Volatile Organik bileşikleri anlamak ve Kritikliği ölçmek
Volatile Organik bileşikler (VOCs), oda sıcaklığında kolayca tahliye edilen çeşitli karbon bazlı kimyasallar grubu temsil eder.Geçmiş ve dış ortamlardaki prevalanlar, endüstriyel çözücüler, araç emisyonları, bina malzemeleri, temizlik ürünleri ve doğal biyolojik süreçler gibi çeşitli kaynaklardan kaynaklanmaktadır. ABD Çevre Ajansı, kamu sağlığının korunması için çok fazla VOC'yi tespit etmiştir.
Temiz Hava Yasası gibi düzenleyici çerçeveler, Avrupa Birliği'nin Endüstriyel Emisyonlar Yönergesi ve Ulusal İş Güvenliği ve Sağlık Enstitüsü (NIOSH) maruz kalma limitleri, tüm yanlış örnekleme stratejileri olmadan, karar vericiler yasal bir konsantrasyon artışı ve örnekleme sanatı arasında ayrım yapamazlar.
VOC Sampling'de Yananlar
Optimizasyon tekniklerini tartışmadan önce, VOC örnekleme yapan doğal zorlukları tanımanız önemlidir. Bu zorluklar, VOC'lerin kimyasal doğası, çevre yetimleri ve sahada pratik kısıtlamalardan kaynaklanmaktadır.
Kimyasal Instability ve Reaktivite
Birçok VOC'ler, özellikle güneş ışığı, ozon veya diğer oksidatif koşullar altında reaktifdir. Örneğin, alfa-pinene gibi terpenler, formdehit gibi atmosfersel bir reaksiyona girebilir, ikincil kirleticiler üretebilir, ancak stabilize edilmez veya hızlı bir şekilde analiz edilmezse, ölçümlenen konsantrasyon gerçek alan değerinden çok farklı olabilir.
Çevre Variation
VOC konsantrasyonları meteorolojik parametrelerle dalgalanıyor: Sıcak sıcaklıklar pusulayı hızlandırırken, artan nem, şeytana ve mevsimsel kalıpları da etkileyebilir - endüstriyel operasyonlar her zaman daha fazla yayılabilir, araç trafik saatleri boyunca hızlanırken, aranjistik bir anda alınan tek bir kapsayabilir.Bu zaman dinamikleri, hem de zirveleri hem de uzun vadeli ortalamaları yakalamak için kritiktir.
Kirlilik Riskleri
Contaminants örnekleme zincirinin herhangi bir aşamasında tanıtılabilir: örnekleme medyası, örnekleme cihazı, örnekleme operatörü veya hatta yüksek hacimli güvenlik örnekleri arasındaki boş ve titiz temizlik protokolleri, izotorik olmayan yüzeylerde oturmaz.
Ulaşım ve Depolama sırasında Örnekleme
Bir kez toplanan, örnekler kimyasal olarak evrim geçirmeye devam edebilir. Biyolojik aktivite, fotolysis veya konteyner duvarları aracılığıyla permeasyon kompozisyonu değiştirebilir. Amerikan Diyet ve Malzeme (ASTM), belirtilen süre içinde soğutma ve analiz için standart uygulamalar sağlar.
Bir Optimize Edilmiş Sampling Stratejisinin Temelleri
Etkili bir örnekleme stratejisi üç temelde geri dönüyor: temsilcilik, bütünlük ve izlenebilirlik. Her karar - bu kriterlere karşı yöntem seçiminden - bu kriterlere karşı değerlendirmeli.
Görevliliği
Örnek, hedef dönemi boyunca ilgi ortamına olan gerçek VOC'lerin konsantrasyonunu yansıtmalıdır. Bu, örnekleme yeri, yükseklik, kaynaklara yakın ve zamansal kapsama alanlarının yakınında, NIOSH'un, nefes bölgesinde örnekleme yapılmasını önerir (tipik olarak 1.2-1.5 m üst katta) çünkü dış çevre izleme, yol yol yol yollarından uzak mesafelerden uzak durma yönergeleri gerektirir.
[[Dönetici örneği:0)"Ölmüş örnek, havanın iyi karışık ve açık kirlenme kaynaklardan özgür olduğu bir yerden alınmalıdır, hedef özellikle bu kaynakları karakterize etmek için değildir. ”- EPA yöntemi TO-17 rehberlik için Adapted.
Bütünlük
Koleksiyondan son analize kadar, örnek kimyasal olarak değişmemelidir. Bu, sertifikalı temiz örnekleme malzemeleri, ışık ve ısıya maruz kalma ve düzgün bir şekilde doldurulmuş beton ve reaktif VOC'ler gibi dışlayıcı malzemelerin kullanımını engeller.
Custody ve Zinciri
Her örnek, eşsiz bir tanımlayıcı ile ilişkilendirilmelidir, koleksiyon koşullarını ayrıntılı bir kayıt (zaman, sıcaklık, nem, akış oranı) ve onu ele alan her kişinin belgelenmesi. Bu zincir-okutody sadece litigation-kalite verileri için yasal bir gereklilik değildir, aynı zamanda, problem çözme sistemleri ile entegre etmek için pratik bir araçtır.
Appropriate Sampling Method
Aktif ve pasif örnekleme arasındaki seçim belki de strateji tasarımında en kritik karardır. Her yaklaşım farklı izleme hedefleri ile uyumlu güçlü ve zayıf yönleri vardır.
Aktif Sampling (Pumped Method)
Aktif örnekleme, bir koleksiyon ortası aracılığıyla bilinen bir hava hacmi çizmek için kalibre edilmiş bir pompa kullanır -tipik olarak bir büyücü tüpü veya bir kançı. avantaj, örnek hacmi ve akış oranı üzerinde kesin kontrol edilir, doğru miktarda konsantrasyon ( hacim başına). Aktif örnekleme kısa vadeli ölçümler için tercih edilir ( saatlere kadar), kaynak karakterizasyonu ve yasal sınırların zaman ağırlıkta ifade edildiğine uygun bir şekilde belirlenir.
Ortak konfigürasyonlar şunları içerir:
- [FONT=0]Sorbent tüpleri [Döntgen: 0, 1 ) Tenax TA, Carbograf veya multi-bed kombinasyonlar gibi malzemelerle dolu. Tubes, gaz kromatografi (GC-MS) tarafından takip edilen termal dehidrasyon tarafından analiz edilir.
- [FONT=0)Canisters [DDDDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
- [FONT=0]Impinger örnekleme[Dönetici] [Dönetici] [Uygunluklar) bir sıvı ile balonlanır.Depresifler olarak, dinitroenylhydrazine (DNPH) çözümünde toplanan özel VOC'ler için kullanılır.
Pompalar daha önce ve her kullanımdan sonra kalibre edilmelidir ve akış oranı kontrolleri kaydedilmelidir. Battery hayatı, pompa ağırlığı ve gürültü saha dağıtım için pratik düşüncelerdir.
Pasif Sampling (Diffusive Methods)
Pasif örnekleyiciler, boş ve ucuza doğru yapılan izleme (günler haftalar) ve uzaktan veya kişisel maruz kalma senaryolarında dağıtım için idealdir. Ancak, yüksek çözünürlükte bir sıcaklık, nem ve yüz hız tarafından etkilenir ve amplibrasyondan elde edilen düzeltme faktörlerini gerektiren düzeltme faktörlerini gerektirir.
Ortak pasif örnekleyiciler şunları içerir:
- [FONT:0)Radiello® diffusive örnekleyici[Döneticileri 1 ) bir reklamçı matris içeren bir silindirik kartuş ile.
- [FONT:0)3M Organik Vapor İzlemeleri (O VM)), aktif karkoal içeren kötü bir tasarım kullanılarak.
- [FONT:0]Palmes-type tüpler belirli VOC'ler için deprene gibi.
Pasif örneklemenin büyük dezavantajı daha düşük zaman çözünürlüğüdür - tüm dağıtım dönemi maskeleri kısa vadeli aksanlar üzerinde bütünleşik konsantrasyon.Bu nedenle, pasif örnekleyiciler ortalama maruz kalma seviyelerini veya uzaysal haritalamayı değerlendirmek için en uygun olanıdır, zirve toplama kimliği için değil.
Kombinasyonlar
Karmaşık izleme kampanyalarında, karma bir strateji kullanılabilir: pasif örnekleyici bir ağ geniş yersel kapsama sağlarken, hedefli aktif örnekleyiciler sürekli monitörler tarafından tespit edilen episodik yüksek konsantrasyonları veya doğrulama aksırlar (örneğin, fotoyonizasyon dedektörleri).Bu tabakalı yaklaşım, kontrol masraflarıyla en iyi veri zenginliğini artırır.
Sampling Süresini ve Frekansını İyileştirmek
Sampling süresi, bir çalışma değişikliği üzerinde yapılan erişilebilirliğe ve ölçüm amacıyla eşleştirilebilir. Kısa örnekler (<30 dakika) zaman ağırlıklı kalıpları ortaya çıkarmak için kullanışlıdır.
[FONT=0)Gönler:[Dönler:[Dönler:)
- [FONT:0)Diurnal desenleri:[Dönetici:[Dönetici:0)[Döneticiler) Eğer VOC konsantrasyonları tahmin edilebilir (örneğin, üretim sırasında daha yüksek), tüm örnekleme süreleri buna göre.Programlama sırasında programlanabilir bir zamanlayıcı veya otomatik öznel örnek kullanın.
- [FONT:0) Sezonsal etkiler: [Dönetici izleme için, atmosfer kimyası ve kaynak gücünde değişiklikler yakalamak için farklı mevsimlerde örnekleme düşünün.
- [FONT:0] Event-based sample:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir şikayet veya bir dökülme araştırıldığında, hemen örnekle başlayın ve olay sübvansiyonlarına kadar yüksek frekansta devam edin.
İstatistiksel güç hesaplamaları, güven ile belirli bir farkı tespit etmek için gerekli örneklerin sayısını belirlemeye yardımcı olabilir.In uyum amaçları için düzenleyici yetkililer genellikle minimum örnekleme frekanslarını (örneğin, EPA Yöntemi 18, uyumluluk gösterisi için en az üç bağımsız örnek gerektirir).
Sampling Media ve konteynerleri seçin
Bu nedenle, VOC'lerin etkili bir şekilde ele alındığı ve muhafaza edilen büyücü veya konteyner seçimi evrensel değildir; bu nedenle hedef analyte listesi önceden tanımlanmalıdır.
Sorbent Tube Selection
Çok yataklı çöp tüpler, geniş bir volatilite aralığı tuzağına sahip çeşitli eşyaları birleştirir. Örneğin, tipik bir yapılandırma içerir:
- [0]Carbograf 1TD[[Dönemli: 1-12 karbon atomu olan VOC'ler için).
- [FONT=0)Tenax TA yarı-volatile bileşikler için (C7-C26).
- [FONT=0)Carbosieve S-III[DÜT:1] çok uçucu bileşikler için (C2-C5).
Bu atılım hacmi - büyücünün artık VOC'yi tutamayacağı hava hacmi - atılım yapmadan önce çok iyi durmalıdır. Alan casusu ve laboratuvar kurtarma testleri şeytani performansı doğrulamaktadır.
Canister Hazırlık
Canisters vakum altında tahliye ve fırınlama tarafından temizlenir, sonra örneklemeden önce belirtilen bir nem seviyesine ulaşmak için aşağılanmış sıfır hava ile doldurulur. makbuzdaki son vakum kaydedilmelidir; psi /min bir hata mühüryü gösterir.
Filtreler ve Pre-tedavi
Partili ortamlar için, bir katılımcı filtre (örneğin, kurtz fiber, 2 μm pore büyüklüğü) büyücü veya kançının yukarı doğru yerleştirilmelidir. Ancak, bazı VOC'ler filtre materyaline reklam verebilir, bu yüzden bir inert filtre materyali seçin (örneğin, şampuan) ve arka kirleticileri kaldırmak için ısıtılmalıdır.
Kalite Güvence ve Kalite Kontrolü (QA/QC)
Data defenability titiz QA/QC uygulamaları üzerine kuruludur. Her örnekleme kampanyası aşağıdaki unsurları içermelidir:
Alan Blanks
En az 10 örnekle boş bir alan, ya da% 10 daha büyük olan% 10'luk bir alandır. Boşluklar aynı koşullara benzer ama çizim hava olmadan (canister mühürlenir; büyücü tüp boş ve yeniden ortaya çıkar). herhangi bir hedef VOC örnek konsantrasyonlardan çıkarılmalıdır ve en düşük numunenin% 10'unu aşabilirse, toplu uzlaşmaz olabilir.
Örnekleri karmaşıklaştırıyor
Hassasiyetleri değerlendirmek için yan yana toplamak. Tekrarları arasındaki göreceli fark (RPD) yöntemi algılama sınırının üzerindeki konsantrasyonlar için% 30 olmalıdır.
Kalibrasyon ve Doğrulama
Pompa akış oranları birincil standart ile kalibre edilir (örneğin, balon akışı sayacı veya kuru piston) ve örneklemeden sonra.For canisters, vakum ölçümü bir NIST-traeable basınç standardına karşı doğrulanmalıdır. Analytical laboratuvar kalibrasyonu, beklenen konsantrasyon aralığına göre, her 10 örnekle devam eden bir kalibrasyon doğrulama doğrulama ile minimum beş standarttır.
Matrix Spikes ve Surrogate Recovery
Tanıklıktan önce bir ekin (bir bileşik alanda beklenmeyen) eklenmenin hesaplanmasına izin verir.% 70 ile 130 arasında kurtarmanın çoğu yöntem için tipik olmasıdır.
Data Interpretation and Reporting
Analizden sonra, ham veriler, üretici destekli katlar mevcutsa çevresel koşullar için dönüştürülmelidir.
Outliers incelenmelidir -kommon nedenleri sızıntı bağlantıları, pompa arızası veya kirlenme içerir. Grubbs'ın testi veya Roth'un Q-testi gibi istatistik testleri dikkatli bir şekilde uygulanmalıdır. reddedilme için herhangi bir veri bayrağını belgelemeli.
Rapor, ISO/IEC 17025 standardının laboratuvar yeterlilikleri için takip edilmesi gerekir:
- Sampling yöntemi ve ekipman kullanılır.
- Sampling tarihleri, zaman ve yerler ( GPS koordinatları ile).
- Ortam koşulları (sıcak, nem, rüzgar hızı).
- QA/QC, boşlar, tekrarlar ve kalibrasyon verileri dahil.
- Analitik yöntem ve algılama sınırları.
- Uygun önemli rakamlarla son konsantrasyonlar.
- Standart protokolden herhangi bir sapmalar.
Vaka Çalışması: Industrial Fugitive Emissions İzleme
Pasif bir kovan emisyonlarını valf flanges'ten ölçmek için bir rafineri düşünün. Yüksek riskli bir senaryo: serbest bırakılan VOC'ler, işçi maruziyetine ve yerinde şikayetlere neden olabilir.Fırık örnekleyicileri kullanarak, en yüksek rüzgar koşullarında 15 dakika boyunca düzeltmeler elde etti.Bu hibrit yaklaşım, pasif örnekleyicilerin ortalama olarak artmasını gerektirdiğinde, pasif veriler yetersizdi.
Future: Real-Time VOC Sensörleri ve Data Fusion
Düşük maliyetli sensörlerde ilerlemeler (fotoğraflama dedektörleri, metal oksit yarı iletkenleri) şimdi birden fazla noktada sürekli izleme izin veriyor.Bu sensörlerin referans yöntemlerinden daha zayıf seçim ve hassas olması, veri kalitesini korumak için gerekli olan laboratuvar analizlerinin sayısını azaltarak kaynak analizleri optimize edebilir. Örneğin, çiftleştirilmiş sensör-GC ölçümlerinde eğitilmiş doğrusal bir regresyon modeli, sensör kaymalarını düzeltebilir, bu yaklaşımları bilinen belirsizlikle optimize edebilir.
Bu ortaya çıkan teknikte, [FOA'nın Hava Sensör Rehberliği Belgeleri) ve İLFLT:2)NIST Metrolojisi (D)[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜ)[Üye Olmayan Organik Organik bileşikler için Standart Kılavuz
Sonuç: Adaptif bir Sampling Kültürü inşa edin
VOC örnekleme stratejileri tek zamanlı bir egzersiz değil, sürekli planlama, yürütme ve düzeltme döngüsüdür. Hedef VOC'lerin fizyotik özellikleri için en iyi strateji hesapları, kaynak dinamikleri, düzenleyici bağlam ve pratik kısıtlamalar - ve tüm veri setlerini geçersiz kılmadan önce hataları yakalamak için yeterince kırmızılık oluşturur.
İzleme hedeflerini anlamak için zaman ayırın, malzemeleri hazırlamak, eğitim alan personeli ve titiz bir QA /QC planı veri güvenine ödeme yapar. Çevre verileri giderek artan politika kararlarını ve litigation'u yönlendiren bir çağda, optimize edilmiş, defensible örnekleme stratejisi kabul edilemez.
Yukarıda belirtilen ilkeleri ustalaştırarak, çevresel profesyoneller, operasyonel bir kontrol listesinin, uygulanabilir, güvenilir sonuçlar sunan bilimsel olarak sağlam bir uygulamaya dönüştürülmesini sağlayabilir.
[FONT:0) Bu makale, ABD Çevre Koruma Ajansı'ndan önceki standart yöntemlerin yazarlı protokolleri ile hazırlanmış ve Ulusal İş Güvenliği ve Sağlık Enstitüsü ()NIOSH Analytical Yöntemler Kitabı).