Wiele projektów monitoringu wymaga monitorowania lotnych związków organicznych (VOC). VOCs to zbiorczy termin nadany związkom organicznym, które mają wysoką prężność par i stają się gazami w ciśnieniu i temperaturze otoczenia.
LZO są powszechnie monitorowane, ponieważ są kluczowym czynnikiem przyczyniającym się do powstawania smogu fotochemicznego. Wiele z nich jest niebezpiecznych dla zdrowia ludzkiego, z kilkoma sklasyfikowanymi jako rakotwórcze. Kluczowymi źródłami lotnych związków organicznych są procesy przemysłowe (szczególnie te z udziałem rozpuszczalników), emisje z pojazdów, straty spowodowane parowaniem podczas przechowywania benzyny, a nawet źródła naturalne, takie jak pożary lasów.
Co to jest BTEX?
Często ludzie decydują się na pomiar grupy lotnych związków organicznych, zbiorczo znanych jako BTEX, obejmujących benzen, toluen, etylobenzen i ksylen (często wyrażane jako całkowite ksyleny (m+p). Zestaw BTEX zyskał na popularności, ponieważ są one łatwe do monitorowania razem i zapewniają dobrze zaokrąglony obraz LZO i są obecne w większości obszarów miejskich.
Monitory BTEX (jak ten, który produkujemy) są używane zarówno w aplikacjach otoczenia, jak i przemysłowych aplikacjach zdrowia i bezpieczeństwa.
Benzen
Benzen (C6H6) jest przejrzystą, bezbarwną i łatwopalną cieczą o słodkim zapachu przypominającym benzynę. Benzen występuje w otaczającym powietrzu w wyniku spalania paliw, takich jak węgiel, benzyna i drewno. Benzen jest powszechny w paliwie bezołowiowym, gdzie jest dodawany jako substytut ołowiu, umożliwiając płynniejszą pracę.
Stężenia benzenu w paliwie były kiedyś tak wysokie, jak 20%, ale obecnie są zmniejszone do <1% w wielu krajach, ze względu na szkodliwy wpływ na zdrowie. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) i Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) klasyfikują benzen jako czynnik rakotwórczy grupy pierwszej. Długotrwała ekspozycja na wysokie stężenia benzenu powoduje białaczkę i wpływa na czerwone i białe krwinki.
Mniej poważne skutki zdrowotne mogą wystąpić przy niższych stężeniach, powodując bóle głowy, nudności, senność, a nawet utratę przytomności. WHO nie ustaliła normy dla stężeń benzenu w otoczeniu, stwierdzając, że nie istnieje bezpieczny poziom narażenia. Wiele krajów stosuje średnioroczną normę 3,6 µg m-3.
Toluen
Toluen (C7H6), znany również jako metylobenzen, jest bezbarwną cieczą, o silnym, podobnym do rozpuszczalnika zapachu. Toluen jest niedrogi i prosty w produkcji, jest szeroko stosowany w procesach przemysłowych jako rozpuszczalnik. Znaczne ilości toluenu są wykorzystywane w procesach przemysłowych na całym świecie, przy czym w 2013 r. ze sprzedaży toluenu wygenerowano ponad 20 mld USD.
W zastosowaniach nieprzemysłowych, toluen można znaleźć w benzynie jako wzmacniacz oktanowy oraz w klejach, rozpuszczalnikach i żywicach.
Etylobenzen
Etylobenzen (C6H5CH2CH3), jest bezbarwną cieczą, o zapachu przypominającym benzynę. Etylobenzen jest szeroko stosowany w procesach przemysłowych do produkcji styrenu, który jest następnie wykorzystywany do produkcji polistyrenu. Etylobenzen jest również obecny jako rozpuszczalnik w tuszach, barwnikach i benzynie.
Xylen
Xylen (C8H10) jest terminem używanym do opisania trzech izomerów benzenu dimetylowego: m-ksylenu, p-ksylenu i o-ksylenu. Zazwyczaj stężenia każdego z nich są sumowane jako całkowita ilość ksylenów. Ksylen jest rafinowany z ropy naftowej i jest przejrzystą, tłustą cieczą.
Ksylen jest szeroko stosowany w produkcji plastikowych butelek i odzieży z poliestru oraz jako rozpuszczalnik o szerokim zakresie zastosowań, od czyszczenia płytek drukowanych do rozcieńczania farb i lakierów.
Dlaczego warto mierzyć BTEX?
BTEX jest użytecznym zestawem do pomiaru. W typowych środowiskach miejskich występuje wiele lotnych związków organicznych, emitowanych przez wszystko, od farb po spaliny samochodowe. Typowa analiza GC-MS może wykryć wiele lotnych związków organicznych, niektóre z nich mogą być poniżej granic wykrywalności analizy.
Często rozsądniej jest być selektywnym i monitorować tylko BTEX, i używać 4 składników jako wskaźników stężenia VOC jako całości. Takie podejście stosujemy w naszym monitorze BTEX Real-Time.
BTEX daje doskonały wskaźnik emisji LZO z różnych źródeł. Benzen, na przykład, jest powszechnie obecny w benzynie, spalinach samochodowych i spalaniu paliw stałych i płynnych. W środowisku miejskim, jest zwykle benzen obecny z tych źródeł. Daje to doskonałe wskazanie dominacji pojazdów benzynowych we flocie pojazdów i jest użyteczne jako wskaźnik dla emisji ogrzewania domowego z paliw stałych.
Reszta zestawu BTEX znajdują się w benzynie, ale ich największymi źródłami są emisje przemysłowe. Na obszarach mieszkalnych graniczących z terenami przemysłowymi, zestaw BTEX jest przydatny do oceny wpływu przemysłu na inne sposoby użytkowania gruntów. Przemysł zazwyczaj mierzy BTEX na linii swojego ogrodzenia, aby zminimalizować emisję lotnych związków organicznych i ich wpływ na otaczające społeczności.
Wielu używa również monitorowania BTEX do pomiaru narażenia swoich pracowników na lotne związki organiczne. Powszechnie odbywa się to za pomocą rurek z sorbentem przymocowanych do ubrania osoby, ale jest to również możliwe i praktyczne, aby to zrobić za pomocą pomiaru otoczenia.
W obszarach o znacznym przemyśle wytwórczym, zwłaszcza tych, które wykorzystują kleje, rozpuszczalniki i barwniki, wtedy wyższe stężenia toluenu, etylobenzenu i ksylenów mogą być obecne. Monitorowanie BTEX pozwoli na ich ilościowe określenie i może być wykorzystane do identyfikacji problemów związanych ze zdrowiem i bezpieczeństwem, wykazania zgodności z lokalnymi przepisami, a nawet oceny, czy doszło do wycieku w infrastrukturze magazynowej lub przetwórczej.
Normy i wytyczne dotyczące BTEX
Na całym świecie stosuje się szereg norm narażenia na BTEX.
Benzen jest obecnie regulowanym zanieczyszczeniem w Unii Europejskiej, a w USA wprowadzono przepisy dotyczące monitorowania emisji przemysłowych, takie jak metoda 325 (część A i B), a także zasada 1180 w okręgu monitorowania jakości powietrza na południowym wybrzeżu.
Teksański model przesiewowy skutków jest często stosowany do wykrywania stężeń powyżej 200 µg m-3. Szereg norm dotyczących narażenia zdrowia i bezpieczeństwa w miejscu pracy jest swobodnie dostępnych w Narodowym Instytucie Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (NIOSH).
Na przykład, tutaj znajduje się norma dotycząca benzenu. Normy te są przeznaczone do zastosowań związanych ze zdrowiem i bezpieczeństwem, ale mogą być używane do oceny stężenia w otoczeniu, gdy trzeba uzyskać pojęcie o stężeniu.
Jak mierzy się BTEX?
BTEX jest powszechnie mierzony za pomocą szeregu metod, w zakresie kosztów, od bardzo tanich, do bardzo drogich. Metoda, którą wybierzesz jest podyktowana celami twojego projektu monitoringu – proste projekty będą używać tańszych metod, o niższej rozdzielczości.
Powszechnie, pasywne metody próbkowania są używane w prostych projektach. Rurki lub plakietki są rozmieszczone w terenie, które zawierają medium pochłaniające LZO w znanym tempie. W zależności od oczekiwanych stężeń, mogą one być wystawione na działanie tak krótko lub długo, jak tydzień lub miesiąc. Próbki są następnie przetwarzane w laboratorium, przy użyciu trawienia kwasem, przed analizą przy użyciu chromatografii jonowej lub spektrometrii masowej z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-MS).
Często analizuje się 2 próbki na miejsce i wykorzystuje się średnią z nich. Zaletą pasywnego pobierania próbek jest to, że jest tanie i proste, ale rozdzielczość danych jest ograniczona. Powszechnymi metodami są plakietki 3M lub rurki sorbentowe. U.S. EPA wykorzystuje standardową metodologię dla tych technik, opublikowaną jako Compendium Method TO-17.
BTEX mogą być mierzone w czasie rzeczywistym, przy użyciu technik wysokiej rozdzielczości, takich jak instrumenty chromatografu gazowego spektrometru masowego (GC-MS). Te zaawansowane instrumenty są w stanie mierzyć związki i elementy na poziomie jonów, aby rozróżnić zarówno obecność, jak i stężenie różnych związków.
Jak firma Aeroqual może pomóc w pomiarach BTEX?
Aeroqual wprowadził rewolucyjny monitor BTEX w czasie rzeczywistym, który mierzy wszystkie cztery związki do poziomu poniżej ppb, a jednocześnie nie jest większy niż mała walizka.
Wyprodukowaliśmy również gamę monitorów do całkowitego wykrywania LZO. Czujniki Aeroqual VOCs są dostępne dla naszych ręcznych i stałych monitorów, jak również dla naszej stacji ciągłego monitorowania jakości powietrza AQM 65.
Jeśli szukasz możliwości monitorowania innych zanieczyszczeń kryterialnych, takich jak O3, CO, NOx, NO2, SO2 i cząstki stałe (PM) obok pomiarów BTEX, to AQM 65 jest idealnym rozwiązaniem.
Skontaktuj się z nami, aby sprawdzić, jakie opcje mogą Ci odpowiadać w zastosowaniach związanych z BTEX.