ارزیابی گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد

ارزیابی گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد

پایش آنی هوای محیطی با استفاده از پمپ های پیستونی یا آکاردئونی

نمونه برداری هوا و لوله های آشکارساز حاوی جاذب جامد

فرمت: Pdf تعداد صفحات: 11

اهداف آموزشی

پس از اتمام این بخش قادر خواهید بود

• مدار نمونه برداری متداولی را که برای پایش آنی گازها و بخارات آلی و غیر آلی از لوله های آشکارساز حاوی جاذب جامد استفاده می کند، تشریح نمائید. به طوری که اجزای این مدار را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• نحوه کالیبراسیون پمپ های پیستونی و آکاردئونی توسط وسایل استاندارد اولیه را تشریح کنید به طوری که اجزای مختلف این مدار را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• پمپ های پیستونی و آکاردئونی نمونه برداری هوا که به واسطه نمونه برداری متصل اند را با وسیله فلومتر دستی و یا الکترونیک بدون اصطکاک حباب صابون کالیبره کنید.
• اصول جمع آوری نمونه گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد با استفاده از لوله های آشکارساز را به اختصار بیان کنید.
• پایش آنی گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد را با استفاده از لوله های آشکارساز، انجام دهید.
• تمام داده های قابل کاربرد کالیبراسیون، نمونه برداری و تجزیه را با استفاده از فرم داده های کالیبراسیون و پایش میدانی ثبت کنید.

مقدمه

در موارد متعددی ضروری است گازها و بخارات آلی و معدنی هوابرد به سرعت شناسایی شده و تراکم آنها به صورت آنی اندازه گیری شود. برای این منظور، وسایلی متشکل از پمپ های دستی نمونه برداری هوا و لوله های آشکارساز وجود دارد، که به وسیله آنها در مدت یک الی دو دقیقه می توان یک نمونه هوا تهیه کرده و وجود آلایندهای خاص و یا گروهی از آلاینده ها را به صورت کیفی و کمی تعیین کرد. لازم به ذکر است لوله های آشکارساز مختلفی برای شناسایی بیش از 200 آلاینده وجود دارد.

از لوله های آشکارساز اغلب برای غربالگری محیط استفاده می شود و براساس آن محل هایی که نیاز است در آنها آلایندهای خاص برای تمام طول شیفت توسط روش پایش مداوم اندازه گیری شود، تعیین خواهد شد. ضمن این که همزمان با تهیه نمونه های تمام شیفت، منبع و تغییرات مواجهه در طی یک شیفت کاری نیز ردیابی می شود.

لوله های آشکارساز حاوی واسطه جمع آوری گاز و بخار

لوله های آشکارساز شامل دو نوع مبتنی بر سنجش طول تغییر رنگ و رنگ سنجی هستند. هر در نوع مذکور شامل یک لوله شیشه ای است که از جاذب جامد پوشش داده شده با مواد شیمیایی پر شده است. بنابراین به طور اختصاصی با آلاينده مورد نظر واکنش می دهند (شکل 1 و 2) از جمله جاذب های عمومی می توان به سیلیکاژل و اکسید آلومینیوم آغشته به معرف های شیمیایی مناسب اشاره کرد.

در هنگام ساخت لوله های شیشه ای، هر دو انتهای آن مسدود می شود. اما زمانی که انتهای لوله شیشه ای شکسته شده و هوای حاوی آلاینده مورد نظر بدرون لوله آشکارساز مکش شد، ملکول های آلاینده گازی با واسطه جمع آوری جامد تماس یافته و واکنش می دهند. این واکنش متناسب با نوع لوله آشکارساز (سنجش طول تغییر رنگ یا رنگ سنجی)، منجر به تشکیل یک رنگ تیره و یا تغییر رنگ می شود. به نحوی که طول تغيير رنگ یا شدت رنگ تشکیل یافته متناسب با تراکم گاز یا بخار آلاینده در هوای نمونه برداری شده است. تراکم آلاینده در لوله های آشکارساز از مقیاس تراکم حک شده بر لوله آشکارساز قرائت می شود. همچنین می توان با استفاده از چارتی که در آن تراکم براساس نسبت طول تغییر رنگ به طول جاذب رسم شده ، تراکم آلاینده را تعیین کرد. زمانی که هوای آلوده از لوله های آشکارساز رنگ سنجی عبور می کند، جاذب های آغشته به معرف، دچار تغییرات پیشرونده ای در شدت رنگ خواهند شد. این تغییرات پس از نمونه برداری با چارت رنگ مقایسه و تراکم آلاینده تعیین می شود. لازم به ذکر است، گرچه از برخی لوله های آشکارساز برای پایش مداوم 8 ساعته استفاده می شود، اما لوله آشکارساز غالبا برای جمع آوری آنی داده ها طراحی شده اند.

نکات احتیاطی

با وجود سادگی و سهولت کار با لوله های آشکارساز، ضروری است در تفسیر داده های به دست آمده از آن دقت و احتیاط لازم اعمال شود. زیرا لوله های آشکارساز نسبتا غیردقیق بوده و دقت لوله های آشکارساز مختلف نیز متفاوت است. دقت لوله های آشکارساز در اغلب موارد 25%± است. گرچه خطای لوله های آشکارساز در مورد برخی آلاینده ها بیش از این مقدار است. بنابراین زمانی که لوله های آشکارساز تراکم آلاینده ای را 200 ppm نشان می دهد، ممکن است تراکم واقعی بین 150 تا 250 ppm باشد.

تفاوت در اندازه ذرات جاذب جامد، موجب ایجاد شیار در جاذب و کانالیزه شدن نمونه هوا در طول لوله آشکار ساز خواهد شد. این امر سبب می شود که پیشروی رنگ در لوله آشکارساز یکسان نباشد و بنابراین موجب اشکال و خطا در قرائت و ثبت اندازه گیری شود. لوله های آشکارساز دارای نیمه عمر محدودی بوده و باید در جای خنک نگهداری شوند. در ضمن فقط از پمپ دستی تولید کننده همان لوله آشکارساز باید استفاده شود. زیرا پمپ های دیگر ممکن است دارای حجمی متفاوت با حجم هوای مورد نیاز لوله آشکارساز باشند. ضمن این که میزان دبی حجمی پمپ نمونه برداری هر سازنده متناسب با سرعت جذب و واکنش شیمیایی آلاینده و جاذب درون لوله آشکارساز است.

جذب و واکنش گاز / بخار در لوله های آشکارساز

شکل 1: جذب و واکنش گاز / بخار در لوله های آشکارساز

لوله آشکارساز شیشه ای استاندارد

شکل 2: لوله آشکارساز شیشه ای استاندارد که حاوی جاذب جامد روکش شده با معرف های شیمیایی است.

نمونه برداری و تجزیه

به منظور اطمینان از عملکرد صحیح پمپ لازم است پیش از نمونه برداری، احتمال نشتی پمپ مطابق آنچه در زیر توضیح داده شده، بررسی شود. پس از آن، دو انتهای لوله آشکارساز شیشه ای به طور دقیق شکسته می شود تا در هنگام جمع آوری نمونه، هوا به درون لوله آشکارساز جریان پیدا کند در برخی پمپ ها روزنه ای به منظور شکستن انتهای لوله آشکارساز تعبیه شده است. در مرحله بعد لوله آشکارساز شکسته شده درون روزنه ورودی پمپ نمونه برداری هوا قرار داده می شود. برروی اغلب لوله های آشکارساز فلش ویا پیکانی وجود دارد که باید به سمت پمپ باشد.

برای کار با لوله های آشکارساز عمدتا از دو نوع پمپ نمونه برداری هوا استفاده می شود. هر دو نوع پمپ، دستی بوده و به نام پمپ پیستونی و پمپ آکاردئونی خوانده می شوند (شكل 3) پمپ پیستونی، وسیله ای است که به صورت دستی فعال شده وحجم ثابتی از هوا را در هر ضربه، از درون لوله آشکارساز عبور می دهد. منظور از ضربه پمپ زمانی است که دسته پیستون به بیرون کشیده شده و موجب ایجاد خلاء در سیلندر پمپ خواهد شد. برای اطمینان از این که هر ضربه پمپ حجم کامل هوای تعیین شده را مکش می کند، ضروری است که مدت زمان تعیین شده برای انجام هر ضربه رعایت شود. دستورالعمل سازنده، مدت زمان مورد نیاز برای هر ضربه پمپ را معین می کند.

پمپ های آکاردئونی نیز به صورت دستی فعال می شود. ایجاد خلاء در این پمپ ها، مستلزم فشردن یک ساختار آکاردئونی است. مکش دستی پمپ آکاردئونی یا پیستونی، موجب فشار منفی نسبت به فشار اتمسفر در اتاقک پمپ شده و به این ترتیب هوای محیط به درون پمپ مکش می شود. اما هوا قبل از ورود به پمپ خلاء، از لوله آشکارساز عبور می کند. پیش از صفر شدن اختلاف فشار و پر شدن پمپ از هوا، حجم معینی از هوا (بطور مثال 100ml) از لوله آشکارساز عبور کرده و نمونه برداری می شود. حجم هوای نمونه برداری شده بستگی به تعداد ضربات پمپ (در پمپ نمونه برداری فردی) و یا تعداد دفعات فشردن ساختار آکاردئونی در پمپ آکاردئونی دارد. حجم هوای مورد نیاز برای لوله های آشکارساز مختلف، متناسب با نوع و تراکم آلاینده است. از لوله های آشکارساز برای قرائت مستقیم تراکم آلاینده استفاده می شود. بنابراین نیازی به تجزیه آزمایشگاهی وجود ندارد. در ادامه، خلاصه ای کوتاه از اصول جمع آوری نمونه بیان می شود.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ارزیابی گازها و بخارات سمی

⇐ رنگ بندی کارتریج های گازها و بخارات بر اساس NIOSH

⇐ مسمومیت ناشی از گازها و بخارات

⇐ پاورپوینت تجهیزات نمونه برداری از گازها و بخارات