ارزیابی میست ها، گاز و بخارهای آلی و معدنی هوابرد

ارزیابی میست ها، گاز و بخارهای آلی و معدنی هوابرد

پایش مداوم فردی و محیطی با استفاده از پمپ های نمونه برداری هوا و جاذب مایع

فرمت: Pdf تعداد صفحات: 19

اهداف آموزشی

پس از اتمام این بخش قادر خواهید بود

• مدار نمونه برداری متداولی که در آن برای نمونه برداری مداوم گازها و بخارات آلی و معدنی از جاذب مایع مشخص استفاده می شود را تشریح کنید. به طوری که اجزای مختلف این مدار را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• اجزای مدار کالیبراسیونی که از یک استاندارد اولیه برای سنجش میزان دبی حجمی پمپ نمونه برداری با دبی بالا یا متغیر استفاده می کند را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• پمپ نمونه برداری هوا با دبی حجمی بالا یا متغیر را پس از اتصال به واسطه نمونه برداری، به وسیله فلومتر دستی یا الکترونیکی بدون اصطکاک حباب صابون کالیبره کنید.
• اصول جمع آوری نمونه گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد، با استفاده از محیط جاذب مایع را بطور خلاصه بیان کنید.
• نمونه برداری مداوم گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد را با استفاده از محیط جاذب مایع انجام دهید.
• نمونه های گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد را پس از آماده سازی با استفاده از اسپکتروفتومتر نور مریی و یا ماورای بنفش (UV/Vis) تجزیه کنید.
• اجزای اسپکتروفتومتر نور مریی ماورای بنفش (UV/Vis) را نام برده و شناسایی کنید.
• اجزای ضروری برای تجزیه نمونه گاز و بخارات آلی و معدنی هوابرد با استفاده از اسپکتروفتومتر مریی / ماورای بنفش (UV/Vis) را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• اسپکتروفتومتر (نور مریی / ماورای بنفش) را کالیبره کرده و منحنی استاندارد را با استفاده از تراکم های معین ماده آلی مورد تجزیه، رسم کنید.
• اصول تجزیه جاذب های مایعی را که برای جمع آوری نمونه گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد استفاده می شوند، به طور خلاصه بیان کنید.
• نمونه های جمع آوری شده، گازها و بخارات را با استفاده از اسپکتروفتومتر (نور مریی ماورای بنفش) تجزیه کنید.
• میزان دبی حجمی پمپ نمونه برداری قبل و بعد از نمونه برداری، متوسط دبی حجمی پمپ نمونه برداری، مدت زمان نمونه برداری، حجم هوای نمونه برداری شده، وزن ماده آلی و معدنی جمع آوری شده و تراکم گازها و بخارات آلی و معدنی برحسب قسمت در میلیون (ppm) را محاسبه و تبدیل های مربوطه را انجام دهید.
• داده های مربوط به کالیبراسیون، نمونه برداری و تجزیه را با استفاده از فرم داده های کالیبراسیون، نمونه برداری میدانی و تجزیه آزمایشگاهی ثبت و یادداشت کنید

مقدمه

اگرچه اغلب از واسطه های جاذب سطحی جامد برای نمونه برداری مداوم گازها و بخارات استفاده می شود، اما این جاذبها قادر به جمع آوری موثر برخی ترکیبات نیستند. از جاذب های جامدی مانند کربن فعال و سیلیکاژل برای جمع آوری گازها و بخارات به نسبت واکنش ناپذیر استفاده شده و از جاذب های مایع به منظور جمع آوری گازها و بخارات به نسبت محلول تر و واکنش پذیرتر و یا ترکیبات قابل حل در این واسطه های جمع آوری استفاده می شوند. به طور مثال از جاذب های مایع به عنوان واسطه جمع آوری گازها و بخارات آلی و همچنین برخی گازها و میست های معدنی استفاده شود. اما لازم به ذکر است کاربرد روش های نمونه برداری هوا که مبتنی بر استفاده از جاذب های مایع است در بهداشت حرفه ای به تدریج کاهش پیدا می کند.

برخلاف جذب سطحی که در آن ملکول های گازها و بخارات به سطح جاذب جامد متصل می شوند، جذب شامل حل شدن ملکول های گاز و بخار در یک جاذب مایع است (شکل 1) به منظور افزایش هوادهی جاذب های مایع و افزایش سطح تماس واختلاط این واسطه ها با هوا، آنها را درون وسایل نمونه برداری خاصی قرار می دهند. بدین ترتیب کارایی جمع آوری آلاینده توسط جاذب مایع، به دلیل افزایش تماس میان ملکول های گاز و بخار با واسطه جمع آوری مایع، افزایش پیدا می کند.

وسایل نمونه برداری متداول هنگام استفاده از جاذب های مایع

میجت ایمپینجر و بابلرهای متخلخل متداولترین وسایل نمونه برداری هوا برای کار با جاذب های مایع در محیط های شغلی هستند (شکل 2) از این وسایل اغلب برای جمع آوری گازها، بخارات و میستهای آلی و معدنی بسیار محلول و واکنش پذیر استفاده می کنند.

میجت ایمپینجر یک ستون شیشه ای است که مخزنی برای جاذب های مایع ایجاد می کند. درون این ظرف، لوله شیشه ای توخالی قرار دارد که دو طرف آن باز بوده و انتهای تحتانی آن مخروطی است. این لوله تا بالای مخزن امتداد یافته و به آن وصل خواهد شد. هنگامی که مخزن با 10 یا 20 میلی لیتر جاذب پر می شود انتهای مخروطی لوله شیشه ای در سیال قرار می گیرد. لوله مذکور به عنوان مجرایی برای ورود آلاینده های گازی شکل هوا به درون ایمپینجر و مخلوط و حل شدن آلاینده در جاذب مایع عمل می کند.

میجت بابلرها بسیار شبیه ایمپینجرها طراحی شده است. با این تفاوت که انتهای تحتانی لوله شیشه ای ورودی، مخروطی نبوده، بلکه در انتهای تحتانی لوله مذکور، قطعه شیشه ای متخلخل با طاهری اسفنجی شکل قرار دارد. به این ساختار، سطح متخلخل می گویند و درون جاذب مایع قرار می گیرد. زمانی که هوا از انتهای متخلخل لوله ورودی کشیده و وارد جاذب می شود، حباب های کوچکتر و بیشتری نسبت به میجت ایمپینجر تولید خواهند شد. اندازه واقعی این حباب ها به نوع جاذب مایع و قطر روزنه ها بستگی دارد. اندازه روزنه ها با توجه به تعداد آنها در واحد سطح از ریز تا خیلی درشت تغییر می کند. هر چه روزنه ها درشت تر باشد، دبی جریان سریعتر خواهد بود. حباب های کوچک تولید شده به وسیله سطح متخلخل موجب افزایش سطح تماس و اختلاط گازها و بخارات با جاذب و در نهایت افزایش کارایی جمع آوری می شود. میجت بابلرها اغلب برای جمع آوری گازها و بخاراتی که کمتر واکنش پذیر بوده و ممکن است به وسیله میجت ایمپینچر به طور موثر و کامل جمع آوری نشوند، به کار می رود.

جداسازی نمونه های بخارات آلی از هوا از طریق جذب در واسطه مایع

شکل 1: جداسازی نمونه های بخارات آلی از هوا از طریق جذب در واسطه مایع.

میجت ایمپینجر شیشه ای و میجت بابلر شیشه ای

شکل 2: میجت ایمپینجر شیشه ای و میجت بابلر شیشه ای

لازم به ذکر است به دلیل مشکلات استفاده از جاذب های مایع، جاذب های دیگری نظیر جاذب های آغشته شده و یا جاذب های اختصاصی توسعه یافته اند که به عنوان جایگزین جاذب های مایع استفاده می شوند. ضمن این که در اغلب موارد برای نمونه برداری از گازها و بخارات آلی و معدنی استفاده از پایشگرهای غیر فعال نیز به ایمپینچرها و بابلرهای حاوی جاذب مایع ترجیح داده می شوند

نکات احتیاطی

بارزترین نقص میجت ایمپینچرها و بابلرها، پاشیده شدن و یا مکش جاذب های مایع به درون پمپ است. بدین جهت قاب هایی برای نگهداری ایمپینچرها در راستای قائم و جلوگیری از پاشیده شدن جاذب های مایع طراحی شده اند. از طرف دیگر تجهیزاتی با ویژگی ضد ریخت و پاش نیز به منظور جلوگیری از مکش جاذب های مایع به درون پمپ وجود دارد. به طور مثال می توان از تله هایی نظیر ایمپینچرهای خالی، بین پمپ وایمپینجر حاوی جاذب مایع استفاده نمود. هنگام استفاده از جاذب های مایع فرار، احتمال تولید بخار و مکش آن به درون پمپ نیز وجود دارد. بنابراین ممکن است از تله های بخار نظير لوله ذغال و یا لوله سیلیکاژل نیز به ترتیب برای حلال های غیر قطبی و حلال های قطبی در مسیر پمپ وایمپینچر استفاده شود. لازم به ذکر است، انواع مختلفی از تله های مایع و یا بخار در بازار وجود دارند.

با توجه به تاثیر زمان تماس بین حباب های هوا وجاذب در افزایش کارایی جمع آوری، اغلب از دبی حجمی کمتر از l/min 1 استفاده می شود. ضمن اینکه کارآیی جمع آوری از راه افزایش حجم مایعی که حبابها از آن عبور می کنند نیز، قابل افزایش است. برای این منظور می توان از افزایش حجم جاذب در یک ایمپینچر و یا استفاده از دو ایمپینچر حاوی محلول جاذب استفاده کرد. بدیهی است که جاذبهای مایع باید حلال های مناسبی برای گازها و بخارات مورد نظر بوده و حلالیت آنها بدون این به تداخلی با روش تجزیه داشته باشد، متناسب با حلالیت گازها و بخارات باشد.

نمونه برداری

هوا به وسیله پمپ نمونه برداری و به طور فعال به درون ایمپینچر و یا بابلر کشیده می شود پمپ نمونه برداری به وسیله شیلنگ قابل انعطاف به خروجی ایمپینجر و یا بابلر متصل می شود خروجی ایمپینجر لوله شیشه ای است که به طور افقی در قسمت بالای وسیله نمونه برداری قرار دارد (شکل 3) به موازات ورود هوای اتمسفری، حباب های هوا در مایع جاذب تشکیل می شوند. تشکیل توام حبابها و اختلاط بیشتر آلاینده با مایع، سبب تسهیل جمع آوری یا به دام انداختن ملکول های گاز و بخار در مایع جاذب خواهد شد. در ادامه مختصری از اصول جمع آوری نمونه بیان می شود.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ارزیابی گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد

⇐ ارزیابی گازها و بخارات سمی

⇐ اندازه گیری و ارزیابی مواجهه با عوامل شیمیایی

⇐ ارزیابی ریسک آلاینده های هوا در محیط کار