ارزیابی گازها و بخارات سمی

ارزیابی گازها و بخارات سمی

فرمت: Pdf تعداد صفحات: 8

اهداف آموزشی

پس از اتمام این بخش قادر خواهید بود:

• اجزای یک مدار نمونه برداری متداول برای پایش آنی گازها و بخارات آلی هوابرد را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• اجزای مدار کالیبراسیون آشکارسازهای PID و FID و دستگاه سنجش IR که از تراکم های معلوم گاز مرجع استفاده می کنند را نام برده، شناسایی کرده و به هم متصل کنید.
• آشکارسازهای FID ،PID و دستگاه سنجش IR را با استفاده از تراکم های معلوم گاز و بخار آلی کالیبره کنید.
• اصول جمع آوری نمونه گاز و بخار آلی را با استفاده از آشکارسازهای PID و FID و دستگاه سنجش IR به اختصار بیان کنید.
• پایش آنی گازها و بخارات آلی هوابرد را با استفاده از آشکارسازهای PID و FID و دستگاه سنجش IR انجام دهید.
• تمام داده های کاربردی کالیبراسیون و نمونه برداری را با استفاده از فرم های داده های پایش میدانی ثبت کنید.

مقدمه

برای پایش آنی یا قرائت مستقیم گازها و بخارات آلی هوای محیطی، علاوه بر لوله های آشکار ساز و پمپ های پیستونی و آکاردئونی از وسایل الکترونیک نیز استفاده می شود. هر چند که این وسایل بر اساس اصول متفاوتی عمل می کنند، اما در برخی ویژگی ها و مشخصات مشابه اند. به طور مثال تمام آنها، دارای پمپ نمونه برداری هستند که با به جریان در آوردن هوا موجب عبور هوا و ملکول های گاز یا بخار آلی از روی آشکارساز می شود. این وسایل آلاینده را به صورت کیفی شناسایی کرده و با عنوان کلی آلاینده های آلی مشخص می کنند. ضمن این که تراکم آلاینده را نیز بر حسب قسمت در میلیون(ppm) یا واحدهای دیگر اندازه گیری کرده و بر روی صفحه نمایشگر نشان می دهند.

(شكل ۱) از آنجا که ممکن است در اغلب موارد ماهیت بخشی از گازها و بخارات آلی مشخص نبوده و یا قطعی نباشد، بنابراین داده ها بر حسب تراکم کل بخار آلی (TOV) گزارش می شود.

طرح شماتیک سنجش گاز و بخارات آلی سمی براساس مکانیزم یونیزاسیون

شكل 1: طرح شماتیک سنجش گاز و بخارات آلی سمی براساس مکانیزم یونیزاسیون

پایش

دستگاه های سنجش دارای آشکارساز یو نیزاسیون شعله  FID

دستگاه های سنجش دارای آشکارساز FID می توانند تراکم کلی گازها و بخارات آلی قابل و شدن را اندازه گیری کنند، مشروط به این که نوع گاز یا بخار در هنگام پایش مشخص و معلوم  باشد.

ضمن این که این دستگاه ها قادر به اندازه گیری تراکم آلاینده آلی خاص نیز می باشند. به طور معمول اجزای یک دستگاه سنجش دارای اشکارساز FID عبارت است از: پمپ نمونه برداری هوا که با باطری فعال می شود، سیلندر گاز هیدروژن فشرده، صفحه نمایش و پروب نمونه برداری (شكل 2).

دستگاه پایش گازها و بخارات آلی دارای دتکتورهای FID/PID

شكل 2: دستگاه پایش گازها و بخارات آلی دارای دتکتورهای FID/PID

مدار کالیبراسیون دستگاه سنجش گازها و بخارات سمی

شكل 3: مدار کالیبراسیون دستگاه سنجش گازها و بخارات سمی آلی متشکل از (الف) ترکیبی از دتکتورهای FID/PID که به (ب) كيسه نمونه برداری حاوی گاز مرجع و (ج) سیلندر گاز فشرده مرجع متصل است.

پاسخ دستگاه به هر آلاینده، متناسب با تعداد اتم های کربن در یک ملکول ماده آلی خواهد بود. اما تناسب فوق خطی نیست. گاز یا بخار توسط پمپ، به درون دستگاه مکش شده و از روی شعله هیدروژن در آشکارساز عبور داده می شود. این شعله، بخارات آلی با پتانسیل یونیزاسیون کمتر از ۱۵ الكترون ولت را یونیزه می کند. لازم به ذکر است که اغلب بخارات آلی دارای پتانسیل یونیزاسیون کمتر از ۱۲ الكترون ولت هستند. در اثر سوختن اکثر بخارات آلی، یونهای مثبت، با پایه کربن تولید می شود که به وسیله الکترود جمع آوری کننده با بار منفی جذب می شوند. این الکترود درون اتاقک جمع آوری کننده قرار داشته و بین آن و هادی های اطراف شعله، یک میدان الکتریکی وجود دارد. همزمان با جذب یونهای مثبت توسط الکترود جمع آوری کننده، جریانی متناسب با تراکم هیدروکربن در الکترود ورودی ایجاد می شود که به وسیله تقویت کننده اولیه، اندازه گیری می شود. سیگنال خروجی این تقویت کننده، متناسب با شدت یونیزاسیون است.

لازم به یادآوری است به منظور سوختن نمونه و تولید شعله هیدروژن، وجود تراکم کافی از ملکولهای اکسیژن ضروری است. برای کالیبراسیون آشکارساز FID نیز اغلب از گاز متان (به طور مثال با تراکم 100 پی پی ام) به عنوان گاز مرجع استفاده می شود. برای این منظور ابتدا کیسه نمونه برداری با استفاده از سیلندر گاز فشرده مرجع پر شده و سپس پروب نمونه برداری به آن وصل می شود (شكل 3)

دستگاه های سنجش مجهز به آشکارساز فتویونیزاسیون PID

دستگاه های سنجش دارای آشکارساز PID نیز تراکم کلی گازها و بخارات آلی قابل یونیزه شدن را اندازه گیری می کنند. این دستگاه ها دارای صفحه نمایش، باطری قابل شارژ، تقویت کننده، لامپ ماورا بنفش  (UV)، اتاقک حسگر یونیزاسیون و پروب هستند.

توسط پمپ، گازها و بخارات آلی از روی لامپ ماورای بنفش عبور داده می شود. چنانچه پتانسیل یونیزاسیون آلاینده های موجود در نمونه مساوی یا کمتر از انرژی یونیزان لامپ ماورای بنفش باشد، آلاينده مورد نظر یونیزه شده و منجر به ایجاد پاسخ دستگاه می شود. در اثر یونیزه شدن ملکول های آلاینده، الكترون های آزاد و یون های مثبت ملکول های آلاینده ایجاد می شود. یون های مثبت، موجب تولید جریانی متناسب با تعداد یونها و در نتیجه، متناسب با تراکم گاز یا بخار آلی می شوند، که پس از تقویت، بر روی دستگاه سنجش نمایش داده می شود. متناسب با انرژی (الکترون ولت) نور ماورای بنفش، می توان طیف وسیعی از ترکیبات آلی را تشخیص و تعیین مقدار کرد. اما تعیین نوع آلاینده امکان پذیر نیست. گرچه لامپ ماورای بنفش ( 10.6 الكترون ولت) تقريبا استاندارد و معمول است، اما لامپ های 2.2، 11.10 و 11.6 الكترون ولت نیز برای شناسایی و تعیین مقدار سایر آلاینده وجود دارند. آشکارساز PID اغلب با استفاده از ایزوبوتیلن (به طور مثال با تراکم ۱۰۰ پی پی ام) به عنوان گاز مرجع، کالیبره می شود.

ادامه مطالب زیر را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید

• دستگاه های سنجش براساس جذب پرتو مادون قرمز
• گاز کروماتوگراف قابل حمل
• فرم ثبت داده های پایش میدانی
• مفاهیم اساسی پایش آنی گازها و بخارات آلی

حتما بخوانید:

⇐ رنگ بندی کارتریج های گازها و بخارات بر اساس NIOSH

⇐ مسمومیت ناشی از گازها و بخارات

⇐ اندازه گیری گازها و بخارات در هوا به شیوه رنگ سنجی

⇐ اندازه گیری گازها و بخارات قابل اشتعال