وقد أصبحت أجهزة الكشف عن الصور حجر الزاوية في رصد المركبات العضوية المتقلبة على مدى العقود القليلة الماضية، وهي تعمل باستخدام الضوء فوق البنفسجي (UV) لرصد الجزيئات من الغازات، وإنتاج تيار كهربائي يتناسب مع تركيز المركبات المؤينة في عينة الهواء، وهذا المبدأ البسيط والفعّال يسمح للأجهزة الفرعية باكتشاف مجموعة واسعة من النفايات.

مزايا أجهزة الكشف عن الصور

ارتفاع درجة الوعي والحدود المنخفضة

ويمكن أن تكتشف الدول الحديثة النامية ذات الصبغة المتطورة تركيزات منخفضة إلى حد واحد لكل بليون (صفر) أو حتى مستوى أقل من مستوى التلقيم مع نماذج متقدمة، وهذه الحساسية بالغة الأهمية بالنسبة للإنذار المبكر بالتسرب في النباتات الكيميائية، ورصد تعرض العمال للمواد الكيميائية التي تكون فيها حدود التعرض المسموح بها منخفضة، وإجراء دراسات استقصائية عن نوعية الهواء حيث يمكن أن تكون مستويات المعلومات الأساسية في نطاق هامش التراكم المنخفض().

الاستجابة السريعة والبيانات المتعلقة بالتوقيت الحقيقي

وعلى عكس الأساليب المختبرية مثل قياسات الكروماتوغرافيا الغازية - الكتلة المكشوفة التي تتطلب جمع العينات وتحليلات طويلة، تقدم الدول الجزرية الصغيرة النامية قراءات في الوقت الحقيقي، وتسمح عادة بفترة الاستجابة بأقل من 3 ثوان، وتتيح اتخاذ إجراءات فورية في حالة ارتفاع التركيز، وهذه السرعة لا تقدر بثمن بالنسبة للمستجيبين الأولين الذين يدخلون موقعاً لإطلاق المواد الكيميائية، ورصد المناطق أثناء تنظيف أو الصيانة، وكذلك لإجراء دراسات استقصائية على نطاق الترددات لتحديد مواقع التركيزات الهاربة.

الارتداد عبر سلسلة واسعة من المقابس

ويمكن أن تكتشف هيئة تنمية الطاقة آلاف المركبات المختلفة، بما في ذلك الرواسب (بنزين، تولوين، إسيلين)، والآلكان، والآلكتين، والآلديهيدز، والأمينات، وبعض الأنواع غير العضوية مثل سلفيد الهيدروجين والأمونيا، وذلك باختيار الطاقة المناسبة للمصابيح فوق البنفسجية (توجد عادة 9.8 كيلوفولط، و10.6 كيلوفولت فولت، أو 11.7)

قابلية النقل ودرجة الاستخدام

وتُعدّ أدوات البيوت المُنَزَّلة أقل من كيلوغرام، وتُصمم من أجل تشغيلها بطريقة مُحدَّدة، ويُعتبر العديد من النماذج نباتات غير ملائمة، وقطع البيانات، وربطها بالبلوتون من أجل تحقيق نتائج التحميل، وتُعدّ طاقتها الصغيرة والبطارية مثالية للدخول الفضائي المحصور، وعمليات التفتيش على خطوط الأنابيب، ومراكز الرصد عن بعد، ولا يلزم وجود غازات أو مستهلكات خارجية، بخلاف أجهزة كشف الحرق التي تحتاج إلى الهيدروجين.

لا غاز الاستهلاك والنفقة المنخفضة

ونظرا لأن أجهزة PID تستخدم مصباحا داخليا للأشعة فوق البنفسجية ومضخة صغيرة لتستنشق الهواء، فإنها تتجنب الشواغل المتعلقة بالنفقات والسلامة في حمل أكاذيب الغاز المضغطة، وتشمل الصيانة في المقام الأول التنظيف الدوري لنافذة المصابيح ومجس الاستشعار، والاستعاضة أحيانا عن المصباح المثقوب بالأشعة فوق البنفسجية (أي ستة أشهر ونصف شهر، حسب الاستخدام)، وهذه المهام مباشرة ويمكن أن يؤديها المشغل بأقل قدر من التدريب.

6 - الاستجابة واستخدام عوامل الإصلاح

وتظهر هذه الصفة استجابة خطية تزيد على ثلاثة إلى أربعة أوامر ذات حجم )مثل ١,٠ جزء من المليون إلى ٠٠٠ ١٠ جزء من المليون(.

عدم ملاءمة أجهزة الكشف عن الصور

محدودية التحديد - قياس القيمة الإجمالية للقيمة فقط

أما أهم القيود الأساسية على استخدام مادة PID التقليدية فهي أنه لا يمكن التمييز بين مختلف الأوعية العضوية، وهي توفر قراءة تركيز واحدة تمثل مجموع جميع المركبات التي يمكن استيفاؤها في العينة، وإذا كان المزيج يحتوي على البنزين، والتولوين، وثنائي الفينيل، فإن قراءة هذه المادة ستكون قيمة مشتركة، مرجحة من قبل كل مركبة من المركبات ذات الكفاءة في التوحيد، وهذا الافتقار إلى التحديد يمكن أن يثير إشكالية عندما تكون الإضافة إلى المقياس التنظيمي أو السمي.

متطلبات المعايرة والمصادر الخاطئة

وتتوقف قراءات PID دقيقة على أساس المعايرة الصحيحة، ويجب عدم معايرة الصك باستخدام هواء نظيف ومجعد (في كثير من الأحيان من خليط صفري أو مصدر كربوني) مع تحديد نطاقه باستخدام تركيز معروف من الغاز المرجعي (في الهواء الوبائي) وينبغي إجراء عملية فرز قبل كل استخدام أو على الأقل ضغط يومي، وكلما كان

التدخل في شؤون الهمدة وغيرها من المواد

ويمكن أن يؤثر خام الماء في الهواء على قراءات البيوتر المحتوية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور بصيغتين: فرطوبة عالية يمكن أن تسبب التكثيف على نافذة المصابيح، وتخفض انتقال الأشعة فوق البنفسجية وتتسبب في خطأ سلبي؛ وعلى العكس من ذلك، فإن بعض الأدوات تظهر استجابة إيجابية لبخار الماء نفسه، ولا سيما بتركيزات منخفضة جداً في الأوعية الدموية.

التكلفة - المشتريات والصيانة

وفي حين تتفادى الدول الجزرية الصغيرة تكاليف الغاز الاستهلاكية، يتراوح سعر الشراء الأولي لصك عالي الجودة بين ٠٠٠ ٢ دولار و ٠٠٠ ٥ دولار أو أكثر بالنسبة للنماذج المتقدمة التي تنطوي على قطع الأشجار وخيارات متعددة للمصابيح، ويمكن أن تكون تكلفة المصابيح الفوقية الفوقية الفوقية الافتراضية بين ١٠٠ و ٤٠٠ دولار، وعمر المصابيح عادة ٦-١٢ شهرا مع الاستخدام المستمر، وقد يتطلب جهاز الاستشعار والمضخة استبدالها بمرور الوقت.

آثار الفصل والتصنيف

وفي بيئات التركيز المرتفع أو وجود بعض مكونات المصفوفة، يمكن أن تصبح الإشارة إلى PID غير خطية أو حتى " مُنقَّدة " ، ويحدث الفصل عندما تفقد الجزيئات المحمَّزة طاقتها من خلال اصطدامات مع أنواع أخرى قبل أن تتمكن من إنتاج تيار قابل للكشف، مما يؤدي إلى التقليل من درجة التركيز، وهذا التأثير أكثر وضوحاً مع ارتفاع تركيزات الأكسجين أو الميثان أو الغازات الأخرى التي تعمل كعمل.

When to Choose a PID vs. Alternative Technologies

ولا توجد تكنولوجيا رصد واحدة هي الأفضل بالنسبة لجميع الحالات، ففهم المبادلات بين الدول الجزرية الصغيرة النامية، وأجهزة الكشف عن الآيونات المشتعلة، والمجسات الكهروكيميائية، وتصوير الغاز، والأنابيب الملوِّنة تساعد المهنيين على اختيار أنسب الأدوات.

PID vs. FID

أما أجهزة الكشف عن المؤينة الضوئية فتتوافر لديها استجابة أوسع وأكثر اتساقاً للهيدروكربونات، بما في ذلك الميثان، التي لا يمكن أن تكتشفها الدول الجزرية الصغيرة النامية، ولا تعاني أيضاً من تدخل الرطوبة بنفس الدرجة، غير أن هذه الأجهزة تحتاج إلى وقود الهيدروجين وبطء الهواء، وهي أكثر كثافة، وفترات بدء أطول، وليست آمنة في جميع البيئات.

PID vs. Electrochemical Sensors

والمستشعرات الكيمائية الكهربية هي بالتحديد غاز واحد (مثل كبريتيد الهيدروجين، وثاني أكسيد الكربون) وتحظى بوقت استجابة سريع جداً، وهي أصغر وأرخص تكلفة من الدول الجزرية الصغيرة النامية، ولكنها ذات فترة محدودة (عادة ما تتراوح بين سنتين وثلاث سنوات) ويمكن تسميمها بواسطة بعض المركبات، وتقدم الدول الجزرية الصغيرة تغطية أوسع نطاقاً وتتناسب على نحو أفضل مع مسح البيئات غير المعروفة أو اكتشاف مركبات متعددة في آن واحد.

PID vs. Portable Gas Chromatographs

وتوفر أجهزة قياس مقسمة (مثل أجهزة الكشف عن الصور الفوتوغرافية التي تحتوي على أعمدة منفصلة مبنية) تحديداً وتقييماً كمياً محددين، ولكنها أكثر تعقيداً بكثير، وأكثر ثقلاً، وتتطلب غازات ناقلة (مثلاً هيليوم أو نتروجين) وهي أبطأ (يستغرق التحليل دقائق) وتتطلب مشغلين مهرة، أما بالنسبة للفحص الروتين ورصد المناطق، فإن جهازاً مصغراً معتمداً على مركبات متعددة الأطراف، يكون أسرع وأكثر عملية امتثال.

أفضل الممارسات لاستخدام الدول الجزرية الصغيرة النامية في رصد المواقع الصناعية

اختيار المصباح الأيمن

والمصباح القياسي للمركبات ذات القدرة الاستيعابية العالية جداً، كما أن المركبات ذات الإمكانيات العالية، مثل المذيبات المكلورة (مثل كلوريد الميثيل، و9.5 eV، التي يمكن الكشف عنها فعلياً بـ 10.6) ولكن بالنسبة للمركّبات المرتفعة جداً مثل الأسيتيلين (11.4 eV) أو مركبات الإيديه الرسمية (11.9 eV).

استخدام عوامل الإصلاح

ويتحقق دائما من عوامل التصحيح مع القائمة الحالية للمصنع، ويطبق العامل كمضاعف للقراءة المعايرة للإيسوبتيلين، مثلا إذا كان معامل تصحيح الأسيتون هو 0.7، فإن قراءة 100 جزء من المليون (مكافئ الأيزوبيوتيلين) تتطابق مع 70 جزء من المليون من الأسيتون، وعادة ما تكون العوامل دقيقة في حدود 20 إلى 30 في المائة بالنسبة لمعظم المركبات التي تستخدم في ظروف دائمة.

إدارة الهمود والاستمرارية

وفي ظروف الرطوبة، تستخدم مرشحاً مائياً أو مذيباً متحركاً على الحافة، وتجعل الأداة تسخن وتستقر بعد دقائق عديدة من التحول، وتنظف بانتظام نافذة المصباح بمسدسات لينة وكحولية مائية، ولا سيما بعد رصد مركبات عالية التكديس (مثل الزيوت الثقيلة والسيليكونات) التي قد تودع على السطح.

التقييم مع الطرائق الأخرى

(ج) التحقق من صحة قراءة PID بطريقة مستقلة ثانية، لا سيما عندما تستخدم النتائج لأغراض الامتثال أو الأغراض القانونية، ويتمثل النهج المشترك في أخذ عينات من السحب باستخدام الأنابيب السائلة أو علب السوما، وتحليلها بواسطة نظام الإدارة العامة، ويساعد هذا الفحص الشامل على تحديد أي تحيّزات خاصة بمركّبات معينة في استجابة PID ويبني الثقة في برنامج الرصد.

خاتمة

فالأجهزة التي تستخدم في التصويب هي أدوات متعددة الحساسية وحساسة وعملية لرصد الأوعية الحية في البيئة الصناعية في الوقت الحقيقي، ويمكن أن تؤدي مزاياها - عالية الحساسية، والاستجابة السريعة، والقابلية للتنقل، وتدني الصيانة - إلى جعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات من الدراسات الاستقصائية للمناطق الاعتيادية إلى الاستجابة لحالات الطوارئ، غير أن عدم قدرتها على المضاربة، والحساسية للرطوبة، والحاجة إلى معايرة دقيقة تعني أن أفضل أدوات رصد المبيدات الكيميائية.