Flera övervakningsprojekt kräver övervakning av flyktiga organiska föreningar (VOC). VOC är ett samlingsbegrepp för organiska föreningar som har ett högt ångtryck och blir gaser vid omgivande tryck och temperaturer.
VOC övervakas ofta eftersom de är en viktig bidragande orsak till fotokemisk smog. Många av dem är farliga för människors hälsa och flera är klassificerade som cancerframkallande. De viktigaste källorna till flyktiga organiska föreningar är industriella processer (särskilt sådana som innehåller lösningsmedel), fordonsutsläpp, avdunstning från bensinlagring och även naturliga källor som skogsbränder.
Vad är BTEX?
Ofta väljer man att mäta en grupp flyktiga organiska föreningar, som kollektivt kallas BTEX, och som består av bensen, toluen, etylbensen och xylen (ofta uttryckt som totala xylener (m+p). BTEX-gruppen har ökat i popularitet eftersom de är enkla att övervaka tillsammans och ger en väl avrundad bild av VOC och förekommer i de flesta stadsområden.
BTEX-monitorer (som den här som vi tillverkar) används både i omgivningstillämpningar och i industriella hälso- och säkerhetstillämpningar.
Bensen
Bensen (C6H6) är en klar, färglös och brandfarlig vätska med en söt bensinliknande lukt. Bensen finns i luften som ett resultat av förbränning av bränslen, t.ex. kol, bensin och trä. Bensen är vanlig i blyfritt bränsle, där den tillsätts som en ersättning för bly, vilket ger en jämnare körning.
Bensenkoncentrationerna i bränsle var en gång så höga som 20 %, men reduceras nu till <1 % i många länder på grund av skadliga hälsoeffekter. Världshälsoorganisationen (WHO) och Internationella byrån för cancerforskning (IARC) klassificerar bensen som ett cancerframkallande ämne i grupp ett . Långvarig exponering för höga koncentrationer av bensen orsakar leukemi och påverkar röda och vita blodkroppar.
Mindre allvarliga hälsoeffekter kan uppstå vid lägre koncentrationer och orsaka huvudvärk, illamående, sömnighet och till och med medvetslöshet. WHO har inte fastställt någon standard för bensenkoncentrationer i omgivningen och hävdar att det inte finns någon säker exponeringsnivå. Många länder använder en årlig genomsnittsnorm på 3,6 µg m-3.
Toluen
Toluen (C7H6), även känt som metylbensen, är en färglös vätska med en stark, lösningsmedelsliknande lukt. Toluen är billigt och enkelt att framställa och används ofta i industriella processer som lösningsmedel. Stora mängder toluen används i industriella processer över hela världen och försäljningen av toluen uppgick 2013 till över 20 miljarder US-dollar.
I icke-industriell användning finns toluen i bensin som oktanförstärkare och i lim, lösningsmedel och hartser.
Etylbensen
Etylbensen (C6H5CH2CH3) är en färglös vätska med en bensinliknande doft. Etylbensen används i stor utsträckning i industriella processer för tillverkning av styren, som sedan används för tillverkning av polystyren. Etylbensen förekommer också som lösningsmedel i bläck, färgämnen och i bensin.
Xylen
Xylen (C8H10) är den term som används för att beskriva de tre isomererna av dimetylbensen; m-xylen, p-xylen och o-xylen. Vanligtvis läggs koncentrationer av var och en av dem samman som totala xylener. Xylen raffineras från råolja och är en klar, fet vätska.
Xylen används i stor utsträckning vid tillverkning av plastflaskor och polyesterkläder och som lösningsmedel med en rad olika användningsområden, från rengöring av kretskort till att späda ut färger och lacker.
Varför mäta BTEX?
BTEX är en användbar svit att mäta. I typiska stadsmiljöer finns det många VOC som släpps ut av allt från färg till fordonsavgaser. Typiska GC-MS-analyser kan lösa upp många flyktiga organiska föreningar, en del av dessa kan ligga under analysens detektionsgränser.
Det är ofta förnuftigare att vara selektiv och endast övervaka BTEX och använda de fyra komponenterna som indikatorer på VOC-koncentrationerna som helhet. Det är det tillvägagångssättet vi använder oss av med vår Real-Time BTEX Monitor.
BTEX ger en bra indikation på VOC-utsläpp från en rad olika källor. Bensen är till exempel vanligt förekommande i bensin, fordonsavgaser och förbränning av fasta och flytande bränslen. I en stadsmiljö finns det vanligtvis bensen från dessa källor. Det ger en bra indikation på bensinbilarnas dominans i fordonsflottan och är användbart som en indikator för utsläpp från fasta bränslen vid uppvärmning av bostäder.
Resten av BTEX-sviten finns i bensin, men deras största källor är industriutsläpp. I bostadsområden som gränsar till industriell markanvändning är BTEX-sviten användbara för att bedöma industrins inverkan på annan markanvändning. Industrier mäter vanligtvis BTEX vid staketet för att minimera sina VOC-utsläpp och deras inverkan på omgivande samhällen.
Många använder också BTEX-övervakning för att mäta personalens exponering för flyktiga organiska föreningar. Vanligtvis görs detta med sorbentrör som fästs på en persons kläder, men det är också möjligt och praktiskt att göra detta med hjälp av mätning i omgivningen.
I områden med betydande tillverkningsindustrier, särskilt de som använder lim, lösningsmedel och färgämnen, kan det förekomma högre koncentrationer av toluen, etylbensen och xylener. Övervakning av BTEX gör det möjligt att kvantifiera dessa och kan användas för att identifiera hälso- och säkerhetsproblem, visa att lokala bestämmelser följs och till och med bedöma om det finns ett läckage i lagrings- eller bearbetningsinfrastrukturen.
BTEX-standarder och riktlinjer
En rad olika exponeringsstandarder för BTEX används runt om i världen.
Bensen är nu en reglerad förorening i Europeiska unionen och USA har infört regler för övervakning av industriutsläpp, t.ex. metod 325 (delarna A och B) samt regel 1180 i South Coast Air Quality Monitoring District.
Texas Effects Screening Model används ofta för att upptäcka koncentrationer över 200 µg m-3. En rad standarder för exponering för hälsa och säkerhet i arbetet är fritt tillgängliga från National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
Till exempel finns här standarden för bensen. Dessa standarder är avsedda för hälso- och säkerhetstillämpningar, men de kan användas för att bedöma koncentrationer i omgivningen när man behöver få en uppfattning om koncentrationerna.
Hur mäts BTEX?
BTEX mäts vanligen med hjälp av en rad olika metoder, som varierar i kostnad, från mycket billiga till mycket dyra. Vilken metod du väljer styrs av målen för ditt övervakningsprojekt – enkla projekt kommer att använda billigare metoder, med lägre upplösning.
I vanliga fall används passiva provtagningsmetoder för enkla projekt. Rör eller märken placeras ut på fältet och innehåller ett medium som absorberar flyktiga organiska föreningar med en känd hastighet. Beroende på de förväntade koncentrationerna kan de exponeras så lite eller så länge som en vecka eller en månad. Proverna bearbetas sedan i ett laboratorium med hjälp av syrauppslutning innan de analyseras med jonkromatografi eller induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS).
Ofta analyseras två prover per plats och genomsnittet av dessa används. Fördelarna med passiv provtagning är att den är billig och enkel, men dataupplösningen är begränsad. Vanliga metoder är 3M-brickor eller sorbentrör. U.S. EPA använder standardmetoder för dessa tekniker, som publiceras som Compendium Method TO-17.
BTEX kan mätas i realtid, med tekniker med hög upplösning, t.ex. gaskromatograf-masspektrometerinstrument (GC-MS). Dessa sofistikerade instrument kan mäta föreningar och grundämnen på jonnivå för att särskilja både förekomst och koncentration av olika föreningar.
Dessa instrument har snabb mättid och kan vanligtvis mäta vid upplösningar som är så korta som 30 minuter. De är dock dyra att använda, kalibrera och underhålla. Typiska system behöver temperaturkontrollerade miljöer, och vissa kräver till och med helium som bärgas, vilket blir allt dyrare i hela världen. Det finns standardmetoder för användning av GC-MS, särskilt från Europeiska unionen.
Hur kan Aeroqual hjälpa dig att mäta BTEX?
Aeroqual har introducerat en revolutionerande BTEX-mätare i realtid som mäter alla fyra föreningar till mindre än ppb-nivåer, men som ändå inte är större än en liten resväska.
Vi tillverkar också en rad monitorer för total VOC-mätning. Aeroqual VOC-sensorer finns tillgängliga för våra handhållna och fasta monitorer samt för vår kontinuerliga övervakningsstation för luftkvalitet AQM 65.
Om du vill övervaka andra föroreningar som O3, CO, NOx, NO2, SO2 och partiklar (PM) tillsammans med din BTEX-mätning är en AQM 65 en idealisk lösning.
Kontakta oss för att se vilka alternativ som kan passa dig för dina BTEX-applikationer.