwezig in benzine, uitlaatgassen van voertuigen en verbranding van vaste en vloeibare brandstoffen. In een stedelijke omgeving is er meestal benzeen aanwezig uit deze bronnen. Het geeft een goede indicatie van de dominantie van benzinevoertuigen in het wagenpark, en is nuttig als indicator voor huisverwarmingsemissies uit vaste brandstoffen.
De rest van de BTEX-reeks wordt aangetroffen in benzine, maar de grootste bronnen zijn industriële emissies. In woongebieden die grenzen aan industrieel landgebruik, is de BTEX-reeks nuttig voor het beoordelen van het effect van de industrie op ander landgebruik. Industrieën meten BTEX meestal bij hun omheining, om hun VOS-emissies en hun effect op omliggende gemeenschappen tot een minimum te beperken.
Velen gebruiken ook BTEX-monitoring om de blootstelling van hun personeel aan VOC’s te meten. Meestal gebeurt dit met sorptiebuisjes die aan de kleding van een persoon worden bevestigd, maar het is ook mogelijk en praktisch om dit te doen met behulp van omgevingsmetingen.
In gebieden met een belangrijke verwerkende industrie, vooral die waar lijm, oplosmiddelen en kleurstoffen worden gebruikt, kunnen hogere concentraties tolueen, ethylbenzeen en xylenen aanwezig zijn. Monitoring van BTEX maakt kwantificering hiervan mogelijk en kan worden gebruikt om gezondheids- en veiligheidsproblemen vast te stellen, de naleving van plaatselijke voorschriften aan te tonen en zelfs te beoordelen of er sprake is van een lek in de opslag- of verwerkingsinfrastructuur.
BTEX-normen en -richtlijnen
Er is wereldwijd een reeks blootstellingsnormen voor BTEX in gebruik.
Benzeen is nu een gereguleerde verontreinigende stof in de Europese Unie en de VS heeft voorschriften ingevoerd voor de monitoring van industriële emissies, zoals methode 325 (delen A en B) en regel 1180 in het South Coast Air Quality Monitoring District.
Het Texas Effects Screening Model wordt vaak gebruikt om concentraties boven 200 µg m-3 te detecteren. Bij het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) is een reeks normen voor blootstelling op het gebied van gezondheid en veiligheid op het werk vrij verkrijgbaar.
Bijv. de benzeennorm. Deze normen zijn bedoeld voor toepassingen op het gebied van gezondheid en veiligheid, maar ze kunnen worden gebruikt om omgevingsconcentraties te beoordelen wanneer u een idee van de concentraties moet krijgen.
Hoe wordt BTEX gemeten?
BTEX wordt gewoonlijk gemeten met een reeks methoden, variërend in kosten, van zeer goedkoop, tot zeer duur. De methode die u kiest, wordt bepaald door de doelstellingen van uw monitoringproject – bij eenvoudige projecten worden goedkopere methoden gebruikt, met een lagere resolutie.
Bij eenvoudige projecten worden meestal passieve bemonsteringsmethoden gebruikt. In het veld worden buizen of badges geplaatst die een medium bevatten dat VOS absorbeert, in een bekende snelheid. Afhankelijk van de verwachte concentraties kunnen zij gedurende een week of een maand worden blootgesteld. De monsters worden vervolgens in een laboratorium met zuur ontsloten en vervolgens met ionchromatografie of inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie (ICP-MS) geanalyseerd.
Vaak worden per locatie twee monsters geanalyseerd, waarvan het gemiddelde wordt gebruikt. Het voordeel van passieve bemonstering is dat het goedkoop en eenvoudig is, maar de gegevensresolutie is beperkt. Gangbare methoden zijn 3M-badges of sorptiebuisjes. Het U.S. EPA gebruikt voor deze technieken een standaardmethode, gepubliceerd als Compendium Method TO-17.
BTEX kunnen in real time worden gemeten met technieken met een hoge resolutie, zoals instrumenten met een gaschromatograaf-massaspectrometer (GC-MS). Deze gesofisticeerde instrumenten kunnen verbindingen en elementen op ionenniveau meten om zowel de aanwezigheid als de concentratie van verschillende verbindingen te onderscheiden.
Deze instrumenten hebben een snelle meettijd, en kunnen doorgaans met resoluties van niet meer dan 30 minuten meten. Zij zijn echter duur in werking, ijking en onderhoud. Typische systemen vereisen temperatuurgecontroleerde omgevingen, en sommige vereisen zelfs helium als draaggas, dat wereldwijd steeds duurder wordt. Voor het gebruik van GC-MS zijn standaardmethoden beschikbaar, met name uit de Europese Unie.
Hoe kan Aeroqual u helpen BTEX te meten?
Aeroqual heeft een revolutionaire real-time BTEX-monitor geïntroduceerd die alle vier de verbindingen meet tot op minder dan ppb-niveau, en toch niet groter is dan een kleine koffer.
We maken ook een serie monitoren voor de totale VOS-meting. Aeroqual VOC’s sensoren zijn beschikbaar voor onze handheld en vaste monitoren, evenals onze AQM 65 continue monitoring station voor luchtkwaliteit.
Als u naast uw BTEX-meting ook andere criteria-verontreinigende stoffen wilt monitoren, zoals O3, CO, NOx, NO2, SO2 en fijnstof (PM), dan is een AQM 65 een ideale oplossing.
Neem contact met ons op om te zien welke opties geschikt zijn voor uw BTEX-toepassingen.